sistemas de tv y radio
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CURSO DE SISTEMAS DE TV Y RADIODIFUSION
Edición en elaboración, 05 de julio de 2010
INDICE:
Unidad 1: TV en blanco y negro
Diagrama en block de un sistema de TV. Señal de video, pulsos de sincronismo. Espectro de un canal. Generación de señales de
luminancia y diferencia de color. Norma N.
Unidad 2: Colorimetría
Nociones de colorimetría. Calculo de saturación y fase de una señal de barras. Ejercicios. Laboratorio.
Unidad 3: Televisión color
Sistema PAL y NTSC. Diagramas en bloques de un transmisor NTSC para señales I,Q, (R-Y). Modulación en cuadratura. Supresión de la
portadora, razón para ello. Sistema PAL. Diagrama en bloques de un sistema PAL. Cálculo de la frecuencia de la subportadora para NTSC y PAL.
Espectro de las señales de luminancia y crominancia, entrelazado entre ellas. Salva. Estudio de un televisor comercial.
Unidad 4: Estudio de un Televisión color comercial
Unidad 5: Sistema de CATV
Generalidades.
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Anexo 1: Diagramas característicos en TV
- Pulso de sincronismo vertical del sistema entrelazado clásico norma N
- Ejemplos de instrumentos de medición para TV
Anexo 2: Ejemplos de instrumentos de medición para tv.
UNIDAD 1
TV BLANCO Y NEGRO
UNIDAD 1: TV en blanco y negro
1) Cual es el rango de las señales de TV pública?
Rta: 64MHz -216MHz
2) Que quiere decir canal de TV y cuáles serían las frecuencias de cada canal?
Rta. Canal de de televisión se le denomina al rango de frecuencias asignadas para insertar
una señal de televisión.
Ejemplo: Canal 2 = 64MHz - 70MHz
3) Cuanto es el AB de cada canal de TV?
Rta. 6MHz
4) Que es la frecuencia intermedia?
Rta.: Se la utiliza en la demodulación, es de siendo esta de 38.9MHz (en Argentina de 45.75MHz).
5) Que se obtiene al multiplicar dos señales en el espectro de frecuencias? Graficar
6) Que es el AFC y AFT dentro del bloque “CANAL FI”? Rta: AFC controla las variaciones de
frecuencia del oscilador local. (Ej.: Para evitar este inconveniente, se añade un circuito asociado
al oscilador que detecta diferencias de fase entre la señal de sincronismo y la frecuencia del
oscilador). Pueden variar las frecuencias del oscilador de la emisora o el oscilador local. AFT
(automatic fine tunning)?????
7) Que es el AGC?
Las siglas en inglés corresponden a “Automatic Gain Control”, mientras que en español las
siglas serían C.A.G. que corresponden a “Control Automático de Ganancia”. Este bloque es
utilizado en los dispositivos electrónicos para proveer al bloque siguiente una señal con
valor medio dentro de un rango de aceptación, si la señal saliente al bloque CAG es menor
que un umbral mínimo éste aumenta automáticamente la ganancia, por el contrario si la
señal de salida es mayor a un umbral máximo se disminuye automáticamente la ganancia
del C.A.G.. Como resultado se obtiene la señal de salida dentro de un valor mínimo y un
valor máximo, éstos valores dependerán de las especificaciones del bloque siguiente. Los
controle automáticos de ganancia se utilizan en varios dispositivos comerciales, tales como
los receptores de radio, los televisores, etc… . En el caso de los receptores de TV se usa el
C.A.G. muestreando la señal a la salida del bloque de FI, y si está fuera de los límites
aceptables actúa sobre el bloque anterior modificando su ganancia, el bloque anterior
puede ser el sintonizador.
Este circuito es esencial para poder ver la imagen de los televisores con la misma
intensidad a pesar de las distancias que tengan respecto de la antena transmisora. Sin éste
circuito los TV´s que estén más cerca de la antena, se observarán con más intensidad
respecto de los televisores que se encuentren a mayor distancia, porque los que están más
cerca reciben la señal con más potencia que los que están más lejos. En definitiva se puede
decir que el CAG aumenta las señales débiles y atenúa las señales fuertes.
