Введение
Группа режимов модуляции для передачи видео
Видеомодуляция – это метод передачи видеосигнала в области радиомодуляции и телевизионных технологий. Этот метод позволяет более эффективно передавать видеосигнал на большие расстояния. В общем случае, видеомодуляция подразумевает изменение высокочастотной несущей волны в соответствии с исходным видеосигналом. Таким образом, несущая волна содержит информацию, закодированную в видеосигнале. Затем несущая волна "переносит" эту информацию в виде радиочастотного (РЧ) сигнала. По достижении пункта назначения видеосигнал извлекается из несущей волны посредством декодирования. Иными словами, видеосигнал сначала комбинируется с несущей волной более высокой частоты, чтобы несущая волна содержала информацию видеосигнала. Полученный комбинированный сигнал называется радиочастотным сигналом. В конце этой системы передачи РЧ-сигналы поступают от светочувствительного датчика, что позволяет приемникам восстановить исходные данные из исходного видеосигнала. Существует множество областей применения видеомодуляции:
Вещание музыки и речи
Двухсторонняя радиосвязь (радиостанции, способные как передавать, так и принимать сигналы)
Авиационная радиосвязь (радиокоммуникация в гражданской авиации)
Компьютерные модемы (устройства, осуществляющие модуляцию Wi-Fi)
Все эти приложения используют преимущества видеомодуляции для снижения затрат.
Video modulation is a strategy of transmitting video signal in the field of radio modulation and television technology. This strategy enables the video signal to be transmitted more efficiently through long distances. In general, video modulation means that a higher frequency carrier wave is modified according to the original video signal. In this way, carrier wave contains the information in the video signal. Then, the carrier will "carry" the information in the form of radio frequency (RF) signal. When carrier reaches its destination, the video signal is extracted from the carrier by decoding. In other words, the video signal is first combined with a higher frequency carrier wave so that carrier wave contains the information in video signal. The combined signal is called radio frequency signal. At the end of this transmitting system, the RF signals stream from a light sensor and hence, the receivers can obtain the initial data in the original video signal. There are many application of video modulation:
Broadcasting music and speech
Two way radio systems (a radio that can both transmit and receive)
Aircraft band (radio communication in civil aviation)
Computer modems (a device that modulates Wi Fi)
These applications all utilized the efficiency of video modulation in order to minimize costs.
Основные понятия
Для полного понимания видеомодуляции необходимо усвоить несколько важных концепций.
Схема
Видеосигналы обычно кодируются в двоичные цифры (0, 1) или семиразрядную импульсно-кодовую модуляцию (PCM), являющуюся методом цифрового представления исходного видеосигнала. Видеосигнал, преобразованный в двоичный PCM в точке отправления, может быть затем передан по существующей телефонной линии или проводу непосредственно в пункт назначения. Если расстояние между точкой отправления и пунктом назначения слишком велико, необходим репитер для приема сигнала и его повторной передачи с большей мощностью, чтобы сигнал мог покрывать большие расстояния. Схема, предназначенная для передачи, должна быть максимально эффективной, то есть построена с высоким качеством и надежностью при минимальных затратах. Наиболее распространенным кабелем для построения такой схемы является кабель с 51 парой проводов. Этот тип кабеля часто используется в домашней телефонии благодаря низкой цене и хорошей функциональности. Кроме того, сигналы могут передаваться эффективно, поскольку расстояние между двумя соседними репитерами может достигать 6000 футов, в отличие от 3000 футов при использовании других кабелей.
Кодирование
Кодирование – это процесс, в ходе которого видеосигналы преобразуются в двоичные цифры (0, 1), поскольку цифры значительно легче передавать. В процессе кодирования используется кристаллический осциллятор. Это электронный осциллятор, который использует механический резонанс вибрирующего кристалла или пьезоэлектрического материала для создания электрического сигнала с очень точной частотой. Внутри кристаллического осциллятора обычно находится кристалл или эластичный материал, атомы, молекулы или ионы которого расположены в регулярном порядке. Например, кварц часто используется в кристаллических осцилляторах благодаря своей эластичности. После точной установки кристалла, электрическое поле может быть искажено изменением напряжения под воздействием электрода, расположенного рядом с кристаллом или на нем. Эта характеристика называется электрострикцией или обратным пьезоэлектрическим эффектом. Когда видеосигналы поступают на осциллятор, кристалл с прикрепленными к нему электродами начинает вибрировать как резонатор. Пьезоэлектрическое свойство кристалла преобразует механические колебания в переменное напряжение, которое затем улавливается прикрепленными электродами. Таким образом, электрическое поле искажается из-за разности потенциалов между электродами. Поскольку исходный видеосигнал представляет собой изменяющееся во времени напряжение на проводнике, искаженное электрическое поле также изменяется во времени. Изменяющееся электрическое поле преобразуется в волновую форму – сигнал, имеющий форму волны. Наконец, выходные сигналы комбинируются с несущей волной и преобразуются в радиочастотные сигналы, которые затем передаются приемнику.
Декодирование
После того, как радиочастотные сигналы достигают места назначения, приемник не может напрямую извлечь данные из этих сигналов, поскольку одновременно присутствуют кодированные и модулированные радиочастотные сигналы. Для решения проблемы множественных радиочастотных сигналов используется электрический фильтр. Частота каждого радиочастотного сигнала обычно отличается от частот других сигналов. Электронный фильтр способен выбирать только один радиочастотный сигнал на основе его несущей частоты, отбрасывая все остальные. Примером такой операции является выбор канала на телевизионном приемнике. Когда через электрический фильтр проходит только один радиочастотный сигнал, принимается соответствующий видеосигнал без помех от других сигналов. Для декодирования кодированных радиочастотных сигналов используется световой датчик. Как правило, световой датчик – это устройство, которое обнаруживает изменения интенсивности света и выдает соответствующий выходной сигнал. Одним из применений световых датчиков является система компенсации освещения. Эта система контролирует уровень освещенности на рабочем месте, поддерживая практически постоянное отношение света, регистрируемого датчиками, к уровню контролируемого освещения, даже при изменении количества дневного света, поступающего в помещение. В процессе декодирования световой датчик обнаруживает радиочастотный сигнал и затем выдает декодированный сигнал. Обычно радиочастотные сигналы, прошедшие через электрические фильтры, сначала преобразуются из двоичного кода в восьмеричный (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Восьмеричные сигналы затем обнаруживаются световыми датчиками, которые генерируют соответствующие цифровые электрические сигналы, которые затем декодируются для информирования пользователя о переданном сообщении или используются для подключения к внешнему оборудованию, такому как калькулятор, компьютер, принтер или другие устройства, подходящие для конкретной ситуации.