Контрольная работа по "Видеотехника"

    Основная область применения усилителей-распределителей – видеостудии, бродкастинговые студии, ретрансляционные узлы сетей кабельного телевидения, презентационные комплексы, системы MultiRoom. Различные модели усилителей-распределителей могут быть предназначены для работы с композитными (полным телевизионным) сигналом, а также с сигналами S-Video (цветность и яркость передаются по отдельным каналам), компонентными (цветоразностные сигналы и сигнал яркости передаются по трем раздельным каналам), RGB (сигналы трех основных цветов, передаваемые по трем раздельным каналам, плюс синхросмесь, подмешанная к сигналу G), RGBS (то же, но синхросмесь передается по отдельному четвертому каналу), RGBHV (то же, но синхронизирующие импульсы передаются по двум каналам, отдельно кадровые и строчные). Модели, предназначенные для тех или иных сигналов, оснащаются соответствующими разъемами: BNC для композитного, компонентного и RGB, а также vibi-DIN для S-Video. Корректное обращение с видеосигналами требует значительной полосы пропускания, которая обычно не уже 300 МГц, иногда значительно больше. В последнем случае прибор подходит и для передачи цифрового видеосигнала SDI, представляющего собой оцифрованный полный телевизионный сигнал, передаваемый, как и аналоговые, по коаксиальной согласованной линии. Рабочий диапазон усилителя видеосигналов должен начинаться с нулевой частоты, дабы он был способен пропускать постоянную составляющую (такой усилитель называют УПТ, или усилитель постоянного тока), либо в нем должна присутствовать схема восстановления постоянной составляющей. 

    Поскольку видеосигналу обычно сопутствует звук, выпускаются и звуковые усилители-распределители. В зависимости от их конструкции и разъемов они могут работать с небалансными звуковыми сигналам либо с балансными.

    В первом случае используются разъемы RCA или клеммные блоки, во втором – такие же блоки, но с тремя контактами (фаза, противофаза, земля) либо специальные разъемы XLR. Сигналы могут подаваться на усилитель-распределитель по обычной двухпроводной линии, по витой паре, а также экранированному коаксиальному кабелю. 

    Чаще всего видео и аудио часть оказываются интегрированными в одном корпусе усилителя-распределителя, и группы выходов видео и аудио переключаются синхронно. Иногда предусматривается возможность работы не с одним, а с несколькими сигналам (чаще всего композитный + S-Video). Преобразования из одного в другой стандарт внутри усилителя-распределителя не происходит. 

    Особую группу усилителей-распределителей составляют приборы с коррекцией параметров сигнала, которые гораздо более эффективны и позволяют осуществлять оперативные регулировки. В простейшем случае это регулятор уровня громкости в звуковой части прибора, иногда эквализация (по высоким и низким частотам). В видеочасти – регулировки цветности и яркости. Очень полезной оказывается также коррекция по ВЧ с изменяемой глубиной: поскольку ослабление высоких частот спектра сигналов видео зависит от длины кабеля и качества согласования (что на экране осциллографа видно по заваленным фронтам и закруглённым верхушкам прямоугольных импульсов), в каждом случае глубина такой коррекции может оказаться различной. Восстановление постоянной составляющей видеосигнала также является весьма востребованной функцией: многие включённые в видеотракт устройства изменяют её уровень, который полностью восстанавливается в усилителе-распределителе.

    Существуют также аналоговые усилители-распределители радиочастотного сигнала, способные работать в соответствующей их назначению высокочастотной области. 

    В области передачи цифровых сигналов усилители-распределители также широко применяются: в локальных компьютерных сетях (LAN), интегрированных сетях управления, в цифровом телевидении, цифровых аудио и видео студиях и т.д.. Основное требование к таким устройствам – широкополосность, поскольку на выходы прибора должен подаваться полноценный цифровой сигнал, состоящий из прямоугольных импульсов с крутыми фронтами, которые по мере прохождения по длинным линиям передач становятся более пологими, из-за чего возникает неопределенность момента перепада уровней (джиттер). Таким образом, прибор восстанавливает не только размах цифрового сигнала, но и его частотный спектр. Размерности цифровых усилителей-распределителей обычно 1:2, 1:4, 1:8, 1:16 и т.д. Существуют модели с двумя выбираемыми входами на 20 выходов, например концентраторы для интерфейсов Firewire, а также специальные устройства для интерфейса RS-232.

    Особую группу составляют усилители-распределители цифрового видео DVI, которые помимо своих основных функций должны уметь выполнять все операции, связанные с реализацией HDCP-совместимости с другими устройствами. 

    Усилители-распределители являются активными приборами по определению, и поэтому нуждаются в электропитании. Последнее может быть сетевым или от адаптера (постоянное напряжение). Существуют стационарные модели усилителей-распределителей, устанавливаемые в стандартную 19’’ стойку, и малогабаритные, «врезаемые» по месту в нужный участок кабельной сети. Управление может быть дистанционным: с пульта ДУ, по интерфейсу RS-232, RS-485 и т.д. 

    Матричные коммутаторы, например, 4:4, 4:16, 16:4 и т.д. Существуют и гораздо более могучие модели, скажем, 64:64 или 128:128. Матричный принцип организации коммутационных ключей с соответствующей логикой управления позволяет подать сигнал с любого входа на любой выход.

    Коммутаторы (кроме пассивных) весьма разнообразны по возможностям, габаритам, электропитанию и управлению. Существуют сетевые стоечные модели, а также малогабаритные с питанием +12 В от адаптера. Некоторые матричные коммутаторы имеют блочно-модульную конструкцию, позволяющую менять конфигурацию аппарата в зависимости от потребностей. У лучших моделей таких коммутаторов предусмотрена возможность «горячей» замены коммутационных модулей, не требующая отключения всей системы и позволяющая практически мгновенно восстанавливать работоспособность аппаратного комплекса без видимых на экране помех. Дистанционное управление коммутаторов осуществляется по информационным сетям (RS-232, RS-485), с инфракрасных пультов ДУ и пр. 

    Схема принципа работы простого и матричного коммутаторов и упрощённая структурная схема усилителя-распределителя в приложении.

    Задание 4  

    ЧТО ТАКОЕ ГРУППОВОЕ ВРЕМЯ ЗАПАЗДЫВАНИЯ (ГВЗ)?

    КАК НА ПРАКТИКЕ ИЗМЕРЯЮТ ГВЗ?

    К КАКИМ ИСКАЖЕНИЯМ ИЗОБРАЖЕНИЯ ПРИВОДИТ НЕРАВНОМЕРНОСТЬ

    ХАРАКТЕРИСТИКИ ГВЗ? 

    Фазовый сдвиг частотных составляющих сигнала характеризует параметр – групповое время запаздывания (ГВЗ).

    Искажения группового времени запаздывания вызывают различие в усилении сигналов яркости и цветности и расхождение их во времени. При измерении переходных характеристик ГВЗ проявляется в изменении фронта импульса.

    В канале цветности ГВЗ проявляется в несовпадении сигналов яркости и цветности, что приводит, например, к появлению цветных окантовок изображения. На практике характеристика группового времени запаздывания оценивается по амплитудно-частотной характеристике телевизионного приемника. Плоской части АЧХ соответствует линейный участок фазо–частотной характеристики (ФЧХ), а скатам – нелинейные. 

    Групповое время запаздывания измеряется следующими методами: по точкам, осциллографическим, передачей групповых сигналов и панорамным, являющимся разновидностью последнего метода. Заметим, что все методы измерения фазового сдвига могут быть использованы для косвенного определения относительного времени запаздывания.