Principios de Television

PRINCIPIOS DE TELEVISION

TELEVISION MONOCROMATICA

Evolucion de las Telecomunicaciones

Telegraphy

Telephony

Telegraphy

Telephony

Telegraphy

Radio

Telephony

Telegraphy

Telex

Facsimile

Radio

Television

Telephony

Telegraphy

Telex

Data

Facsimile

Radio

Color TV

Cellular

Paging

Satellite

Telephony

Telegraphy

Telex/Facsimile

Broadband data

Narrowband data

Video-teleconferencing

Internet

Digital radio

HDTV

DBS

Digital cable

Cellular

PCS

802.11b

1850 1880 1910 1940 1970 1990s

ESPECTRO DE FRECUENCIAS RADIOELECTRICAS

• También llamado espectro radioeléctrico, es un recurso natural de dimensiones limitadas que forma parte del patrimonio de nuestro país.

• Su administración, asignación de frecuencias y control corresponden al Ministerios de Transportes y Comunicaciones.

TRANSMISION

• Trasladar información de un lugar a otro a través de un canal de comunicaciones.

• Esta información puede ser:– Voz– Datos– Imagen– Vídeo– Multimedia (Combinación de los anteriores).

SISTEMA DE COMUNICACIONES


Reduce el valor de la señal y puede hacerla tan pequeña como el ruido y perderla en éste.


Es el resultado de la respuesta imperfecta de un sistema a la señal misma


Es la contaminación debida a señales externas de la misma naturaleza que el mensaje que queremos transmitir


Es inevitable en cualquier sistema, sin embargo se puede tratar de minimizar.

SERVICIOS DE DIFUSION

• Son servicio de difusión los servicios de telecomunicaciones en los que la comunicación se realiza en un solo sentido desde uno o más puntos de transmisión hacia varios puntos de recepción.

• Quien recibe la comunicación lo hace libremente, captando lo que sea de su interés.

SERVICIOS DE DIFUSION

Se consideran servicios de difusión entre otros, los siguientes:

a) Servicio de radiodifusión sonora

b) Servicio de radiodifusión de televisión

c) Servicio de distribución de radiodifusión por cable

d) Servicio de circuito cerrado de televisión.

ESTACION DE RADIODIFUSION

• Está conformada por el transmisor o conjunto de transmisores, sistema irradiante, enlaces auxiliares (físicos o radioeléctricos) y/o estudios, destinados a prestar el servicio de radiodifusión.

• La asignación de frecuencias de operación se efectúa de acuerdo a un Plan Nacional de Asignacion de Frecuencias, al Reglamento de Radiocomunicaciones de la UlT y los convenios internacionales suscritos.

• Toda estación radioeléctrica que opere en un país está obligada a trasmitir con la potencia, ancho de banda y en la frecuencia o banda autorizada.

ESTACION DE RADIODIFUSION

HISTORIA DE LA TELEVISION

• 1,926 Jhon L. Baird inventa la Televisión Mecánica (USA)

• 1,928 Se transmiten las primeras imágenes de televisión mecánica ( USA)

• 1,935 David Sarnoff y V. Zworykin realizan la primera transmisión de Televisión

Electrónica (USA)


• 1936 Los primeros Programas de Televisión europeos irradiados al aire usaban

dos sistemas de barrido diferentes en distintos días, emitidos desde

el mismo transmisor.

El sistema de John Logie Baird usaba 240 líneas, 50 fps no

entrelazado y el sistema competidor EMI usaba 405 líneas, 25 fps entrelazado.

• 1,939 Emisión de Programación regular de Televisión en USA en distintos

formatos

• 1,941 El Comité Nacional de Sistemas de Televisión de USA (NTSC) decide

Normalizar las transmisiones de Televisión (Blanco y Negro)



• 1,941 Las 22 estaciones Televisoras existentes en USA se adaptan al

nuevo estándar electrónico

• 1,950 RCA diseña un Sistema de Televisión a Color compatible con el B/N

existente

• 1,953 El NTSC adopta el sistema de color de RCA para emisión comercial

TELEVISION

La televisión es la captura, transmisión y presentación al ojo, de una sucesión de imágenes quietas (cuadros o frames) a una velocidad tal que el cerebro percibe una continuidad entre ellas, reproduciendo así la sensación de movimiento de la imagen capturada.

TELEVISION

• En sus orígenes históricos y técnicos, la televisión comienza con la transmisión y recepción de imágenes en blanco y negro, es decir, la información de brillo de la imagen.

• El principio de transmisión de TV consiste en dividir en pequeños elementos la imagen.

TRANSMISION DE TELEVISION

IMAGEN

SONIDO

AUDIO

VIDEO RF

SONY

SISTEMA DE TELEVISION

IMAGEN

CAMARA DE TELEVISION

UNIDAD DECONTROL

GENERADOR SINCRONISMO

TRANSMISORDE

TELEVISION

VIDEO

BLACK

AMPLIFICADOR DE AUDIO

SONIDOAUDIO

ANTENA TRANSMISORA

RF.

