Published: 20. 11. 1998 Category: Hamradio station OK2MNM
• • ─ ─[ Jak funguje SSTV ]─────────────────────────────────────── ─ • •
Spousta z Vás, už bez problémově ovládá svoje programy, dělá DX
spojení, ale jak opravdu SSTV funguje nemusí znát dokonale každý.
"Co bych nevěděl synchronizační pulsy mají 1200 Hz a video
signál se přenáší v rozmezí 1500 až 2300 Hz !"
Tohle je sice úplná pravda, ale v moderní SSTV to nejsou jediné
signály ze kterých se potom složí obraz. Co třeba vertikální
synchronizace, VIS kódy, řádkový rozklad...
"hmm, ...teď jsi mě dostal..."
Tak, tedy začněme od začátku...
"To taky znám v roce 1958 SSTV vymyslel radio amatér Copthorne
McDonald..."
...od začátku vysílání obrázku. Na začátku každého snímku je vyslána
vertikální synchronizace, ta řekne programu, kovertoru či monitoru, že
má spustit zobrazování a v jakém módu. U staré osmi sekundové SSTV tohle
zařizoval impuls o kmitočtu 1200 Hz dlouhý asi 30 ms. U moderní SSTV byl
americkou firmou Robot Research Inc. (profesionální výrobce převodníků
SSTV na televizní signál), vyvinut zcela nový systém. Nejprve je odvysí-
lán impulz 1900 Hz délky 600 ms, přesně vprostřed přerušený krátkým
1200 Hz impulzem. Tyto signály uvedou přijímací zařízení do stavu
maximální ostražitosti, neboť po nich následuje digitální kód VIS
(Vertical Interval Signaling). Tento kód obsahuje číselnou kombinaci,
která je jedinečná pro každý SSTV mód a program se může automaticky
přepnout do správného módu. Digitální kód se vysílá modulační rychlostí
33,3 Baudů, tedy každý má délku 30 ms (mod. rychlost je obrácená hodnota
délky trvání datového impulzu). Datových impulsů je odvysíláno celkem 10,
první a poslední o kmit. 1200 Hz jsou signály START a STOP a mezi nimi
je už hlavní osmibitový kód. Prvních sedm bitů určuje mód a poslední je
bit PARITNÍ. Parita slouží jako jednoduchá kontrola, SSTV používá sudou
paritu. Těchto osm bitů se skládá z logických nul (1300 Hz) a
jedniček (1100 Hz).
Na obrázku vidíte, jak takový
─────┐┌─────┐ VIS kód vypadá. Bity jsou posí-
1900 ││1900 │s VIS kód = 42 p lány od toho nejméně významového.
Hz ││ Hz │t a s Takže pro kód na obrázku musíte
││ │a r t přečíst směrem zprava doleva.
600ms││600ms│r┌─┐ ┌─┐ ┌─┐ ┌─┐i o Jeho hodnota je 10101010b což je
││ │t│0│ │0│ │0│ │0│t p v desítkové soustavě 170, paritní
└┘ └─┘ │ │ │ │ │ │ │a┌───── bit se ale do tototo kódu neza-
1200 Hz │ │1│ │1│ │1│ │1│ │ ^ hrnuje takže 0101010b = 42.
(10 ms) │ └─┘ └─┘ └─┘ └─┘ │ │ Mód Martin M1 má VIS kód 44,
│ 10 x 30 ms = 300 ms│ │ Scottie S1 60 a třeba Robot
│<──────────────────>│ │ Color 72 má kód 12.
│
synchron prvního řádku>┘
I když nebývá úspěšnost přijímání VIS kódu sto procentní, je dobrou
pomůckou, pokud se na pásmu objeví nějaká stanice, která nepoužívá
konvenční Martin M1.
Hned po vertikální synchronizaci a VIS kódu následuje horizontální
synchronizace - synchron. impulz 1200 Hz, který bývá vysílán před
každým řádkem, jeho kmitočet 1200 Hz je "černější než černá", takže
se nijak rušivě neprojeví na obraze. Vlastní řádek je potom složen
z bodů, barva bodu odpovídá určitému kmitočtu v pásmu 1500 až 2300 Hz.
U barevných módů potom řádek obsahuje tři složky základních barev RGB
(Red, Green, Blue - červená, zelená modrá". U černobílých je vysílán
pouze černobílý jasový signál.
"Kolik barev je možné přenášet ??"
Pokud bu se každému kmitočtu z pásma 800 Hz (2300-1500 Hz) přiřadil
jeden odstín, tak by se přeneslo u ÇB módů 800 stupňů šedi a u barevných,
kde se barvy skládají z tří jasových obrazů a barvy pak vzniknou jejich
smícháním až 800x800x800 = 512000000. Tak to byla trocha teorie, v praxi
nejsme schopni tak přesně signál demodulovat (no, tedy alespoň s HAMCOMMem),
a také nemusíme vůbec tolik barev přenášet. Lidské oko totiž rozliší okolo
110 odstínů šedi. Takže když rozdělíme 800 Hz, řekněme, na 128 stejných
dílů potom rozdíl mezi dvěma následujícími rozdíly odpovídá 800/128 což je
6,25 Hz. U HAMCOMMu, který je 6 bitový (rozliší 64 úrovní) to je 800/64
se rovná 12,5 Hz, takže pro barevné RGB módy potom přenesou až 64x64x64
tj. 262144 barev, což je pro naše účely dostatečně vyhovující.
