UD - 4 NTSC, PAL, SECAM Eduard Lara
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PRINCIPALES SISTEMAS ANALÓGICOS DE TELEVISIÓN Sistemas de televisión que hay actualmente en servicio: - NTSC - PAL - SECAM.
Cada uno de ellos tiene sus ventajas y sus inconvenientes. 2
SISTEMA NTSC 1950. En EEUU un comité llamado National Televisión System Comitee (NTSC) estableció las normas para desarrollar un sistema TV color 1953. Se aprobó el sistema NTSC 1954. Comenzaron las emisiones de TV color. Los 3 sistemas de televisión se basan en la transmisión de la señal de luminancia y crominancia, con algunas diferencias dependiendo de cada sistema. 3
SEÑAL CROMINANCIA SISTEMA NTSC En el sistema NTSC se trabaja con dos señales derivadas de R-Y y B-Y, denominadas I y Q. Se comprobó que la agudeza visual ojo es mejor en los colores situados sobre el eje ciannaranja que en los situados en la línea del púrpura-verde. - El eje I está en la dirección cian-naranja - El eje Q en la dirección púrpura-verde, perpendicular a I 4
SISTEMA NTSC Se encuentran girados 33º en sentido a las agujas del reloj respecto los ejes B-Y y R-Y I = 0,877 cos33º (R-Y) - 0.493 (B-Y) sen33º = = 0,783 (R-Y) - 0.269 (B-Y) Q = 0,877 sen33º (R-Y) + 0.493 (B-Y) cos33º = = 0,478 (R-Y) + 0.414 (B-Y)
Son las componentes de color en fase y cuadratura enviadas en NTSC 5
ANCHO BANDA SISTEMA NTSC Comportamiento ojo respecto frecuencia video De 0 - 0,5 MHz Æ El ojo es capaz de percibir todos los colores de una imagen De 0,5 – 1,5 MHz Æ Sólo percibe las diferencias de matiz sin poder distinguir los colores De 1,5 - 4,5 MHz Æ El ojo sólo distingue el brillo. Ancho banda señal NTSC Señal I Æ BWI = 1,5 MHz Señal Q Æ BWQ = 0,5 MHz 6
ANCHO BANDA SISTEMA NTSC Casos NTSC 1) Frec. color< 0.5 MHz Æ el color se transmitirá correctamente (se envían las 2 componentes) 2) 0.5
ANCHO BANDA SISTEMA NTSC Portadora video
Subportadora color
Portadora Audio Subportadora color situada en la parte alta de la banda de luminancia para que la interferencia sea mínima Las señales I y Q se modulan en cuadratura con portadora suprimida para evitar enviar señal en color cuando la imagen sea en blanco y negro
Ancho de banda de las señales I y Q.
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FRECUENCIA SUBPORTADORA El espectro de la señal de luminancia no es continuo, la energía se reparte alrededor de los armónicos de la frecuencia de línea Entre estos armónicos quedan espacios libres donde se puede insertar la señal de crominancia.
Proceso denominado imbricación de espectros y permite distribuir las señales Y y Cr 9
IMBRICACIÓN DE ESPECTROS Para minimizar interferencias la subportadora de color debe estar en la parte alta del espectro TV y debe ser un múltiplo impar de la semifrecuencia de línea. Además,la frec. línea y el Nºimágenes/seg son modificados para evitar los batidos entre la subportadora de color y la portadora de audio Frec. línea = 15734.2657 Hz , Nº imágenes/seg = 29,7 Frecuencia de la subportadora = 3,58 MHz. 10
ERRORES DE FASE Inconvenientes: Errores de fase En el proceso de demodulación el oscilador del receptor tiene que estar enganchado en fase con el oscilador utilizado en el emisor de TV para efectuar la modulación en cuadratura. - Si desfase < 5 ° Æ El ojo no suele percibirlo - Si desfase > 5º Æ Efecto perceptible en colores carne (o piel).