SEÑAL DE VIDEOMODULADA EN AMPLITUD

SEÑAL DE AUDIOMODULADA EN FRECUENCIA

MICROFONO

AMP. R.F. Y CONVERSOR

F.I. VIDEO

DETECTORLUMINANCIA

AMPLIFICADORLUMINANCIA

/ COLOR

SINCRONISMOY

EXPLORACION

F.I.AUDIO

DETECTOR DE

AUDIO

AMPLIFICADOR DE

AUDIO

TUBO DE RAYOSCATODICOS

IMAGEN

SONIDO

PARLANTE

DETECTORCROMINANCIA

CIRCUITOSDE COLOR


IMAGEN


UNIDAD DECONTROL


TRANSMISORDE

TELEVISION

VIDEO

BLACK


SONIDOAUDIO

ANTENA TRANSMISORA

RF.



MICROFONO


F.I. VIDEO

DETECTORLUMINANCIA


/ COLOR

SINCRONISMOY

EXPLORACION

F.I.AUDIO

DETECTOR DE

AUDIO

AMPLIFICADOR DE

AUDIO


IMAGEN

SONIDO

PARLANTE

DETECTORCROMINANCIA

CIRCUITOSDE COLOR

La cámara transforma sucesivamente cada uno de los elementos individuales en señales eléctricas de magnitud proporcional a su brillo.


IMAGEN


UNIDAD DECONTROL


TRANSMISORDE

TELEVISION

VIDEO

BLACK


SONIDOAUDIO

ANTENA TRANSMISORA

RF.



MICROFONO


F.I. VIDEO

DETECTORLUMINANCIA


/ COLOR

SINCRONISMOY

EXPLORACION

F.I.AUDIO

DETECTOR DE

AUDIO

AMPLIFICADOR DE

AUDIO


IMAGEN

SONIDO

PARLANTE

DETECTORCROMINANCIA

CIRCUITOSDE COLOR

Posteriormente esta señal es transmitida modulando una portadora de R.F.


IMAGEN


UNIDAD DECONTROL


TRANSMISORDE

TELEVISION

VIDEO

BLACK


SONIDOAUDIO

ANTENA TRANSMISORA

RF.



MICROFONO


F.I. VIDEO

DETECTORLUMINANCIA


/ COLOR

SINCRONISMOY

EXPLORACION

F.I.AUDIO

DETECTOR DE

AUDIO

AMPLIFICADOR DE

AUDIO


IMAGEN

SONIDO

PARLANTE

DETECTORCROMINANCIA

CIRCUITOSDE COLOR

Después del procesamiento adecuado en el extremo receptor, la citada información se aplica a otro conversor electrooptico pero a la inversa, y reproduce la distribución de brillo de la imagen original sobre una pantalla

COMO FUNCIONA LA TV?

• Una imagen en Televisión está compuesta

`por 525 líneas

• Cada línea está compuesta por elementos

de imagen o Píxeles

• Se transmite línea por línea al aire a gran

velocidad

• Debido a la velocidad de transmisión el

ojo ve la imagen como un todo

Si hubiera más líneas, la imagen sería más nítida !!

CINE

• para que el cine fuese posible era necesario que la cámara hiciera varias operaciones precisas.

• La película no podía solamente pasar frente al lente, haciendo esto se generaba un movimiento terriblemente borrosos, es por ello que fue necesario desarrollar un mecanismo que detenga la película frente al lente una fracción de segundo y después corra nuevamente aprovechando el fenómeno de la “persistencia de la visión”.

PERSISTENCIA DE LA VISION

• Capacidad del ojo humano de retener una imagen por un corto tiempo, aún cuando el objeto se encuentre fuera del campo de visión.

• Dado que el ojo retiene la imagen durante aproximadamente 1/20 de segundo (0.05 seg.) todos los elementos de la imagen deben transmitirse dentro de 1/20 de segundo si se pretende que el ojo vea la escena “de una vez”.

• Pero esto no era suficiente, se hacía necesario que este detención de la película coincidiera con el paso de luz y cuando la película corriese se obstruyera el paso de luz a través del lente; así nace el obturador (shutter).

CINE

ILUSION DE MOVIMIENTOILUSION DE MOVIMIENTO

1

2

3

22

23

24EN CINE SE TRANSMITEN 24 CUADROSPOR SEGUNDO

PARPADEO (FLICKER)

• Para que el cerebro perciba una continuidad de movimiento debe verificarse lo siguiente: – La exploracion de la señal (frecuencia de "muestreo“)

debe ser suficientemente alta para que el movimiento sea continuo y no a saltos.

• Sin embargo, se comprobó que la frecuencia de "muestreo" debe ser aun mas alta, para evitar el así llamado "FLICKER" ("PARPADEO")

FLICKER

En efecto, contrariamente a lo que podía esperarse, a medida que se excita con mayor luminosidad, la persistencia del ojo disminuye, de manera que imágenes muy brillantes requieren rápida repetición para que no se desvanezcan provocando el "FLICKER".

Esto se descubrió en los cines cuando por mejoras tecnológicas, se fue aumentando la potencia de los proyectores.

