Tutorial SSTV (15)

PLL, Zero Cross Detector ou Hilbert Transform do MMSSTV : Qual é o melhor ?

Veja a seguir o resultado de testes feitos para descobrir qual é o melhor demodulador de FM (e que é o maior responsável pela qualidade da imagem, seguido pelos filtros) no MMSSTV.

Numa imagem normal é praticamente impossível visualizar alguma diferença entre os três demoduladores, porque as diferenças reais são mínimas e apenas visíveis com sinais de teste apropriados, como os de barras coloridas com 100% de saturação, barras cinzas e barras de resolução máxima. O resultado também depende muito da relação sinal/ruido, como pode ser visto nas duas figuras seguintes: fig.1, sinal sem ruído e fig.2, com apenas 6 dB (=1 ponto S) de relação sinal/ruido.

fig.1 Na fig.1 acima, feita sem ruído (ou melhor, com ruido extremamente fraco!), pode se ver o seguinte:

Barras coloridas: melhor o HT (Hilbert Transf. Conv.), bem visível na transição de duas cores complementares: verde para magenta.
Barras cinzas: novamente é melhor o HT, pois provoca menos efeitos de "moiré" e transições mais nitidas entre níveis adjacentes.
Resolução: claramente o melhor é o ZC (Zero Cross Det.), com o HT em segundo e em ultimo o PLL, que no caso estava com ganho = 1,5. Com ganho = 1, o PLL é quase igual ao ZC.

fig.2 Na fig. 2, feita com S/N = 6 dB, (e onde HC significa Hilbert Transform Converter), observamos:

Barras coloridas: melhor o ZC, com (30%) ou sem diferenciador. Em segundo lugar, o HT, empatado com PLL com ganho = 1 e por ultimo PLL com ganho = 1,5.
Barras cinzas: mesmos resultados do item anterior, porem com ruído um pouco mais visível com o ZC com diferenciador (o que é normal !).
Resolução: também apresenta os mesmos resultados do item anterior.

Neste caso, com baixa relação sinal/ruido, o Zero Cross Detector supera em muito os demais, pois apresenta muito menos ruído na imagem. O pior é o PLL com ganho = 1,5, pois aumenta muito a visibilidade do ruído.

Conclusão geral :

Com sinal bom (boa relação sinal/ruido S/N) , o melhor para as cores é o HT (Hilbert Transform Converter) , seguido de perto pelo ZC, que oferece a melhor resolução, ou seja, permite obter uma imagem mais nítida em detalhes.
Com sinal fraco (baixa S/N) , o ZC é disparado o melhor. ( isto é interessante pois ele é o mais simples de ser implementado ! )
Nunca se deve usar o PLL com ganho = 1,5, pois sempre é o pior de todos.
Portanto:

se você quer fidelidade nas cores : use o Hilbert Transform Converter,
se você quer a melhor resolução e o menor ruído na imagem : use o Zero Cross Detector (sem diferenciador).

Observação importante : Os testes acima foram feitos interligando dois computadores PC rodando o software MMSSTV (V1.03).

No MMSSTV transmissor : foi usado o TxBPF com Tap = 48. Saida em line Out. Foi usado o modo Scottie DX porque é o que permite a maior resolução possível nos modos com 320 pixels na horizontal. ( Em Martin 1 ou Scottie 1, as linhas de maxima resolução ficam quase invisíveis)

No MMSSTV receptor (entrada em Line In) foi usado o RxBPF = Broad, Linear level converter e filtros default para os PLL. O sinal foi ajustado para 12 dB abaixo do nivel máximo da placa de som. O ruído branco foi injetado em Mic In, limitado com um filtro de 300 a 3000 Hz e a relação sinal/ruído exata foi medida e ajustada usando o analizador de espectro CoolEdit da Syntrillium.

As imagens acima foram feitas originalmente no formato BMP, porem para ocupar menos espaço, foram convertidas em GIF, que foi o formato com resultado mais próximo do original.