CAPÍTULO I

APLICAÇÕES DA TELEVISÃO

A palavra televisão significa ‘ver a distância’. As variações do sinal elétrico que

correspondem às alterações de luminosidade da cena, formam o sinal de vídeo. No

receptor o sinal elétrico é utilizado para reconstruir a imagem na tela do tubo de

imagem. Na televisão monocromática, a imagem é reproduzida em preto e branco, e

graduações de cinza. Na televisão a cores, todas as cores são mostradas, a partir da

combinação de vermelho, verde e azul.

1.1- Sinais de Rádio, Televisão, Áudio e Vídeo

No sistema de áudio, o microfone converte as ondas sonoras em sinal de áudio. O

alto-falante recebe este sinal de áudio em seus terminais, por conexão direta ou

como parte de um sistema de transmissão sem fio. O alto-falante então produz os

sons originais como ouviríamos ao microfone.

O tubo da câmera converte a luz incidente em variações elétricas do sinal de vídeo.

O tubo da câmera está para o vídeo assim como o microfone está para o áudio.

A luminosidade da cena é convertida em sinal elétrico, uma pequena área de cada

vez. Um sistema de varredura é necessário para cobrir totalmente a cena, ponto a

ponto, da esquerda para a direita, linha a linha, de cima para baixo. A varredura

horizontal é mais rápida – uma linha toma apenas 63,5 microsegundos. O

mecanismo de varredura exige que pulsos de sincronismo sejam utilizados com o

sinal de vídeo, a fim de tornar simultâneas a varredura da câmera e a varredura no

tubo de imagem.

Em sistemas de áudio, as frequências em banda-base vão de 20 até 20 KHz, embora

50 a 15 KHz são comumente utilizadas em equipamentos de alta fidelidade. Em

sistemas de vídeo as frequências em banda-base variam de 0 Hz até 4 MHz.

Na transmissão de rádio sem fios, o sinal de áudio em banda-base é modula uma

portadora de radiofrequência (RF).

1.2- Radiodifusão de Televisão

Entende-se por difusão o envio em todas as direções. O transmissor de televisão tem

duas funções: transmitir áudio e vídeo. Ambos os sinais de vídeo e áudio são

transmitidos por uma mesma antena.

Para transmissão de vídeo, o tubo da câmera converte a luz da imagem em sinal de

vídeo. O tubo da câmera é um tubo de raios catódicos (TRC) composto por uma

placa de imagem fotoelétrica e um canhão de elétrons, envolvidos em um tubo de

vidro onde se faz vácuo.

A antena receptora capta tanto a portadora de som quanto a de imagem. Os sinais

são amplificados e detectados para recuperar-se a modulação original.

A faixa de frequência para a transmissão dos sinais de vídeo e áudio é chamada de

canal de televisão. O padrão brasileiro, a cada estação de TV corresponde uma faixa

de 6 MHz.

Canais de faixa baixa de VHF : 2 até 6.

Canais em faixa de alta de VHF: 7 a 13

Canais de UHF: 14 a 83.

Lembre-se que a banda de VHF tem frequências entre 30 e 300 MHz e UHF, de 300

a 3.000 MHz. As portadoras de vídeo e som são sempre separadas de 4,5 MHz em

cada canal.

canais Faixa de frequência MHz Descrição

1 Não utilizado

2 54-60 Canal baixo de VHF

3 60-66 Canal baixo de VHF

4 66-72 Canal baixo de VHF

5 76-82 Canal baixo de VHF

6 82-88 Canal baixo de VHF

88-108 Faixa FM

7 174-180 Canal alto de VHF

8 180-186 Canal alto de VHF

9 186-192 Canal alto de VHF

10 192-198 Canal alto de VHF

11 198-204 Canal alto de VHF

12 204-210 Canal alto de VHF

13 210-216 Canal alto de VHF

14-83 470-890 Canais de UHF

Entre os canais 4 e 5 as frequências de 72 até 76 MHz são utilizadas em serviços de

rádio, e navegação aérea. A faixa de 88 até 108 MHz é usada para FM comercial.

CAPÍTULO 2

A IMAGEM DE TELEVISÃO

2.1- Elementos de Imagem

Uma imagem estática é fundamentalmente um arranjo de pequenas áreas claras e

escuras. Cada pequena área clara ou escura é um detalhe da imagem ou elemento de

imagem, abreviadamente pixel ou pel. Juntos estes elementos contém informações

visuais da cena. Se transmitidos e reproduzidos com o mesmo grau de luz ou sombra

e nas mesmas posições, então a imagem completa pode ser reproduzida.

2.2- Varredura Horizontal e Vertical

A imagem na TV é resultado da varredura de uma série de linhas horizontais, uma

sobre a outra, como mostra a Fig. abaixo.

Linhas por quadro. O número de imagens em um quadro deve ser grande, para que

se tenha uma imagem de elementos de imagem e, portanto, maiores detalhes.

Entretanto, outros fatores limitam a escolha e foi fixado em 525 linhas por quadro

em um sistema de TV preto e branco adotado nos Estados Unidos e em grande

parte da América Latina.

Quadros por segundo. Observe que o feixe move-se lentamente para baixo

enquanto é feita a varredura horizontal. O tempo para a varredura completa de um

quadro de 525 linhas é de 1/30. Logo as imagens são repetidas com a frequência de

30 quadros por segundo.

Informações do Sinal de vídeo. No sinal de vídeo, as amplitudes da tensão e

corrente variam no tempo, da mesma forma que um sinal de áudio, embora as

variações do sinal de vídeo correspondam a informações visuais.

Persitência visual. A impressão causada nos olhos por uma luz persiste ainda por

uma fração de segundo após a remoção da fonte de luz. Assim se várias vistas são

mostradas aos olhos durante esse intervalo de persistência visual, elas serão

integradas pelo olho e o observador terá a impressão de estar vendo todas as

imagens simultaneamente. Quando a varredura é feita suficientemente rápida , os

elementos de imagens aparecem aos olhos como uma imagem completa. Para se ter

a sensação de movimento, um número suficiente de imagens precisa ser exibido a

cada segundo. Este efeito é obtido tentando-se uma taxa de 16 repetições por

segundo.

2.3- Frequência de Varredura Horizontal e Vertical.

A frequência de varredura vertical é a frequência de campo, ou 60 Hz. É a frequência

que o feixe de elétrons completa seu ciclo de movimento vertical, desde cima até

embaixo e retornando para cima. Sendo o período para cada campo 1/60(s) e desde que

cada um contém 262,5 linhas, tem-se que o número de linhas por segundo é :

262,5x60 = 15750

Ou, considerando 525 linhas para pares de campos sucessivos, ou seja, um quadro,

pode-se multiplicar a frequência de quadros de 30 por este valor obtendo o mesmo

resultado.

Tempo da linha horizontal. O tempo para varrer cada linha horizontal (H) é

1/15750(s).

Tempo H = 1.000.000/15750 = 63,5(µs).

2.4- Sincronismo Horizontal e Vertical

Para manter a transmissão e recepção sincronizadas, sinais especiais são transmitidos

juntamente com as informações de vídeo para o receptor. Estes sinais são pulsos

retangulares que controlam a varredura na câmera e no receptor. Se não houver pulso de

sincronismo vertical a imagem não fica fixa na tela e rola para cima ou para baixo.

2.5- Apagamento Horizontal e Vertical

A tensão do sinal de vídeo correspondente ao apagamento está no nível de preto,

cortando a corrente de elétrons e evitando a emissão de luz na tela. A função dos pulsos

de retraço é tornar invisíveis os retornos do feixe necessários para a varredura.

O tempo total da varredura horizontal incluindo traço e retraço é de 63,5

microsegundos. O apagamento horizontal é de 63,5x0,16= 10,2 (µs).

O tempo necessário para apagamento vertical é de aproximadamente 1/60x0,08=

0013(s).

2.6- O sinal de cor 3,58 MHz.

