Padrão de televisão

Mapa mundial dos três sistemas analógicos de televisão em cores mais comuns (em 2005)

NTSC

PAL ou PAL / SECAM

SECAM

Um padrão de televisão especifica a maneira pela qual diferentes informações, como dados de imagem e som, são transmitidas do transmissor para o receptor durante a transmissão da televisão . Faz sentido distinguir entre três níveis diferentes de transmissão:

• Definição dos parâmetros de imagem e som
• Transmissão de sinais elétricos na banda base : seja como sinais analógicos de vídeo e áudio ou codificados digitalmente
• Transmissão remota: RF analógica ou digital - tipos de modulação

história

Primeiras normas

Semelhante à expansão mundial do rádio , também havia a necessidade de regulamentação internacional para a televisão. Com a televisão, porém, era preciso determinar muito mais do que apenas a largura de banda , a distância entre as estações e as frequências de transmissão a serem atribuídas , porque as estações de rádio transmitiam apenas sons. Quando a transmissão de televisão chega ao som , o sinal de imagem é adicionado.

Quase ao mesmo tempo que o desenvolvimento da televisão a preto e branco , também ocorreram experiências com a televisão a cores . Nas primeiras tentativas, várias variantes foram desenvolvidas. Por exemplo, o pioneiro da televisão John Logie Baird tentou um sistema de duas cores para sua televisão mecânica . Outros fizeram experiências com três canais (uma imagem parcial foi transmitida em cada uma das três cores primárias em cada canal) ou com a transmissão por meio de um canal e filtros de cores giratórios sincronizados na frente da câmera e do receptor. Neste caso, entretanto, um número significativamente maior de imagens individuais teve que ser transmitido para criar a impressão de uma imagem sem cintilação. A emissora de televisão americana CBS introduziu um sistema de televisão em cores com filtros de cores em rotação rápida em 1943.

Nessas primeiras tentativas da televisão em cores CBS, as imagens eram transmitidas usando o padrão de transmissão de 405 linhas e 144 quadros por segundo. A imagem era muito boa, mas os receptores de cores com os discos de filtro de cores, por exemplo, eram muito desajeitados, barulhentos e incompatíveis com o sistema de 525 linhas e 60 campos por segundo, que havia sido introduzido nesse ínterim, devido a esses tantos discos maiores na frente da tela pequena. Em 1941, a Comissão Federal de Comunicações dos Estados Unidos (FCC) introduziu seu primeiro padrão preto e branco com uma imagem de 525 linhas e um intervalo de som para imagem de 4,5 MHz. (ver também → Comitê Nacional de Sistemas de Televisão )

Na Alemanha em 1935, com a introdução da televisão, 180 linhas a 25 quadros completos por segundo foram usadas como padrão, mas apenas um ano depois ela foi substituída por 441 linhas com 50 campos. Na Grã-Bretanha, quando a televisão foi introduzida pela primeira vez, os experimentos foram realizados inicialmente com 240 linhas com 25 quadros e 405 linhas com 50 campos (transmitidos semanalmente). Também aí, após apenas um ano, foi tomada uma decisão a favor do padrão com 405 linhas, posteriormente denominado "Padrão A". Na França, a televisão foi oficialmente introduzida com 453 linhas, durante a ocupação alemã da França o padrão foi alterado para 441 linhas e temporariamente retido mesmo após o fim da guerra, às vezes em paralelo com o novo padrão de 819 linhas.

Normas pós-guerra

A França introduziu um novo padrão de transmissão em 1948 com 819 linhas por imagem.