8) Que sucedería si funciona mal el AFC en un TV?
9) Que es la señal compuesta de video SVC?
Rta. Es la señal completa de televisión monocromática compuesta por la imagen, el borrado y los
componentes de sincronismo.
10) Que son los pulsos de sincronismos?
Los pulsos de sincronismo son aquellos necesarios para que las líneas y campos que se
encuentran reproduciéndose en el receptor, mantengan la fase con respecto a la señal que se
genera en el transmisor.
11) Que es la señal de luminancia?
Rta.: La señal de luminancia representa el brillo de la imagen, tiene dos niveles
característicos que son el nivel de blanco y el nivel de negro. La señal de luminancia es
parte de una de las señales que componen la señal compuesta de video (SCV).
Como agregado, se puede hacer una diferencia básica de la señal de luminancia
respecto de la señal de crominancia, la crominancia representa la fase y la saturación en
los sistemas de tv color. Este tema se verá más adelante cuando se estudie los sistemas de
tv color.
12) Que dice la norma N?
13) Que es la colorimetría?
14) Que es la relación de aspecto?
Rta.: Es la relación entre la base y la altura de la imagen de la pantalla. Existen varias
relaciones de aspecto, por ejemplo la relación 4/3.
15) Que son los campos y las líneas en las imágenes de TV?
16) Que son los pulsos H y cuales los V?
17) Antes de continuar, puede explicar que significa modulación en telecomunicaciones?
Modular una señal es básicamente modificarle alguno de sus parámetros, con el objeto de
adecuarla para ser transmitida en un rango de frecuencias y asegurar que en lado del
receptor de la señal pueda interpretarla.
Algunos de los parámetros de una señal son:
- AMPLITUD
- FRECUENCIA
- FASE
Para poder transmitir la señal modulada se debe tener otra señal que la modifique. O sea
que, se tendrá dos señales, a una la llamamos señal portadora y a la otra la llamamos señal
modulante. La señal portadora siempre se mantiene en una frecuencia fija, mientras que
la señal modulante puede estar compuesta por una frecuencia ó por un rango de
frecuencias en la denominada banda base.
18) Como es el espectro de frecuencia a la salida de un canal de TV?
En los televisores que vemos todos los días, se pueden obtener de acuerdo a nuestros
sentidos dos informaciones a tener en cuenta, la imagen de la pantalla y el sonido
relacionado con la imagen. Por ésta razón, los canales de TV transmiten éstas dos señales,
la señal de video y la señal de audio. De acuerdo a convenciones las señales que salen de
las antenas de los canales de TV se modulan en forma diferentes, la señal de audio se
modula en frecuencia modulada y la señal de video se modula en amplitud modulada.
Audio => Modulación en F.M.
Video => Modulación en A.M.
Diplexor es una red que se utiliza para recibir las dos señales moduladas y unirlas, en el
caso de la transmisión de tv se la utiliza para la señal de video y de audio. Una vez unidas
las señales se dirigen a una antena para ser transmitidas.
19) Como es la señal que llega a la antena del TV?
Rta.: En principio hay que saber que a la antena del televisor le llegan todas las señales de
radiofrecuencias que existen en el aire. El televisor solo aceptará las frecuencias que están
comprendidas en el espectro asignado para los canales de televisión. El primer filtrado que
el televisor hace es para dejar pasar solamente el espectro de frecuencias de tv, luego
internamente se filtrará el rango de frecuencias de un canal seleccionado por el
televidente.
20) Que función tiene el nivel de negro?
Rta.: Separa la información contenida en los pulsos de sincronismos y la información
contenida en la señal de video. También provoca la tensión de corte del tubo, o sea que
incita al corte del haz de electrones.
21) Que tipos de barridos horizontales existen?
Rta. : Barrido entrelazado y barrido progresivo. El entrelazado barre un cuadro dos veces.
El barrido progresivo barre en forma consecutiva toda la imagen.