Solución del Flicker en cinematografía

Como 24 f/s no eran suficientes para resolver el problema del parpadeo, se resolvió darle dos "golpes" de luz al ojo por cada frame, a los efectos de aumentar la persistencia.

Esto se logró colocando en el proyector, entre la pantalla y el film, un obturador rotativo de dos hojas .

Solución del Flicker en cinematografía

El movimiento de este "SHUTTER" está sincronizado con el film de manera que obtura la luz brevemente mientras el film se encuentra fijo.

De esta manera el "golpe" de luz al ojo se realiza 48 veces por segundo, resolviendo el problema del flicker.

El movimiento de la acción no varia porque la velocidad del film sigue siendo la misma: 24 f/s.

ILUSION DE MOVIMIENTO EN TELEVISION

• Para lograr la ilusión de movimiento (tiempo real) se debían transmitír 30 cuadros o frames por segundo.

• Cada frame estaba compuesto por 525 líneas (Norma M)

• Pero aqui también se presentaba el problema del flicker

EL PROBLEMA DEL PARPADEO

123430 29 28 27 26 25

Para evitar el parpadeo en Televisión se buscó una solución que no implicara aumentar el número de Cuadros y por tanto el Ancho de Banda

BARRIDO ENTRELAZADO

(Interlaced Scanning)

El barrido entrelazado fue un ingenioso dispositivo, inventado con la televisión misma, para eliminar el flicker.

BARRIDO ENTRELAZADO

Con el barrido entrelazado, el "frame" o cuadro está compuesto por dos "fields" o campos (el campo par y el impar) obviamente al doble de la frecuencia de cuadro: cada dos fields hay un frame.

Cada field o campo es un "golpe de luz " en la retina, equivalente al realizado por el obturador en el proyector cinematográfico, logrando así la eliminación del flicker.

Los campos de un entrelazado 2:1

Cuadro completoBarrido entrelazado 2:1

La mezcla entrelazada de ambos Campos nos da un Cuadroque es la imagen de 525 líneas

BARRIDO ENTRELAZADO

Campo impar 262.5 líneasCampo par 262.5 líneas Cuadro completo 525 líneas

1/60 s 1/60 s 1/30 s

+ =

FRECUENCIAS Y PERIODOS

• La frecuencia de línea fh es igual al número de líneas por cuadro por el número de cuadros por segundo:

» fh = 525 x 30 = 15,750 Hz

• La frecuencia de campo fv es igual a 2 veces fh entre el número de líneas por cuadro:

fv = 2 x 15750 525

= 60 Hz

FRECUENCIAS Y PERIODOS

• Aplicando inversas, se tiene que el periodo de deflexión horizontal es:

Th 63.5s

y el de deflexión vertical:

Tv = 16.6 ms.

TIEMPOS DE RETRAZADO

La norma establece que los tiempos llamados de retrazado horizontal y vertical valen:

Tfh = 0.18 . Th = 10.16s.

Tfv = 0.08 . Tv = 1.328 ms.

Durante estos lapsos de tiempo se debe borrar el haz, para no distorsionar la imagen.

Deduciendo estos tiempos de los de Th y Tv, quedan entonces los tiempos activos iguales a:

Tact h = Th – Tfh = Th.(1-0.18) = 52.07s.

Tact v = Tv – Tfv = Tv.(1-0.08) = 15.274 ms.

BARRIDOS Y RETORNOS

Borrado Vertical42 líneas/cuadro

Area de cuadro activo483 líneas

BorradoHorizontal10.7 µseg

52.07 µseg

De las 525 líneas barridas, un 8% no serán vistas, quedando, 483 líneas con “imagen”, conocidas como líneas activas

L’’ = L(1-0.08) = 483 líneas

IMAGEN ACTIVA

POLARIDAD DE MODULACION• La polaridad de la modulación es negativa, lo que

significa que los puntos más brillantes corresponden a valores bajos de amplitud de portadora y los picos de sincronismo a los valores de mayor amplitud de la misma.

• De esta manera se consigue optimizar el uso del transmisor, requiriendo máxima potencia solo por breves periodos de tiempo.

SEÑAL DE VIDEO

100 -

75

-

50

–

25

–

0 -

Amplitud %

Señal de video

Sincronismo Horizontal

Nivel Máximo Nivel de Borrado Siguiente línea Pulso de Borrado Nivel de Blanco

Inicio de línea Fin de línea

Además de los impulsos de imagen, se transmiten señales especiales con el propósito de sincronizar el proceso de barrido que se cumple en el receptor con el de la cámara y también para la eliminación de los trazos de retorno.

FORMA DE ONDA DE LA SEÑAL DE TV

0

300

1000

-40

0

100

mV IRE

SINCRONISMO

BORRADO

STANDAR DE TELEVISIÓN BLANCO Y NEGRO NTSC-1 (1941)

• Sistema de barrido 525 líneas por cuadro

30 cuadros(60 campos)/seg.

• Frec. Horizontal 15,750 hz.• Relación de aspecto 4 : 3• Frec. vertical 60 hz.

• Ancho de Banda 6 Mhz• Modulación de video AM - VSB • Modulación de audio En Frecuencia

ANCHO DE BANDA

La cantidad de información que puede transmitirse en un momento dado.