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ERRORES DE FASE Antes años 70 Æ Errores corregidos manualmente mediante un mando que permitía variar la fase de la subportadora, tomando como referencia, por ejemplo, el color de la piel humana. Desde finales años 70 Æ Ajuste automático mediante unas señales de referencia, VIR (Vertical Interval Reference), enviadas en las líneas de borrado vertical 12
SISTEMA PAL Fue desarrollado en la empresa Telefunken por el Dr. Walter Bruch (Hannover). Se empezó a aplicar en 1967 en la República Federal Alemana y en el Reino Unido. A partir de ese año casi todos los países que han desarrollado la televisión en color lo han ido implantando, sobre todo en Europa. En España este sistema se adoptó en 1973. Surgió con la idea de reducir los errores de fase del sistema NTSC 13
SEÑAL CROMINANCIA PAL En el sistema PAL se utilizan los ejes U y V para enviar la información de color (no están giradas 33º como en NTSC) Ambas señales se transmiten con el mismo ancho de banda 1.3 MHz (no se utiliza la característica visual del ojo humano). U = 0,493 (B - Y) V = 0,877 (R - Y) Las señales diferencia de color son ponderadas para que no sobrepasen un determinado valor, que puede producir saturaciones en la señal 14
INVERSIÓN DE FASE Característica fundamental del sistema PAL: Inversión de fase de uno de los ejes en líneas alternas. En una línea se utilizarán los vectores U y V y en la siguiente se utilizarán los vectores U y -V y así sucesivamente.
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CORRECCIÓN DE ERRORES DE FASE La secuencia de alternancia del vector V permite corregir los errores de fase en la transmisión de la señal Cr en la línea siguiente. - 1º línea Æ Error de fase de 10° (45º+10º=55º). Las componentes de color son distintas. - 3º línea Æ Vector V invertido, con mismo error de fase (-45º+10º=-35º) - Si se invierte de nuevo el segundo vector y se suman los dos vectores el error de fase se corrige promediando las dos líneas. 16
INCONVENIENTE SISTEMA PAL Este proceso puede hacer que varíe el vector resultante crominancia en módulo (varía la saturación no el matiz). Se demuestra matemáticamente, si el error de fase es de 10 °, el error cometido en la amplitud del vector está entre el 1 y el 1,5 % Este error se puede tolerar porque el ojo no es tan sensible a las variaciones pequeñas de amplitud (saturación) como a las variaciones de la fase (matiz) 17
PROMEDIADO ERROR DE FASE EN LOS SISTEMAS PAL El promedio de estas dos líneas se puede realizar de dos formas distintas: De forma óptica: el ojo se encarga de promediar y corregir el error de fase. Método adecuado cuando el error de fase es menor de 5 ° Æ Sistema PAL-S. De forma electrónica: El promedio se realiza electrónicamente mediante una línea de retardo Æ Sistema PAL-D. 18
DECODIFICADOR PAL-S Decodificación PAL más sencilla. - La señal U es la misma en todas las líneas. - La señal V va a estar cambiando en cada línea (positiva/negativa). Demodulación U Æsenwt V
coswt (Positiva) -coswt (Negativa) 19
PROBLEMAS DECODIFICADOR PAL-S Si errores de fase muy grandes (>5º)
“Efecto persiana veneciana" o "efecto Hannover" . - Consiste en un enrejado de barra horizontal desplazándose hacia arriba. - El decodificador PAL-S es poco utilizado en equipos domésticos debido a este problema. - Para evitar este problema se desarrolló otro tipo de decodificador PAL conocido como PAL-D. 20
SISTEMA PAL-D El decodificador PAL-D emplea una línea de retardo, para retardar la señal de crominancia el tiempo justo que dura una línea (64 us). Suma la crominancia de dos líneas consecutivas y promedia de forma electrónica los vectores en lugar de que lo haga el ojo.
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SISTEMA PAL-D PAL-D emplea un circuito sumador y un circuito restador para poder hacer la media de los vectores de color. Línea procedente de la línea de retardo
En el sumador: Sv = V + (-V) = 0 Su = U + U = 2U Æ Demodulador U En el restador: Sv = V – (-V) = 2V Æ Demodulador V Su = U - U = 0 22
COMPARACIÓN PAL-S vs PAL-D PAL-D
PAL-S
- No reproduce errores de tono, independ. del error de fase que se produzca. - Evita los problemas de persiana a costa de disminuir la resolución vertical.
- Mayor resolución vertical debido a que presenta las líneas en pantalla según le llegan - Si se producen errores grandes de fase, aparece efecto persianas.