22) Como se calculan las frecuencias de barrido horizontal de acuerdo al estándar 625/50 y
525/60?
Rta.: 625 líneas /cuadro x 25 cuadros/seg = 15.625Hz =>T=64useg
525 líneas/cuadro x 30 cuadros /seg = 15.750Hz =>T=63,5useg
23) Como se compone una señal compuesta de video para formar una barra de blancos y
negros?
Rta.: Depende como sea la transmisión, negativa o positiva, la señal de video estaría
formada por escalones que van desde el nivel de blanco hasta el nivel de negro, y viceversa
en el otra transmisión. En términos adecuados, lo que se varía es la señal de luminancia.
Observar la siguiente figura en dónde la pantalla se formó 6 barras de grises con la señal
compuesta de video en forma de escalera.
24) Qué relación hay entre el barrido vertical y horizontal?
25) Que es el blanqueo horizontal y vertical?
26) Que relación mantienen las frecuencias de barrido vertical y barrido horizontal?
UNIDAD 2
Colorimetría
UNIDAD 2: Colorimetría
27) Que es el color? Como interpreta el ojo humano los colores?
28) Comparar el espectro visible y el espectro electromagnético. Mostrar un gráfico
representativo.
29) Cuantos sistemas de colores existen? Como están compuestos los colores primarios de
cada sistema?
Modelo aditivo
Modelo sustractivo
Mezcla aditiva y sustractiva
Modelo sustractivo => CYM
Modelo aditivo => R G B
Modelos ó espacios de color
MODELO RGB
MODELO HSV
MODELO CMY(K)
MODELO CIE
MODELO CIE L*A*B
MODELO YIQ
MODELO YUV
MODELO YUV
MODELO RGB
El modelo YUV define al espacio de color en Y como la luminancia e U y V como la crominancia. Se
lo usa en los sistemas de televisor color PAL.
Diferencias entre RGB y CYMK
Las diferencias que existen entre RGB y CMYK se puede ver empezando por entender las
siglas de cada uno. Los llamados colores luz son armados a partir de los colores primarios rojo ,
verde y azul, y las siglas RGB corresponden los colores siguientes: R= Red (rojo), G= Green(verde) y
B= Blue(azul). Si se mezclan los tres colores primarios RGB surge como resultado el color blanco.
Este sistema se lo utiliza en las pantallas de TV.
Los colores pigmentos se arman a partir de los colores azul, magenta, amarillo y negro. Las
siglas CMYK corresponden a los 3 colores primarios más 1 color auxiliar: C= Cyan(azul), M=
Magenta, Y= Yellow(amarillo) y K= Black(negro). Este es el sistema se utilizan en las imprentas y en
las impresoras. Cada color se obtiene a partir de la separación de los 4 colores en porcentajes
distintos dando como resultado el 100%
10% azul
40% magenta
50% amarillo
10% negro
Cuando se mezclan los 3 colores primarios pigmento se obtiene un color marrón pardo,
contrariamente al color blanco esperado.
Para obtener tonalidades de color tendiendo al claros u oscuros, se le agrega colores
auxiliares tales como el blanco y el negro, en dónde el blanco es considerado saturación de color y
mientras que el negro se considera ausencia de color.
Como ejemplo de utilización de ambos sistemas, el RGB y el CYMK, se puede decir que los
televisores y pantallas de computadoras utilizan los colores luz, o sea el sistema RGB, en las
imprentas usan los colores pigmentos, o sea el sistema CYMK.
Recordar:
RGB => TV, monitores de computadoras, pantallas de leds.
CMYK => Impresiones
Existen programas de computadoras que trabajan en RGB, pero pueden calcular los
porcentajes de los colores CYMK, desde éste cálculo se pueden obtener cuatro imágenes en color
negro, con un tono asignado por cada color, luego se imprime con tintas de cada color para cada
una de las imágenes por separado.
Elementos de una imagen
Luminancia Brillantez Matiz Color Saturación Pureza
Cada uno corresponde a la segunda columna, a términos de conceptos preceptúales.
