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Creación de la señal de vídeo analógica !!Francisco José Espinosa Pérez- Tilano www.tilanotv.com • 6 de abril de 2014 !

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Contenido !!!Índice 1

Prólogo 3

Introducción 5

1.- ¿Qué ancho de banda vamos a necesitar? 8

1.1. Anotaciones sobre el ancho de banda 10

2.-Captación de una imagen de televisión 13

2.1. Corrección de gamma 15

2.2. Sensación de movimiento 17

2.3. El barrido entrelazado 18

2.4. Necesidad de los sincronismos 20

2.5. Sincronismo horizontal o de línea 21

2.6. Sincronismo vertical o de campo 24

3.- El codificador PAL 28

3.1. Matriz de luminancia 28

3.2. Obtención de las señales R-Y y B-Y 30

3.3. Obtención del Burst 32

3.4. Parámetros de la señal PAL 36

3.4.1. Valores de los parámetros 37

3.4.2. Parámetros que definen la señal PAL 37

4.- La señal de vídeo PAL 43

4.1. Cómo se obtiene la señal de Luminancia 43

4.2. Crominancia 45

4.3. Delimitaciones de la señal de vídeo 45

4.4. Señal de Vídeo Compuesto 46

4.5. Las barras de color y las señales diferencia de color 48

4.6. El Burst 54


4.7. La corrección de fase en PAL 55

4.8. Secuencias del sistema PAL 51

4.8.1. Secuencia de dos campos o secuencia de línea 51

4.8.2. Secuencia de cuatro campos o secuencia Bruch 59

4.8.3. Secuencia de ocho campos o secuencia PAL 60

BIBLIOGRAFÍA 64

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Prólogo !!!

!!No dejo de recordar a menudo, el momento en el que me propuse por todos los medios a mi disposición, cumplir con mi ilusión en el mundo laboral, la cual no era otra que trabajar como técnico en televisión.

Por aquella época (años 80 más o menos) no es que fuese imposible pero si que era bastante complicado acceder a información referente a aspectos técnicos de cómo funcionaba la televisión. Este para mi fue el primer escollo que tuve que solventar, el ir recopilando información ( a ser posible actualizada, lo cual era más complicado aún si cabe) para ir formándome evidentemente de manera autodidacta.

Esta información normalmente había que comprarla por correo o desplazarse a librerías bastante especializadas, las cuales no siempre tenían los libros que necesitaba o con un poco de suerte comprarla en el IORTVE en el periodo que estuve estudiando allí.

Cuando ahora me siento delante del ordenador y compruebo la facilidad con la que se puede acceder a todo tipo de información me quedo cuando menos un poco perplejo del gran invento que ha supuesto internet en la globalización de la información.

Ahora bien, por mi propia experiencia también he comprobado que en pocos lugares puedes encontrar información concentrada en temas concretos y de fácil comprensión para neófitos en este tema. Es por ello que surge la elaboración de este e-book, porque siempre he querido que la persona que tenga la ilusión que yo tenía y sigo teniendo por esta profesión no tenga problemas para acceder a una información que pienso que es de vital importancia para comprender de dónde procede la señal de vídeo que estamos acostumbrados a ver en multitud de programas de edición o monitores forma de onda.


Espero que te sea de ayuda y que disfrutes de este e-Book al que puedes acceder de forma gratuita y que esta compuesto por varios temas de mi libro "La señal de vídeo en alta definición".

Espero que te sea de ayuda.


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¿Qué ancho de banda se necesita? !!

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Figura 1.1. Señal de vídeo PAL correspondiente a una línea.(Cortesía de Tektronix).

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Introducción. !Desde el comienzo de la televisión, ésta, ha experimentado una evolución progresiva en la que se han producido mejoras tanto en calidad de imagen como en la capacidad del propio sistema para ampliar posibilidades en los diferentes servicios que puede ofrecer tanto al usuario, como a las mediciones de ingeniería necesarias para mantener el sistema de forma correcta.

Hoy día cualquier ingeniero implicado en el diseño de sistemas de televisión, sabe que actualmente existe capacidad y adelantos tecnológicos para diseñar un sistema de televisión de una calidad mucho superior al que existe en la actualidad y con muchos más


servicios de los que se pueden realizar ahora. ¿Cuál es problema que nos encontramos entonces? Pues una cosa muy simple pero que agrega un costo y un desarrollo tecnológico sin sentido, la compatibilidad y la retrocompatibilidad del sistema de televisión actual.

Y esto ¿Qué quiere decir? Pues bien, esto no es más que desde los comienzos de la televisión, se tomaron unas normas que por diferentes motivos, principalmente económicos, no se unificaron a nivel mundial, y la propia inercia del mercado obligaba a que cuando se fueron realizando mejoras en los diferentes sistemas, estas no podían empezar de cero, puesto que los usuarios que se habían comprado un receptor no iban a tirarlo para comprar uno nuevo, añadiendo a esto el costo que suponía la remodelación de toda la cadena de producción de televisión .

Esta evolución tecnológica ha conseguido que el usuario no note las diferentes mejoras en cuanto a desarrollo tecnológico se refiere (decodificación, digitalización, transmisión de la señal, etc.), pero sin embargo si ha visto gradualmente mejoras a la hora de sentarse a ver la televisión ( la adaptación del B/N al color ,sonido estéreo, televisión digital, televisión en Alta Definición y en la actualidad la televisión en 3D o UHDTV próximamente) .

Al comienzo de la televisión, la producción se realizaba en señal de vídeo en blanco y negro, tal y como se definía en el estándar, pero después la tecnología siguió evolucionando dando paso a la señal de vídeo en componentes Y, B-Y, R-Y en el ámbito profesional que dio lugar al sistema Y/C o S-Vídeo en el ámbito doméstico.

Aún así el salto cuantitativo y cualitativo se produjo en la producción digital, cuando se comenzó con la norma 4:2:2 para la producción en estudios y las de 4:2:1 y 4:2:0 para la calidad broadcast en periodismo electrónico ENG y en EFP.

Hasta hace poco (aunque en algunos lugares todavía ocurre) estábamos inmersos en la transición a digital, y esto hacía que estuviesen coexistiendo los sistemas de televisión tanto analógicos como digitales. El comentario que dijimos anteriormente sobre que el usuario no va a tirar el equipo nos hace pensar que por lo menos durante un tiempo ambos sistemas van a estar


funcionando simultáneamente, aunque más bien no por mirar por el espectador, sino por el costo que supone la implantación tecnológica en cuanto a equipamiento para la producción, difusión, etc..

Es por esto que para la explicación más delante de la señal SDI y sus parámetros, sea necesario dar una explicación de cómo se genera y funciona el sistema PAL, para después ver la analogía entre la señal PAL en analógico y en digital .

Hoy día básicamente existen tres sistemas de difusión de la señal de televisión (aunque con ligeras variantes) que son el PAL, el NTSC y SECAM, pero aquí nos vamos a ceñir al sistema PAL que es el que utilizamos en España.

Como dijimos antes el sistema actual de televisión se deriva del sistema de televisión en B/N, por lo que a la hora de pasar a color y para que existiese retrocompatibilidad, el sistema actual no debía ocupar más espacio de ancho de banda del que se estaba utilizando hasta ese momento, pero eso sí, sin perder calidad de imagen.

El sistema PAL (Phase Alternation Line) fue creado por el ingeniero alemán Walter Bruch de Telefunken y fue introducido en España en el año 1963. La principal característica de este sistema es que en cada imagen (o también llamado cuadro o frame en inglés) tiene un total de 625 líneas, y la frecuencia de campo ( en inglés denominado field) es de 50 Hz.