ITU-R 601 asigna un ancho de banda para la señal analógica de brillo o luminancia de 4.2 Mhz

Según el CCIR, en la norma EIA, se dispone de un ancho de banda de 6MHz

ACUICIDAD VISUAL

• Para calcular el número de elementos reales que el ojo puede resolver, multiplicamos el número de líneas activas por el factor de Kell Entonces: Nv = L” x Fk

Donde: Nv = Numero de elementos de imagen a resolverL” = Líneas activasFk = Factor de Kell = 0.7

Dando valores obtenemos Nv 338 líneas

CALCULO DEL ANCHO DE BANDA

Un sistema de TV de 525 líneas y relación de aspecto 4:3 necesita mantener 4/3 Nv elementos de imagen horizontales para ser resuelto, entonces:

338 x 4/3 451 elementos horizontales

Una imagen de 451 elementos horizontales resulta en una señal eléctrica con aproximadamente 225.5 ciclos durante la línea activa (un ciclo equivaldría a un elemento blanco y un elemento negro).

CALCULO DEL ANCHO DE BANDA

Como el tiempo activo de linea Tact h = 52.07s. entonces la duración de un ciclo simple será:

T = 52.07 s 0.2309 s 225.5

• La frecuencia fundamental resultante para barrido horizontal de 451 elementos horizontales será:

F= 1 = 1 4.33 Mhz T 0.2309

ANCHO DE BANDA DEL CANAL DE TELEVISIONANCHO DE BANDA DEL CANAL DE TELEVISION

1 2 3 4 5 6

1.25 MHZ 4.5 MHZ

PV

PA

4.2 MHZ

BLI BLS


1 2 3 4 5 6

1.25 MHZ 4.5 MHZ

PV

PA

4.2 MHZ

BLI BLS

La señal de video está modulada por amplitud y toma casi el total del ancho del canal.


1 2 3 4 5 6

1.25 MHZ 4.5 MHZ

PV

PA

4.2 MHZ

BLI BLS

La portadora de sonido está modulada por frecuencia, con una desviación máxima de 25 kilociclos, lo que corresponde a un ancho de canal de unos 50 kilociclos.


1 2 3 4 5 6

1.25 MHZ 4.5 MHZ

PV

PA

4.2 MHZ

BLI BLS

La portadora de la imagen está 1,25 Mhz por arriba del límite inferior del canal.


1 2 3 4 5 6

1.25 MHZ 4.5 MHZ

PV

PA

4.2 MHZ

BLI BLS

La portadora de sonido está a 0,25 Mhz por debajo del límite superior del canal, dejando así una separación de 4,5 Mhz entre ambas portadoras.


1 2 3 4 5 6

1.25 MHZ 4.5 MHZ

PV

PA

4.2 MHZ

BLI BLS

La banda lateral superior se extiende aproximadamente 4.2 Mhz por arriba de la portadora, mientras que la banda lateral inferior se extiende sobre sólo 0,75 Mhz por abajo de la portadora.


1 2 3 4 5 6

1.25 MHZ 4.5 MHZ

PV

PA

4.2 MHZ

BLI BLS

Bandas de Proteccion

La porción plana de la señal de video tiene aproximadamente 4,75 Mhz de ancho, con bandas de protección de 0,5 Mhz dispuestas arriba y abajo de las bandas laterales.


1 2 3 4 5 6

1.25 MHZ

PV

PA

4.2 MHZ

BLI BLS

Bandas de Proteccion

Estas bandas de protección tienen por objeto impedir que la señal de video se meta, por una parte, en el canal de sonido y. por la otra, en el canal inferior adyacente.

4.5 MHZ


1 2 3 4 5 6

1.25 MHZ 4.5 MHZ

PV

PA

4.2 MHZ

BLI BLS

La señal de sonido se trasmite por medio de modulación de frecuencia de una portadora de R.F. La desviación de frecuencia es de 50Khz

CANALES DE TELEVISIÓN NORMA MCANALES DE TELEVISIÓN NORMA M

PV PS

CANAL2

PV PS

CANAL3

PV PS

CANAL4

PV PS

CANAL6

PV PS

CANAL5

54 MHZ 60 MHZ 66 MHZ 72 MHZ 76 MHZ 82 MHZ 88 MHZ

FM

PV PS

CANAL7

PV PS

CANAL8

PV PS

CANAL9

174 MHZ 180 MHZ 186 MHZ 192 MHZ

PV PS

CANAL10

PV PS

CANAL11

PV

198 MHZ 204 MHZ

PS

CANAL12

210 MHZ

PS

CANAL13

216 MHZ

PV

2 3 4 5 6 A2 A1 A B C D E F G H I 7 8 9 10 11 12

13 J K L M N U V W AA BB CC DD EE KK LL MM NN OO PP QQ

5 – 42 50 60 70 80 88 100 108 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210

210 220 230 240 ........... 280 290 300 310 320 330 ............... 370 380 390 400

MHz

2 3 4 5 6 98 99 14 15 16 17 18 19 20 21 22 7 8 9 10 11 12

13 23 24 25 26 27 34 35 36 37 38 39 40 41 47 48 49 50 51 52 53

VHF BANDA 1 ESPECIAL BANDA MEDIA VHF BANDA III

SUPERBANDA HIPERBANDA

FMSUB BANDA

PLAN DE FRECUENCIAS CATV

TELEVISION A COLOR

ESPECTRO DE LUZ VISIBLE

TEORIA DEL COLOR

• Experimento de Newton

LuzBlanca

PRISMA

ColoresVisibles

• La teoría en cuestión establece que se pueden reproducir los colores espectrales a partir de 3 de ellos, si estos cumplen la condición de ser primarios.