Em setembro de 1948, um grupo de especialistas de 34 pessoas na Alemanha Ocidental decidiu sobre um futuro padrão de transmissão sob a direção do Diretor Técnico da NWDR Werner Nestel, um padrão de linha de 625 linhas com um procedimento entrelaçado de 2: 1 e uma estrutura de imagem frequência de 50 Hz, o que significa: 25 vezes por segundo, uma imagem de filme sucessiva é dividida eletronicamente em 625 linhas, em que, nos ímpares 50 de segundo, apenas as linhas com os números de linha ímpares 1, 3, 5 etc. do respectiva imagem e em 50s pares de segundo, então as linhas com os números de linha pares 2, 4, 6, etc., ou seja, 2 * 25 = 50 campos por segundo, podem ser transmitidas. Os dois campos de uma imagem são colocados juntos ou interligados exatamente para formar uma imagem inteira na tela (veja a animação abaixo). Por um lado, esses parâmetros resultaram da frequência tradicional da corrente alternada da rede elétrica na Europa de 50 Hz; por outro lado, a especificação de 625 linhas correspondia a uma conversão aproximada do padrão norte-americano NTSC para essas condições técnicas europeias estabelecidas. : 30 imagens 525 linhas resultam em um total de 15.750 linhas a serem formadas por segundo. 25 quadros x 625 linhas correspondem a 15625 linhas por segundo. A frequência da linha é de 15.625 Hz. Esta norma proposta foi então tratada pelo comité responsável CCIR ( Comité Consultatif International des Radiocommunications ) da Geneva International Telecommunication Union (ITU) como base para uma norma uniforme de radiodifusão televisiva ocidental e meridional.

Em 1961, isso foi então declarado em Estocolmo com certas mudanças (em particular a definição da largura de banda do canal a 7 MHz e um espaçamento da frequência da portadora de áudio e vídeo de 5,5 MHz) como a proposta oficial do padrão, o chamado "padrão Gerber "do CCIR (em homenagem ao presidente do grupo de trabalho do CCIR Walter Gerber ). Em contraste, alguns países da Europa Central (como a RDA até 1956/57) e a maioria dos países do Leste Europeu usaram as bandas de frequência estendidas para 8 MHz e um espaçamento de portadora de som / vídeo de 6,5 MHz, mas como o padrão CCIR , um número de linhas de 625. É conhecido como o padrão OIRT . Alguns dos países OIRT mudaram para o padrão CCIR no século 21 .

Padrões de televisão analógica

Preto e branco

Nos primeiros dias da televisão (1930 a 1950), a transmissão era apenas em preto e branco. Durante esse tempo, os padrões técnicos em diferentes países já eram divergentes. Durante a Segunda Guerra Mundial , muitos países interromperam suas atividades televisivas e, quando retomaram, mudaram para um padrão diferente em alguns casos.

Os padrões ainda em uso após esta fase de mudança foram designados pela UIT com algarismos romanos e atualmente com letras maiúsculas e classificados da seguinte forma:

Terminologia e parâmetros

Exemplos de uma designação combinada das especificações da ITU com os códigos de letras maiúsculas para padrões preto e branco e para um sistema de televisão em cores usado e aplicado são os seguintes:

• PAL J = sistema PAL com padrão preto e branco J
• NTSC M = sistema NTSC com padrão preto e branco M.
• Secam L = sistema Secam com padrão preto e branco L

Os parâmetros mais importantes são o número de linhas , mudanças de imagem por segundo , espaçamento imagem / som, modulação do som ( FM ou AM ) e polaridade da modulação da imagem (positiva ou negativa). As colunas restantes estão relacionadas à largura de banda especial que um canal de TV requer para transmitir os sinais de áudio e vídeo no espectro .

Todos esses padrões de TV comuns ao entrelaçado ( entrelaçado ), d. H. cada quadro é transmitido em dois campos sucessivos, de modo que o resultado é o dobro da frequência do campo.

Entrelaçado

Grade de canal VHF

• Sistema B: E-2 ... E-12 (CCIR exceto F, Mônaco , Itália )
• Sistema M: A-2… A-13 (FCC)
• Sistema D: RI ... R XII (OIRT)
• Sistema A: B-1… B-14 (antigo Reino Unido)
• Sistema I: IB, ID, IF, IH, IJ ( Irlanda )
• Sistema F: F-2, F-4 ... F-12, F-8 A (F)
• Sistema B: A, B, C, D, E, F, G, H, H1 (Itália)
• Sistema B ': 4… 10 ( Marrocos )
• Sistema B ": 0… 11,5 A ( Austrália )
• Sistema B: 1… 9 (NZ)
• Sistema M: J-1 ... J-12 ( Japão )

Grade de canal UHF

• Sistema G: E-21 ... E-72 (não FCC)
• Sistema M: A-14… A-83 (FCC)
• Sistema M: J-45… J-62 (Japão)

cor

A TV em cores foi adicionada posteriormente, para os Estados Unidos e Japão na década de 1950 e para o resto do mundo na década de 1960 ou mais tarde. Uma vez que deveria permanecer compatível com a televisão em preto e branco , os padrões existentes foram mantidos e apenas um sinal de cor foi adicionado na forma de uma portadora auxiliar para colorir.