Cuando se crea el sistema NTSC arrastra un problema con la fase de subportadora, que es precisamente una novedad del sistema PAL con respecto al NTSC, que el primero es capaz de corregir los errores en la fase de subportadora de color que tantos problemas con los cambios en el tono de los colores produce. Este problema de cambio de tono, el ojo humano lo detecta más fácilmente ya que es más sensible a ellos.

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1.¿Qué ancho de banda vamos a necesitar? !En televisión hay una cuestión que define la idoneidad de un sistema en cuanto a la capacidad que éste tiene para reproducir un rango de frecuencias lo más amplio posible, de forma que en el tratamiento de la propia señal, ésta se vea afectada lo menos posible tanto en la amplitud como en la reproducción de todas las frecuencias de las que se compone, así como la fase de dichas frecuencias. A esta característica se la define como ancho de banda.

Como hemos comentado, debe haber una relación entre la señal de entrada y la capacidad que tiene el sistema para que una vez que procese la señal, la reproduzca lo más fiel posible . El ancho de banda viene determinado por la capacidad de reproducir la resolución más alta que se pueda, o sea, debe ser capaz de reproducir el mayor número de puntos en cada línea, por lo que la máxima capacidad del sistema, se da a la hora de reproducir la mayor cantidad de puntos blancos y negros. De este punto debemos partir para calcular el ancho de banda necesario para transportar una señal de televisión. El grosor de cada punto lo va a definir el número de líneas del sistema en cuanto a la resolución vertical y la relación de aspecto.

De esta forma, en una señal en B/N cuando vemos una imagen gris, en un monitor forma de onda apreciaríamos un nivel de luminancia uniforme, o sea, constante en el tiempo. Como hemos mencionado anteriormente, para el cálculo del ancho de banda debemos tener una señal con el mayor número posible de blancos y negros, una imagen de barras blancas y negras sería lo ideal para dicha operación.


Figura 1.2. Pantalla con una imagen de barras verticales.

Figura 1.3. Señal de luminancia asociada a una imagen de barras verticales.

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! ! Figura 1.4. Señal de luminancia blancos-negros. !


En la figura 1.4 observamos que la dimensión del píxel es AxA y también podemos comprobar que el número de píxeles de la línea viene definido por W/A, donde “W” es el ancho de la imagen. De la misma forma, el número de líneas se define por la fórmula H/A, donde “H” es la altura de la imagen.

Para deducir el número de píxeles que tiene la imagen sólo tenemos que hacer la siguiente fórmula:

W/A x H/A

Esto lo multiplicamos por la frecuencia de cuadro “P” y obtendremos el número de píxeles que se transmiten por segundo (en la parte activa de vídeo).

W/A x H/A x P

En la imagen del centro de la figura 1.4 se ve una señal sinusoidal que está compuesta por ciclos con partes altas y bajas, que representan los puntos blancos y negros. Esto podría asemejarse a la señal sinusoidal de la figura anterior que nos indica que la frecuencia será la mitad del número de píxeles.

En la parte activa de una línea de vídeo analógico hay 575 líneas x relación de aspecto, es decir 575 x 4/3 = 766 píxeles.

Esto nos lleva a la conclusión de que cada dos píxeles forman un ciclo, así que hay 383 ciclos por línea activa de vídeo.

A la parte activa de vídeo le corresponden 52µs por lo que a cada ciclo le corresponden 52µs / 383 ciclos ≈ 0,14µs / ciclo lo que nos da una frecuencia de 1 / 0,14µs = 7,1MHz.

Este ancho de banda se reduce a 5MHz por razones prácticas de las técnicas de muestreo.

!1.1. Anotaciones sobre el ancho de banda

!!Antes se ha hecho referencia a la modificación del ancho de banda, en realidad la mayoría de los países europeos han adoptado un ancho de banda de 5 MHz para el sistema PAL (5,5MHz para el sistema digital), lo que significa que la señal de


vídeo puede cambiar su valor hasta un máximo de 5 millones de veces por segundo. Además hay que tener en cuenta que este ancho de banda depende también directamente del número de líneas, de la resolución horizontal, del número de imágenes por segundo, etc.. !En un receptor de televisión, de las 625 líneas que tiene el sistema PAL,sólo podemos ver 575 de ellas, porque las que faltan son las 50 líneas del intervalo de borrado vertical, que es donde se coloca el teletexto, señales test, etc. !El cálculo de la resolución vertical se realiza multiplicando el número de líneas por un factor llamado “factor de Kell” que depende de varios factores a su vez , tales como el dispositivo que se utilice para captar la imagen, actualmente sólo es por medio del CCD, pero hasta hace poco también estaban las cámaras de tubo y la respuesta que nos de la óptica o el ajuste del haz de electrones del TRC (cosa que actualmente no es trascendente con las nuevas pantallas de visualización). Este factor se decidió a nivel de ingeniería que fuese de 0.677, por lo que 0.677 x 575 ≈ 390 líneas de resolución vertical. !Si partimos de que el ojo humano tiene prácticamente la misma resolución en dirección horizontal que en vertical, la resolución equivalente en horizontal será: 390 x 4/3 = 520 líneas !Esto significa que podemos meter como máximo 260 líneas blancas y las mismas negras de izquierda a derecha de la imagen. Por lo que si dividimos el tiempo activo de una línea entre 260 pares de líneas tendremos: ! 52µs / 260 = 0.2µs que es de lo que disponemos para cada par blanco-negro. !


Según vimos en la figura 1.4, observamos que un ciclo blanco-negro es un ciclo elemental, por lo que si éste dura 0.2µs , en un segundo habrá: ! 1 / 0.2µs = 5 MHz !Realmente 5.5 MHz es el ancho de banda que se utiliza para la transmisión de la señal de vídeo en la mayor parte de Europa para televisión digital. !!

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!RECUERDA!!Unas de las conclusiones más importantes que debemos sacar de este apartado es que el ancho de banda de un canal de televisión digital es de 5,5 MHz. !Además, hay que tener presente siempre el factor de Kell para el cálculo de la resolución de una imagen. Este factor se determinó por parte de los ingenieros que fuese de 0,677 , el cual hay que multiplicar por el número de líneas.


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Captación de una imagen de televisión !!!

2. Captación de una imagen de Televisión

!Básicamente podemos decir que el proceso de captación de una

imagen de televisión se realiza cuando de una imagen luminosa

utilizamos un transductor ( CCD o TRC ) que la convierte en una

señal eléctrica relacionada con el tiempo. Esta señal eléctrica se

transporta (canal) hasta otro transductor (LCD, Plasma, etc) que

hace el proceso inverso, pasar la señal luminosa a una señal

eléctrica .

El cómo sucede esto es lo que vamos a descubrir seguidamente

mediante el proceso de captación de imagen.

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Figura 2.1 Captura y visualización de una imagen.

!El ojo del espectador tiene la capacidad de retener la imagen

durante un tiempo concreto, cualidad que se aprovecha a la hora

de realizar un sistema de captación de la señal de vídeo. Para


trasmitir esta señal, el sistema debe desmembrar cada imagen en

una secuencia de puntos (pixels) a través del tiempo.

Esta secuencia se realiza píxel por píxel hasta que termina la línea

pasando a la siguiente y así sucesivamente, hasta terminar en la

parte inferior de la pantalla y volviendo a la parte superior para

comenzar de nuevo. Esta secuencia debe repetirse de igual modo

a la hora en que se tenga que reproducir en el receptor de casa,

por lo que es de vital importancia usar un sistema que de alguna

forma marque las pautas para la secuencia a la que se hacía

referencia anteriormente. Este es el papel que desempeñan los

sincronismos.