• Un color (del conjunto de 3) es primario si no puede ser obtenido por mezcla de los otros 2.

Teoria de los 3 colores y mezcla aditiva

MEZCLA DE COLOR

• Combinando estos 3 colores, a los que se les llama Colores Fundamentales o Primarios, se pueden obtener todos los colores del espectro visible

• Los colores primarios elegidos son• Rojo ( R )• Verde ( V )• Azul ( A ).

• Se deduce que 2 de ellos se encuentran próximos a los extremos del espectro visible y el restante en el centro del mismo.

Teoria de los 3 colores y mezcla aditiva

ESPECTRO DE LUZ VISIBLE

Infrarrojos Ultravioletas

“ L U Z V I S I B L E ”

COMPATIBILIDAD

• Significa que un Televisor B/N pueda captar un programa a Color ( en blanco y negro obviamente) o que un televisor a color pueda captar un programa B/N sin necesidad de agregar ningún equipo adicional.

COMPATIBILIDAD

• Para que exista compatibilidad no debe variar el formato ni el número de líneas, de campos ni de cuadros.

• Además tampoco debe variar la forma de onda de la señal de TV ni el Ancho de Banda del Canal (6MHZ)

CURVA DE VISIBILIDAD RELATIVA

En la curva de sensibilidad del ojo, las abscisas correspondientes a los 3 colores primarios tienen como ordenadas 0.47 (rojo), 0.92 (verde) y 0.17 (azul).

Se puede obtener el “blanco” en función de estos tres colores Y=f(R,G,B)

Vy = Kr . Vr + Kg . Vg + Kb . Vb

0 < Vi < 1V siendo Vi las tensiones RGB y luminancia

Como la suma de los 3 coeficientes es igual a 1.56 se normalizan los valores como sigue:

Kr = 0.47 / 1.56 = 0.3

Kg = 0.92 / 1.56 = 0.59

Kb = 0.17 / 1.56 = 0.11

Por lo tanto el blanco a partir de RGB se obtiene de:

Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B

TELEVISION A COLOR

TELEVISION A COLOR

• En lugar de transmitir la señal de los tres colores (RGB), enviamos información de las características del color captado.

• El color tiene tres características básicas:– Brillo– Matiz– Saturación

BRILLO O LUMINANCIA

• Medición luminosa de la intensidad de la radiación.

• Subjetivamente se habla de luminosidad y se dice que un color tiene mucho brillo (claro) o poco brillo (oscuro).

• Se le puede simbolizar con L y su unidad de medida es [Cd/m^2].

• Define cuanta luz recibe un objeto.

• En Televisión significa la iluminación que irradia el objeto a color hacia la cámara

BRILLO O LUMINANCIA

• También llamada Longitud de onda predominante.

• Es la longitud de la radiación monocromática correspondiente.

• Subjetivamente se habla de matiz o tono y se dice que un color es amarillo, verde, azul, etc.

• Se le puede simbolizar con ld y su unidad es [nm] o [mm ] o también el Angstrom (un Angstrom » 10-10m).

MATIZ

MATIZ

• Define el color en sí. También se le llama tonalidad del color

Ejemplo: Un objeto o es verde, o azul, o amarillo, o rojo, etc.

• Magnitud de la dilucion de un color en blanco.

• Se representa por un índice variable entre 0 y 1.

• Subjetivamente se habla de saturación.

• Y se dice por ejemplo que un color rosa (mezcla de rojo con blanco) esta poco saturado en contraposición de un rojo que sí lo esta.

• Se lo puede simbolizar con r .

SATURACION

SATURACION

• Define la “pureza” del color.

• Significa cuanto de “blanco” tiene un color determinado

Ejemplo: Existe un azul marino, azul cielo, azul

claro, celeste, etc.

El Matiz es el mismo ( no deja de ser azul), pero la pureza varía

TELEVISION A COLOR

• En 1,952 se adopta el Sistema de Televisión a Color NTSC-2 el cual era compatible con los receptores monocromáticos existentes

SEÑALES DIFERENCIA DE COLOR

• Para poder transmitir información de las características del color se utiliza la señal diferencia de color

• Esta consiste en eliminar la información de luminancia de las señales de color

Lente

La imagen captadacontiene componentesde rojo, verde o azul

Los FILTROS DICROICOS separanlas componentes de color para llevarlasa sus CCD’s respectivos

CCD ROJO

CCD AZUL

CCD VERDE

AMPLIF

SEÑAL R

SEÑAL G

SEÑAL B

COMO CAPTA LOS COLORES LA CAMARA DE TV

TELEVISION A COLOR

• Para mantener la compatibilidad, los 3 colores se deben “empaquetar” en la señal de video a fin de mantener el ancho de banda de 4.2 Mhz y se puede transmitir una sola señal.

