Видео модуляция

Видеомодуляция — стратегия передачи видеосигнала в области радиомодуляции и телевизионных технологий . Эта стратегия позволяет более эффективно передавать видеосигнал на большие расстояния. В общем, видеомодуляция означает, что несущая более высокой частоты модифицируется в соответствии с исходным видеосигналом. Таким образом, несущая волна содержит информацию в видеосигнале. Затем носитель будет «переносить» информацию в виде радиочастотного (РЧ) сигнала. Когда несущая достигает пункта назначения, видеосигнал извлекается из несущей путем декодирования. Другими словами, видеосигнал сначала объединяется с несущей более высокой частоты, так что несущая содержит информацию в видеосигнале. Объединенный сигнал называется радиочастотным сигналом. В конце этой системы передачи поток радиочастотных сигналов поступает от датчика освещенности и, следовательно, приемники могут получить исходные данные в исходном видеосигнале. ^[1]

Существует множество применений видеомодуляции:

Трансляция музыки и речи
Системы двусторонней радиосвязи (радио, которое может как передавать, так и принимать)
Авиационный диапазон (радиосвязь в гражданской авиации )
Компьютерные модемы (устройства, модулирующие Wi-Fi )

Все эти приложения использовали эффективность видеомодуляции для минимизации затрат.

Ключевые понятия

Чтобы полностью понять видеомодуляцию, необходимо понять некоторые важные концепции.

Схема

Видеосигналы обычно кодируются в двоичную (0, 1) или семизначную импульсно-кодовую модуляцию (PCM), которая представляет собой метод, используемый для цифрового представления исходного видеосигнала. Видеосигнал, преобразованный в двоичную цифру PCM в точке происхождения, затем может быть передан по существующему телефонному кабелю или проводу непосредственно к месту назначения. ^[2] Если расстояние между источником и пунктом назначения слишком велико, необходим ретранслятор для приема сигнала и его повторной передачи с более высокой мощностью, чтобы сигнал мог преодолевать большие расстояния. Схема, предназначенная для передачи, должна обладать как можно большим количеством преимуществ, чтобы быть эффективной. Другими словами, схема должна быть построена качественно и надежно и с минимальными затратами. Наиболее распространенным кабелем, используемым для построения схемы, является 51-парный кабель . Этот тип кабеля часто используется в домашних телефонах из-за невысокой цены и хорошей функциональности. Кроме того, сигналы могут передаваться эффективно, поскольку расстояние между двумя соседними ретрансляторами может составлять 6000 футов, а не всего 3000 футов по сравнению с другим кабелем.

Кодирование

Кодирование — это процесс, во время которого видеовходы преобразуются в двоичные цифры (0, 1), поскольку цифры передавать гораздо проще. При кодировании используется кварцевый генератор. ^[3] Это электронный генератор , который использует механический резонанс вибрирующего кристалла или пьезоэлектрического материала для создания электрического сигнала очень точной частоты. ^[4] Внутри кварцевого генератора обычно находится кристалл или упругий материал, составляющие атомы, молекулы или ионы которого расположены в правильном порядке. Например, кварц часто используется в кварцевых генераторах из-за его эластичности. После точной установки кристалла электрическое поле может быть искажено изменением напряжения из-за электрода рядом с кристаллом или на нем. Эта характеристика называется электрострикцией или обратным пьезоэлектризмом . ^[5] Когда видеосигналы подаются на генераторы, кристалл с прикрепленными к нему электродами начинает вибрировать как резонатор. свойства кристалла Пьезоэлектрические преобразуют механические вибрации в колебательное напряжение, а затем напряжение улавливается прикрепленными электродами. Таким образом, электрическое поле искажается из-за разности потенциалов между электродами. Поскольку исходный видеосигнал существует в виде изменяющегося во времени напряжения на проводе, искаженное электрическое поле также меняется во времени. Изменяющееся электрическое поле преобразуется в сигнал , имеющий форму волны . Наконец, выходные сигналы объединяются с несущей и преобразуются в радиочастотные сигналы, а затем передаются в приемник.

Декодирование

После того, как радиочастотные сигналы достигают пункта назначения, приемник не может получить данные непосредственно из радиочастотных сигналов, поскольку одновременно существуют закодированные и умноженные радиочастотные сигналы. Что касается проблемы нескольких радиочастотных сигналов, электрический фильтр используется . Частота каждого радиочастотного сигнала обычно отличается от других радиочастотных сигналов. Электронный фильтр может отбирать только один радиочастотный сигнал на основе его несущей частоты, отвергая при этом все остальные радиочастотные сигналы. Одним из примеров этой операции является выбор канала на телевизионном приемнике. При прохождении через электрический фильтр только одного радиочастотного сигнала принимается только один соответствующий видеосигнал без помех со стороны других радиочастотных сигналов. ^[6]

Для кодированных радиочастотных сигналов датчик используется освещенности. Как правило, датчик освещенности — это устройство, которое обнаруживает изменения количества света и обеспечивает соответствующий выходной сигнал. Одним из применений датчиков освещенности является система датчиков компенсированной освещенности. Эта система может контролировать уровень освещенности на рабочем месте. Отношение освещенности датчиков освещенности к уровню контролируемого освещения на рабочем месте поддерживается практически постоянным при изменении дневного света, проникающего в помещение. ^[7] В процессе декодирования датчик освещенности используется для обнаружения радиочастотного сигнала и последующего вывода декодированного сигнала. Как правило, радиочастотные сигналы, поступающие из электрических фильтров, сначала преобразуются из двоичной цифры в восьмеричную (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Восьмеричные сигналы затем обнаруживаются датчиками освещенности. Датчики реагируют, вырабатывая соответствующие цифровые электрические сигналы, которые, следовательно, декодируются для информирования зрителя о передаваемом сообщении или подаются на внешнее оборудование, такое как калькулятор, компьютер, печатный копировальный аппарат или другие устройства, подходящие для конкретного случая. ^[1]

Виды видеомодуляции

Типы видеомодуляции можно классифицировать по способу объединения несущей волны с видеосигналом. Видеосигнал и несущая волна существуют в форме волны, и когда несущая волна «переносит» видеосигнал, форма несущей волны изменяется, и измененная несущая волна является радиочастотным сигналом. Следовательно, то, как изменяется форма несущей волны, является ключом к классификации типов видеомодуляции.