!

Figura 2.2. Barrido de líneas.

!El número de líneas que debe tener una imagen depende en gran

medida de dos factores físicos del ojo, la agudeza visual – que es

de un ángulo de 1’ º y la persistencia retiniana – que es la

capacidad del ojo para retener una imagen durante un cierto

tiempo-, estos factores marcan en gran medida las características

técnicas de un sistema de televisión.

En cuanto a la persistencia retiniana debemos saber que para que

el ojo tenga sensación de continuidad en el movimiento de una

imagen y no se aprecie un parpadeo, debemos repetir la imagen Todos los derechos reservados © www.tilanotv.com " 14

un mínimo de 20 veces por segundo. En el cine se realiza 24 veces

por segundo y se proyecta cada imagen dos veces debido al

parpadeo quedando en 48 veces por segundo. Con el sistema de

televisión de 25 imágenes por segundo se notaría parpadeo y por

ello cada imagen se divide en dos campos con la mitad de las

líneas en cada uno. Así resulta una frecuencia de campo de 50Hz

disminuyendo de esta forma la sensación de parpadeo.

Por otra parte tenemos el poder de integración del ojo, que es de

1’º(un minuto de grado), lo que hace que si queremos que el ojo no

aprecie la separación de una línea con otra debemos ver la

pantalla a una distancia media de cinco veces la diagonal de la

pantalla ,en un formato de 4/3. En alta definición se considera 3

veces la altura de la pantalla.

En 25 imágenes por segundo y 625 líneas por imagen, habrá

15.625 líneas por segundo. Por lo tanto, el tiempo que dura cada

línea será:

1/15.625 = 64µs

!2.1. Corrección gamma

!En teoría la señal que capta el tubo de la cámara debe ser lineal a

la hora de que la misma sea reproducida en el receptor de

televisión, pero en realidad esto no ocurre así. El motivo es que

como cualquier equipo electrónico el nivel que se le introduce en la

entrada no corresponde con el de salida, en este caso, el nivel de

corriente del haz de electrones en el TRC no es lineal puesto que

el fósforo necesita una cantidad de energía para que comience a

emitir luz, lo que hace que pierda la linealidad de la entrada con

respecto a la salida.


De esto se deduce que para que se mantenga esta linealidad hace

falta aplicarle a la señal de vídeo una corrección para que cuando

el receptor la reciba, tenga a la salida una correspondencia

directamente proporcional a la misma señal que se generó. A esta

compensación es a lo que llamamos corrección de gamma.

!

! Figura 2.3 Corrección gamma de la señal.

!Por razones de economía en los receptores de televisión se acordó

que la compensación de la no-linealidad de las curvas de

transferencia de la cámara y del TRC se realizaría totalmente en

las cámaras antes del matrizado de las componentes R,G,B.

!

!

! Figura 2.4 Esquema transmisor, corrector y receptor para una sola componente.

! Esta corrección de gamma se efectúa sobre una señal de

luminancia así que cuando hablamos de un sistema de color la

corrección debemos aplicársela en cada una de las componentes


primarias (R,G,B) ya que estas no dejan de ser señales

individuales con un cierto nivel de luminancia.

!

Figura 2.5 Esquema transmisor, corrector de color.

!2.2. Sensación de movimiento

!Este efecto de movimiento se conseguirá mediante proyecciones

de imágenes sucesivas, a una velocidad lo suficientemente rápida

como para que el espectador tenga la sensación de movimiento

continuo y no de parpadeo. Cada una de estas proyecciones como

se ha indicado con anterioridad, recibe el nombre de imagen o

cuadro ("frame" en inglés).

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!

! Figura 2.6 Esquema del muestreo temporal de las imágenes.

!!A la persistencia retiniana del ojo humano debemos añadirle un

factor nuevo para conseguir la sensación de continuidad que es la Todos los derechos reservados © www.tilanotv.com " 17

capacidad del cerebro de interpolar imágenes en movimiento, o

sea, con una cierta cantidad de datos de la imagen, el sistema

visual puede presuponer qué movimiento llevará la imagen. A esta

facultad del sistema visual se le llama fenómeno phi.

Con esto nos surge el problema de que al ser el barrido de 1/25 de

segundo y la persistencia del ojo de 1/16, cuando se esté

terminando el barrido a nuestro ojo se le estará terminando la

sensación de brillo que captó al principio. Esto es lo que producirá

el parpadeo de la imagen (en inglés flicker ). Este problema se

soluciona doblando la frecuencia de barrido pero para ello

debemos duplicar también el ancho de banda , lo cual nos acarrea

un grave problema. La solución que se le dio a éste sistema fue el

barrido entrelazado .

!2.3. El barrido entrelazado. babettequivircan

!El barrido entrelazado como se ha dicho anteriormente es una

solución que le dieron los ingenieros de aquella época para no

aumentar el ancho de banda con el consiguiente costo que ello

hubiese acarreado de no haberlo hecho así. Esto ahora se ha

convertido en una característica típica del sistema de televisión

actual, que sólo conlleva un ligero problema de degradación de la

imagen.

La solución del barrido entrelazado consiste en realizar el barrido

de una imagen completa en la mitad de tiempo. De esta forma

hacemos dos barridos, pero no de la imagen completa, sino de dos

semi-imágenes , a las que se denominan campos. Esto quiere

decir que comenzamos a barrer un campo y cuando llegamos a la

parte inferior de la pantalla, enviamos el haz de electrones hacia

arriba y volvemos a barrer el otro campo, todo esto en el mismo

tiempo que utilizábamos para barrer un cuadro, con lo cual no Todos los derechos reservados © www.tilanotv.com " 18

habremos utilizado mas medios que antes, pero si habremos

mejorado el parpadeo.

Esto acarrea otros problemas de menor importancia como por

ejemplo el que mencionamos anteriormente del factor Kell, que

reduce la resolución de las imágenes al ser el haz de electrones

más grueso que la distancia entre líneas. También aparece una

cierta vibración entre líneas que se aprecia más en las imágenes

estáticas debido a que entre un campo y otro hay un pequeño

movimiento vertical por una posición distinta de la imagen.

Ocurre también que al presentarse los campos en momentos

diferentes aparece un efecto que es debido al arrastre entre líneas

y que produce la sensación de que las líneas se desplazan

verticalmente en la pantalla.

De todas formas estos defectos actualmente se corrigen

electrónicamente de manera que el espectador no llega a

percibirlos. Esta mejora se acentúa más aún con los nuevos tipos

de pantallas que hay en el mercado y con los nuevos sistemas de

transmisión de televisión que se están implantando en la actualidad

(como es el caso de la TDT).

!

!

! Figura 2.7 Entrelazado de líneas.

!La necesidad de entrelazar las imágenes supone que las líneas

deberán transmitirse alternadamente y en el mismo orden en que

se realiza la exploración del haz en la pantalla del receptor.


De esta solución que se tomó, podemos deducir que si se emiten

25 imágenes (cuadros) por segundo, cada una de ellas tendrá un

período (T=1/F) de 40ms, pero además si la frecuencia de campo

es de 50 Hz (50 semi-imágenes por segundo) su período será de

20 ms.

Teniendo en cuenta que un cuadro tiene 625 líneas y que dura

40ms, obtendremos que :

T (de línea) = 40ms / 625líneas = 64µs

o sea, que una línea dura 64µs en ser explorada por el haz de

electrones de extremo a extremo de la pantalla como vimos ya

anteriormente.