Os receptores em preto e branco não podem decodificar essa portadora adicional e, portanto, recebem transmissões em cores como de costume em preto e branco; é assim que a compatibilidade é estabelecida. Os receptores de cores decodificam sinais em preto e branco e em cores e geram a imagem colorida dos dois juntos. Este procedimento é comum a todos os padrões analógicos terrestres.

O sinal de cor adicionado pode ser modulado de três maneiras diferentes: PAL , SECAM ou NTSC. Em princípio, qualquer um dos três padrões de cores pode ser combinado com qualquer um dos padrões preto e branco A - N. Na verdade, entretanto, PAL e SECAM são usados ​​principalmente com um dos padrões 625/25 e NTSC apenas com o padrão M. No entanto, também existem "híbridos", como B. PAL na Norma M no Brasil .

Transmissão RF (analógica)

Parâmetros específicos da antena que são necessários para capturar o sinal, como direção da antena, polarização e localização da antena, não são levados em consideração nesta consideração.

Transmissão terrestre

Com a transmissão terrestre clássica, os parâmetros são:

• Frequência da portadora de vídeo (há rasters de canal fixos para cada padrão, mesmo que isso não seja mais relevante para receptores modernos devido à sintonia contínua),
• O tamanho do ligamento colateral maior e menor, bem como a posição do ligamento colateral maior,
• Modulação positiva ou negativa, nível de preto e branco,
• Distância e direção do portador de som,
• Modulação da portadora de som ( AM ou FM ), pré-ênfase usada em FM
• vários processos de som de dois canais para a transmissão de vários canais de áudio.

Transmissão com fio

O cabo usa exatamente os mesmos parâmetros da transmissão terrestre clássica. No entanto, são permitidas outras frequências reservadas para fins não televisivos na transmissão terrestre clássica; essas mentiras

• entre o Volume II e o Volume III : área do canal especial inferior ,
• entre a banda III e 300 MHz: área de canal especial superior,
• entre 300 MHz e banda IV: Faixa de canal especial estendida, também chamada de hiperbanda .

Transmissão via satélite

Na transmissão de satélite analógica clássica, os parâmetros são:

• Portadora FM de frequência central,
• Curso nominal,
• Pré-ênfase do vídeo,
• Limitação de curso,
• Distância entre os portadores de som,
• Modulação da portadora de som (FM ou QPSK com ADR ), pré-ênfase usada com FM.

Transmissão RF (digital)

DVB , ATSC , ISDB

Digital terrestre

DVB-T

A modulação usada é OFDM com QPSK, 16QAM ou 64QAM em cada portadora individual.

DVB-H (dispositivos móveis)

A modulação usada também é OFDM.

DVB-T2 (não compatível)

Satélite digital

DVB-S

A modulação usada é QPSK ,

DVB-S2

Além do QPSK, o 8PSK também é usado aqui.

Cabo digital

DVB-C

Diferentes tipos de modulação de amplitude em quadratura são usados ​​(16QAM, 64QAM ou 256QAM), dependendo da robustez necessária.

DVB-C2

Um método COFDM com modulação de amplitude em quadratura é usado em cada portadora individual (16QAM a 4096QAM). O DVB-C2 atualmente quase não tem importância na prática (a partir de 2019), uma vez que a transmissão de canais HDTV já é possível com o padrão DVB-C anterior.

Transmissão de sinal em banda base (analógico)

No caso de transmissão analógica em banda base, os seguintes parâmetros de imagem são adicionados:

• Modulação de cor ( PAL , NTSC , SECAM )
• Frequência portadora de cor (3,58 ... MHz: NTSC-3,58, 4,43 ... MHz: PAL-4,43 e NTSC-4,43, 4,25 e 4,406 ... MHz: SECAM)
• Tamanho do intervalo de apagamento horizontal (12 de 64 µs)
• Tamanho do intervalo de apagamento vertical (24,5 ... 25 linhas para CCIR, 19,5 ... 22,5 para FCC)

Transmissão de sinal em banda base (digital)