• Además cada color contiene su correspondiente brillo, matiz y saturación.

• En cada elemento CCD se resta a la información de Color que capta, el valor del brillo (Y) que también está captando y que es el mismo para los tres CCD’s

• Así obtenemos las señales:

R-YG-YB-Y


• Basta con enviar sólo las señales R-Y y B-Y junto con el brillo para obtener televisión a Color.

• Recuerde que Y es la información de LUMINANCIA o brillo (blanco) y

• la suma de R+G+B = Y


TELEVISION A COLOR

• Cada color tiene su correspondiente valor de brillo

• Para mantener la compatibilidad, un Televisor B/N puede reproducir una señal a color como variaciones de grises

LUMINANCIA RELATIVA

• BLANCO Y = 0.3R+0.59G+0.11B = 1• AMARILLO Yl = 0.3R+O.59G =

0.89• CYANO Cy = 0.59G+0.11B =

0.7• VERDE G = 0.59G =

0.59• MAGENTA Mg = 0.3R+0.11B = 0.41• ROJO R = 0.3R = 0.3• AZUL B = 0.11B =

0.11• NEGRO Bl = 0 = 0

LUMINANCIA RELATIVA

0 -40

0

100 89

70

59

41

30

11

mV IRE B Yl Cy G Mg R B Bl

100


• En Televisión la señal de Brillo o Luminancia (Y) se obtiene de :

Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B

• Por lo tanto :

R-Y = 0.7R - 0.59G - 0.11B

B-Y = -0.3R - 0.59G + 0.89B

SEÑAL DIFERENCIA DE COLOR• Si sólo se transmitiera señal roja:

R-Y = 0.7R - 0.59G - 0.11B

B-Y = -0.3R - 0.59G + 0.89B

G = B = 0, entonces:

R-Y = 0.7

B-Y = -0.3

SEÑAL DIFERENCIA DE COLOR• Haciendo la misma operación para el azul y el

verde obtenemos:• Rojo R-Y = 07

B-Y = -0.3

• Verde R-Y = -0.59B-Y = -0.59

• Azul R-Y = -0.11B-Y = 0.89

SEÑAL DIFERENCIA DE COLOR• Se busca modular las señales R-Y y B-Y de tal

manera que transmitan las características del color (matiz y saturación) además de la señal de brillo que es inherente a la señal monocromática.

• Todo esto dentro de la misma señal de televisión.

• Técnicamente esto es posible modulando “en cuadratura” R-Y y B-Y.

SEÑAL DIFERENCIA DE COLOR EN FORMA VECTORIAL

R - Y

B - Y

R

G

B

YL

MG

CY

O

• Rojo R-Y = 07

B-Y = -0.3

• Verde R-Y = -0.59

B-Y = -0.59

• Azul R-Y = -0.11

B-Y = 0.89

SEÑAL BARRAS DE COLOR EN FORMA VECTORIAL

R - Y

B - Y

R

YL

MG

B

GCY

MODULACION DE LA SEÑAL DE COLOR

Las señales B-Y y R-Y se aplican a moduladores separados. Al mismo tiempo se aplican portadoras a cada modulador, pero con un desfase de 90º entre sí. Después de moduladas en amplitud dichas portadoras son combinadas para formar la portadora resultante

ModuladorBalanceado

ModuladorBalanceado

90

OsciladorSub Portadora

B-Y

+ Crominancia

S(t) = (B-Y)Cos(t)+(R-Y)Cos(t+90)

ModuladorBalanceado

ModuladorBalanceado

90

OsciladorSub Portadora

R-Y

B-Y

+ Crominancia

S(t) = (B-Y)Cos(t)+(R-Y)Cos(t+90)

INCLUSION DE LA SEÑAL DE COLOR

• El ancho de banda de la señal de video es de 4.2Mhz pero esto significa que cada ciclo ocupa este valor, porque la energía no se reparte contínuamente de uno a otro extremo de la banda sino que existe en forma de agrupaciones o concentraciones de energía separadas por una frecuencia de 15750 hz.

SUB PORTADORA DE COLOR

Alrededor de cada armónico hay concentradas un número de bandas laterales originadas opr la exploración vertical de la imagen y por consiguiente cada una de estas bandas laterales está separada de la siguiente 60 Hz.

Se podrían utilizar los espacios “vacios” para intercalar una segunda señal, en este caso la señal de color

SUB PORTADORA DE COLOR

Tomando un múltiplo impar de 7.875, hacemos que la segunda señal esté situada entre las aglomeraciones de energía producidas por la primera señal, y no interferirán ambas.

La aplicación del principio de intercalación hace posible proveer una señal de color en la misma banda de paso ocupada sólo por la señal monocromática.