Especificamente, os sinais transmitidos em um sistema de TV a cores são:

1. Luminância(Y) . Contém somente as variações de brilho da imagem, incluindo

detalhes, como no sinal monocromático.

2. Crominância(C ). Contém as informações de cor, sendo transmitido modulado

em uma subportadora. A frequência da subportadora é de 3,579545 MHz(

NTSC) ou 3,575611 MHz(PAL-M).

No receptor os sinais de luminância e Crominância são combinados para recuperar os

sinais originais vermelho, verde e azul.

2.7- Qualidade da Imagem

Brilho. É a intensidade média ou geral de iluminação na imagem reproduzida.

Elementos de imagem individuais podem variar acima ou abaixo deste nível.

Contraste. É a diferença de intensidade entre as partes pretas e brancas na imagem

reproduzida.

Detalhes. A qualidade dos detalhes, também chamada de resolução ou definição,

depende do número de elementos de imagem que podem ser reproduzidos.

Nível de cor. Diz respeito a saturação da cor, podendo alterar a imagem desde ausência

das cores até mostrá-las pálidas ou bem vivas e intensas.

Matiz. O que normalmente chamamos de cor de um objeto. Como por exemplo a

grama tem matiz verde.

Relação de aspecto. A razão largura-altura de um quadro é chamada de relação de

aspecto. Ao normalizada em 4:3 ela torna a imagem do que a altura por um fator de

1,33.

Distância para assistir. Perto da tela , todos os detalhes podem ser vistos. Entretanto,

as linhas de varredura ficam visíveis. Uma melhor distância para assistir TV é entre

quatro a oito vezes a altura da tela.

2.8- Canais para Rádio Difusão de Sinais de Televisão

Modulação de vídeo. A modulação do sinal de vídeo é feita usando AM-VSB. O sinal

de vídeo em banda-base de 4 MHz modula a portadora correspondente, para ocupar uma

faixa de 6 MHz que é a largura de faixa de um canal de TV.

Modulação da Crominância. Na transmissão em cores o sinal em 3,58 MHz contém as

informações de cores.

Som. Também dentro do canal de 6 MHz é incluído a portadora do som para aquela

imagem. A portadora de som é modulada em FM por uma frequência na faixa de 50 Hz

até 15 KHz.

Frequência das Portadoras. A Fig. abaixo mostra como as diferentes portadoras são

posicionadas no canal de 6 MHz. A portadora de vídeo é marcada com a letra P, e a

portadora de som é marcada com a letra S que está a 4,5 MHz acima da portadora de

vídeo.

CAPÍTULO 3

CÂMERAS DE TELEVISÃO

CAPÍTULO 6

VARREDURA E SINCRONISMO

6.1- Forma de onda dente de serra para varredura linear

Como exemplo de varredura linear, considere a forma de onda dente de serra na Fig.

Abaixo como uma corrente de varredura para um tubo eletromagnético.

Figura 6.2-

Varredura Horizontal. O aumento linear da corrente nas bobinas de deflexão

horizontal deflete o feixe através da esquerda para a direita.

Varredura Vertical. A corrente dente de serra nas bobinas de deflexão vertical faz

com que o feixe de elétrons se mova do topo para baixo do quadro.

Tempo de Retraço. Durante o retraço horizontal e vertical, toda a informação da

imagem é apagada. Portanto, a parte do retraço da onda dente de serra deve ser feita tão

curta quanto possível, pois o retraço perdido em termos de informação de imagem.

6.2- Padrão de Varredura Entrelaçada.

O procedimento de varredura universalmente adotado emprega varredura horizontal

linear em padrão entrelaçado de linhas ímpares.

Procedimento de Entrelaçamento. A varredura entrelaçada pode ser comparada com

a leitura de linhas entrelaçadas escritas na Fig. 6.4 onde a informação na página é

contínua se você ler todas as linhas ímpares do topo para baixo e então retornar ao topo

para ler as linhas pares do topo para baixo.

As linhas de varredura horizontal estão entrelaçadas no

As linhas ímpares são varridas, omitindo-se as linhas pares.

Sistema de televisão para dar duas

Em seguida as linhas pares são varridas para completar o

Visões da imagem para cada quadro de imagem. Todas

Quadro inteiro sem perder qualquer informação da imagem.

Figura 6.5

Entrelaçamento de linhas ímpares. A geometria da varredura entrelaçada de linhas

ímpares está ilustrada na Fig. 6.5.

Figura 6.5-

6.3- Quadro com Varredura Entrelaçada

O padrão de varredura completo está mostrado na Fig. 6.6, onde as formas de onda

dente de serra horizontal e vertical ilustram a varredura entrelaçada de linhas ímpares.

6.4- Cintilação

A varredura entrelaçada é utilizada porque o efeito de cintilação é desprezível quando

60 vistas da imagem são apresentadas por segundo. Se as varreduras progressivas

fossem utilizadas em lugar da varredura entrelaçada todas as linhas de um mesmo

quadro sendo varridas em ordem progressiva de cima para baixo, teríamos somente 30

quadros por segundo e resultaria em uma cintilação desagradável.

6.5- Distorção de Quadro

Relação de aspecto incorreta. Dois casos de distorção de quadro estão ilustrados na

Fig. 6.7.

Figura 6.7-

Distorções em Barril e em Almofada. Se a deflexão não for uniforme nas bordas do

quadro comparada com seu centro, o quadro não terá bordas retas como mostra a Fig.

6.8(a), este é conhecido como efeito almofada. A distorção barril é mostrada na Fig.

6.8(b).

Distorção Trapezoidal. A Fig. 6.9a, as linhas de varredura serão maiores no topo do

que embaixo.

Varredura não Linear. A forma de onda dente de serra com sua elevação linear para

o tempo do traço produz a varredura linear, já que faz com que o feixe se mova com

velocidade constante. Contudo com a varredura não linear, o feixe se move ou muito

lento ou muito rápido. Se o ponto em varredura mover muito devagar o receptor,

comparado com a varredura da câmera, então a informação é comprimida. Ou, se a

varredura é muito rápida, então a informação da imagem é reproduzida espalhada.

Varredura com Mau Entrelaçada. Em cada campo, o traço vertical deve iniciar

exatamente na metade da linha de início do campo anterior para o entrelaçamento das

linhas ímpares. Se o movimento para baixo for deslocado um pouco de sua posição

correta, o feixe começa a varrer muito próximo da linha anterior, em lugar de varrer

exatamente entre as linhas.

6.6- Pulso de Sincronismo

No tubo de imagem, o feixe de varredura dever reproduzir os elementos de imagem em

cada linha horizontal com a mesma posição da imagem no tubo da câmera.

CAPITULO 7

ANÁLISE DOS SINAIS DE VÍDEO

As três partes do sinal composto de vídeo, ilustradas na Fig. 7.1 são:

- O sinal da câmera correspondendo às variações de luz na cena;

- Os pulsos de sincronismo para sincronizar a varredura ;

- Os pulsos de apagamento para fazer os retraços invisíveis.

7.1- Constituição do Sinal Composto de Vídeo

Na Fig. 7.2, valores sucessivos de amplitude de tensão ou corrente são mostrados para a

varredura de duas linhas na imagem.

Polaridade dos Pulsos de Sincronismo no Sinal Composto de Vídeo.

O sinal de vídeo pode ter duas polaridades :

1- Uma polaridade de sincronismo positiva, com os pulsos de sincronismo na

posição para cima, como na Fig. 7.2,

2- Uma polaridade de sincronismo negativa, com os pulsos de sincronismo na

posição para baixo, como mostrado na Fig. 7.3.

Apagamento

O sinal composto de vídeo contém pulsos de apagamento para fazer as linhas de retraço

invisíveis, pela mudança da amplitude do sinal para preto quando os circuitos de

varredura produzem o retraço, como é ilustrado na Fig. 7.4.

7.2 Escala IRE das Amplitudes do Sinal de Vídeo

Amplitude do Pulso de Sincronismo.

Das 140 unidades IRE totais, 40 serão para o pulso de sincronismo.