Propiedades del color en los sistemas de video
En los sistemas de video, el color tiene propiedades características.
1- LUZ VISIBLE
2- PERCEPCIÓN
La propiedad de “luz visible” es porque el ser humano puede registrar el color hasta en
la oscuridad. La propiedad de la “percepción” está relacionada de cómo interpreta el color
el ser humano promedio (ó estándar), o sea que depende de cada ser humano el cómo
percibe el color de luz visible porque no todos lo hacen de la misma forma.
PROBLEMAS PARA RESOLVER
1. ¿Qué colores primarios conoce Usted? 2. ¿Que es la crominancia? 3. ¿Cuantos parámetros forman la crominancia? 4. Explicar el diagrama de cromaticidad 5. Que es la saturación y la fase de una señal de barra?
UNIDAD 3
Televisión color
UNIDAD 3: Televisión color
FACTOR DE UTILIZACIÓN (ó el factor de KELL)
Es una relación que se utiliza para medir lo que el cerebro humano es capaz de percibir en
cuanto a la información que le llega. Es la relación de la resolución subjetiva y la resolución
objetiva.
RESOLUCION SUBJETIVA
RESOLUCION OBJETIVA
Con la relación de utilización se puede deducir las líneas de barrido que el cerebro puede
percibir. Por ejemplo en las normas PAL y NTSC se pueden percibir distintas cantidades de líneas
subjetivas.
NORMA PAL
Alemana 1963
Es un sistema de codificación para transmitir señal de televisión color analógica.
Las siglas PAL corresponden a:
P = Phase
A = Alternating
L = Line
Fue uno de los primeros sistemas de codificación para los televisores que funcionan a
color.
El factor de utilización para el sistema PAL es 0,7, o sea que si bien se emiten 576 líneas
activas, el cerebro solo percibe el 70% de esas líneas, que equivalen a 403,2 líneas.
DIAGRAMAS EN BLOQUE DEL TRANSMISOR DEL SISTEMA PAL
NORMA PAL-N
576 (Líneas activas) + 49 (Líneas de borrado) = 625 líneas totales
NORMA NTSC
Es 1940 EEUU
Las siglas NTSC corresponden a:
N = National
T = Television
S = System
C = Committee
Tiene una ventaja frente PAL, tiene menos parpadeos.
480 (Líneas activas) + 45 (Líneas de borrado) = 525 líneas totales
El factor de utilización para el sistema NTSC es 0,7, o sea que si bien se emiten 480 líneas
activas, el cerebro solo percibe el 70% de esas líneas, que equivalen a 336 líneas.
Diferencias entre las normas PAL y NTSC
-El factor de utilización de PAL es 20% al factor de utilización que en NTCS.
-NTSC cansa menos la vista, porque tiene menos parpadeos.
-Ambos sistemas son de campos entrelazados.
- La velocidad de refresco en la imagen en NTSC es mejor que en PAL, en NTSC es 30Hz
mientras que en PAL es de 25HZ. Por ejemplo, si tomamos una relación de aspecto en
pixeles de 720x480 en NTSC se arman 30 fotogramas por segundo en la pantalla, y si lo
comparamos con una relación de aspecto en pixeles de una PAL de 720x576 se arman 25
fotogramas por segundo en la pantalla.
- El sistema PAL es mejor al NTSC en cuanto a los rebotes de señal. Fue una de las razones
por la cual la eligieron los europeos, a circunstancias de los rebotes en las montañas.
- El Sistema NTSC tiene más imágenes por segundos que el PAL, pero tiene menos líneas de
barrido activas que la PAL.
- El Sistema NTSC es superior al PAL en televisores mayores a 21 pulgadas, por que no
tienen la sensación de parpadeo que tiene el sistema PAL.
Resumen:
Espacio de colores
Los sistemas de televisión definen el espacio de color que utilizan en los transmisores y receptores. El sistema NTSC usa el espacio de color YIQ. El sistema PAL define su espacio de color como YUV. Los espacios de color YIQ e YUV son sistemas de coordenadas que funcionan en el mismo plano.
