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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Standard televisivi internazionali. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / TV Descrizione degli standard televisivi internazionali. Le loro differenze, vantaggi e svantaggi. La televisione mondiale ha una serie di standard per la codifica a colori e l'organizzazione della segnalazione e della sincronizzazione audio. Sono una combinazione di tre sistemi di codifica a colori (NTSC, PAL, SECAM) e dieci standard di segnalazione e scansione: B, G, D, K, H, I, KI, N, M, L.
Nota: norme B e G; D e K differiscono nei valori delle frequenze dei canali TV (rispettivamente MV e UHF). La polarità della modulazione del segnale video è "-" negativa, "+" positiva. Poiché la scansione interlacciata viene utilizzata durante il "disegno" dell'immagine, la frequenza fotogrammi reale è la metà della frequenza fotogrammi, ovvero la frequenza di modifica dei semiquadri (campi). Per essere precisi, la frequenza di campo è di 58.94 Hz.Attualmente sono in funzione tre sistemi TV a colori compatibili: SECAM, NTSC e PAL. Indipendentemente dal tipo di sistema, i sensori di segnale (telecamere) formano segnali di tre colori primari: Er - rosso, Es - verde e Ed - blu. Gli stessi segnali controllano le correnti del fascio nei proiettori elettronici del cinescopio della TV. Modificando il rapporto dei segnali sui catodi del cinescopio, è possibile ottenere qualsiasi tonalità di colore all'interno del triangolo di colore determinato dalle coordinate di colore dei fosfori utilizzati. Le differenze tra i sistemi di televisione a colori (CT) sono nei metodi per ottenere il cosiddetto segnale video a colori (PCTS) dai segnali di colore primari, che modula la frequenza portante nel trasmettitore televisivo. Tale trasformazione è necessaria per posizionare le informazioni su un'immagine a colori nella banda di frequenza di un segnale in bianco e nero. Al centro di tale compattazione degli spettri del segnale c'è una caratteristica del sistema visivo umano, che consiste nel fatto che piccoli dettagli dell'immagine sono percepiti come non colorati. I segnali di colore primari vengono convertiti in un segnale di luminanza a banda larga Ey, corrispondente a un segnale video televisivo in bianco e nero, e tre segnali a banda stretta che trasportano informazioni sul colore. Questi sono i cosiddetti segnali di differenza di colore. Si ottengono sottraendo il segnale di luminanza dal corrispondente segnale di colore di base. Il segnale di luminanza si ottiene sommando in una certa proporzione i tre segnali di colore primari: Ey=rEr+gEg+bEb (1) In tutti i sistemi di televisione a colori vengono trasmessi solo i segnali di luminanza Eu e due segnali di differenza di colore, E-y ed Eb-y. Il segnale Eg-y viene ripristinato nel ricevitore dall'espressione (1). (Va notato che prima della miscelazione, i segnali di colore primari passano attraverso circuiti di correzione gamma che compensano le distorsioni causate dalla dipendenza non lineare della luminosità del bagliore dello schermo dall'ampiezza del segnale modulante). sistema NTSC Il sistema NTSC è il primo sistema DH che ha trovato applicazione pratica. Sviluppato negli Stati Uniti e accettato per la trasmissione nel 1953. Durante la creazione del sistema NTSC, sono stati sviluppati i principi di base della trasmissione dell'immagine a colori, che sono stati utilizzati in un modo o nell'altro in tutti i sistemi successivi. Nel sistema HTSC, il PTTS contiene in ciascuna linea una componente di luminanza e un segnale di crominanza trasmesso da una sottoportante che giace nella larghezza di banda del segnale di luminanza. La sottoportante è modulata in ciascuna riga con due segnali di cromaticità E-y ed Eb-y. Per evitare che i segnali di colore creino interferenze reciproche, nel sistema HTSC viene utilizzata la modulazione bilanciata in quadratura. Esistono due valori principali della sottoportante di crominanza HTSC: 3.579545 e 4.43361875 MHz. Il secondo valore è minore e viene utilizzato principalmente nella registrazione video per utilizzare il canale di registrazione-riproduzione comune con il sistema PAL. Il sistema NTSC presenta una serie di vantaggi: - elevata nitidezza del colore con un canale di trasmissione a banda relativamente stretta; La struttura degli spettri del segnale consente di separare efficacemente le informazioni utilizzando filtri digitali a pettine. Il decoder HTSC è relativamente semplice e non contiene linee di ritardo. Allo stesso tempo, il sistema NTSC presenta anche alcuni svantaggi, il principale dei quali è la sua elevata sensibilità alle distorsioni del segnale nel canale di trasmissione. La distorsione del segnale sotto forma di modulazione di ampiezza (AM) è chiamata distorsione differenziale. Come risultato di tali distorsioni, la saturazione del colore delle aree chiare e scure è diversa. Queste distorsioni non possono essere eliminate utilizzando il circuito di controllo automatico del guadagno (AGC) del segnale di crominanza, poiché le differenze nell'ampiezza della sottoportante del colore compaiono all'interno della stessa linea. Le distorsioni sotto forma di modulazione di fase di una sottoportante di colore da parte di un segnale di luminanza sono chiamate distorsioni di fase differenziali. Provocano cambiamenti nella tonalità del colore a seconda della luminosità di una determinata area dell'immagine. Ad esempio, i volti umani sono dipinti in rosso nelle ombre e verdastri nelle alte luci. Per ridurre la visibilità della distorsione d-f, i televisori HTSC sono dotati di un controllo operativo della tonalità del colore, che consente di rendere più naturale la colorazione delle parti con la stessa