Soustavy pro přenos BTV signálu

Pro přenos BTV signálu se ve Světě uplatnily 3 základní normy:
PAL
SECAM
NTSC

Všechny 3 normy používají samostatný jasový signál UY s různou šířkou pásma a frekvencí barvonosné vlny v horní části modulačního pásma.
Kvadraturní modulace je speciální modulace amplitudově–fázová.

Charakteristika normy PAL

Charakteristika normy SECAM

Charakteristiska normy NTSC

Charakteristika normy PAL

Televizní soustava PAL (Phase Alternating Line – fázově se střídající řádek) vznikla v bývalém východním Německu v roce 1960. Přímo vychází z evropské verze soustavy NTSC, avšak do značné míry odstraňuje její nedostatky.
Jasový signál UYse přenáší v celé šířce pásma (0 – 5 MHz) a dále dva barevné rozdílové signály UR – UY a UB – UY frekvenčně omezené na pásmo o šířce 1,3 MHz.
Využívá se principu konstantního jasu a snímání výšek. Oba barevné rozdílové signály kvadraturně modulují barvonosnou složku s frekvencí fb = 4,43 MHz. Proto podobně jako v soustavě NTSC je chrominační signál frekvenčně přesunut do mezer v hornofrekvenční části spektra jasového signálu (princip sdílení pásma). Základní rozdíl oproti soustavě NTSC je v tom, že o 90° fázově posunutá barvonosná složka, na kterou je namodulován rozdílový signál červené barvy UR - UY, střídá řádek po řádku svou fázi o 180°. Výsledné kvadraturně modulované napětí, vzniká fázorovým součtem obou na sebe kolmých amplitudově modulovaných složek. Stejně jako v soustavě NTSC odpovídá délka výsledného fázoru sytosti a fázorový posun tónu přenášené barvy.

V přijímači se složky fázorů, které odpovídají napětím UR – UY namodulovaným na nosnou vlnu barvy fázově o 180° posunutou, musí opět o 180° převrátit. Pak jejich fázorový úhel určuje barevný tón příslušných bodů na obrazovce vznikajícího obrazu.

Střídání jedné barvonosné složky se zavedlo proto, aby bylo možné kompenzovat chyby barevných tónů. Jelikož dojde-li během přenosu k fázorovému zkreslení s výslednou změnou fáze fázoru mezi přenášenými barevnými signály, pak po příjmu a opětovnému převrácení fáze do původní polohy (o 180° zpět) se toto rušení vykompenzuje. Při tomto postupu dochází ke zmenšení sytosti, to ovšem nemá takový vliv na výsledný vjem obrazu jako změna tónu barvy.

K popsaným opravám dochází v soustavě typu PALS (simple), zdokonalené soustavy PALDL (delay line – zpožďovací vedení) a PALN (neu) provádějí opravu ve speciálních elektrických obvodech.

Výhodou soustavy je přenos úplného informačního obsahu, odstranění citlivosti na fázorové zkreslení, kompenzace přeslechu mezi barevnými složkami způsobeným kmitočtovým omezením barvonosného signálu, kvalitnější mag. záznam a kontrolu signálu + nejvyrovnanější přenosové vlastnosti. Dosah vysílače PAL je nejméně o 1/3 větší než u soustavy SECAM.

Nevýhodou je složitější přijímač BTV (vyžaduje náročnější a přesnější zpožďovací linku než u SECAM.


Charakteristika normy SECAM

Soustava vzniká v 50. letech ve Francii, využívá stejných základných principů jako NTSC. Odlišuje se od ní postupně současným přenosem rozdílových barevných signálů pomocí kmitočtové modulace barvonosné vlny.

Soustava přenáší jasový signál UY v plné šířce pásma (0 - 5,5 MHz) dva rozdílové barevné signály UR - UY a UB – UY frekvenčně omezené do 1,4 MHz (princip smíšených výšek).

K posunu barevných rozdílových signálu do hornofrekvenční části frekvenčního pásma jasového signálu však místo kvadraturní modulace používá modulaci frekvenční. Frekvenční modulace není schopna přenést současně informaci od obou barevných rozdílových signálů. Proto se přenos barevných rozdílových signálů provádí postupně.