!2.4. Necesidad de los sincronismos

!Hasta ahora estamos viendo como se genera la señal de

luminancia sin tener en cuenta nada más, pero es obvio que para

que el haz de electrones realice toda la secuencia que hemos

descrito, se hace necesario un sistema que nos sirva tanto en la

generación de la señal como en la reproducción en el receptor de

televisión de casa, para que se produzca la secuencia tal y como

se ha generado.

!Para ello los elementos que se utilizan se llaman sincronismos y

éstos son impulsos que la cámara sitúa al principio de cada línea

(sincronismo de línea- H sync)y al principio de cada

campo( sincronismo de campo- V sync). Además de estos, existen

otro tipo de impulsos que iremos describiendo y que están

relacionados con la generación del color.

!Cuando la cámara genera una imagen le incorpora los

sincronismos que empleó para generar los barridos. La señal de Todos los derechos reservados © www.tilanotv.com " 20

imagen llevará estos sincronismos siempre hasta que llegue al

televisor, que los empleará para generar sus dientes de sierra para

el barrido de la pantalla.

Así pues, el tiempo que dura la señal de video se divide en dos

partes: una que lleva la información de vídeo y otra dedicada a los

sincronismos.

2.5. Sincronismo horizontal o de línea

!El sincronismo de línea u horizontal –también llamado de H-, se

divide en tres partes: el pórtico anterior, que esta al comienzo del

sincronismo, dura 1,5 µs, y su función es adaptar la señal para que

llegue al nivel de negro desde cualquier nivel de imagen.El impulso

de sincronismo en sí, tiene duración es de 4,7 µs. El flanco de

bajada de este sincronismo es el que activa el retorno del haz.

Después se encuentra el pórtico posterior, que dura 5,8 µs. Este es

un espacio que se usa para ubicar el sincronismo de burst además

de ser utilizado como tiempo adicional para el retorno del haz al

principio de la línea siguiente. La duración total del sincronismo es

de 12 µs, por lo que si restamos este tiempo a los 64µs que dura

una línea completa nos quedan 52µs correspondiente a la parte

activa de línea.

!!


!

! Figura 2.8 Sincronismo horizontal.

!

Figura 2.9 Niveles del sincronismo horizontal.

!!!!!


Figura 2.10.Niveles y periodos del intervalo de borrado de H en el sistema PAL.

Figura 2.11. Ubicación de los sincronismos de horizontal en una línea en el sistema PAL.


!2.6. Sincronismo vertical o de campo

El sistema que se utiliza para sincronizar la imagen se le denomina

sincronismo vertical o de campo y es el que nos separa un campo

del siguiente. Su duración es de 7,5 líneas separadas en tres

grupos de cinco impulsos. Los primeros que nos encontramos son

los impulsos preigualadores (sirven para que las señales que

reciben los circuitos de detección sean iguales para el campo par y

el impar), cinco impulsos verticales y por último cinco impulsos

postigualadores cuyo uso es dar simetría al sincronismo. Cada

pulso dura media línea y cada impulso 2,5 líneas.

Figura 2.12 Detalle de señales de sincronismo del campo par e impar.

A este sincronismo vertical de 7,5 lineas le siguen 17,5 líneas en

negro para garantizar que el haz de electrones se haya


estabilizado después de su “rápido” retroceso desde la parte

inferior de la pantalla e inicia el “lento” descenso del barrido a una

velocidad constante.

La inestabilidad de velocidad se produce por uso de bobinas

deflectoras (deflexión electromagnética) en lugar de usar placas

deflectoras como se utiliza en los osciloscopios (deflexión

electrostática). En estas bobinas se producen oscilaciones

amortiguadas denominadas de Barhausen, y su duración es

inferior a las 17,5 líneas de negro del intervalo vertical.

Estas 17,5 líneas llevan incorporadas el sincronismo horizontal y

suelen utilizarse para transmitir información aunque en este caso

no es de vídeo sino, indicación del WSS, así como el teletexto,

señales TEST,etc.

Esta señal de sincronismo vertical es idéntica para ambos campos.

La única diferencia es que una empieza en mitad de una línea y la

otra en una línea completa (según se observa en la figura 2.12).

En el sistema NTSC la relación entre el margen de tensión que se

dedica a la señal de vídeo y el margen dedicado a sincronismos es

10:4, mientras que para el sistema PAL esta relación es de 7:3. Lo

normal es que cuando nos referimos en el ámbito televisivo a la

señal de vídeo en banda base con una amplitud normalizada, no

es otra cosa que la tensión de esta señal tiene que tener un valor

máximo de 1 Vpp (0,7 V para la información de vídeo y 0,3 V para

el sincronismo, en el caso del sistema PAL, y 0,714 para la

información de vídeo y 0,286 para el sincronismo si nos referimos

al sistema NTSC).


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!RECUERDA!!En este apartado es importante recordar que un CCD se encarga de convertir una imagen en una señal eléctrica dependiente del tiempo. Además, se ha explicado que toda la técnica que se emplea para captar imágenes de televisión se basa en las propias características del ojo humano. Esta captación se lleva a cabo realizando un barrido horizontal desde la parte superior de la imagen hasta la zona inferior línea a línea. Estas líneas se dividen a su vez en píxeles, por lo que la imagen que se capta se va leyendo píxel a píxel hasta que llega al final de la línea. Una vez en este punto se inserta un sincronismo, llamado horizontal (H) que le indica al receptor que debe saltar a leer la línea siguiente. !Por otra parte, para ahorrar ancho de banda, se utilizó la técnica de barrido entrelazado, que se basa en leer dos semi imágenes en el tiempo que se lee una imagen completa, o sea, si se leen 25 imágenes (campos) de 625 líneas en un segundo, el sistema entrelazado hace que en un segundo se lean 50 semi imágenes (cuadros) de 312,5 líneas cada uno. Cuando la lectura de las líneas llega a la parte inferior de la imagen hay que insertarle a la imagen otro sincronismo ( en este caso es un grupo de impulsos) que haga que se comience a barrer de nuevo por la parte superior, este sincronismo se llama de vertical o V.


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Captación de una imagen de televisión !!!

3. El codificador PAL!!En este apartado vamos a describir como funciona el codificador PAL. Para ello dividiremos el esquema en diferentes partes para comprobar al final como se van uniendo las diferentes señales.!

3.1. Matriz de Luminancia.!

!La matriz de luminancia es un parte del codificador PAL que se encarga de transformar las señales de las componentes primarias R, G y B en la señal de luminancia.!!El siguiente esquema se compone de dos partes, por un lado la matrización de los colores primarios R,G y B para la creación de la señal de luminancia (Y) y por otro lado la creación de la crominancia (C) por medio de B-Y y R-Y. !!!


� ! Figura 3.1. Diagrama bloque general del codificador PAL.!!El bloque de matrizado de luminancia se encarga de tomar las cantidades correctas de los niveles de R,G y B para que en su salida tengamos el valor de la luminancia. Básicamente lo que realiza la matriz es aplicar la primera ley de Grassman, que viene a decir que un lumen de blanco sale de sumar las proporciones de 0.30 de rojo, 0.59 de verde y 0.11 de azul.!Para sumarle a la señal de luminancia el color, no podemos hacerlo sumándole los valores de R, G y B directamente, ya que éstas son señales cuyos niveles no dejan de ser valores de voltaje como los de luminancia, pero filtrados mediante el bloque dicróico de la cámara.!Para ello debemos obtener unas componentes que se añadirán a la luminancia modulándolas con ésta. Se ha demostrado que con el valor de dos colores y la luminancia nos basta para transmitir el color así que esto se realiza de la siguiente manera.!!


