Первые шаги цифрового телевидения в СССР

Певзнер Борис

По теме “Студия” были разработаны аппаратно–студийный блок (зам. гл. конструктора по АСБ Татьяна Моисеевна Ляхова), цифровой сектор центральной аппаратной телецентра (зам. гл. конструктора по АЦ Семен Абрамович Шерман), а также цифровые соединительные линии между аппаратными. АСБ является основной аппаратной телецентра, в нем формируются телепередачи. Его цифровая система телеуправления, допускающая подключение управляющей ЭВМ, позволяла легко скомпоновать на его базе аппаратно–программный блок (АПБ) для монтажа и автоматического выпуска в эфир текущей телепрограммы. Таким образом, в ОКР “Студия” были созданы почти все составные части будущего телецентра.

В рамках отдельной ОКР “ТКА-4” была поставлена задача разработки телекинопроекционной аппаратной 4–го поколения (ведущий

разработчик телекинопроектора Владимир Николаевич Ролдугин, ныне генеральный директор фирмы “ПРОФИТТ"). Цифровая техника с ее памятью на кадр позволила изящно решить сложную проблему передачи кинофильмов по ТВ с чересстрочным разложением. Раньше для этой цели создавались сложные оптико–механические кинопроекторы, позволявшие каждый кадр кинопленки считывать два раза — нечетными и четными строками. В новой ТКА использовался простой аппарат с непрерывной протяжкой кинопленки и однострочным ПЗС для каждого цвета и полученные три видеосигнала после АЦП записывались в кадровую память. Из памяти они считывались двумя полукадровыми циклами, образуя чересстрочное разложение. Цифровая техника позволила также обрабатывать сигналы для устранения дефектов кинопленки, подавления шумов и т. п.

Как уже говорилось, важной проблемой было определение параметров цифрового кодирования ТВ–сигналов. Поиски оптимального цифрового кода продолжались 10 лет. В упомянутой выше статье 1976 года предлагалось 8–разрядное кодирование для сигнала яркости и 7–разрядное — для сигналов цветности. Также была выбрана частота дискретизации сигнала яркости 12,5 МГц, а сигналов цветности — 3,125 МГц (два сигнала цветности передавались поочередно, через строку, как в системе СЕКАМ, так что на 4 элемента яркости передавался 1 элемент цветности). Тактовая частота кода получалась равной 15,625 МГц, а поток информации видеосигнала — 125 Мбит/с.

Со временем предложения в отношении размеров потока информации становились все смелее. В статье Б. М. Певзнераи И. И. Цуккермана “ О нормах на цифровое кодирование сигналов для ТВ–центров 4–го поколения" (“Техника кино и телевидения". 1977. № 9) предлагалось передавать в каждой строке уже оба сигнала цветности с 8–разрядным кодированием. Это приводило к тактовой частоте 18,75 МГц и цифровому потоку 150 Мбит/с. Такой код и был реализован в лабораторных макетах по темам “Офорт" и “Эстамп". Но в 1981 году стало понятно, что МККР примет более высокие частоты дискретизации — 13,5 МГц для сигнала яркости и 6,75 МГц для сигналов цветности, что давало тактовую частоту 27 МГц и цифровой поток 216 Мбит/с.

Параметры синхронизации цифрового кода были выработаны МККР значительно позже. Но советские специалисты принимали активное участие в работах МККР, отслеживали все поступающие вклады, и мы рискнули разработать аппаратуру заказа “Студия” в 1982–1984 годах уже в соответствии с готовившимися нормами, которые официально были приняты МККР лишь в 1982 и 1986 годах.

Создатели новой техники

За годы работы я пришел к убеждению, что организация дела и технический уровень института и страны в целом, конечно, очень важны, но все результаты работы определяются прежде всего личными способностями ее исполнителей. В технических разработках это почти столь же справедливо, как в научных исследованиях. Мне повезло работать со многими талантливыми инженерами, знания, умение и увлеченность которых позволили создать новаторскую аппаратуру 4–го поколения. Многих из них я уже выше назвал. Но здесь хотел бы особо отметить Татьяну Моисеевну Ляхову, которая провела разработку и настройку первого в мире цифрового аппаратно–студийного блока. Она продолжает успешно работать и до сего дня, создавая современную цифровую аппаратуру в ООО “ПРОФИТТ". До сих пор работают и многие другие инженеры, освоившие цифровую технику, работая по теме “Студия” и в предшествующих НИР.