Přes elektronický přepínač se do frekvenčního modulátoru přivádí v každém půlsnímku nejprve jeden rozdílový signál (např. UR – UY), po uplynutí jednoho řádku druhý rozdílový barevný signál (UR – UY).
Je zřejmé, že se tímto způsobem se přenáší jen polovina informace, kterou obsahují barevné rozdílové signály. Druhá polovina se ztrácí. Tato skutečnost znamená komplikaci v realizaci přijímače. Pro obnovení dílčího barevných signálů UR, UG, UB, potřebných pro činnost obrazovky, je nutná současná přítomnost všech tří složek úplného barevného signálů UY, UR – UY, UB – UY. Protože v signálu SECAM vždy jeden rozdílový barevný signál chybí, využívá se k dekódování kromě právě procházejícího (přímého) signálu ještě signálu z řádku předcházejícího, který byl k tomuto účelu časově zpožděn (pozdržen) o jeden řádek průchodem zpožďovacím vedením.

Pro dekódovací obvod je tedy v určitém řádku k dispozici správný jasový signál UY a jeden správný barevný signál rozdílový signál (např. UR – UY), druhý barevný rozdílový signál UB – UY nesprávný opakovaný vždy z předchozího řádku. Tím vzniká určité zkreslení, které však není téměř znatelné. Nevýhodou je menší informační objem barvonosného signálu, blikání na vodorovných a svislých rozhranních. Oproti NTSC složitější přijímač, obtížnější režijní zpracování.

Výhodou je necitlivost obvodů přijímače (frekvenční modulace) na změny amplitudy a fáze a částečné odstranění zkreslení sytosti a barvy i barevného tónu narozdíl od NTSC. Ze stejného důvodu nejsou problémy s magnetickým záznamem.

Charakteristika normy NTSC

Používá je v USA, Kanadě, Mexiku a Japonsku, později zní byly vyvinuty PAL a SECAM. Jejím typickým znakem je současný přenos všech tří dílčích složek obrazu (EY, ER - EY, EB - EY).

Pro přenos dvou rozdílových barevných signálů se používá kvadraturní modulace barvonosné vlny. Jeden signál je amplitudově namodulovaný na barvonosnou vlnu o kmitočtu fb a druhý signál se amplitudově namoduluje na vlnu shodného kmitočtu, ale posunutou o 90° a přitom se zároveň nosné vlny potlačí. Fázorovým součtem vznikne současně amplitudově a fázově namodulovaná vlna nesoucí obě informace.

Velikost amplitudy je úměrná sytosti přenášené barvy, velikost fáze odpovídá tónu barvy. Energie jasového signálu EY není v kmitočtovém pásmu rozložena rovnoměrně. Je přenášena složkami jejichž kmitočtový rozestup je roven řádkovému kmitočtu.

Přičtením kvadraturně modulovaného chrominačního signálu k jasovému signálu, který stejně jako obrazový signál černobílé televize obsahuje synchronizační a zatemňovací impulsy, vzniká úplný zakódovaný barevný signál NTSC. Tento signál se předává do vysílače, kde se zpracovává stejným způsobem jako signál ČBTV. Aby mohl na obrazovce televizoru vzniknout odpovídající barevný obraz , je nutné z přijatého zakódovaného signálu získat opět jednotlivá napětí UR, UG, UB, potřebná pro řízení proudů elektronových svazků jednotlivých trysek obrazovky.

Hlavním nedostatkem soustavy NTSC jsou značná zkreslení barevného tónu a sytosti barvy, ke kterým dochází v důsledku zkreslení signálu během přenosu. Změní-li se např. amplituda některých složek chrominačního signálu, změní se sytost určité barvy. Změní li se fázový posun složek, změní se barevný tón. Dlouhotrvající konstantní zkreslení lze opravit regulátorem barev v přijímači, dynamické změny však vykorigovat nelze.

Hlavním kladem je jednoduchost přijímače a velmi dokonalá slučitelnost s ČBTV a jednoduchost režijního zpracování.




Copyright (c) 2006 Jan Topor - E-mail topor.jan@netopyr.net