3.2. Obtención de las señales R-Y y B-Y. !

Para la obtención de éstas componentes secundarias sólo necesitamos la luminancia , los valores de Rojo y de Azul, ya que el verde se deduce matemáticamente en el receptor. En la figura siguiente se observa como entran en los bloques las señales de R e Y y B e Y.!

� !! Figura 3.2. Creación de as señales R-Y y B-Y.!!Estos bloques actúan de sumadores, pero las señales que nos dan a la salida, no están preparadas para añadírselas a la luminancia. A continuación se muestra el factor de ponderación que debe aplicarse a las señales diferencia de color que son:!!U = 0,493 (B-Y)!V = 0,877 (R-Y)!

!Como ya se comentó al aplicarse estos valores de ponderación, conseguimos que la señal no se sobremodule al ser transmitida. En la figura siguiente se ve como se modulan las señales diferencia de color con la frecuencia de subportadora.!!


� ! ! Figura 3.3. Modulación de las señales diferencia de color.!!Con esta modulación conseguimos transmitir la señal de color de tal forma que una vez que llegue al receptor podamos separar estas componentes aplicando un filtro de la misma frecuencia que se utilizó para modular la señal.!!En la figura anterior se aprecia que en el bloque B-Y la señal de la subportadora esta con fase 0º mientras que en el bloque de R-Y se la aplicamos con 90º de desfase. !!

� !! Figura 3.4. Creación del desfase en la señal R-Y.!!


� !!! Figura 3.5. Diagrama de pulsos con la inversión de fase por línea.!!De esta forma es como realiza la modulación en cuadratura. En el inversor, a cada sincronismo de P (impulso inferior de la figura anterior) le invierte 180º la fase al tren de ondas de subportadora (señal superior de la figura anterior), para más tarde sumarle 90º, lo que hace que el vector diferencia de color R-Y se module con 90º con respecto al B-Y . Con ello, tenemos en ambos ejes vectores que llevan información de luminancia e información de color, así que sumando los vectores que están en ambos ejes nos dará como resultado un vector, con una fase que determinará su color y una amplitud que determinará su saturación.!

!3.3. Obtención del Burst. babettequivircan!

!El Burst es una señal que se crea por parte de los ingenieros cuando aparece la televisión en color. Esta señal es la que nos va a proporcionar que en todas las líneas tengamos una referencia de la fase de la subportadora, de forma que sepamos en todo momento qué fase tiene el vector que se está transmitiendo en la modulación y en consecuencia el color.!


� !Figura 3.6. Diagrama bloque para la creación de los desfases de subportadora.!! !Para comenzar hablaremos del generador de sincronismos. Este bloque genera varios sincronismos de los que el generador de burst necesita los siguientes:!!-El sincronismo “S” es el sincronismo de línea (H) que dura 4.7μs y que como ya sabemos tiene una frecuencia de 15.625Hz. Este impulso lo aplicamos a la salida.!!-El sincronismo “P” es un impulso cuya duración es de una línea.!!-El sincronismo “K” también tiene la misma duración que el anterior, pero está desplazado con respecto al de H para incrustar el Burst en el pórtico posterior del sincronismo de borrado horizontal. Además tiene una duración tal que en el tiempo que dura sólo podemos incrustar diez ciclos de subportadora.!!Una vez dicho esto vemos que el generador de subportadora nos ofrece señal con una frecuencia de 4.43Mhz que la llevamos al bloque del inversor. Este bloque invierte la fase de la subportadora 180º cada línea, marcada por el impulso “P”.


La salida de este inversor la aplicamos al generador de Burst y al sumador de 90º que utilizamos para la modulación en cuadratura de la componente R-Y. !!Una vez que se han explicado los diferentes bloques que componen el codificador PAL, en las siguientes figuras podemos ver primero el diagrama bloque completo del codificador y posteriormente una figura que muestra las señales que están implicadas en el codificador PAL.!!

� ! Figura 3.7. Diagrama bloque del codificador PAL.!! ! !!!!!!


!!Figura 3.8. Diferentes formas de onda de unas barras de color UER.!!!!!


� ! !! Figura 3.9. Diferentes formas de onda del codificador PAL.!!3.4. Parámetros de la señal PAL!

!Ya hemos visto paso a paso como se forma el sistema PAL. Todas estas operaciones englobadas no son otra cosa que el codificador PAL, es decir, el equipo que nos permite obtener el sistema de color PAL desde las tres componentes R, G y B.


Vamos a ver a continuación cuales son los parámetros y valores que definen a la señal PAL.!

!3.4.1. Valores de los parámetros!

!Tiempos!

· Duración de una línea: 64μs !

· Período activo de línea: 52 μs !

· Duración del borrado de línea: 12 μs !

· Duración del sincronismo de línea: 4,7μs!

· Duración del sincronismo vertical: 27,3μs !

· Duración del sincronismo igualador: 2,35μs !

· Duración del burst: (10 ciclos aprox.)2,25μs !

· Tiempo de bajada y subida de sincronismos: 200ns !

· Distancia de sincronismo a burst: 5,6μs!

Amplitudes!

· Amplitud máxima pico a pico de la señal: 1V !

· Amplitud máxima de luminancia: 700 mV !

· Amplitud de sincronismos: 300 mV !

· Amplitud de burst: 300mVpp!

· Nivel de negro: 0 mV!

!3.4.2. Parámetros que definen la señal PAL!

!Cuando hablamos de los parámetros, nos estamos refiriendo a las medidas de todas las partes de las que se compone la señal de vídeo las cuales se establecen por los organismos que rigen las normas de transmisión y que las distribuyen a


todas las organizaciones de televisión del mundo, tanto fabricantes como diferentes organismos.!

Seguidamente se indican los parámetros más relevantes que definen la señal de vídeo.!

· Nivel de negros (Black Level): Es el nivel 0 de la señal y se situa sobre los 0.0mV. En el sistema PAL se denomina como el nivel de supresión. !

· Nivel de blancos(White Level): Es el nivel que corresponde a un blanco y se encuentra 700 mV por encima del nivel de negros. !

· Nivel de sincronismos: Es el nivel que se encuentra 300 mV por debajo del nivel de negros, o sea, tiene una amplitud de 0.3 voltios. !

· Duración de una línea: Esto se mide como el tiempo que hay entre el 50% del flanco de bajada del sincronismo de una línea (H) y el 50% del flanco de bajada del siguiente sincronismo de línea y su duración es de 64μs. !

· Período activo de línea: Es el tiempo que dura la señal de vídeo en una línea, y que esta comprendido entre el final del borrado horizontal de una línea y el comienzo del borrado horizontal de la siguiente línea. !

· Duración del borrado de línea (blanking sinc.): Es el tiempo que se emplea para el retroceso del haz desde que termina de leer una línea hasta que comienza la siguiente y su duración es de 12μs. !

· Sincronismo de línea (H sync.): Esta colocado dentro del borrado de línea, después del pórtico anterior. El tiempo que dura se comprende desde que entra el 50% del flanco de bajada del sincronismo y el 50% del tiempo de subida del mismo sincronismo y su duración es de 4,7μs.!


· Sincronismo vertical (V sinc.): En realidad el sincronismo de vertical está compuesto de un tren de impulsos que se compone de tres grupos. El primero el preigualador, que dura 2.5 líneas. El sincronismo vertical dura 2.5 líneas y el postigualador que tambén dura 2.5 líneas. Esta insertado en el período de borrado de vertical (Vertical Blanking). !

· Duración del sincronismo igualador: Es el tiempo que dura un sincronismo igualador medido entre los puntos del 50% de los flancos de bajada y subida del mismo, su duración es de 2,35μs.!