Set-up do Preto.

Note que os picos pretos das variações dos sinais da câmera são separados do nível de

apagamento de 7,5 unidades IRE, que aproximadamente 5% do total.

Amplitudes do Sinal de Câmera. O pico branco corresponde aproximadamente a 100

çunidades IRE.

Tempo de Apagamento Horizontal. Os detalhes do período de apagamento horizontal

estão ilustrados na Fig. 7.6. O intervalo marcado H é o tempo necessário para varrer

uma linha completa o traço e retraço. Portanto, o tempo para H será 1/15750 ou 63,5 µs.

O pulso de apagamento horizontal tem a largura de apenas 0,14H até 0,18H. Vamos

tomar uma média de 16% como típico. Portanto, o tempo de apagamento horizontal é:

0,16x63,5 = 10,2 µs

O tempo do traço ativo será:

63,5 – 10,2 = 53,3 µs

Então, 53,3 µs é o tempo necessário para o a varredura sem apagamento em cada linha.

Para o apagamento horizontal será necessário 10,2 µs.

Pórtico Anterior e Pórtico Posterior

A parte antes do pulso de sincronismo é chamado de pórtico anterior e o pórtico

posterior vem logo após o pulso de sincronismo horizontal. O valor do pórtico anterior é

de 0,02 H = 1,27 µs e o valor do pórtico posterior é de 0,06H = 3,81 µs.

Apagamento H e Varredura H.

O tempo de apagamento após o pórtico anterior é de 8,93 µs, calculado de

10,2 – 1,27 = 8,93 µs

Agora subtraia o tempo de retraço de 7 µs para

8,93 – 7,00 = 1,93 µs

Então 1,93 µs é o tempo de apagamento que ainda resta após o retraço até a borda

esquerda ter sido completado.

Período Tempo

Linha total H 63,5 µs

Apagamento H 9,5-11,5µs

Pulso de sincronismo H 4,75 ±0,5µs

Pórtico anterior 1,27µs

Pórtico posterior 3,81µs

Tempo de linha visível 52-54µs

Amplitude do Sinal de Câmera.

7.4- Tempo de Apagamento Vertical

Os pulsos de apagamento vertical levam a amplitude do sinal de vídeo para o nível de

preto de maneira que o feixe de varredura esteja apagado durante os retraços verticais.

A largura do pulso de apagamento vertical é 0,05V onde V=1/60. Se tomarmos 8%

como o máximo, o tempo de apagamento vertical é:

0,08x1/60 = 1333µs

Linhas H Apagadas V.

O tempo de 1333 µs é suficiente para incluir linhas de varredura horizontal completas.

Pelos cálculos podemos ter

1333/63,5 = 21 linhas apagadas no apagamento vertical.

Assim teremos 42 linhas no apagamento dos dois campos.

Pulsos de Sincronismo no Tempo de apagamento.

Os pulsos de sincronismo horizontal inseridos no sinal composto de vídeo durante o

pulso de apagamento vertical são mostrados na Fig. abaixo. Incluem os pulsos de

sincronização vertical e alguns pulsos de sincronização horizontal.

Apagamento V e Varredura V.

Os pulsos de sincronismo vertical força os circuitos de deflexão vertical a começrem o

retraço. Contudo o retraço não começa com o início do pulso de sincronismo vertical,

pois o pulso deve carregar um capacitor para gatilhar os circuitos de varredura. O tempo

necessário para o retraço depende dos circuitos de varredura, mas um tempo típico de

retraço vertical é de cinco linhas.

Detalhes do apagamento vertical

período Tempo

Campo total(V) 0,0167(s)

Apagamento 0,05 V – 0,08 V

Cada pulso de sincronismo V 27,35 µs

Total de seis pulsos de sincronismo V 3H = 190,5 (µs)

Cada pulso E 0,04 H = 2,54 (µs)

Cada pulso serrrilhado 0,07H = 4,4 (µs)

Tempo de campo visível 0,92V- 0,95V ou 0,015- 0,016s

7.5- Informação de Imagem e Amplitudes de Sinal de Vídeo

O dois exemplos mostrados na Fig. 7.8 ilustram como o sinal composto de vídeo

corresponde a informação visual. Na Fig. 7.8a, o sinal de vídeo corresponde a uma linha

preta no centro de um quadro branco . Na Fig. 7.8b, os valores preto e branco na

imagem são invertidos em relação aos da Fig. 7.8a.

7.7- Informação de Imagem e Frequências do Sinal de Vídeo

As frequências do sinal da câmera variam de aproximadamente de 30 Hz até 4 MHz.

Frequências de Vídeo associadas com a Varredura Horizontal

No padrão xadrez da Fig. 7.11 o sinal de onda quadrada no topo representa as variações

do sinal da câmera do sinal composto de vídeo obtida em uma linha da varredura

horizontal. Os 12 quadros numa linha serão varridos em 53,3 µs. Um tempo T menor

será necessário para varrer dois quadrado 1/6 de 53,3 µs:

T= 1/6x53,3 = 8,8 µs

O período para um ciclo completo do sinal de onda quadrada é T, e a frequência

f=1/T=1/8,8µs=0,11 MHz.

Frequências de Vídeo e Informação de Imagem

A Fig. 7.12 mostra como o tamanho da informação de imagem se relaciona com as

frequências de vídeo. O corpo principal da imagem na Fig. 7.12a é mostrado na

Fig.7.12b com somente as grandes áreas preto e branco. Estas frequências d vídeo se

estendem até 100 kHz. Contudo os detalhes com bordas e contornos nítidos de 0,1 a 4

MHz mostradas na Fig. 7.12c.

Número Máximo de Elementos de Imagem

Se considerarmos o padrão em tabuleiro de xadrez da Fig. 7.11 com muito mais

quadrados, o número máximo de elementos de imagem pode ser calculado considerando

cada quadrado como um elemento de imagem.

Detalhe Horizontal Máximo

Procedendo da mesma maneira como na seção anterior, podemos encontrar o número de

elementos correspondentes a 4 MHz é

1/(4x106)s = 0,25 µs

Desde que dois elementos podem ser varridos em 0,25 µs, oito elementos poderão ser

varridos em 1µs. Finalmente, 8x53,3 = 426 elementos de imagem podem ser varridos

durante o período de uma linha ativa inteira de 53,3 µs.

Relação de Utilização e Detalhe Vertical

Cada linha de varredura pode representar somente um detalhe na direção vertical.

Contudo uma linha de varredura pode deixar de representar um detalhe vertical

completamente. Além disso, duas linhas podem ficar sobrepostas num elemento de

imagem . O problema no estabelecimento de detalhes verticais úteis, então, é determinar

quantos elementos de imagem podem ser reproduzidos para um dado número de linhas.

O número de linhas úteis na representação dos detalhes verticais divididos pelo número

total de linhas de varredura visíveis é a relação de utilização. Cálculos teóricos e testes

experimentais mostram que a relação de utilização varia de 0,6 a 0,8. O número de

linhas úteis é dado por:

(525-42)x0,7 = 338

7.9-Componente Contínua do Sinal de Vídeo

Em adição as contínuas variações de amplitude para elementos de imagem individuais,

o valor médio do sinal de vídeo deve corresponder ao brilho médio na cena. O nível

médio de um sinal é a média aritmética de todos os valores instantâneos medidos de

eixo zero. Quando o nível médio, ou componente contínua do sinal está próximo do

nível de preto como na Fig. abaixo(a), o brilho da cena é escuro. As mesmas variações

de sinal na Fig. abaixo(b) possuem um fundo mais iluminado porque o nível médio está

mais longe do nível de preto.