SUB PORTADORA DE COLOREL VALOR DE LA SUBPORTADORA DE COLORES IGUAL A 3.58 Mhz ESTO ES IGUAL A LA MITAD DE fh MULTIPLICADOPOR 455

CARACTERISITICAS DEL OJO HUMANO- Solo capta colores de objetos grandes

- Para objetos pequeños no distingue los colores reales, sólo capta dos colores (rojo-naranja), (verde-azul)

- Con poca iluminación distingue los objetos como variaciones de brillo (sin color)

CARACTERISITICAS DEL OJO HUMANO• El Ojo humano tiende a perder su capacidad de

distinguir el color cuando se reduce el tamaño del objeto.

• Así los objetos menores a un cierto tamaño (de frecuencias superiores a 1.5 MHz) proporcionan al ojo únicamente información de luminancia.

• Por lo tanto, no es necesario que la información de crominancia supere 1.5 MHz de ancho de banda.

CARACTERISITICAS DEL OJO HUMANO

• De este modo, los objetos muy pequeños (mayores a 1.5 MHz) se transmiten en blanco y negro.

• Los elementos que se encuentran entre las frecuencias de 0.5 MHz a 1.5 MHz se pueden reproducir aceptablemente con los colores primarios.

• Se ha comprobado que los colores Rojo, Naranja, Verde y Cyan tienen mejor respuesta para la reproducción de dichos elementos.

Señales I y Q

• En el sistema NTSC, en lugar de modular la crominancia según sus coordenadas B-Y y R-Y, se rotaron los ejes hacia 33 grados, a los que se llamo eje Q y 123 grados, al que se llamo I.

• Estos ejes se eligieron así, pensando que el eje I era el de la zona de mejor resolución del ojo; y que el Q era el de menor resolución del mismo.

Señales I y Q

• La polaridad positiva de Q es Magenta, mientras que la polaridad negativa es Verde.

• Por su parte, la polaridad positiva de I es Naranja, y la polaridad negativa es Cyan

Señales I y Q

• Se sabe que el ojo humano es más sensible a las variaciones del eje Naranja-Cyan que a las del Magenta-Verde.

• Por ello, el eje Naranja-Cyan o señal I tendrá un ancho de banda de 1.5 MHz, mientras que el eje Magenta-Verde o señal Q tendrá un ancho de banda de 0.5 MHz

POSICION DE LAS SEÑALESI y Q

Señales I y Q

• Dichas señales son moduladas en cuadratura o QAM, con portadora suprimida.

• Pero hay que notar que en el caso de que la señal I fuera transmitida en ambas bandas laterales, ésta se sobrepondría a la portadora de audio.

• Por lo anterior, únicamente se transmite la banda lateral inferior. La banda lateral superior para ambas señales (I y Q) queda restringida a 0.5 MHz.

DISTRIBUCION DE LA SEÑAL DE VIDEO DE COLOREN SU BANDA DE PASO

MODULACION EN CUADRATURA DE LA SEÑALES I y Q

MODULACION EN CUADRATURA

• Modular en cuadratura supone el empleo de dos moduladores de amplitud con idéntica frecuencia, pero con fase en cuadratura (90° entre sí), a los que se aplican los voltajes de diferencia de color, procediendo a la suma vectorial de la salida de los dos moduladores mediante un sumador lineal.

MODULACION EN CUADRATURA

Podemos describir la ecuación de esta modulación como:

Al modular las dos componentes en cuadratura, estaremos generando una tercera componente (que en nuestro caso será denominada Crominancia (C)

CROMINANCIA

La componente R – Y modula el eje I (que se encuentra desviado en 57° de fase con respecto a la subportadora o "Burst")

La componente B – Y modula al eje Q (modulado en cuadratura, es decir, a 90° con respecto a la señal Q),

Se obtiene en la salida del sumador lineal un módulo |C| representativo de la saturación de color (Magnitud de la crominancia) y un argumento ø que define al tinte (también denominado tono o matiz) de color (Fase de la crominancia).

CROMINANCIA

Sus expresiones simplificadas son:

Los valores de R – Y y B – Y deben multiplicarse por unos factores de corrección. R – Y se multiplica por 0.877, mientras que B – Y se multiplica por 0.493

CROMINANCIA

• Lo anterior es para evitar que los vectores resultantes tengan variaciones muy grandes en amplitud de unos colores a otros.

• Esta modificación mantiene las amplitudes de la señal de crominancia con colores saturados dentro de límites aceptables, disminuyendo problemas en la modulación.

VALORES I y Q CORREGIDOS

De ahí entonces, los valores de I y Q corregidos con este factor serán los siguientes:

BURST

• Dado que las señales I y Q son marcadamente sensibles a la fase, debe insertarse alguna referencia de dicha fase.

• La referencia de fase consiste en un "paquete" o burst de 8 a 10 ciclos de la frecuencia de la subportadora.

• Esta referencia se coloca después de cada pulso horizontal y está incluida en el back porch del pulso de sincronía horizontal.

BURST

• La subportadora de color realmente no se transmite, solo sus bandas laterales.

• Por lo tanto en el receptor se debe reinsertar la subportadora para poder demodular las señales de color.

