Jon Bonilla Magunacelaya Jon Ander Uribarri María Elena García

Práctica I: Estudio de la señal de TV en banda base

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1. Objetivos. En esta primera práctica, se tendrá el primer contacto con los aparatos del laboratorio, por ello, uno de los objetivos consistirá en irse familiarizandose con ellos: saber qué funciones hacen, qué cableado necesitan, asi como los conectores a utilizar, qué tipo de datos ofrecen… El segundo objetivo de la práctica, será analizar la señal de televisión PAL en banda base, es decir caracterizar el contenido de cada una de las lineas. Así se identifica las lineas VITS, las lineas de sincronismo vertical, la forma del sincronismo horizontal, las lineas de teletexto, las lineas de imagen y lineas vacías. Las señales a utilizar serán de dos tipos: una señal ideal conseguida por un generador de señales de test, mientras que la otra será una señal real conseguida mediante una de las antenas colocada en el tejado de la escuela. De esta forma se verán también las diferencias que puede haber entre una señal idela y una real.

2. Instrumentación a utilizar y conexionado. Para la realización de esta práctica se utilizarán los siguientes instrumentos:

• Video Test Signal Generation (PM5640 Philips): mediante un menú permite selecionar señales patrones, las cuáles se generan para realizar pruebas a los equipos.

• Waveform monitor (PM5665 Philips): osciloscopio cuya frecuencia de barrido sirve para analizar la señal de TV , permitiendo selecionar una determinada linea, campo o incluso los dos campos juntos.

• Vectorscope (PM5667 Philips): representa los colores

de la linea selecionada, mediante el módulo y la fase.

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• Monitor de grado 1 (BVM-2010P Sony): visualiza la señal de televisión en banda base.

Para realizar la práctica se van a utilizar dos tipos de señales. La primera será una señal patrón, generada por un generador ideal, mientras que la segunda será una señal en vivo, es decir real. La diferencia que habrá entre los dos montajes será que en la segunda parte, se utilizará un demodulador que pase la señal de bajada de RF a banda base, en lugar del test generation. La conexión realizada para la primera parte sigue el siguiente esquema:

Del Test Generator se saca el patrón a estudiar por la salida variable (var video out) y se lleva a la entrada B (B input) del vectorscope. Por la segunda entrada en lazo se saca la señal y se lleva al waveform monitor por la entrada B (B input). La segunda entrada en lazo se carga con 75Ω. Para finalizar la salida (pix mon out) del waveform monitor se lleva a la entrada A del

monitor para poder visualizar la imagen. De la misma manera que en el waveform monitor, aquí también se carga la segunda entrada A en lazo con 75Ω. Todos los cables utilizados son de 75Ω.

3. Memoria.

La memoria se va a dividir en dos partes al igual que la práctica. En la primera, se explicarán los resultados obtenidos con la señal patrón barras de color (patrón 500), mientras que en la segunda se hará lo mismo pero con una señal real (canal 35 ETB1). Como veremos ambas señales tendrán muchas lineas en común, pudiendo deducir que la señal de televisión sigue un esquema estándar con el contenido de cada imagen.

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Como ya se sabe el sistema PAL está compuesto por 625 lineas, las cuales están organizadas en dos campos de 312.5 lineas cada uno, con el fín de evitar el efecto flicker. Cada linea ocupa un tiempo de 64µs, por lo tanto cada campo tardará en enviarse 20 ms y una imagen tardará 40ms. El sistema envía 25 imágenes cada segundo.

a. Identificar el contenido de cada linea.

SEÑAL BARRAS DE COLOR

CAMPO1 La linea 1,2 y la mitad de la 3 pertenecen al sincronismo vertical, después viene el pórtico posterior del sincronismoen la otra mitad de la linea 3, 4 y 5. Para ver la forma que tienen se ha sacado una foto a la linea 3, en la cuál se ve el cambio y la forma del sincronismo y de su pórtico posterior. A continuación, vienen una sucesión de lineas vacías que van desde la linea 6 hasta la 16. En ellas sólo se aprecia el burst que lleva la referencia de fase de color. Éstas suelen estar rellenas de teletexto en señales reales como se verá en la otra mitad de la memoria. La linea 17 y la 18 son lineas VIT y tienen la siguiente forma:

Impulso de sincronismo vertical Pórtico posterior

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Linea 17 Linea 18

La forma y utilización de estas lineas VIT se explicarán más adelante. Las lineas desde la 19 hasta la mitad de la 23 se encuentran vacias, y al igual que las lineas de la 6 a la 16, se utilizarán para llevar teletexto en señales reales. La señal empieza en la mitad de la linea 23. Ésto ocurre, porque se ha introducido en la señal pórticos de igualación en el sincronismo vertical para que el final del campo 1 coincida con el principio del campo 2 y se barra bien toda la imagen. Desde la mitad de la linea 23 hasta la 310 encontramos lineas de igual forma correspondiente a la señal de barras de color: Se observa que la forma de la linea visualizada pertenece a la señal barras de color: primero tenemos el burst para saber el color a reproducir, después hay una escalera de luminancia. El primer y el último escalón sólo llevan señal de luminancia y pertenecen al nivel máximo y mínimo (blanco y negro), respectivamente. Los escalones intermedios llevan también señal de portadora de color que en cada escalón van cambiando la fase y la amplitud. Ésto nos dice que son escaleras de diferente luminancia y color. Junto a la imagen se ve el color al que pertenece cada escalón. Con el vestorscopio se observa el vector que representa cada collor. En la siguiente image se aprecian los dos vectores del burst (180º±45º) más los 6 vectores de color junto con sus complementearios.

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Linea 330 Linea 331

Las lineas siguientes, 311, 312 y la mitad de la 313 pertenecen al pórtico anterior de sincronismo vertical, terminándose el campo 1. CAMPO2 Este campo comienza como el campo 1, es decir con el sincronismo vertical (mitad linea 313, 314 y 315) y su pórtico posterior (lineas 316,317 y mitad de 318). A partir de la mitad de la linea 318 hasta la linea 329 son lineas vacias, al igual que el tramo entre las lineas 332 hasta la 335, que en señales reales se pueden usar para llevar teletexto. Las señales 330 y 331 son señales VIT, que se verán más adelante y que tienen la siguiente forma. De la linea 336 hasta la mitad de la linea 623 se encuentra lineas de imagen. A partir de la otra mitad hasta la 625 se encuentra el pórtico anterior de sincronismo vertical. Como se observa todos los campos tienen las lineas definidas de la misma forma y siguen el mismo orden. SEÑAL REAL EN RF CAMPO1 Al trabajar con una señal real, la forma de las lineas de sincronismo van a ser iguales que las de la señal patrón incluyendo un pequeño ruido propio de la propagación de la señal.

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Linea 4 Linea 1

Linea 8

Linea 18 Linea 17

Las 5 primeras lineas corresponden al impulso de sincronismo vertical junto con su pórtico posterior:

Después vienen las lineas 6 y 7 que se encuentran vacias. A continuación, las lineas hasta la 16 se usan para el teletexto. Se sabe que es una linea de teletexto porque comienza con una serie de 0’s y 1’s. La lineas 17 y 18 son lineas VIT con forma especial como ya se a visto anteriormente. Más adelante, en el apartado de caracterización de las señales VIT se estudiaran con más detalle.

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Lineas 30-39

Seguido, viene otro tramo (linea 19-22) con lineas de teletexto, antes de comenzar las lineas con imagen (mitad linea 23). Las lineas con imagen van desde la 24 hasta la 310. En la linea 311 se tiene el pórtico anterior de sincronización vertical que llega hasta la mitad de la 313, donde se cambia de campo. CAMPO 2 El campo 2 es igual que el de la señal de barras de color, con la excepción de que los tramos linea 321-329 y 332-335 están rellenas de señal de teletexto. b. Caracterizar el impulso de borrado vertical y horizontal. Las lineas que caracterizan el tiempo de borrado vertical son 25 para cada campo y aparecen al principio y al final de éstos. Pueden usarse para llevar el sincronismo vertical o para introducir el teletexto. Siempre ocupan las mismas posiciones en cualquier señal del sistema PAL. Campo 1 Pórtico anterior: lineas mitad 623, 624 y 625.

Impulso de sincronismo: lineas 1,2 y mitad 3. Pórtico posterior: lineas mitad 3,4 y 5.

Campo 2 Pórtico anterior: lineas 311, 312 y mitad 313.

Impulso de sincronismo: lineas mitad 313, 314 y 315. Pórtico posterior: lineas 316, 317 y mitad 318.

A continuación se va a ver la forma que tienen estas lineas. Para ello se coge como ejemplo el campo 2 de la señal real.

Pórtico anterior

Impulso de sincronismo

Pórtico posterior

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El impulso de sincronismo horizontal está presente al comienzo y al final de casi todas las lineas a excepción de la lineas correspondienteas al pórtico anterior y posterior de sincronismo vertical, a si como las lineas de sincronismo vertical (lineas 1-5, 311-318 y 623-625). Al igual que el tiempo de borrado vertical, éste también está compuesto por un pórtico anterior, unos impulsos de sincronismo y un pórtico posterior. Su forma es la siguiente:

Pórtico anterior

Impulso de sincronismo

Pórtico posterior

c. Caracterizar las lineas VIT. Las lineas VIT son lineas que sirven para medir la calidad de la señal. Ocupan los lugares linea 17, 18, 330 y 331. Para la realización de este apartado se va a utilizar el generador del primer apartado, que permite generar una imagen donde todas las lineas son iguales a una linea VIT. La linea 17 tiene la siguiente forma (patrón 200):