· Duración del burst: Se define como el tiempo que aparece durante cada línea el burst, y se mide desde el punto medio al 50% del flanco de subida y bajada de la envolvente del mismo. La duración es realmente lo que dura el impulso K (burst flag), es decir 2,25μs y se corresponde aproximadamente con unos 10 ciclos de subportadora. !

· Distancia del sincronismo al burst: Se define como el tiempo entre el 50% del flanco de bajada del sincronismo y el 50% de la envolvente del burst, su duración es de 5,6μs.!

· Amplitud pico a pico de la señal de luminancia: Es la diferencia de tensión que existe entre el nivel de sincronismo y el pico más alto de la señal de luminancia. Ésta se define como 1Vpp. !

· Amplitud máxima de luminancia: Es la diferencia de tensión que hay desde el nivel de negro al pico más alto de brillo o luminancia y este es de +700mV. !

· Amplitud de sincronismo: Es la tensión que hay entre el nivel de negro y el nivel de sincronismo. Se define como 0.3 V. !


· Amplitud del burst: Es la tensión pico a pico entre el nivel más alto de la envolvente del burst y el nivel más bajo del mismo y se define como 0.3Vpp. !

� !! Figura 3.10 Línea de vídeo con los componentes principales.!

!!

� !

Figura 3.11. Línea de vídeo con varios puntos de la señal PAL.!


� !! Figura 3.12. Parámetros incluidos dentro del periodo de borrado de línea.!

!!!a.- Periodo de sincronismo de línea (4,7μs).!b.- Periodo de borrado de línea (12μs).!c.- Periodo del Burst (2,25μs. 10 ciclos +/-1).!d.- Espacio del sincronismo de H al Burst (5,6μs).!e.- Amplitud del sincronismo de línea (300mV).!f.- Amplitud del Burst (300mV).!g.- Pórtico anterior.!h.- Pórtico posterior.!j.- Tiempo de bajada del sincronismo de línea (200ns).!k.- Tiempo de subida del sincronismo de línea (200 ns).!!!


� !! Figura 3.13 Bloque sincronismo vertical.!

!

! !

!!!!!!!!!!!!

!RECUERDA!!En este apartado se ha explicado de una forma básica cómo se crea la matriz de luminancia y desde aquí cómo salen las componentes de vídeo y la generación del burst.


�

La señal de vídeo PAL !!! !

!4. La señal de vídeo PAL. !En este punto vamos a tratar tanto la señal en vídeo compuesto como en SDI, así como sus parámetros y su medición con los diferentes displays que más se usan actualmente en los centros de producción de televisión.

Un problema que apareció cuando se introdujo el color, fue que no se podían emitir las señales de RGB, ya que esto aumentaba sustancialmente el ancho de banda. Además se debía emitir de tal forma que existiese compatibilidad y retrocompatibilidad entre los dos sistemas, el B/N y el de color.

La norma que se adoptó fue una que al ser recibida por un televisor B/N no le afectase el impulso de color que traía la señal de vídeo.

Tanto la compatibilidad como la retrocompatibilidad condicionan qué tipo de señales deben transmitirse a la hora de codificar el color.

4.1. Como se obtiene la señal de Luminancia !Al referirnos a la luminancia, también podemos hacerlo indicando que es la señal acromática que se transmite en un sistema de televisión B/N, es decir, se puede decir que es la cantidad de luminosidad o brillo de la imagen. !Hay que tener en cuenta que el ojo humano no es sensible por igual a todos los colores. Por lo que en la sensación de brillo que percibe el ojo, los colores no participan de igual forma. El problema


que se presenta es que los captadores de la señal (CCD) si captan los niveles por igual, por lo que se hace necesario una ponderación adecuada para conseguir que la sensación de luminosidad que se emite por el televisor, sea la misma que la del ojo . !En colorimetría, existe un principio fundamental que viene a decir que la luminancia de una mezcla de colores es igual a la suma de la luminancia de sus componentes.

!Esta es una de las leyes de Grassman, que viene a decir que 1 lumen de blanco se puede crear mezclando 0.3 partes de rojo, 0.59 partes de verde y 0.11 partes de azul. Esta fórmula esta al orden del día en el uso de la televisión analógica y digital SD, ya que para HD varían estos valores.

Y = 0,3R + 0,59G + 0,11B !Y =luminancia, R =red (rojo), G =green (verde), B =blue (azul)

! ! Figura 4.1 Señal de luminancia proporcionada por un sistema PAL color.

!Evidentemente para recibir una señal de televisión en color, a la luminancia hace falta sumarle un componente....... el color.

Este componente que se modula con la luminancia también se le llama “crominancia”.


!4.2. Crominancia. !Como mencionamos anteriormente, por motivos de ancho de banda no se pueden transmitir los colores RGB simultáneamente.

Para ello se debía aplicar un sistema que mediante regeneración en el receptor se obtengan los tres colores primarios RGB y que ocupen el mismo ancho de banda que ocupaba la televisión en B/N. Además también debía de tener la particularidad, de que cuando se transmita una señal en B/N el receptor solo detecte B/N.

Para que el sistema de televisión sea totalmente compatible necesitamos transmitir la señal de luminancia junto con dos de las componentes diferencia de color, la tercera componente de color se puede sacar a partir de las otras. Esas dos componentes son R-Y y B-Y.

Una vez que tenemos estas dos componentes en una sola señal, a la llegada al receptor estará preparada de tal forma que luego podamos separarlas, y a continuación se la podremos añadir a la luminancia. !Esto se puede realizar al llevar a cabo la modulación en cuadratura con la misma frecuencia (esto no puede llevarse a cabo con el sistema SECAM ya que éste se modula en FM y no en AM). !4.3. Delimitaciones de la señal de vídeo. babettequivircan !Cuando hacemos referencia a las delimitaciones de la señal de vídeo , nos referimos a : las relacionadas con la duración de la línea, la parte activa de vídeo, el período de sincronismos, etc., las cuales hemos visto en apartados anteriores. Pero también queremos referirnos a los niveles de amplitud, que son los que vamos a definir: !-Nivel de blanco. También llamado nivel de pico, éste al medirlo en un monitor forma de onda debe tener 100 unidades IRE desde el


nivel de negro o lo que es lo mismo 1Vpp .En ciertas ocasiones este nivel puede subir de este valor hasta 120 IRE, pero puede ocasionar problemas a la hora de modularse la señal. De todas formas hay veces que la señal sobrepasa este nivel por lo que habría que comprobar si este problema es ocasionado porque hay un nivel de ganancia excesivo o porque hay una distorsión en la señal. A simple vista lo comprobaríamos observando la relación entre el nivel de la señal de vídeo y el nivel de sincronismo. Esta relación es de 3:7, si esta relación se cumple habría que comprobar el nivel de ganancia. Este es un problema típico que se puede producir cuando una señal de vídeo no tiene la terminación (carga) de 75 ohmios al final del circuito. !-Nivel de negro. Se define como el nivel que separa la señal de vídeo de los sincronismos, además de indicar la referencia de negro de la imagen. El negro de la imagen se crea antes de que se cree la señal luminosa y es un elemento clave para la creación de ésta. !El valor del nivel de negro debe tener un valor exacto, ya que de lo contrario variaciones pequeñas podrían influir de forma notable en la imagen. Variaciones de un tanto por ciento muy pequeño son más visibles en la imagen en la zona de negro que en la de blanco. !Si bien el negro significa el nivel negro de referencia, no debemos confundirlo con el blanking, que es la zona que no se ve en la imagen y que se utiliza para situar los sincronismos tanto de horizontal como de vertical. !4.4. Señal de Vídeo Compuesto. !Todos los sistemas de transmisión de vídeo tienen niveles máximos de señal, así que si por cualquier motivo se superan estos valores, la señal se somete a una distorsión y la información que transporta se ve afectada también. De igual forma, el tiempo


es otro factor que puede verse afectado a la hora de la transmisión de la señal de vídeo.