Gama e Contraste na Imagem

Gama é um fator numérico em televisão e reprodução para indicar como valores de luz

são expandidos ou comprimidos. Com respeito a Fig. 7.15 o expoente das equações para

as curvas é chamado de gama. O valor numérico de gama é igual a inclinação da curva

onde ela cresce mais rapidamente. Uma curva com uma menor do que 1 é curvada para

baixo, como na Fig. 7.15a. com a maior inclinação ocorrendo no final. Quando gama for

maior do que 1, a curva está curvada para cima como na Fig. 7.15b, e a curva no início é

relativamente plana enquanto no final inclinada. Com um gama de 1, o resultado é uma

linha reta.

Informação da Cor no Sinal de Vídeo

Para a televisão a cores, a composição do vídeo inclui um sinal de crominância de 3,58

MHz. A Fig. 7.16 mostra o sinal de vídeo com e sem cor.

CAPÍTUL0 8 - A

OS SINAIS DA TELEVISÃO A CORES

Uma imagem colorida é, na realidade uma imagem monocromática mas com cores

adicionadas as partes principais da cena. A informação de cor exigida está no sinal de

crominância C de 3,58 MHz.

8.1-Sinais de vídeo Vermelho, Verde e Azul

Os sistemas de televisão a cores começam e terminam com vermelho, verde e azul para

informação de cores as cenas. Como mostra a Fig. 8A.1, temos três tubos separados de

câmera vidicon são utilizados para o vermelho, verde e azul. Estes tubos separam a cor

em suas três componentes(R,G,B).

No receptor, o tubo de imagem possui três canhões de elétrons para os pontos de

fósforo, vermelho, verde e azul na tela.

Os sinais R,G,B são compatíveis com a televisão preto e branca pois contém apenas

uma informação da imagem. Os sinais de vídeo (R,G,B) são combinados para formar

dois outros sinais – o sinal de crominância ( C ) e o sinal de luminância(Y).

Na Fig. 8A.3 os sinais de vídeo separados R,G,B são mostrados para uma linha de

varredura horizontal através da imagem com barras vermelhas, verdes e azuis.

Fig. 8A.3

A Fig. 8A.4 mostra amplitudes decrescente do sinal R para formação do vermelho, rosa

e rosa pálido.

Fig. 8A.4

Na Fig.8.A.5 mostra barras coloridas vermelhas mas com larguras diferentes e se

estreitando. Isto resulta em frequências maiores para barras mais estreitas.

8A.2- Adição de Cores

Quase todas as cores podem ser reproduzidas pela adição do vermelho, verde e azul em

diferentes proporções. O efeito aditivo é obtido pela superposição de cores individuais

Adição de Mistura de Cores

A ideia da adição de cores é apresentada na Prancha colorida VII. Os círculos vermelho,

verde e azul são sobrepostos, a cor mostra a adição das cores primárias. No centro, os

três círculos sobrepõem-se, resultando no branco.

Cores Complementares

A cor que produz luz branca quando adicionada a uma primária será chamada de seu

complemento. Por exemplo, amarelo quando somado ao azul, produz o branco.

Portanto o amarelo é complemento do azul.

Cores primárias Cores complementares

vermelho Turquesa

verde Magenta

azul Amarelo

Turquesa = azul + verde

Magenta = vermelho + azul

Amarelo = vermelho + verde

Adição de Sinais para Cores

O que se vê na tela é a sobreposição combinada do vermelho, verde e azul.

Definição de Termos de Televisão a Cores

Branco. Na realidade, a luz branca pode ser considerada como uma mistura do

vermelho, verde e azul nas proporções adequadas. O branco e referência para televisão é

especificado como uma cor de temperatura de 6500 K. Este é o branco azulado como a

luz do dia.

Matiz. A própria cor será o seu matiz ou tonalidade. O verde deverá possuir um matiz

verde, uma maça vermelha possui matiz vermelha.

Saturação. Cores saturadas são vivas, intensas ou fortes. A cores fracas ou pálidas

possuem pouca saturação. A saturação indica a graduação de como estão diluídas pelo

branco. Por exemplo o vermelho diluído pelo branco torna-se cor-de-rosa.

Crominância. Este termo é utilizado pra combinar o matiz e a saturação. Na televisão a

cores o sinal de cor de 3,58 MHz, especificamente, é o sinal de crominância. Em

resumo o sinal de crominância inclui todas as informações de cores sem brilho.

Luminância. A luminância indica a quantidade de intensidade de luz, que é percebida

pelos olhos como brilho. Na imagem preto-branco, as partes luminosas possuem mais

liminância do que as áreas escuras. Todavia cores diferentes possuem graus de

luminância diferentes já que as cores possuem brilhos diferentes. Esta ideia é mostrada

pela curva de luminosidade mostrada na Prancha VIIIb.

Compatibilidade. A compatibilidade da TV a cores com a TV preto-e-branco significa,

essencialmente que os mesmos padrões de varredura são utilizados, e o sinal de

luminância possibilita aos receptores monocromáticos reproduzirem em preto-e-branco

uma imagem gerada a cores.

Subportadora. Um sinal da subportadora modula outra onda portadora de frequência

maior. Na televisão a cores a informação de cor é modula o sinal da subportadora de cor

de 3,58 MHz que modula o sinal principal da portadora de imagem no canal de

transmissão.

Multiplexação. A técnica da utilização de uma onda portadora para dois sinais

separados é chamada multiplexação. Na televisão a cores o sinal C de 3,58 MHz será

multiplexado com o sinal Y como uma portadora de imagem principal modulada.

CAPÍTULO 8 – B

FUNDAMENTOS DO SISTEMA NTSC

Em 1954 os Estados Unidos adotaram como sistema de televisão a cores o Sistema

NTSC. Estas são iniciais de National Television System Commitee, grupo de estudos

que, a pedido da associação loca de indústria eletrônicas, propôs o sistema.

8.B.1- Codificando a Informação de Imagem

Os sinais de vídeo das cores primárias. A câmera recebe a luz com as componentes

vermelha, verde e azul, correspondendo à informação de cor na cena, produzindo os

sinais de vídeo das cores primárias, representadas na Fig. 8B.1.

Matriz. Um circuito matriz forma novas tensões de saída a partir do sinal de entrada. A

matriz no transmissor combina as tensões R, G, B em proporções específicas para

formar as três sinais de vídeo que forem mais convenientes para a transmissão. Um sinal

conterá a informação de brilho. Os outros dois sinais conterão a cor.

Figura 8B.2

Os dois sinais de cor que saem da matriz devem ser misturas de cores, significando que

eles contem R,G e B. Exemplos importantes de pares de misturas de cores para

codificação de cor RGB são:

I e Q

Ou,

R-Y e B-Y

Os sinais R-Y e B-Y possuem ângulos de fase de matiz que são separados de 90o, assim

como os sinais de vídeo I e Q. Em outras palavras o sinal Q está em posição de

quadratura de fase com relação ao sinal I. A diferença de fase é usada para facilitar a

operação dos dois sinais no processo de decodificação no receptor.

Para a codificação na Fig. 8B.2a, os três sinais de saída da matriz são como segue:

1. Sinal de luminância ou Y. Esta combinação de RBG, contém as variações de

brilho, correspondendo ao sinal de vídeo monocromático.

2. Uma mistura de cores designada como sinal I. A polaridade positiva do sinal I é

laranja; a polaridade negativa é turquesa. Estas cores forma escolhidas como as

melhores para o sinal I, para mostrar pequenos detalhes de cor.

3. Uma mistura de cores designada como sinal Q. A polaridade positiva do sinal Q

é púrpura ; a polaridade negativa é o amarelo-verde.

Razões para os Sinais I e Q do Sistema.

A maior largura de faixa é usada para o sinal I(1,3 MHz) comparada ao sinal Q(

0,5MHz).

Desvantagens dos Sinais I e Q. A largura de faixa extra do sinal I é um problema pra

o receptor. Na modulação de crominância de 3,58 MHz, as frequências laterais

superiores podem interferir com o sinal de som de 4,5 MHz. Além disso as frequências

laterais inferiores do sinal I podem se estender dentro da faixa do sinal de luminância Y.