Vraťme se ještě k přenosu obrazu, a hlavně k různým módů. které můžeme
rozlišit na asynchronní a synchronní. U těch asynchron. Je nutné přijmout
vertikální synchronizaci (např. 8 s mód, systém Robot). U modernějších
synchronních módů je možné snímek přijímat od jakéhokoli řádku (systémy
Martin, Scottie, atd.), to je výhodné protože se obrázek přenáší docela
dlouhou dobu. Synchronní módy mají ještě jedno vylepšení a tím je možnost
příjmu s volně běžícím rozkladem.
"Co to znamená ?"
To znamená, že není třeba přijímat synchron. impulzy každého řádku. Při
rušení by totiž nemusel demodulátor řádkové impulzy zaznamenat a tak by
docházelo ke ztrátě pár řádků než se synchronizace znovu obnoví. S volně
běžícím rozkladem (tzv. Free run) se program sesynchronizuje prvním
přijatým řádkem a dále běží, podle módu, přesnou řádkovou rychlostí.
Tato rychlost musí být na obou korespondujících stranách stejná a pokud
by nebyla dochází ke známému a velmi nepříjemnému jevu - sešikmení.
Proto jsou synchronní módy s volně běžícím rozkladem o tolik odolnější
proti rušení a také velmi používané.
• • ─ ─[ Mód Martin M1 ]─────────────────────────────────────────── ─ • •
Martin M1 je právě zástupcem takových synchronních módů a kromě toho je
snad nejpoužívanějším módem vůbec, alespoň na na našem kontinentu.
V Severní Americe má převahu Scottie S1, což je až na pár detailů úplně
stejný systém Martin.
Jeho autorem je Martin Emmerson, G3OQD. Který jej implementoval do tehdej-
šího nejpoužívanějšího zařízení konvertoru Robot 1200C. Mód je synchronní
a překonává problémy, starých módů Robot a Wraase SC-1. Systém Martin se
skládá celkem ze čtyř módů Martin M1 až M4, které se liší rozlišením a tím
i dobou přenosu. Vývojářský trend v tehdejší době byl ten, že se vytvářelo
několik módů, z nichž bylo možno vybrat v rámci podmínek šíření, doby nutné
pro spojení atd., nejlepší kompromis. Proto vznikla skupina módů Martin.
╔══════════╤══════╤═════════╤═════╤══════╤═══════════════╗
║ Mód │ Doba │ Rozliš. │ VIS │ Sekv.│Řádková. rychl.║
╟──────────┼──────┼─────────┼─────┼──────┼───────────────╢
║ Martin M1│ 114 s│ 320x256 │ 44 │ GBR │134,3947532 lpm║
║ Martin M1│ 58 s │ 160x256 │ 40 │ GBR │264,5525975 lpm║
║ Martin M1│ 57 s │ 320x128 │ 36 │ GBR │134,3947532 lpm║
║ Martin M1│ 29 s │ 160x128 │ 32 │ GBR │264,5525975 lpm║
╚══════════╧══════╧═════════╧═════╧══════╧═══════════════╝
Doba - doba přenosu jednoho kompletního snímku.
Sekv.- pořadí barevných složek na jednotlivém scan řádku.
Řádková rychlost - přesná rychlost řádků přenesených za
minutu. LPM - line per minute.
V předchozí tabulce, je uvedena hlavní charakteristika módů v systému
Martin. Po řádkovém sychro. impulzu délky 5,0 ms, následují barevné složky
v pořadí zelená-modrá-červená. Toto pořadí bylo použité proto, aby se
schodovalo s pořadím v systému Wraase SC-1 a byla pak možná jednoduší
implementace i do tohoto systému. Každá barevná složka je má pak délku
asi 147 ms. Přesně si to může spočítak každý sám.
60
čas jednoho rádku [s] = ──────────────────
Řád. rychlost [lpm]
Horiz. rozklad [Hz] = 1 / čas řádku [s]
Pokud od doby řádku odečtete délku synch. impulzu 0,005 ms a vydělíte třemi,
výsledný čas v sekundách je doba přenosu jedné barevné složky.
Všechny snímky přenesené systémem Martin se zobrazují v poměru stran 4:3,
ale rozlišení jaké je uvedené v tabulce odpovídá tomuto poměru stran ale,
né reálnému rozlišení, které je ve skutečnosti o něco menší, protože je
nelze takovou rychlostí přenášet v SSB kanále šířky 3 kHz. Reálné rozlišení
je patrné např. pokud by se přenášel testovací obrazec s nejjemnější
mozajkou, tj. kdyby se na každém řádku střídal černý a bílý bod.