- Se utiliza en equipos domésticos donde la resolución vertical no es importante
- Se utiliza en los equipos de estudios de televisión, en donde es muy importante la calidad de la imagen y los errores de fase no van a ser elevados. 23
FRECUENCIA SUBPORTADORA PAL La diferencia respecto NTSC es que en PAL se invierte la señal V en líneas alternas Para que no se produzcan interferencias o distorsión en la pantalla del monitor: Frec. subportadora = (284 -0,25) • 15.625 + 25 = = 4,43361875 MHz Si se divide la frecuencia de la subportadora entre la frecuencia de línea se puede decir que en cada línea hay 283,7516 ciclos de subportadora. El valor de la subportadora se repite cada 2.500 líneas u ocho campos 24
SEÑAL BURST O SALVA DE COLOR La demodulación de una modulación en
cuadratura debe de ser síncrona La señal de burst sirve para enganchar el oscilador local de la subportadora con la misma frecuencia y fase del oscilador emisor Su fase instantánea sirve para detectar que tipo de línea hay que decodificar (línea normal o una línea PAL), y conseguir la posición correcta del conmutador situado en los decodificadores PAL. 25
SEÑAL BURST O SALVA DE COLOR La señal de burst es un sobreimpulso transmitido en el pórtico posterior del ISH Compuesta por 10 ciclos de la subportadora color (4,43361875 MHz) Si línea normal, su fase es de +135°. Si línea invertida su fase de-135°.
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ESPECTRO SEÑAL PAL Está formado por los espectros superpuestos de las señales de luminancia y crominancia. Espectro Luminancia es igual que en NTSC (paquetes centrados en múltiplos frec. línea) El espectro de la señal V es distinto al de la señal U porque en las líneas alternas se envía la señal -V, por lo que la frecuencia de la señal ya no es la frecuencia de linea sino la mitad porque el periodo de la señal es el doble. 27
SECAM Fue desarrollado en Francia por Henry de France en 1958. SECAM = Secuential Coleur Avec Memoire: Sistema secuencial de transmisión de las señales diferencia de color. Adoptado en Francia y en los países bajo la influencia soviética cuando se desarrolló. Implantado en varios países africanos como por ejemplo, Arabia Saudí, Egipto, Libia, Marruecos, etc. 28
SISTEMA SECUENCIAL SECAM NTSC y PAL son sistemas simultáneos: las componentes del vector crominancia, se transmiten al mismo tiempo. Sistema Secuencial Æ Se alterna el envío de las dos componentes de Crominancia: En una línea se envía la señal (R-Y) y en la siguiente se envía la señal (B-Y), teniendo en cuenta que estas señales varían muy poco de una línea a otra.
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SISTEMA SECUENCIAL SECAM TRANSMISOR
Las señales R-Y y B-Y se llevan a un conmutador gobernado por la señal de sincronismo horizontal para que conmute de forma alterna entre ellas.
RECEPTOR
Para decodificar la señal de color hay que guardar el contenido de la línea anterior y procesarla con la información de la línea que se recibe en ese instante. 30
PAL, NTSC vs SECAM PAL, NTSC - Transmisión simultánea de R-Y y B-Y Æ Necesita dos moduladores - Utiliza modulación en amplitud y fase con las componentes de color
SECAM - Sólo transmite una señal: Necesita un único modulador - Utiliza modulación en frecuencia, más inmune a las interferencias que provocan errores de fase 31
SEÑAL IDENTIFICACIÓN SECAM En un sistema SECAM los conmutadores del codificador y del decodificador deben estar perfectamente sincronizados. Se utiliza una señal llamada señal de identificación que asegure el sincronismo, y es enviada en el sincronismo vertical Solo es necesario enviarla al principio del campo (está enganchado hasta el siguiente campo en el que se envía de nuevo una señal de sincronización) 32
SEÑALES DIFERENCIA DE COLOR En SECAM, las señales B-Y y R-Y deben tener la misma amplitud para que modulen con el mismo nivel a la subportadora en frecuencia. Valor máximo señal (R-Y) = ±0,526 v Valor máximo señal (B-Y) = ± 0,666 v 1 = x (±0,526) Æ x= ± 1,9 1 = y (±0,666) Æ y= ±1,5 DR= - 1,9 (R-Y) DB= +1,5 (B-Y)
Las señales ponderadas se denominan DR y DB 33
FRECUENCIA SUBPORTADORA En SECAM se utiliza una subportadora para cada componente del color con el objeto de minimizar las posibles interferencias entre ellas. Durante una línea se utiliza un subportadora y en la línea siguiente se utiliza la otra subportadora. Para DR Æ fDR = 282 •fH = 4.40625 MHz. Para DB Æ fDB = 272 • fH = 4.25 MHz 34