• Para mantener la fase de la portadora reinsertada se envía con la señal de video un tren de impulsos de color llamado BURST el cual sirve para sincronizar la fase del receptor con la fase del transmisor.

SEÑAL DE VIDEO COLOR

0 -40

0

100

mV IRE B Yl Cy G Mg R B Bl

SEÑAL DE BARRAS DE COLOR EN FORMA DE ONDA

SEÑAL DE BARRAS DE COLOR COMO INFORMACION DE CROMINANCIA

http://www.ntsc-tv.com/images/tv/chr-lum.gif

SEÑAL DE BARRAS DE COLOR CIQ

PROCESO DE CODIFICACION DE COLOR

SEÑAL R

SEÑAL G

SEÑAL B

PROCESADOR DE VIDEO

SEÑAL R

SEÑAL G

SEÑAL B

(-)

(-)

SEÑAL R-Y

SEÑAL B-Y

Y

SEÑAL VIDEOCOMPUESTONTSC

SEÑAL SUPER VIDEOS-VIDEO Y/C

S-VHS

MODULADORCC

SEÑAL DIFERENCIADE COLOR Y, R-Y, B-Y

BETACAM

DELAY

YY

MODIFICACION DE LAS FRECUENCIAS fh y fv

• Cuando apareció la televisión color fue necesario cambiar las frecuencia de barrido horizontal y vertical a los efectos de lograr entre otros la relación exacta entre la frecuencia de línea y la sub-portadora de color y la exacta diferencia de 4.5 Mhz entre la portadora de video y de audio en el espectro radioeléctrico y evitar “batidos” entre la portadora de video y la subportadora de color.


• Se eligió la frecuencia de exploración horizontal de modo que la separación de la portadora de sonido de 4.5 Mhz sea el armónico de orden 286 de la nueva frecuencia de línea con el fin que la frecuencia de batido producida por la integración de la señal subportadora con la portadora de sonido sea un múltiplo impar de la frecuencia de exploración de media línea.


fh = 4.5Mhz

286

= 15,734.264 Hz

Entonces se elige la subportadora de color de modo que sea igual a 455 multiplicado por la mitad de este valor:

fcolor = 455 x 15734.264

2

= 3.579745 Mhz


• La diferencia o batido entre 3.579745 y 4.5 Mhz es 0.920045 Mhz que a su vez es el armónico de orden 117 de la frecuencia de exploración de media línea.

• Así se conserva el entrelazado de frecuencias.


• La frecuencia de campo debe ser alterada para conservar su posición relativa con respecto a la frecuencia de línea.

• Como la frecuencia de exploración vertical es igual a 2/525 multiplicado por fh, entonces:

fv = 2 x 15734.264525

= 59.94 Hz

RECEPTOR DE TELEVISION

http://www.ntsc-tv.com/images/tv/nt-de-md.gif

PANTALLA DEL TELEVISOR

SISTEMAS DE TELEVISION A COLOR ANALOGICOS

• NTSC

National Television System Committee

• PAL

Phase Alternation Line

• SECAM

Systeme Electronique Couleur Avec Memoire

SISTEMAS DE TELEVISION A COLOR ANALOGICOS

SISTEMA NTSC PAL SECAM

Líneas por cuadro 525 625 625

Campos por segundo 60 50 50

Banda de Luminancia 4.2 5 6

Banda de Crominancia 2 x 3.58 2 x 4.43

Funcionamiento desde 1941/54 1967 1967

Sistema PAL

• Está basado en la conversión de línea alternativa de fase.

• Tiene su zona de influencia en los principales países europeos, ya que todos los equipos de reproducción y grabación de video se fabrican según esta norma.

• Este formato emplea 625 líneas de color para componer las imágenes

Sistema NTSC

• Creado en Estados Unidos, es la norma que siguen todos los dispositivos fabricados en dicho país. Emplea 525 líneas de color.

Sistema SECAM

• Color secuencial en memoria.

• Diseñado en Francia y empleado en este país y sus zonas de influencia, emplea 625 líneas de color.

• Existen dos versiones del mismo: SECAM A: es incompatible con el sistema PAL. SECAM B: permite los dos formatos, denominándose PAL-SECAM

OTROS STANDARES INTERNACIONALES

SISTEMA LINEAS ANCHO DE BANDA TOTAL

BANDA DE VIDEO

SEPARACION VIDEO/SONIDO

B 625 7 Mhz 5.0 Mhz 5.75 Mhz

L 625 8 Mhz 6.0 Mhz 6.5 Mhz

M 525 6 Mhz 4.2 Mhz 4.5 Mhz

N 625 6 Mhz 4.2 Mhz 4.5 Mhz

NORMA PAL

M NLINE/FIELD 525/60 LINE/FIELD 625/50

Fh 15.750 Khz Fh 15.625 Khz

Fv 59.60 Hz Fv 50 Hz

Fsc 3.579545 Mhz Fsc 4.433618 Mhz

Bandwidth 4.2 Mhz Bandwidth 5.0 Mhz

Sound 4.5 Mhz Sound 5.5 Mhz

Principios de Television

Documents

Transcript of Principios de Television