Esto nos indica, que estas señales al pasar a través de los diferentes equipos, pueden ocasionarle retardos, que suelen conllevar también distorsiones.

Para controlar este tipo de distorsiones existen diferentes tipos de señales de prueba de las que se hablará en otro instante, pero la señal que más se ha estandarizado son las denominadas barras de color.

En la siguiente figura podemos observar como se crea la señal de vídeo compuesto a partir de la señal de luminancia y de la suma de las señales diferencias de color que componen dicha señal.

A esto le añadimos los sincronismos de horizontal y los sincronismos de vertical así como el burst. Con todo esto obtendremos la señal de vídeo compuesto o también llamado CVBS.

En la señal de vídeo compuesto tenemos por tanto la señal de luminancia que como ya se ha comentado es la señal de blanco y negro.

Además tenemos las señales de diferencia de color que se modulan sobre una portadora de alta frecuencia llamada subportadora de color y que es a lo que llamamos Sc o crominancia la cual se le añade a la señal de luminancia para formar con todo esto la señal de vídeo en componentes a la que normalmente se le llama Y/C .

!

Figura 4.2. Creación de la señal de vídeo compuesto.


!La señal de barras de color es una señal de pruebas que nos va a marcar los límites de una señal de vídeo tanto en luminancia como en crominancia .

4.5. Las barras de color y las señales diferencia de color.

!En el siguiente cuadro se observa como se generan los colores de la señal de barras de color y las señales diferencia de color.

!

! ! Figura 4.3 Imagen de Barras de color según la UER.

!

! ! Tabla 4.1. !


En el cuadro podemos comprobar que los colores blanco y negro dan un nivel de amplitud cero para el vector de crominancia.

En la siguiente figura se muestra como se crea la señal de barras de color a partir de los diferentes niveles de tensión correspondientes a cada uno de estos colores en una línea de televisión, además también se puede comprobar como se crean las señales R-Y y B-Y, viendo los niveles de crominancia que se corresponde con los valores de la tabla anterior .

!

Figura 4.4 Niveles crominancia (R-Y y B-Y).

!Analizando la señal de la figura anterior podemos comprobar que se nos presenta un problema con estas barras de color. En ella se comprueba que el nivel de la señal excede del nivel permitido de 1.33, lo que acarreará un problema de modulación en la señal.

Esto se soluciona modificando una de las dos partes de la señal de vídeo. La luminancia no se puede manipular porque afectaría en los receptores de televisión B/N, por lo que esta manipulación se ejecutó sobre las componentes R-Y y B-Y reduciendo en ambas componentes sus respectivos niveles.

La cuestión que se nos presenta es qué proporción hay que aplicarle a las dos componentes para que no se produzca esta sobremodulación. Esta proporción sale del tanto por ciento de margen que se permite por encima del voltio pico a pico de la señal de vídeo. Si ésta es 1 Vpp y se permite 0.33 V,se estará


permitiendo que no se sobremodule en el período activo de línea por encima de un 33%. Por eso en el cálculo debe cumplirse que:

Y + |C| ≤ 1,33; Y - |C| ≥-0,33

Este error se puede tolerar ya que sólo se suele dar en colores muy saturados, los cuales se dan poco en las imágenes cotidianas . La forma de hacerlo es calcular el coeficiente para todos los colores. La ponderación que se le aplica a las señales son:

!U = 0,493 (B-Y) V = 0,877 (R-Y)

!Las dos señales resultantes son U y V estas dos componentes son las que se van a modula en cuadratura y las que van a transmitir la información de crominancia. El módulo resultante tiene el siguiente valor:

!

Estas señales que se han obtenido U y V tienen que tener un ancho de banda de un 1 MHz.

A raíz de esto obtenemos la señal de barras de color normalizada y se puede observar en la siguiente figura:

!

! Figura 4.5 Niveles crominancia (U y V).

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En la siguiente tabla aparecen los valores de tensión resultante de los cálculos anteriores.

!

!

! Tabla 4.2. !Todos estos datos se pueden representar en diagrama vectorial, en donde esté representado por un aparte el módulo y por otra parte a

Figura 4.6 Diagrama Vectorial de la crominancia de unas barras de color UER.

la misma vez la fase de la información de la crominancia, así que la figura que nos quedaría sería la que se muestra a continuación:


!!!!

!!!!!!!!!!!!!!!!!Figura 4.7. Creación del diagrama vectorial a partir de R-Y y B-Y.

!En la figura anterior se aprecia como se crean los colores de la señal de barras de color sumando las componentes de los vectores U y V.

!!!!!!


!!!!!!!!!!!

!!!!

F i gu ra 4 .8 .

Diagrama de señales de barras de color UER.

!4.6. El Burst. !Según lo indicado anteriormente, el vídeo compuesto debe decodificarse para recuperar las señales diferencia de color y la señal de luminancia. El proceso de decodificación requiere de la referencia pura de la subcarrier, no la crominancia, que es la subcarrier modulada con el color, solamente una señal exacta y libre de variaciones, hay que recordar que... la crominancia es cero en ausencia de color. Igual que sincroniza, el color de referencia debe ser independiente de la imagen . El decodificador, por lo tanto, regenera a partir del vídeo de compuesto de entrada, la


subcarrier exacta, se usa con una referencia de color unida a la señal. Esto es el burst . ! ! ! !Para poder demodular la señal de crominancia hemos dicho que hay que añadir una señal denominada burst. Esta señal, aparte de decodificar la señal para extraer la señal de crominancia, nos da una referencia de la fase de la portadora. !Esta señal de subportadora se inserta en un trozo del pórtico posterior en el impulso de sincronismo horizontal de cada línea, menos en el sincronismo vertical. !La señal del burst se compone de diez ciclos de subportadora que siguen la fase de la subportadora con una variación de ±1 ciclo. El nivel de este sincronismo es de 0.3 Vpp y a esta fase se la llama fase absoluta y los vectores corresponderán a sus respectivos colores por comparación con la fase del burst. La fase a la que nos referimos aquí se la llama fase relativa.

! Figura 4.9. Inserción de la señal de burst.

!4.7. La corrección de fase en PAL

!Como se ha comentado anteriormente, el color que indica un vector lo marca su fase y la saturación su amplitud. Esto nos lleva


a la conclusión de que cualquier viraje de la fase de este vector afectaría directamente al color que estamos viendo, error que el sistema visual humano detecta fácilmente, pero sin embargo un error de saturación no es tan fácil de detectar por el ojo. Precisamente en este factor del sistema visual se basa la corrección de fase en el sistema PAL.

En la figura siguiente se observa como se realizaría esta inversión de la componente de color R-Y, que en realidad una vez aplicada la ponderación estaríamos hablando de U y V.

!

! Figura 4.10 Inversión de línea.

Si los vectores U y V se mantuviesen sin ningún problema de fase o amplitud, el vector resultante R, no presentaría ningún cambio tampoco.

! ! Figura 4.11. Representación de desfase de línea.

!En el supuesto de la figura “a” se toma que los vectores de U y V tienen una amplitud de una unidad (que no es lo normal), pero en la figura “b” se aprecia una representación vectorial a la cual le hemos introducido un desfase de 10º.


Al producirse este viraje se observa que las dimensiones de los vectores U y V varían, con lo cual también lo hacen los vectores resultantes. Si representamos este nuevo diagrama vectorial tendríamos algo como lo que se ve en la siguiente figura:

! ! ! Figura 4.12. Vector resultante en un desfase de vectores.