MPEG-2 (H.262) ou MPEG-4 (H.264, H.265) é usado para transmissão digital da imagem (raramente também MPEG-1), para som MPEG-1 e áudio MPEG-2 (Camada 2 ou AAC), bem como Dolby Digital (AC-3 ou E-AC3), em que o áudio MPEG é obrigatório. No entanto, geralmente existem restrições:

• certos formatos de imagem
• taxa máxima de dados
• Comprimento GOP
• deslocamento temporal imagem-som

Parâmetros de imagem

Os seguintes parâmetros são os parâmetros reais da imagem:

• Taxa de quadros
• Use varredura entrelaçada ou progressiva
• Número de linhas
• Localização das cores primárias no CIElab - espaço de cores
• Valor gama para a atribuição entre valor e brilho
• Com transmissão analógica: resolução horizontal
• Com transmissão digital: número horizontal de pixels
• Geometria de pixel ou proporção da altura e largura da imagem

terminologia

Muitas vezes no setor digital, "PAL" é usado como uma abreviatura para "625 linhas / 25 alterações de imagem por segundo com portador de cor PAL" e "NTSC" como uma abreviatura para "525 linhas / 30 alterações de imagem por segundo com portador de cor NTSC ”. Isso está errado, no entanto, porque os sinais de componentes são usados ​​quase exclusivamente na tecnologia digital e a especificação exata do padrão de TV de um país é padrão preto e branco + padrão de cores. Portanto, use z. B. os EUA o padrão M com NTSC, a maior parte do padrão B / G da Europa Ocidental com PAL, o antigo padrão GDR B / G com SECAM, a maior parte do padrão D / K da Europa Oriental com SECAM ou PAL, o padrão francês L com SECAM. Muitos países ex-SECAM agora migraram para PAL, mas geralmente mantêm o padrão preto e branco subjacente.

Funções adicionais

Além disso, existem diferentes padrões para televisão analógica

• Som estéreo : A2 , NICAM , MTS
• Serviços de texto: teletexto , antíope , legendas ocultas
• Transmissão widescreen compatível: PALplus

(Parcialmente) digital

• PALplus : uma extensão de PAL, compatível com versões anteriores
• D2-MAC : trouxe uma melhoria de qualidade principalmente através da transmissão separada ( multiplexada por divisão de tempo ) do sinal de imagem, o sinal de cor e o sinal de áudio digital, transmitido principalmente via satélite, não pôde prevalecer.
• HDTV : termo coletivo para padrões de televisão com resoluções mais altas
• DVB : Digital Video Broadcasting, termo coletivo para vários padrões de televisão digital

Os padrões de televisão digital são baseados em algumas características dos padrões de televisão analógica, como o número de linhas e a taxa de quadros. O padrão MPEG-2 é geralmente usado para compactar os dados .

Em contraste com os padrões de televisão analógica, uma outra característica dos padrões de televisão digital é o número de colunas em uma imagem. Juntamente com o número de linhas da imagem, é obtida a chamada resolução da imagem em pontos da imagem (pixels). O número de colunas é escolhido de maneira ideal para que a altura dos pixels individuais não difira significativamente de sua largura na exibição da imagem. Em vez da relação de aspecto 4: 3 tradicional, 16: 9 está sendo usado cada vez mais por causa dos dispositivos de exibição alterados (televisores de tela plana e projetores de vídeo) .

Veja também

• Sinal de televisão
• Composição da imagem
• Conversor padrão

literatura

• Charles Poynton: Digital Video and HDTV Algorithms and Interfaces , Morgan Kaufmann Publishers, 2003. ISBN 1-55860-792-7
• Autor coletivo Werner e Barth, prática de conserto de televisão. Tecnologia VEB Verlag. Berlim, 1962.

Links da web

• Padrões de televisão de todos os países e áreas do mundo
• Padrão de televisão

Evidência individual

1. ^ Lit .: Bischoff, Jürgen: A economia política de HDTV. Frankfurt am Main, 1993
2. ↑ http://www.sptv.demon.co.uk/tvstandards.html
3. ^ Publicações de Transdiffusion.org
4. ↑ publicações SPTV
5. ↑ Ulrich Schmidt: Tecnologia de vídeo profissional . 5ª edição. Springer, Berlin 2009, ISBN 978-3-642-02506-8 , pp. 103 .