Uma filtragem extra deveria ser necessária para reduzir a interferência. Como resultado

os receptores raramente utilizariam a largura de faixa adicional do sinal I. Os circuitos

são muito simples quando todos os sinais de vídeo a cores possuem a mesma faixa de

0,5 MHz.

Sem largura de faixa extra do sinal I, a informação de cores no sinal modulado C poderá

ser detectada em diferentes ângulos de fase para diferentes matizes.

Modulação de Crominância no Sistema NTSC.

Os sinais I e Q são transmitidos como as faixas laterais de um sinal de subportadora de

3,58 MHz, que por sua vez modula a onda portadora principal de uma imagem. Como

por exemplo, a portadora de imagem em 67,25 MHz, para o canal 4 é modulada pelo

sinal da subportadora de cor da frequência de vídeo de 3,58 MHz, o sinal de

crominância está em 67,25 + 3,58 MHz = 70,83 MHz como uma frequência lateral de

RF do sinal da portadora de imagem modulada.

Burst para Sincronização de Cor. Com a transmissão com portadora suprimida o

receptor deve possuir um circuito oscilador em 3,58 MHz que gere o sinal da

subportadora, para detectar o sinal de crominância. A sincronização de cores para os

matizes corretos na imagem será conseguida pelo burst ( ou salva) de 8 a 11 ciclos do

sinal de subportadora de 3,58 MHz no pórtico posterios de cada pulso de apagamento

horizontal. Este burst de sincronização controla a frequência e fase do oscilador de 3,58

MHz do receptor.

Sinal de Vídeo Composto. O sinal C com a informação de cor com o sinal de

luminância Y seão acoplados ao circuito somador. Este estágio combina o sinal Y com

o sinal C de 3,58MHz para formar o sinal de vídeo composto. Veja Fig. 8B.2c. A forma

de onda do sinal de vídeo composto é mostrada na Fig. 8B.3. As áreas sombreadas

correspondem ao sinal C de 3,58 MHz, correspondente as barras coloridas.

Sinal de Luminância. Em adição às amplitudes p-p para as barras a cores note que o

nível médio é diferente para cada barra. Especificamente a distância do nível de

apagamento até o nível médio do sinal C será uma medida de quanto clara é a

informação da cena.

Matiz e Saturação no Sinal C. A modulação segundo duas fases do sinal da

subportadora de 3,58 MHz possui o efeito de concentrar todas as informações de cor em

um sinal de crominância. Considere o exemplo de um sinal I forte com um pequeno

sinal Q. O sinal C resultante possui um ângulo de fase próximo do matiz laranja do sinal

I.

Por outro lado com um sinal Q forte e um pequeno I o sinal modulado C possui um

ângulo de fase próximo do matiz púrpura do sinal Q.

Decodificação da Informação de Imagem. Começando com a antena de recepção o

sinal da portadorea de imagem modulada do canal selecionado é amplificado nos

estágios de RF e de frequência intermediária.

A saída do amplificador de vídeo Y na Fig. 8B.4 é o sinal de luminância sem o sinal de

cor de 3,58 MHz. A razão é que o amplificador tem uma resposta limitada para

frequências abaixo de 3,2 MHz, aproximadamente. Desde que o sinal C está em 3,58

MHz ele é pouco amplificado no amplificador de vídeo Y.

Figura 8.B.4

Alguns receptores NTSC possuem filtros especiais para melhorar a resolução do sinal

Y. Os chamados comb filters ( filtros pente) separam o sinal de croma mas deixam

intactos, os componentes Y na faixa de 3,58 MHz. Como resultado a largura de faixa

completa de 4 MHz do sinal Y pode ser utilizada para uma resolução máxima

luminância.

Demodulação Síncrona. Quando um sinal modulado for transmitido sem sua

portadorra ou onda subportadora a onda portadora original deve ser reinserida no

receptor para se detectar a modulação. Como mostrado na Fig. 8B.5, o oscilador de

cores de 3,58MHz fornece o sinal da subportadora que é acoplado aos demoduladores

para o sinal C.

Figura 8.B.5

Demoduladores B-Y e R-Y.

Muitos receptores decodificam o sinal de croma de 3,58 MHz em sinais de vídeo B-Y e

R-Y em vez de I e Q. A largura de faixa da faixa passante de croma é geralmente

limitada a 3,58 MHz ± 0,5 MHz. Então a largura de faixa do sinal I não é mesmo

utilizada.

O sina B-Y é uma mistura de cores que está próximo do azul. O ângulo de fase para a

matiz B-Y é exatamente de 180o oposto a fase do burst de sincronização do sinal NTSC.

O sinal R-Y é uma mistura de cores próxima do vermelho. O ângulo de fase para o

matiz R-Y é exatamente 900 da fase do B-T.

O tubo de imagem como um Misturador.

Quando a decodificação no receptor dá os sinais de vídeo R-Y, B-Y e G-Y, eles podem

ser convertidos nos sinais R, B e G pela adição do sinal de vídeo +Y . A adição

algébrica para o vermelho, por exemplo será:

(R-Y) + Y = R( vermelho)

Figura 8.B.6

O sinal de Luminância.

Consideramos agora em maiores detalhes o sinal de luminância que contém as variações

de brilho da informação de imagem. O sinal Y é formado pela adição dos sinais de

vídeo primárias, vermelho, verde e azul.

Y = 0,30R + 0,59G + 0,11B

Estas porcentagens correspondem ao brilho relativo das três cores primárias.

Valores de Tensão para o Sinal Y.

A Fig. 8B.7 ilustra como a tensão do sinal Y é formada a partir das proporções

especificadas das tensões R,G e B para o padrão de barras coloridas. O valor do Y para

o branco é ,

Y = 0,30x1 + 0,59x1 + 0,11x1 = 1,00

O valor de Y para a turquesa é :

Y = 0 + 0,59 +0,11 = 0,70

Figura 8B.7

Figura 8B. 8

Largura de Faixa do Sinal Y

Este sinal é transmitido com a largura de faixa da frequência de vídeo completa 0-

4MHz, como na transmissão monocromática. Contudo a maioria dos receptores corta a

resposta para a frequência de vídeo em 3,2 MHz, aproximadamente. O propósito é

minimizar a interferência com o sinal C em 3,58MHz.

Matriz para o Sinal Y.

Uma matriz possui a função de adicionar várias tensões de entrada nas proporções

desejadas para formar novas combinações de tensão de saída. O exemplo de formação é

ilustrado na Fig. 8.B. 8.

Figura 8B.8

8B.5 - Tipos de Sinais de Vídeo a Cores.

Sinal I. Esta tensão de vídeo é produzida na matriz do transmissor como a seguinte

combinação de vermelho, verde e azul:

I = 0,60R -0,28G -0,32B

Sinal Q. As tensões primárias são combinadas na matriz do transmissor nas seguintes

proporções para o sinal Q:

Q = 0,21R – 0,52G -0,31B

Como resultado, polaridade opostas do sinal Q representam as cores complementares

púrpura e verde-amarelado. Veja Prancha IX.

O sinal B-Y. O matiz deste sinal é principalmente azul, mas é mistura de cores por

causa da componente –Y.

B-Y = 1,00B – ( 0,30R + 0,59G +0,11B) = -0,30R -0,59G + 0,89B

O sinal R-Y. O matiz B-Y é um vermelho-púrpura. A combinação do vermelho com as

componentes primárias do sinal Y resulta em:

R-Y = 1,00R –( 0,30R + 0,59B +0.,11B) = 0,70R-0,59G – 0,11B

O sinal G-Y. A combinação do sinal-Y com 100% do sinal G resulta em :

G-Y = 1,00G –(0,30R + 0,59G + 0,11B) = -0,30R +0,41G – 0,11B

Resumo dos Sinais de Vídeo.

