La decisione di progettazione per frequenze diverse in PAL e NTSC è correlata alla frequenza di alimentazione della rete CA?

In discussione un amico ha menzionato:

Nell'implementazione originale di PAL e NTSC hanno usato la corrente alternata come mezzo per fornire la frequenza alla TV. Poiché le diverse reti avevano frequenze diverse, hanno progettato lo standard TV per avere frequenze diverse.

Non ne ero sicuro, quindi volevo controllare.

La mia domanda è: la decisione di progettazione per le diverse frequenze in PAL e NTSC è correlata alla frequenza di alimentazione della rete CA?

ac frequency mains ntsc

— occhio di Falco
fonte

Risposte:

Sì, è correlato.

Nelle prime implementazioni TV, non era facile rimuovere tutte le ondulazioni della linea CA dai circuiti di alimentazione CC che guidavano il CRT, e ciò ha comportato una leggera variazione di intensità dall'alto verso il basso. Si è scoperto che se la frequenza verticale del segnale TV fosse la stessa della frequenza della linea di alimentazione, queste variazioni di intensità sarebbero apparse nella stessa posizione su ogni scansione verticale, causandole effettivamente a "rimanere ferme" sullo schermo, e questo era molto meno discutibile che farli scivolare su o giù.

Ci sono anche fonti di rumore RF che sono correlate alla frequenza della linea di alimentazione e anche gli artefatti visivi causati da quel tipo di rumore rimangono fermi sullo schermo.

— Dave Tweed
fonte

Inoltre, la sincronizzazione della linea congela la distorsione dell'immagine causata dai campi magnetici dai conduttori di alimentazione vicino al televisore.

— tomnexus,

PAL e NTSC sono sistemi di codifica a colori e non sono necessariamente correlati alle frequenze di scansione orizzontale e verticale.

La scelta di rendere le frequenze di scansione verticale uguali alla frequenza della linea di alimentazione locale è stata quella di rendere meno evidente il disturbo dell'immagine a causa del cattivo filtraggio dell'alimentazione e dei campi magnetici della corrente di alimentazione. Con la frequenza della linea di alimentazione e la frequenza di scansione verticale uguali, qualsiasi disturbo di questo tipo sarebbe stazionario sullo schermo e quindi sarebbe meno evidente che se il disturbo stesse rotolando attraverso lo schermo, come accadrebbe se le frequenze fossero diverse.

— Peter Bennett
fonte

Da quando sono stati adottati gli standard di trasmissione del colore NTSC, la frequenza dei fotogrammi non è più di 30 fotogrammi (1/2 della frequenza di linea) al secondo ma piuttosto di 30 / 1.001 (circa 29,97) fotogrammi al secondo, per ridurre le interferenze osservate sui TV B&W tra i segnale di colore e il vettore FM per l'audio.

— Tcrosley,

@tcrosley Ho sempre pensato che la frequenza fosse effettivamente bloccata sulla linea locale (ad esempio, le telecamere di sicurezza lo fanno). La frequenza di linea varia, ma ci sono dei vantaggi quando si è bloccati durante la registrazione e quando si è di nuovo bloccati durante la riproduzione in onda. Suppongo che se si tratta di un orologio al quarzo, il battito sarebbe molto lento, decine di secondi, quindi potrebbe non essere visibile comunque. Sai se utilizza Line o è generato internamente ora?

— tomnexus,

No, non usano la frequenza di linea, a causa della differenza tra 1 / 29,97 e 1/30 di secondo per frame. Vedi questo articolo sul codice di tempo del frame drop SMPTE per maggiori informazioni. Si presume che gli orologi per la registrazione e la riproduzione abbiano esattamente la stessa frequenza. Negli studi TV, il codice temporale è generato da un generatore di sincronizzazione principale, collegato a uno standard di orologio atomico. Le fotocamere portatili possono utilizzare generatori di codici temporali utilizzando cristalli a temperatura controllata. Un nuovo sviluppo consiste nell'utilizzare i ricevitori GPS poiché i segnali GPS sono precisi a ± 10 ns.

— Tcrosley,

"Ho sempre pensato che la frequenza fosse effettivamente bloccata sulla linea locale (ad esempio, le telecamere di sicurezza lo fanno)". Immagino che le telecamere di sicurezza ignorino l'intero problema del drop frame poiché era per garantire la compatibilità tra le trasmissioni in bianco e nero e quelle a colori. Presumo che i sistemi di sicurezza siano in bianco e nero oa colori e, in ogni caso, possono funzionare a 30 fps.

— Tcrosley,

La prima stazione TV su cui ho lavorato aveva un generatore di sincronizzazione principale che aveva la disposizione per bloccare la linea di alimentazione CA, ma era per uso monocromatico. I generatori di sincronizzazione del colore per NTSC erano pilotati da un cristallo 14.31818 MHz (quattro volte la frequenza della sottoportante del colore). Non sarei sorpreso se i generatori di sincronizzazione attuali sono controllati da uno standard di frequenza bloccato dal GPS. Mi aspetto che le telecamere di sicurezza a colori / circuito chiuso abbiano oscillatori a cristallo da 14.31818 MHz (ma è solo una supposizione).

— Peter Bennett,

La risposta di Dave Tweed è ampiamente corretta. Ma non è stata solo l'ondulazione CA sui circuiti di alimentazione CC che ha causato la variazione. I segnali di segnale nei primi televisori utilizzavano tubi (noti anche come valvole). I catodi di solito avevano un filamento di riscaldamento che era spesso guidato da una bassa tensione CA (in genere circa 6 V). Ciò ha comportato una variazione della temperatura del catodo e, di conseguenza, del guadagno del tubo al doppio della frequenza della linea di alimentazione (la potenza del riscaldatore varia con il quadrato della tensione CA, quindi la frequenza raddoppiata).

— Stephen C. Steel
fonte

Ma se ciò implica un'increspatura di 100 o 120Hz, ciò non significherebbe, ad esempio una banda scura attraverso la metà di ciascun campo 50 / 60Hz e due luminose vicino ai livelli 1/4 e 3/4 (o viceversa .. . eccetera)? Ancora meno discutibile delle bande che rotolano / sfarfallano più rapidamente di una o due volte al minuto, ma comunque molto ovvie e fastidiose. Sembra qualcosa che dovrebbe essere riparato durante lo sviluppo iniziale e il perfezionamento ingegneristico dell'hardware del ricevitore (e della fotocamera) stesso, ad esempio con una copia invertita e attenuata della corrente di azionamento del riscaldatore per modulare l'uscita del tubo ...

— Tahrey,

Come dubito, l'idea di una regolazione della tensione guidata dal feedback sarebbe stata estranea agli ingegneri anche ai primi tempi dell'elettronica. Il moderno regolatore a semiconduttore LM può miniaturizzare i circuiti necessari e semplificarne l'installazione, ma l'idea alla base è piuttosto usurata. E, a parte questo, avevano già dei condensatori ... ((Voglio dire ... non sto dicendo che non era il caso in cui sembra che tu parli per esperienza ... sembra solo piuttosto inutile ed evitabile anche con tech of the time))

— tahrey

L'effetto dell'ondulazione sui filamenti del riscaldatore è stato effettivamente messo attraverso un filtro passa-basso dall'inerzia termica della bobina del riscaldatore, quindi non era tanto male.

— Stephen C. Steel,