!Ahora vemos que en la suma vectorial que se realiza, la fase del vector resultante es de nuevo de 45º, pero la amplitud del nuevo vector aumenta sustancialmente con lo cual también lo harán los vectores U y V. Como hemos dicho el ojo es menos sensible a estas variaciones de saturación ( aunque tampoco deben ser muy grande). !4.8. Secuencias del sistema PAL !El hecho de que el sistema PAL sea una señal que tiene una repetición secuencial a lo largo del tiempo da opción a que se creen una serie de secuencias que se repiten de una forma periódica. En el sistema PAL se distinguen tres secuencias diferentes: la secuencia de dos campos o secuencia de líneas, la secuencia de cuatro campos o secuencia BRUCH y la secuencia de ocho campos o secuencia PAL.

!!


4.8.1 Secuencia de dos campos o secuencia de línea !Hay que observar que hablando de los cuadros comprobamos que en relación a los sincronismos éstos son exactamente iguales. Podemos comprobar que el campo 1 empieza en la línea 1 mientras que el campo 2 empieza en la línea 313, pero en la mitad de la línea, y termina en la 625. Si vemos el campo 1 el primer impulso de línea se encuentra después de media línea, o sea, entre el último impulso igualador y el primero de línea hay media línea (5). Si vemos ahora el campo 2, el primer impulso de línea se encuentra después de una línea, es decir comprobamos que entre el último impulso igualador y el primero de línea tenemos una línea completa (318).

Figura 4.13. Secuencia de línea. !La secuencia de dos campos o de línea es esta en donde si nos fijamos en los demás cuadros podemos comprobar que en esto son todos iguales.

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4.8.2. Secuencia de cuatro campos o secuencia Bruch !

Figura 4.14. Secuencia Bruch.

!Ya hemos visto que en la exploración entrelazada un cuadro se divide en dos campos. Esto hace que el barrido se repita cada dos campos . Además en el apartado de la corrección de color se comprobó que el vector “V” se invierte en cada línea. Si un campo tiene un número impar de líneas ocurrirá que la dirección del vector “V” no será igual en la línea 1 del campo primero que en la línea 2 del campo segundo, pero si será la misma en la línea primera del campo tercero. Esto se repite cada cuatro campos, o sea, cada dos cuadros.

En la figura anterior las flechas representan la fase de la componente “V” del burst, ya sea el positivo como el negativo y si nos fijamos en el borrado de los campos “b” y “c”comprobaremos que la fase termina en positivo mientras que en los campos “d” y “e” terminan en negativo.

Si nos fijamos en la línea de puntos todos los vectores del burst tienen la misma fase, y esto se hace para evitar problemas con el


oscilador local. Si volvemos al campo “c” éste avanza media línea en cada cuadro y después se va a su posición original, así todos los cuadros comienzan y terminan el burst con la misma fase.

A esto es a lo que se le llama secuencia Bruch.

!4.8.3. Secuencia de ocho campos o secuencia PAL !Cuando se hace necesario el ajuste de la relación SC/H comprobamos que no todo el mundo conoce el método correcto de hacerlo, por lo que es un hecho constatado que se descuida un poco en los lugares donde se trabaja con la edición de vídeo.

En realidad este es un problema que comienza a surgir cuando realmente se comienza a editar vídeo, ya que anteriormente esto no se hacía necesario.

La norma que regulaba esto es la RS-170A y define las relaciones que existen entre ambas magnitudes como la fase entre la señal de subportadora de color y el 50% del frente de bajada del impulso de sincronismo horizontal cuando proyectamos el burst hasta el impulso.

Para estudiar la secuencia de ocho campos o secuencia PAL, tenemos que basarnos exclusivamente en la fase de la subportadora.

Por su frecuencia la fase de la subportadora cambia de línea en línea y no se repite hasta 2500 líneas.

Frecuencia subportadora 4.433.618,75 Hz/s Frecuencia de líneas 15.625 Hz/s Ciclos subportadora por línea 283,7516 !El hecho de realizar este ajuste es para identificar sin ningún tipo de dudas el campo 1 de una secuencia de color. Los equipos son capaces de absorber errores de fase de 40º de SC/H, aunque existen equipos capaces de trabajar con errores de hasta 75º.


Recordando como se escogía la frecuencia de subportadora, observaremos que se multiplicaba la frecuencia de líneas por 284 - 1/4, lo que nos indica que cada 4 líneas la onda senoidal empieza en ciclo completo.

!

! ! Figura 4.15. Secuencia PAL.

!Viendo la figura anterior, en la primera línea la fase de la subportadora es 0º, en la línea siguiente después de 283 ciclos completos terminaría en 0,75 ciclos que corresponden a 270º. En la siguiente habría 283 ciclos más 0,5 ciclos que son 180º. En la siguiente, la cuarta línea, habría 283 ciclos más 0,25 ciclos, que son 90º. Y en la quinta volvería a ser 0º.

Cuando elegimos la frecuencia de subcarrier, le añadimos también 25 ciclos, es decir, cada segundo le añadimos 25, o sea, cada cuadro (25 cuadros por segundo), le sumamos un ciclo, así que a cada 625 líneas se le distribuye un ciclo.

Si se repetía la fase cada cuatro líneas y ahora hacemos que se reparta un ciclo entre 625 líneas, se repetirá la fase cada 2.500 líneas, (625x4), por lo tanto como la fase 0º es la que debe tener la línea 1 del campo 1, volverá a ser 0º en, la línea 2.501, que es la línea 1 del campo 9. O sea, el campo 9 vuelve a ser campo 1, ya que son idénticos en todo.

Así que podemos afirmar, que si cada 2.500 líneas la fase de la subcarrier vuelve a ser 0º, en la línea 1.251 la fase ésta será de 180º.

Por lo que los campos del 5 al 8 serán idénticos a los campos 1 a 4 menos en la fase de la subcarrier que estará invertida 180º.


Visto lo visto anteriormente, podemos afirmar también que a partir de los ocho campos todas las circunstancias se vuelven a repetir sin ninguna diferencia. Esta es la secuencia PAL de ocho campos.

La relación que existe entre la fase de la subportadora y las líneas es lo que se denomina como la relación SC/H la cual se mide en grados en se define como fase 0º la correspondiente a la línea 6 del campo 1.

Cuando esta relación es correcta podemos enfasar señales procedentes de fuentes diferentes sin ningún problema.

!

!

!RECUERDA!!En este caso se ha visto más detalladamente cómo se crea la luminancia, la crominancia y cual es la definición del nivel de blanco y el nivel de negro. También se ha ha realizado una explicación de qué es la señal de vídeo compuesto y de dónde sale la señal de barras de color. Para terminar se realiza un análisis de uno de los aspectos más significativos de la señal PAL, la corrección de la fase de color.


BIBLIOGRAFÍA ! !SISTEMAS DE TELEVISIÓN CLÁSICOS Y AVANZADOS Bethencourt Machado. Tomás. IORTV, 1990. !APUNTES DE TELEVISIÓN. Chismol Ibáñez Ramón, SPUPV, 1999. !SISTEMAS DE RADIO Y TELEVISIÓN.

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!TÉCNICAS DEL VÍDEO.

White, Gordon. Instituto Oficial de Radio Televisión. ISBN: 0-434-92290-0.

!LA SEÑAL DE VÍDEO: PAL COLOR.

La señal de vídeo: PAL Color

García Martínez, Francisco José

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!!!!!!!!!!!!!!!!!!© Francisco José Espinosa Pérez, 2013

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