luminosità. Tuttavia, la distorsione della tonalità del colore nelle aree più luminose o più scure aumenta. Requisiti elevati per i parametri del canale di trasmissione portano alla complessità e al costo delle apparecchiature HTSC o, se questi requisiti non sono soddisfatti, a una diminuzione della qualità dell'immagine. L'obiettivo principale nello sviluppo dei sistemi PAL e SECAM era eliminare le carenze del sistema NTSC. Sistema PAL Il sistema PAL è stato sviluppato da Telefunken nel 1963. Lo scopo della sua creazione era eliminare il principale inconveniente dell'NTSC - la sensibilità alle distorsioni di fase differenziali. Successivamente si è scoperto che il sistema PAL presenta una serie di vantaggi che inizialmente non sembravano ovvi. Nel sistema PAL, come nell'HTSC, viene utilizzata la modulazione in quadratura della sottoportante di colore mediante segnali di crominanza. Ma se nel sistema NTSC l'angolo tra il vettore totale e l'asse del vettore BY, che determina la tonalità di colore quando si trasmette un campo di colore, è costante, nel sistema PAL il suo segno cambia ogni linea. Da qui il nome del sistema - Phase Alternation Line. La diminuzione della sensibilità alle distorsioni di fase differenziali si ottiene calcolando la media dei segnali di colore in due linee adiacenti, il che porta a una diminuzione della chiarezza del colore verticale di un fattore due rispetto a HTSC. Questa caratteristica è uno svantaggio del sistema PAL. Vantaggi: bassa sensibilità alle distorsioni di fase diff e asimmetria della banda passante del canale colore. (Quest'ultima proprietà è particolarmente utile per i paesi che adottano lo standard G con una spaziatura portante video/audio di 5.5 MHz, che si traduce sempre in un clipping della banda laterale di crominanza superiore.) Il sistema PAL ha anche un guadagno segnale-rumore di 3dB su HTSC. PAL60 - Sistema di riproduzione video NTSC. In questo caso, il segnale HTSC viene facilmente transcodificato in PAL, ma il numero di campi rimane lo stesso (ovvero 60). Il televisore deve supportare questo valore di frame rate. Sistema SECAM Il sistema SEKAM nella sua forma originale è stato proposto nel 1954. L'inventore francese Henri de France. La caratteristica principale del sistema è la trasmissione sequenziale, attraverso una linea, dei segnali di differenza di colore con ulteriore ripristino del segnale mancante nel ricevitore utilizzando una linea di ritardo per il tempo dell'intervallo di linea. Il nome del sistema è formato dalle lettere iniziali delle parole francesi SEquentiel Couleur A Memoire (colori alternativi e memoria). Nel 1967 sono iniziate le trasmissioni su questo sistema in URSS e in Francia. Le informazioni sul colore nel sistema SECAM vengono trasmesse utilizzando la modulazione di frequenza della sottoportante del colore. Le frequenze di riposo delle sottoportanti nelle righe R e B sono diverse e sono Fob=4250kHz e For=4406.25kHz. Poiché nel sistema SECAM i segnali di crominanza vengono trasmessi in sequenza attraverso la linea, e nel ricevitore viene ripristinato utilizzando la linea di ritardo, cioè Se le informazioni della riga precedente vengono ripetute, la nitidezza del colore verticale viene dimezzata, come nel sistema PAL. L'uso di FM fornisce una bassa sensibilità all'azione di distorsioni del tipo "guadagno differenziale". Anche la sensibilità di SECAM alle distorsioni di fase diff è bassa. Sui campi di colore, dove la luminosità è costante, queste distorsioni non compaiono in alcun modo. Sulle transizioni di colore si verifica un aumento spurio della frequenza della sottoportante, che provoca il loro ritardo. Tuttavia, quando la durata della transizione è inferiore a 2 µs, i circuiti di correzione nel ricevitore riducono l'effetto di queste distorsioni. In genere, dopo le aree luminose dell'immagine, la frangia è blu e dopo le aree scure è gialla. La tolleranza per la distorsione della "fase differenziale" è di circa 30 gradi, cioè 6 volte più largo che in HTSC. Sistema D2-MAC Alla fine degli anni '70 furono sviluppati sistemi televisivi a colori migliorati che utilizzavano la divisione del tempo con la compressione delle componenti di luminanza e crominanza. Questi sistemi sono la base per i sistemi televisivi ad alta definizione (HDTV) e hanno ricevuto il nome MAK (MAS) - "Multiplexed Analog Components". Nel 1985, Francia e Germania hanno deciso di utilizzare una delle modifiche dei sistemi MAC, ovvero D2-MAC / Paket, per la trasmissione satellitare. Caratteristiche principali: l'intervallo di riga iniziale di 10 μs è riservato alla trasmissione di informazioni digitali: sincronizzazione di linea, audio e televideo. Nel pacchetto digitale, la codifica cudge viene utilizzata utilizzando un segnale a tre livelli, che riduce della metà la larghezza di banda richiesta del canale di comunicazione. Questo principio di codifica si riflette nel nome - D2. È possibile trasmettere contemporaneamente due canali audio stereo. Il resto della linea è occupato da segnali video analogici. In primo luogo, viene trasmessa una stringa di compressione di uno dei segnali di differenza di colore (17 µs), quindi una stringa di luminanza (34.5 µs). Il principio della codifica a colori è approssimativamente lo stesso di SEKAM. Per trasmettere un segnale D2-MAC complesso, è necessario un canale con una larghezza di banda di 8.4 MHz. Il sistema D2-MAC offre una qualità dell'immagine a colori sostanzialmente migliore rispetto a tutti gli altri sistemi. Non ci sono interferenze da sottoportanti di colore nell'immagine, nessuna diafonia tra segnali di luminanza e crominanza e la nitidezza dell'immagine è notevolmente migliorata. Pubblicazione: library.espec.ws
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