Робота 4 - Визначення кількості знаків, які можна сформувати на екрані стандартного телевізійного приймача.

1.Теоретичні відомості

Для формування знаків растр розбивається (дискретизуєтся) на окремі ділянки - знакомісця, в межах яких умовно розташовуються матриці знаків (рис 1, а). Розмір елементу матриці по вертикалі h_е визначається шириною телевізійного рядка і може змінюватися дискретно кратно кількості телевізійних рядків l, що виділяються для формування одного елементу матриці. Таким чином, елемент матриці є укрупненим ЕВ, якщо вважати останнім точковий елемент, що визначається перерізом електронного променя.

Особливість синтезу знакової інформаційної моделі ЗВІ з повним телевізійним растром полягає у тому, що кожен символ формується частинами розривно в часі. В процесі формування одночасно знаходяться всі знаки, що становлять один текстовий рядок. Дійсно, рухаючись по телевізійному рядку, електронний промінь послідовно обходить всі елементи одного ряду матриці знакомісць, що входять в один текстовий рядок (рис 1, а). Формування текстового рядка закінчується після того, як промінь проходить lh'_з телевізійних рядків (h'_з= h_з/h_е - відносний розмір матриці по вертикалі, виражений кількістю її елементів). Потім через lh'_n (h'_n=h_n/h_е) телевізійних рядків, утворюючих інтервал між текстовими рядками, починається формування знаків наступного текстового рядка.

Рис. 1. Принцип формування знаків в ЗВІ ТВ - типу: а - ТВ растр з буквено-цифровою ІМ; б - часова діаграма відеоімпульсів

Для прогресивної розгортки число l принципово може бути будь-яким. Для черезрядкової розгортки найчастіше використовують розмір елементу матриці по вертикалі, рівний двом рядкам (l=2) або кратний двом. Це дозволяє дублювати знак в кожному полі. Звичайно на краях телевізійного растру спостерігаються найбільші нелінійні спотворення, а крім того, нестабільність амплітуди сигналів розгортки може вивести краї растру за межі екрану. У зв'язку з цим краєві зони растру не включають в інформаційне поле і розміри інформаційного поля визначають як

H=H_рb_в; В=В_рb_г, (1)

де H_р, В_р і H, В - висота і ширина растру і ІП; b_в і b_г - коефіцієнти використання телевізійного растру по вертикалі і по горизонталі, що мають звичне значення 0,9-0,7.

Кількість елементів матриці, яку можна розташувати по вертикалі в ІП, обмежується умовою

N_ев£ Z(1-а_к)b_в/l. (2)

Кількість текстових рядків N_тр визначається значенням N_ев і відносними розмірами матриці по вертикалі h'_з і інтервалу між текстовими рядками h'_п

N_тр= N_ев / (h'_з+h'_п), (3)

або з урахуванням (2)

N_тр £ Z (1-а_к) b_в/ [l (h'_з+h'_n) ]. (4)

Елементи, що входять в контур синтезуємого знаку, висвічуються шляхом модуляції інтенсивності електронного променя відео імпульсами у момент його проходження через розташування даного елементу на ІП. На рис 1, б показаний зразковий характер відео імпульсів при формуванні елементів матриці, розташованих на 5-й і 16-й телевізійних рядках телевізійного растру (рис 1, а). По горизонталі растр має безперервну структуру, а розмір елементу матриці визначається тривалістю відео імпульсу Т_е, за допомогою якого здійснюється модуляція яскравості (рис 1, б).

Якщо телевізійний рядок умовно дискретизовано на N_ер елементів, то час розгортки одного елементу

Т_е = T_z(1- а_z)b_г /N_ер=b_г(1-а_z)/(N_ерf_z). (5)

Мінімальний розмір елементу матриці по горизонталі обмежується роздільною здатністю ЕПТ і граничною частотою тракту відео підсилювача f_в. Для визначення верхньої межі частотного спектру відеосигналу розглянемо випадок формування темних і світлих смуг, що чергуються, шириною b_е (рис 2, а). Як видно з рис 2, б, перша гармоніка відеосигналу U_вр при цьому має період Т_вр=2Т_е. Отже, верхня межа смуги пропускання відео підсилювача f_вр повинна відповідати умові

f_в ³ 1/2 Т_е (6)

При заданій смузі пропускання відео підсилювача вирази (3) і (4) дозволяють визначити можливу кількість елементів відображення, що формуються в телевізійному рядку:

N_ер £ 2(1- а_z)b_гf_в/f_z. (7)

З урахуванням формату телевізійного екрану k_ф умова забезпечення квадратної форми елементу матриці може виконуватися, якщо між кількістю елементів по вертикалі і по горизонталі дотримується співвідношення

N_ер= N_ев k_ф b_г/b_в. (8)

Іноді в буквено-цифрових дисплеях порушують умову квадратної форми елементу матриці (h_е¹b_е), відповідно змінюючи відносний формат матриці знаку (b'_з : h'_з).

При виконанні умови (8) верхня межа смуги пропускання відео підсилювача у відповідності до виразів (2) - (7) визначиться так:

f_в ³ f_z Z(1-a_k)k_ф / [2l(1-a_z)] (9)

Рис. 2. Зв'язок періоду відеосигналу з шириною формуємих елементів ІМ