Os sinais I e Q podem ser representados pelos sinais B-Y e R-Y pelas equações :

Tabela de sinais coloridos de vídeo

Nome Matiz Largura da faixa Notas

B-Y Azul 0-0,5 Fase oposta do

sincronismo

R-Y Vermelho 0-0,5 Em quadratura com

B-Y

G-Y Verde 0-0,5 Combina R-Y e B-

Y

I Laranja 0-1,3 Largura de faixa

máxima de cores

Q Púrpura 0-0,5 Em quadratura com

I

I = -0,27(B-Y) + 0,74(R-Y)

Q = 0,42(B-Y) + 0,48(R-Y)

Podemos determinar (B-Y) e (R-Y) em função de I e Q.

R-Y = -1,1085I + 1,7090Q

B-Y = 0,9469I + 0,6236Q

Burst de Sincronismo

A Fig. 8B. 9 mostra detalhes do burst de sincronismo de cor em 3,58 MHz transmitido

como parte do sinal composto de vídeo. O burst de cor sincroniza a fase do oscilador de

cor de 3,58 MHz no receptor.

Figura 8B.9

Ângulos de Fase do Matiz.

A Fig. 8B.10 mostra como os matizes do sinal modulado C são determinados pela sua

variação do ângulo de fase com relação ao ângulo de fase constante do burst de

sincronismo de cor. Note se que o matiz do burst de sincronismo de cor do sistema

NTSC corresponde ao amarelo-verde. A relação entre os dois sistemas de coordenadas

IxQ e (R-Y)x(B-Y) é mostrado na Figura 8B.10.

Eixo I e Q .

Estes sinais de cor de vídeo são utilizados para modular a subportadora de 3,58 MHz

par a transmissão. Como mostrado na Fig. 8B.10, o eixo I está a 570 defasado do burst

de sincronismo de cor.

O ângulo entre os eixos Q e (B-Y) é dado por,

atan(1,1085/1,7090) = 32,9684o ~ 33o

Eixos B-Y e R-Y.

O receptor pode também reconhecer os matizes na demodulação do sinal C pela

reinserção do sinal da subportadora de cor de 3,58 MHz nos ângulos de fase segundo B-

Y e R-Y. Como mostrado na Fig. 8B.10b, a fase B-Y está 180o da fase do burst e a fase

R-Y está em quadratura com ela.

8B.8 – Sinal Composto de Vídeo NTSC

A formação do sinal de vídeo total combinando luminância e crominância é ilustrado na

Fig. 8B.11 em passo sucessivos. Começando com as cores primárias as tensões de vídeo

R,G e B na Ffig. 8B.11a, b e c são mostradas para o tempo de varredura de uma linha

horizontal através de barras coloridas.

Amplitudes do Sinal Y.

Para o magenta ( R=B=1, G=0)

Y = 0,30R + 0 + 011B = 0,41

Amplitudes dos Sinais I e Q

Para o amarelo que contém vermelho e verde, e sem azul,

I = 0,60R -0,28G – 0,00B = 032

Q = 0,21R – 0,52G + 0,00B = -0,31

Adição do Fasor para o Sinal C.

A forma de onda na Fig. 8B.11g mostra o sinal da subportadora de cor de 3,58 MHz

modulada pelos sinais I e Q em quadratura.

𝐶 = √𝐼2 + 𝑄2

Por exemplo para o amarelo com valores de 0,32 par I e -0,31 para Q :

𝐶 = √0,322 + (−0,31)2 = 0,45

Ângulo dos Sinais Y e C.

O ângulo de fase θ para a matiz é dado por:

α = artan(Q/I)

Resumidamente podemos construir a tabela abaixo para as barras.

branco amarelo turquesa verde magenta vermelho azul

R 1 1 0 0 1 1 0

G 1 1 1 1 0 0 0

B 1 0 1 0 1 0 1

Y 1,0 0,89 0,70 0,59 0,41 0,30 0,11

I 0 0,32 -0,60 -0,28 0,28 0,60 -0,32

Q 0 -0,31 -0,21 -0,52 0,52 0,21 0,31

C 0 0,45 0,63 0,59 0,59 0,63 0,45

α 0

Adição dos Sinais Y e C

Para a forma de onda do sinal total de vídeo na Fig. 8B.11h, as amplitudes Y para

luminância ( Fig. 8B.11d), são combinadas com o sinal C ( Fig. 8.B.11g).

8B.9 – Cores não Saturadas com o Branco

Os valores de tensão relativa mostradas na Fig. 8B.11 são para cores vivas que estão

100% saturadas. Neste caso, poderá não haver componente em cores primárias. Por

exemplo, o R saturado possui tensões de vídeo zero para o B e o G; o amarelo saturado

( verde-vermelho) possui tensão de vídeo B igual a zero . Isto acontece devido ao fato

de que com entrada de luz zero para um tubo de câmera de cor não haverá sinal de

saída.

Em cenas naturais, contudo , a maioria das cores não é 100% saturada. Portando,

qualquer cor diluída pela luz branca possuirá todas as três primárias. O seguinte

exemplo ilustra como identificar a quantidade de dessaturação para cores mais fracas.

Consideremos o amarelo puro e 20% de branco. Os cálculos para os sinais de vídeo R,

G e B serão como se segue:

80% de amarelo (

vermelho-verde)

0,80R 0,8G 0,00B

20 % branco(

vermelho-verde-

azul)

0,20R 0,20G 0,20B

Saída total da

câmera

1,00R 1,00G 1,00B

Estas porcentagens relativas de tensões de vídeo para cores primárias podem ser

utilizadas para calcular as amplitudes relativas do sinal Y e dos sinais de vídeo para

80% de saturação de amarelo.

8B.10-Resolução de Cores e Largura de Faixa

O sinal Y é transmitido com largura de faixa completa de frequência de vídeo de 4 MHz

para máximo detalhe horizontal para preto-branco. Contudo, esta largura não é

necessária para os sinais de vídeo a cores, pois, para detalhes muito pequenos, o olho

pode perceber somente o brilho, ao invés da cor. Portando a informação de cor pode ser

transmitida com uma largura de faixa muito menor do que 4MHz.

O sinal I para o laranja e o turquesa possui mais largura de faixa, pois pequenos

detalhes podem ser percebidos para estas cores. Contudo, para as frequências entre 0,5-

1,3 MHz, somente as frequências laterais inferiores são transmitidas. Este método de

transmissão faixa lateral vestigial numa subportadora de cor de 3,58 MHz é utilizada

para dar a máxima largura de faixa para o sinal I sem se estender até as frequências do

sinal da portadora de som, que dista 4,5 MHz do sinal de portadora de imagem.As

larguras de faixa para os sinais Y,I e Q são ilustradas pelos gráficos da Fig. 8B.12.

A largura de faixa do sinal I geralmente não é usada em receptores a cores. A razão é

que os circuitos de cores são muito mais simples quando todos os sinais de cores são de

vídeo possuem a mesma largura de faixa de 0,5 MHz, que é a banda base prática para os

sinais de cores.

Fig. 8B.12- Largura de faixa para o sinal Y e sinais de cor.

Como resultado, podemos considera as frequências de vídeo de 0-0,5 MHz como a

largura de faixa prática para o sinal de informação de cores. A maneira como a

informação de imagem é reproduzida pode ser ilustrada pelo desenho da Fig. 8B.13.

Fig. 8B.13 Largura das áreas de cor na imagem com largura de faixa de vídeo para a

informação de cor até 0,5MHz. As distâncias marcadas para uma argura horizontal de

20 polegadas para a tela do tubo de imagem.

8B.11- Frequência da subportadora de cores

Este valor deve ser uma alta frequência de vídeo, entre 2-4MHz.