Для АСБ был создан цифровой коммутационно–микшерный узел с гораздо большими изобразительными возможностями, чем допускала прежняя аналоговая аппаратура (Т. М. Ляхова, Е. И. Довгер, В. В. Рыбаков и др.). Сложный

блок видеоэффектов с кадровой памятью (А. К. Бухаров, И. В. Нагибин) впервые позволил производить разнообразные деформации ТВ–изображения.

Интересные новые устройства разрабатывались для нас на кафедре телевидения ЛИАП (Ленинградский институт авиационного приборостроения) под руководством доцента Валерия Яковлевича Сорина. Световое перо давало возможность рисовать или писать на экране. Говоря об этом блоке, мне хотелось бы отметить, насколько новыми были тогда наши разработки. Его первая модель создавалась еще в 1976–1978 годах, и много усилий было потрачено на устройство для перемещения одной рукояткой точки по поверхности ТВ–экрана. Над этим долго ломали голову наши конструкторы и инженеры ЛИАП, ведь компьютерной мыши, столь удачно решившей эту задачу, мы тогда еще не знали.

На основе светового пера был создан блок видеоживописи (В. Я. Сорин), который позволял рисовать на экране монитора цветное изображение, меняя ширину и фактуру мазка и используя оперативную палитру из 24 цветов, выбираемых художником из всей гаммы доступных цветов. Структура микшера АСБ позволяла вводить в него в качестве силуэтного сигнала линию произвольной формы, нарисованную световым пером.

Были значительно усовершенствованы блок электронной рир–проекции (Валерий Исаакович Малинин) и генератор спецэффектов (Анатолий Иванович Кулыгин). Матричный коммутатор объемом 24x16 (около 3500 точек коммутации при работе в параллельном коде) разработало СКБ Кировоградского радиозавода (Владимир Всеволодович Андрусенко и Анатолий Викторович Васильев). Удачное размещение микросхем ячеек коммутации 16x16 на одной большой многослойной печатной плате с разъемами по периферии позволило решить эту сложную задачу. Нам удалось достать новые микросхемы разработки объединения “Светлана", хотя это было очень непросто. Данные коммутаторы были применены и в АСБ, и в АЦ.

Источниками сигналов в АСБ служили три серийные цветные камеры 3–го поколения КТ-178, разработанные коллективом под руководством Бориса Абрамовича Берлина, а также внешние программы — цифровые и СЕКАМ. Они вводились через кодирующие устройства "Компонентные видеосигналы — цифра" и "СЕКАМ — цифра" (С. А. Горьев, В. Е. Тимофеев и сотрудники Одесского филиала ВНИИТ). Имелись также ответные декодирующие устройства.

Другими источниками служили цифровые генераторы знаков (текста), цветных полос, фона и испытательной таблицы. Впервые был создан блок, формировавший универсальную электронную испытательную ТВ–таблицу (УЭИТ) путем непосредственной генерации цифровых кодов каждого ее элемента (Вера Васильевна Сухих и Инна Дмитриевна Белова).

Были разработаны и все измерительные приборы, необходимые для контроля цифро–аналоговой аппаратуры — устройства контроля уровней (путем чтения цифровых кодов), джиттера тактовых импульсов, отношения сигнал–шум (Феликс Симонович Бородиц–кий, Сергей Александрович Третьяк, Алла Федоровна Полушкина, Константин Алексеевич Клодин). Насадку для наблюдения парафазных цифровых кодов на стандартном осциллографе С1–75 разработал Евгений Иванович Довгер. Таким образом, был создан полный комплекс со всем необходимым измерительным обеспечением.

Александровским радиозаводом были разработаны ВКУ (мониторы) со входами для цифровых сигналов (Борис Иванович Беляков, Владимир Михайлович Шмаков) и изготовлены все ВКУ для АСБ и АЦ.

Вся сетка частот для телецентра формировалась в системе синхронизации (зам. гл. конструктора заказа Игорь Александрович Лучихин, ведущий инженер Сергей Михайлович Первушкин). Разработкой всех чертежей и воплощением их “в железо” руководил зам. гл. конструктора заказа Дмитрий Иванович Душутин.

Для передачи видеосигналов в цифровом параллельном коде внутри аппаратных (до 50 м) был применен 10–парный телефонный кабель ТСКВ-10х2 с витыми парами; по 9–й паре шла тактовая частота 27 МГц. Внутри шкафов использовался удобный для монтажа “под обжим” в разъем 10–парный плоский (ленточный) кабель.