Амплитудная модуляция (АМ)

Амплитудная модуляция работает путем изменения амплитуды несущей волны в соответствии с изогнутой формой исходного видеосигнала. Другими словами, когда несущая волна объединяется с видеосигналом, частота объединенного сигнала такая же, как частота несущей волны, при этом амплитуда изменяется. Изображение выше может более наглядно объяснить, как изменяется форма. В процессе объединения, если видеосигнал находится на пике (самое высокое значение амплитуды), амплитуда изменяющейся несущей будет самой высокой, а что касается впадины (наименьшее значение амплитуды), амплитуда изменяющейся несущей будет самой низкой. . Другими словами, в точке несущей волны, которая соответствует пику видеосигнала, форма волны будет наиболее выпуклой, а в точке, соответствующей впадине, форма будет наиболее опущенной. Фактически изменение амплитуды несущей волны пропорционально амплитуде видеосигнала.

Частотная модуляция (FM)

При частотной модуляции несущая волна объединяется с видеосигналом путем изменения мгновенной частоты волны (частоты волны в определенной точке). (Сравните с амплитудной модуляцией, при которой амплитуда несущей волны меняется, а частота остается постоянной.) Как видно на рисунке выше, если видеосигнал находится на пике, мгновенная частота несущей волны увеличится, а что касается минимума , мгновенная частота уменьшится. Более наглядно, несущая волна становится наиболее плотной в точке, соответствующей пику видеосигнала, и самой тонкой в точке, соответствующей впадине.

Приложения

Различные типы видеомодуляции могут применяться в различных областях благодаря своим уникальным преимуществам и недостаткам.

Применение АМ

Радио или телевидение (вещание)
Группа самолетов

AM применяется в этих областях, поскольку модулированный по амплитуде сигнал видео можно легко кодировать и декодировать, поскольку изменение амплитуды несущей волны и амплитуды исходного видеосигнала пропорционально . Однако амплитудная модуляция чувствительна к шуму и электромагнитным помехам . Следовательно, методы AM в основном используются в менее технических областях, которые допускают шум и электромагнитные помехи, таких как радиовещание.

Применение ФМ

FM применяется в этих областях, поскольку он менее чувствителен к шуму и электромагнитным помехам, и при сборе данных или записи сигнала действительно важно минимизировать влияние внешних помех, таких как шум и электромагнитные помехи.

См. также

ТВ-системы

NTSC и NTSC-J

Системы кодирования цвета

Разъемы

СКАРТ

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б Баер, Ральф Х. «Система цифровой видеомодуляции и демодуляции» . Проверено 10 ноября 2014 г.
^ С. Е., Миллер (1954). «Волновод как средство связи». Технический журнал Bell System . 33 (6): 1209–1265. дои : 10.1002/j.1538-7305.1954.tb03753.x . ISSN 0005-8580 .
^ РЛ, Карбри (январь 2007 г.). «Передача видео по парам телефонных кабелей с помощью импульсно-кодовой модуляции». Труды ИРЭ . 48 (9): 1546. doi : 10.1109/JRPROC.1960.287668 .
^ Граф, Рудольф Ф. Современный электронный словарь (7-е изд.). США: Ньюнес. п. 162 163. ISBN 0750698667 . Проверено 29 октября 2014 г.
^ Фёлль, Хельмут. «Электронный материал» .
^ Тед, Хартсон; Роберт, Дикинсон; Уолтер, Чичиора. «Расширение информационной емкости существующих систем передачи связи» . Проверено 10 ноября 2014 г.
^ У. Джон Хед; Уотсон, Фрэнсис М. «Система датчиков компенсированной освещенности» . Проверено 10 ноября 2014 г.

[videomodulation-1] Перейти обратно: ^а ^б Баер, Ральф Х. «Система цифровой видеомодуляции и демодуляции» . Проверено 10 ноября 2014 г.

[2] С. Е., Миллер (1954). «Волновод как средство связи». Технический журнал Bell System . 33 (6): 1209–1265. дои : 10.1002/j.1538-7305.1954.tb03753.x . ISSN 0005-8580 .

[CODING-3] РЛ, Карбри (январь 2007 г.). «Передача видео по парам телефонных кабелей с помощью импульсно-кодовой модуляции». Труды ИРЭ . 48 (9): 1546. doi : 10.1109/JRPROC.1960.287668 .

[4] Граф, Рудольф Ф. Современный электронный словарь (7-е изд.). США: Ньюнес. п. 162 163. ISBN 0750698667 . Проверено 29 октября 2014 г.

[5] Фёлль, Хельмут. «Электронный материал» .

[6] Тед, Хартсон; Роберт, Дикинсон; Уолтер, Чичиора. «Расширение информационной емкости существующих систем передачи связи» . Проверено 10 ноября 2014 г.

[7] У. Джон Хед; Уотсон, Фрэнсис М. «Система датчиков компенсированной освещенности» . Проверено 10 ноября 2014 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]