Frequência de varredura horizontal

Especificamente, a frequência da portadora de som de 4,5 MHz é tomada a 286a

harmônica da frequência horizontal. Portanto,

f H = 4,5 MHz/286 = 15.734,27 Hz

Frequência de varredura vertical

A frequência de varredura vertical também é um pouco modificada, pois devemos ter

262,5 linhas por campo. Então a frequência de varredura do campo vertical é:

fH = 15.734,27Hz/262,5 = 59,94 Hz

Frequência de cor

Com a frequência de varredura horizontal escolhida, agora a subportadora de cor pode

se determinada. Este valor será tornado a 455ª harmônica de fH /2:

C = 455x15.734,27 = 3,579545 MHz

FUNDAMENTOS DO SISTEMA PAL

O ângulo de fase do sinal de crominância determina o matiz da cor que se deseja

reproduzir, então qualquer perturbação indesejável sobre este ângulo tem influência

direta na qualidade das cores na tela. Esta distorção pode originada no equipamento

transmissor no canal de transmissão ou no próprio receptor. Diversas tentativas foram

feitas para a solução desse problema, ma uma das mais satisfatórias foi, na verdade, o

desenvolvimento na Alemanha de uma novo sistema que deriva do NTSC, porém

através de um artifício, consegue praticamente anular os efeitos da distorção de fase.

Este artifício consiste na inversão, na frequência do sincronismo das linhas horizontais,

da componente R-Y do sinal transmitido( daí o nome do sistema: Phase Alternating

Line ).

Figura 8C.1

Conceito do Sistema PAL

No sistema NTSC, o matiz de uma cor qualquer é definido pelo ângulo de fase de um

sinal de crominância C , quando medido em relação ao ângulo de fase, de um sinal de

referência, denominado de burst, conforme vimos no Cap. 8ª. Este sinal de burst tem no

sistema NTSC um ângulo de fase fixo de 180o em relação à referência zero para os

ângulos que se convenciona ser a direção da componente B-Y.

A Fig. 8C.1 reproduz o vetor correspondente a um sinal C qualquer que tem uma fase α

em relação a referência. Se como na Fig. 8C.1b, o ângulo for alterado para β, a

componente B-Y aumentará e a componente R-Y diminuirá.

O recurso que o sistema PAL utiliza na transmissão para minimização dos efeitos dessa

distorção pode ser descrito da seguinte forma:

1- Inversão de fase da componente (R-Y) do sinal de cor, uma linha sim, outra não.

2- Defasagem no sinal de burst, alternando-se a cada linha entre + 45o e -45o da

direção –(B-Y).

A Fig.8C.2a,mostra a configuração quando se deseja transmitir uma cor A.

Figura 8C.2

8C.2 – Correção dos Erros de Fase

O propósito em se fazer essa inversão ficará claro que quando, na Fig. 8C.3, supormos

que a cor A sofreu uma distorção de fase representada pelo ângulo α. A cor que chegará

ao demoduladores será A’ ( nas linhas n, n+2, etc.) e B’ ( nas linhas n+1, n+3, etc.). Ver

Fig. 8C.3ª e b.

A componente (R-Y) de B’ é reinvertida no receptor e o resultado se vê na Fig. 8C.3c,

que mostra as linhas consecutivas com as cores A’ e B’.

Se for efetuada a média entre A’ e B’ , teremos uma cor resultante com o mesmo ângulo

de fase da cor original A, compensando-se o efeito da distorção de fase.

8C.3 – A frequência de Subportadora para PAL-M.

As frequências de sincronismo horizontal e vertical foram escolhidas para que fossem as

mais próximas possíveis dos valores 15.750 Hz, e 60 Hz, respectivamente, que eram

utilizadas em sistemas de transmissão preto-e-branco. Decidiu-se usar para as

transmissões NTSC :

FH = 15.734,27 Hz

Fv = 59,94 Hz

Fsp (NTSC) = 455xfH/2 = 3,579545 MHz

Fsp(PAL-M) = 909xfH/4= 909x15.734,27/4 = 3,575611 MHz

8C.4- Diferenças entre Sistemas

São utilizados no nosso continente três sistemas de TV a cores:

- PAL-M (Brasil)

- NTSC( EUA, México, Chile, Peru, Colômbia, Venezuela, Panamá,Canadá)

- PAL-N (Argentina, Paraguai, Uruguai)

A diferença entre o sinal transmitido NTSC e PAL-M estão somente nas características

do sinal de crominância.

A diferença entre o sinal transmitido PAL-M e PAL-N reside nas frequências de

sincronismo e na frequência da subportadora.

CAPÍTULO 11

TRANSMISSÃO DE TV

11.1- Transmissão com Polaridade Negativa

Como se vê na Fig.11.1, o pico de branco, no sinal de vídeo, produz as menores

amplitudes do sinal AM de imagem.

Uma das vantagens da transmissão negativa é a de que os pulsos de ruído presentes no

sinal de RF transmitido tendem a aumentar a amplitude da portadora em direção ao

preto, e não ao branco. Além disso o transmissor emprega menos energia na transmissão

negativa. Como as imagens típicas tem predominância de branco, a portadora é baixa

durante a maior parte do tempo de transmissão.

O IRE e as Amplitudes da Portadora.

No sinal composto de vídeo utilizado como sinal de banda-base para modulação,

normalmente as amplitudes relativas são indicadas pela escala do IRE( Institute of

Radio Engineers).

Nível Níveis de vídeo, unidades

IRE

Nível da portadora de RF,

em porcentagem

Topo do Sincronismo -40 100

Apagamento 0 75

Preto 10 67,5

Pico de brando 100 12,5

Não utilizado 120 0

11.2- Transmissão por Banda Lateral Vestigial

O sinal AM de imagem não é transmitido como um sinal comum com duas bandas

laterais. Ao invés disso, uma parte da transmissão, permanecendo apenas um vestígio

das bandas laterais. O objetivo é reduzir a faixa de frequência necessária para a

modulação de vídeo no sinal de imagem. Assim sendo, empregam-se canais de 6 MHz

para transmissão de TV, no lugar dos 8 MHz ou mais que seriam preciso com banda

lateral dupla com modulação de 4 MHz.

Modulação em Amplitude. O exemplo da Fig. 11.2 ilustra como um sinal AM é

produzido, para que se possa analisar as bandas laterais.

Figura 11.1

11.3- Canais de Transmissão de TV

A cada estação é designado um canal de 6 MHz para a transmissão do sinal AM de

imagem e do sinal FM do sinal de Som.

Canais da Banda Inferior de VHF. Essa faixa inclui os canais 2,3,4,5,6 entre 54-88

MHz. A banda localizada entre 44-50 MHz costumava ser o canal 1 , mas foi designada

para outros serviços de rádio, devido a problemas de interferência.

Canais da Banda Superior de VHF. Aqui estão incluídos os canais, 7,8,9,10,11,12 e

13, abrangendo de 174-216 MHz.

Canais de UHF. Esta faixa inclui os canais 14 a 83 com frequências de 470-890 MHz.

Estações com Mesmo Canal. Um mesmo canal pode ser usado por várias estações

transmissoras desde que estas fiquem suficientemente separadas, para não provocar

interferências. O afastamento necessário, em geral, é de 274-354 Km, para estações de

VHF, e 241-330 Km para as estações de UHF.

Canais Adjacentes. Um canal é adjacente a outro quando lhe está próximo em

frequência, e não apenas no número do canal. Assim por exemplo os canais 4 e 5 não

são adjacentes, porque existe um saldo de 4 MHz entre 72 e 76 MHz. Os canais 2 , 3 e

4, por outro lado são realmente adjacentes. Os canais 7 até o canal 13 são adjacentes.

Canais Adjacente Inferiores. No caso do exemplo da Fig. 11.6, para os canais 2,3,e4,

o canal 2 é considerado o canal adjacente inferior, estando o receptor sintonizado no

canal 3. Se estiver sintonizado no canal 4, o canal 3 passará a ser o canal adjacente

inferior.

Canal Adjacente Superior. Com o receptor ainda sintonizado no canal 3, o canal 4, é

adjacente superior. O canal 5 não é considerado adjacente superior quando o canal 4

esta sintonizado pelo receptor.

Interferência entre Canais. As estações que partilham o mesmo canal podem

provocar interferências mútuas nas áreas fronteiriças entre os dois transmissores. Ocorre

neste caso uma interferência de barras, como se vê na Fig. 11.7.

Com a interferência provocada por um canal adjacente, algumas das barras laterais do

sinal de imagem podem entrar em batimento com a portadora desejada de imagem.