- Los vectores I(t) y Q(t) son los generadores de todos los colores, o sea representan la
información de la crominancia. - Y(t) es el vector que lleva la información de la luminancia. Recordar que en los televisores
blancos y negros funcionan con la única información, la luminancia. - El vector I(t) está ortogonal al vector Q(t) , o sea que ambos se encuentran desfasados a 90° - La señal compuesta de video está formada así:
Scomp(t) = Y(t) + I(t). Cos(Wc. t) + Q(t).Cos (Wc. t + 90°)
- Wc = Subportadora de color.
NTSC 30 Fotogramas / Seg. 525 líneas
PAL 25 Fotogramas / Seg. 625 líneas
PROBLEMAS PARA RESOLVER
1. ¿Cómo se arman los vectores señales I(t) y Q(t) y para qué sirven? 2. Explicar el diagrama del sistema PAL. 3. Explicar el diagrama del sistema NTSC 4. Hacer un cuadro comparativo de las normas PAL y NTSC 5. Explicar el diagrama en bloques del sistema SECAM. 6. V ó F : El color en TV es aditivo. Porqué? 7. Describir la ecuación de crominancia. 8. A ésta altura del estudio de TV, podría Ud. analizar la diferencia entre la crominancia y la
luminancia?
UNIDAD 4
ESTUDIO DE UN
TELEVISOR COLOR
COMERCIAL
Estudio de un televisor color comercial
Se elige al azar un televisor comercial que funciona a colores.
El televisor posee la marca y modelo:
NOKIA
Y los integrados extraídos de su circuito son:
LA7835 Circuito de salida de deflexión vertical con driver para uso en TV Color
TA2262 Controlador de Fuente conmutada
TDA7685J PAL / NTSC Single ….
CD4053 Multiplexor / demultiplexor
KT63155
D1554
CHR7A-7048 Sintonizador
TA2262 FUENTE DE ALIMENTACIÓN
La fuente de alimentación usada en los TV´s color son las conmutadas. Son elegidas por que
a comparación de las fuentes reguladas tienen las siguientes ventajas.
Algunas ventas:
Disipan menos calor.
Son más estables.
Ocupan menos espacio.
CD4053 MULTIPLEXOR Y DEMULTIPLEXOR
Recibe señales analógicas y las puede multiplexar y demultiplexar.
Tiene 3 entradas de control, más una entrada de inhibición.
LA7835 Circuito de salida de deflexión vertical con driver para uso en TV Color
Este integrado es el encargado de generar el diente de sierra para el barrido vertical del
televisor.
Si se usa con el integrado 7650, el integrado funciona bajo la norma NTSC
Si se usa con el integrado 7680, el integrado funciona bajo alguna de las dos normas
PAL ó NTSC.
ANEXOS
ANEXO 1 : DIAGRAMAS
A1.1 Diagramas característicos en TV
A1.2 Pulso de sincronismo vertical del sistema entrelazado clásico norma N
ANEXO 2 : EJEMPLOS DE INSTRUMENTOS DE
MEDICIÓN PARA TV
A2.1 MONITOR DE FORMA DE ONDA Y VECTORSCOPIO PAL / NTSC
TEKTRONIX 1745A
Una herramienta muy completa para el ajuste y el mantenimiento en el entorno televisivo. Compacto, de construcción sólida y excelente pantalla, brinda un completo monitoreo de la señal
de video en un solo instrumento.
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS
Monitoreo de forma de onda en señal de video compuesto
Vectorscopio para señal de video compuesto
Monitor para audio stereo
8 entradas de video en loop
Time Code Longitudinal
Modo de visualización en simultáneo
A2.2 GENERADOR DE CUADROS PAL-N
MONFRINI 315C
Generador de barras para reparar y calibrar etapas de video de TV color.
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS
Normas Pal-N y NTSC
Control de croma
Niveles de grises
Barras de color
Campo rojo
Nivel RF
Frecuencia canales salida RF y salida de video
Video pulso +y- retícula sincronismo ext cuadro y línea