En el dibujo de la izquierda vemos la forma que tiene en el monitor de forma de onda, que tiene que corresponder con los colores que aparecen en el monitor (dibujo derecha). Después del TBH y del burst viene una linea de referencia negro, una barrra de luminancia (referencia del color balanco) que corresponde con la primera columna de blanco del monitor, a continuación tenemos un impulso de 2T en seno cuadrado (columna en blanco mucho más

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estrecha que la anterior), seguido está el impulso compuesto 20T (columna magenta) y para terminar hay una escalera de luminancia de cinco peldaños (columnas de grises). La forma que tendría en el vectorscopio sería la siguiente: Aparecen los vectores correspondientes al burst(180º±45º) y los vectores correspondientes al color magenta. La linea 18 (patrón 300) es de la siguiente forma: La linea 18 está compuesta por su TBH, su burst, una señal de barra de referencia y una sucesión de señales sinusoidales crecientes en frecuencia. La señal de barra de referencia tiene una nivel negro y otro blanco, terminando en un nivel gris que sirve de offset a la sucesión de señales sinusoidales. En el monitor se observa como va aumentando la frecuencia de cambio de columnas grises y blancas con la frecuencia de los sinus. El vectorscopio muestra las componentes de referencia de fase, más componentes de color que no aparen en la linea 18. Esto es la causa de la alta frecuencia de la componente de luminancia, que al ser tan alta se suele meter en el espectro correspondiente al color y el vectorscopio lo detecta como color en vez de como luminancia. La forma de círculo se debe a que cada componente de color tiene su propio desfase respecto

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de la fase de referencia por lo que el vectroscopio dibujo diferentes vectores con fase diferentes, dando como resultado un círculo. La linea 330 (patrón 400) es de la siguiente manera: Esta linea está compuesta por el TBH, el bust de referencia, una barra de luminancia (columna ancha balanca del monitor), un impulso 2T en seno cuadrado (columna blanca estrecha), una escalera de luminancia de cinco peldaños y una escalera de cinco peldaños con señal de crominancia (mismo color) superpuesta. El color es el mismo poeque no hay cambio de fase en toda la escalera. Su saturación va variando por la escalera de luminancia. En el vectorscopio se puede confirmar lo mencionado. Sólo aparecen los vectores correspondientes al burst de referncia más el vector del único color. La linea 331 (patrón 210) es de la siguiente forma:

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La linea 331 tiene: el TBH, el burst de referencia, una sucesión de 3 barras de crominancia (mismo color) con diferente saturación o amplitud y una subpotadora de color de referencia (mismo color que las barras). En el vectroscopio podemos observar que sólo hay un color pero con tres diferentes saturaciones (diferente amplitud del vector), correspondientes a la escalera. d. Otras medidas. Con el generador de test se han sacado otros parones y se ha observado la forma que tienen comparándola con el monitor. Seno creciente (patrón 320) o también llamado H sweep. Su forma es la siguiente:

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Vemos que todas llas lineas van a tener la misma forma. En el monitor de froma de onda está representasa la linea 123. Su forma es la de un seno que va aumentando de frecuencia horizontalmente y su forma corresponde con lo que se ve en el monitor (columnas de blancos y negros que se alternan cada vez con mayor frecuencia). En este patrón ocurre lo mismo que con la linea 18, que al haber frecuencias altas, el vectorscopio lo va a identificar como componente de color y aparecerá un círculo. Para verlo mejor, en el monitor de forma de onda se va a aplicar el filtro de crominancia para quedarnos con dicha componente. Se obtiene que al final de la linea a medida que la frecuencia aumenta tambien aumenta la componente de crominancia. El patrón V sweep es parecido al H sweep con la diferencia de que la frecuencia aumenta verticalmente. Para verlo se cogen las lineas 336 y 338 y se observa que la 338 tiene mayor frecuencia:

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Linea 338 Linea 336

La forma del monitor de onda es la siguiente:

4. Observaciones. Como ya se ha mencionado anteriormente el sistema PAL tiene las lineas definidas y estandarizadas y como se ha podido comprobar ambas señales, la del generador y la real de RF, tienen las lineas de igual forma excepto las lineas definidas para el TBV, que en la señal de RF está metida la señal de teletexto. También se ha podido ver que la señal de RF traía consigo un ruido propio de la transmisión, que con la señal ideal no aparecía. Otro fenómeno a destacar, es el fallo de coger como componente de crominancia una luminancia de alta frecuencia. Esto es devido a la colocación de la crominancia en el espectro alto de la luminancia para que los nuevos sistemas de color sean compatibles con los antiguos sistemas en blanco y negro. Este fallo se daba en las camisetas de los árbitros que eran de rayas blancas y negras y en la televisión se veían de color. Por último, cabe destacar que el TBH está presente en todas las lineas excepto en las lineas de TBV ren donde no aparecen porque son lineas que no se visualizan y porque tienen una forma diferente a las demás.