Bastante óbvia é a barra negra vertical produzida pelo apagamento vertical, como se vê

na Fig. 11.8.

11.4- O Canal Padrão de TV

A Fig.11.9a, ilustra como os sinais de imagem e som ficam alojados no canal de 6 MHz.

A frequência da portadora de imagem não está situada no centro do canal, devido a

transmissão por banda lateral vestigial.

1- A portadora de imagem está 1,25MHz acima do extremo inferior do canal.

2- A portadora de som S encontra-se 4,5 MHz acima da portadora de imagem, ou

0,25 abaixo do extremo superior do canal.

3- A subportadora de cor C está 3,58 MHz acima da portadora de imagem, sob a

forma de modulação de vídeo na banda lateral.

Exemplos de frequências RF dos Canais.

Vamos considerar o canal 3 cobrindo a faixa entre 60-66 MHz.

P = 60 + 1,25 = 61,25 MHz

S = 61,25 + 4,5 = 65,75 MHz

C = 61,25 + 3,58 = 64,83 MHz

11.5- O Sinal de Som FM

A modulação em frequência é adotada para o sinal associado de áudio, a fim de tirar

proveito das vantagens de menor ruído , e interferência.

11.6- Padrões de Transmissão de TV

Os padrões são especificados pelo órgão de normalização de cada país. Nas normas

devem estar incluídos os requisitos de amplitude dos sinais de potência de saída e de

tolerância para as frequências das portadoras.

11.7- Transmissão por Linha de Visada

Nas faixas de VHF e UHF, o rádio se propaga por ondas próximas à superfície terrestre,

e não por ondas espaciais provenientes da ionosfera. A distância de propagação é

limitada, portanto à linha do horizonte. Tal processo é denominado transmissão por

linha de visada. Entretanto, a distância do horizonte para as ondas de rádio é um pouco

maior devido aos efeitos da refração.

Reflexões. Em seu percurso, as ondas terrestres encontram edifícios, torres, pontes,

colinas e outros obstáculos. Quando um objeto é um bom condutor e seu tamanho é

uma parcela apreciável do comprimento de onda do sinal, o obstáculo reflete a onda. Na

prática, o condutor intercepta a onda do sinal de rádio, que gera uma corrente na

obstrução ( como se fosse uma antena) e esta reirradia o sinal. As reflexões de ondas de

rádio podem ocorrer em qualquer frequência, ma é um problema mais comum das faixas

de UHF e VHF.

11.8- Televisão via Satélite

A melhor maneira de contornar as limitações por linha de visada consiste em instalar a

anena transmissora sobre um satélite em órbita. O satélite atua como onda transmissora

entre estações terrestres situadas em diferentes locais.

Órbita Geoestacinária. Uma altitude de posicionamento do satélite de 35.887 km é

usada ser o raio da órbita geoestacionária ou síncrona. O período de órbita é de 24

horas. Como resultante o satélite fica estacionário com respeito a qualquer ponto na

superfície da terra.

Frequências de Enlaces. As microondas são utilizadas na comunicação via satélite, a

fim de permitir direcionamento dos sinais de rádio.

Enlace de subida usa frequências entre 5,9 – 6,4 GHz na banda C. Os enlaces de descida

utilizam frequências na faixa de 3,7-4,2 GHz.

O satélite normalmente dispõem de transponders , cada satélite possui um determinado

número de transponders, mas normamente este número varia de 24 até 27.

Cada transponder na banda C dispõe de 500 MHz de largura de faixa que inicialmente

era usada para transmitir um canal de TV em FM.

Estação Receptora Terrestre. O principal problema com a estação terrestre é a

pequena intensidade de sinal enviada pelo satélite, a quase 36 mil km de altitude.

CAPITULO 12

RECEPTORES DE TV PRETO-E-BRANCO

A Fig. 12.3 mostra o diagrama de um receptor monocromático. Os blocos contidos na

área sombreada indicam os circuitos dos sinais de RF e FI. O receptor é, basicamente,

um circuito supe-heteródino; um oscilador local existente no sintonizador de RF faz

batimento com o sinal de RF, convertendo-o ao nível das frequências intermediárias,

para o amplificador de FI; assim todos os sinais de RF das diferentes estações são

convertidas para os mesmos valores de FI do receptor. Os valores padronizados de FI

para receptores de TV são, para o nosso sistema: 45,75 MHz para a portadora de FI de

imagem e 41,25 MHz para a portadora de FI de som.

O sinal de Som. Na saída do detector de vídeo está incluído o sinal de som de 4,5

MHz. Este sinal é produzido por um segundo processo de heterodinagem no qual o sinal

de FI de som, em 41,25 MHz, faz batimento com a portadora de FI de imagem situada

em 45,75MHz. A diferença de frequência é de 45,75 – 41,25 = 4,5 MHz.

O sinal de som é extraído por uma armadilha de 4,5 MHz e entregue a um amplificador

FI de banda estreita, sintonizado nessa frequência. Em seguida a modulação original de

frequência é recuperada por um detector de FM, como por exemplo, o detector de

relação , a fim de produzir a desejada saída de áudio.

Saída do Detector de Vídeo. O detector não passa de um pequeno diodo semicondutor,

mas devido ao processo de retificação são obidos dois sinais:

1- O sinal de vídeo composto para o amplificador de vídeo que excita o tubo de

imagem.

a- O separador de sincronismo,

b- O controle automático de ganho.

2- O sinal FM de som de 4,5 MHz .

O trajeto do sinal de vídeo. O sinal de vídeo dirigido ao tubo de imagem controla a

corrente de feixe e, portando, o brilho do ponto de varredura.

Trajeto do Sinal de Sincronismo. O separador de sincronismo é um circuito

amplificador mantido no corte, mas levado `a condução sempre que os pulsos de

sincronismo estão presentes. Os pulsos de sincronismo separados é enviado aos

osciladores de varredura horizontal e vertical.

12.2- Blocos Funcionais de Sincronismo e Deflexão.

Porque Utilizar um Oscilador de Deflexão ? Na prática, os pulsos de sincronismo

separados poderiam ser usados para produzir diretamente a necessária corrente de

varredura. Esta ideia está ilustra na Fig. 12.4., que mostra um gerador dente de serra do

resistor, a partir da tensão DC de alimentação enquanto o transistor Q1 está cortado.

Sincronizando os Osciladores de Deflexão. Utiliza-se o disparo direto no oscilador

vertical.

Corrente de Varredura no Yoke. A saída do oscilador deve ser amplificada, a fim de

produzir corrente suficiente nas de deflexão. Produzir a potência de saída necessária é

função dos amplificadores vertical e horizontal de deflexão, conforme está indicado no

diagrama de blocos do receptor da Fig. 12.3.

Corrente de Varredura Vertical. A reatância indutiva das bobinas de deflexão

vertical é pequena aos 60 Hz, se comparada à resistência efetiva.

Corrente de Varredura Horizontal. A forma de dente de serra apresenta um

problema diferente neste caso, devido à elevada reatância indutiva da bobina defletora,

em consequência da variação muito rápida da corrente de deflexão.

12.3 – Controle Automático de Ganho.

Este circuito produz uma polarização DC para o controle automático de ganho nos

amplificadores de RF e FI.

12.4 – Requisitos de Alimentação DC

12.5- Seção de RF

O sintonizador de RF é parte conversora de frequência do receptor super-heteródino.

12.6 – Seção de FI

O amplificador de FI aceita apenas as frequências intermediária entregues pelo estágio

misturador porque fica sintonizado nessas frequências.

Faixa de passagem de FI

Atualmente, o formato da curva global de resposta em FI que acopla a saída do

misturador no sintonizador ao primeiro amplificador de FI. Dessa forma os sinais

indesejados são eliminados antes de serem amplificados, evitando o problema de

modulação cruzada nos estágios posteriores. Além disso as armadilhas de onda são

utilizadas para rejeitar interferências provenientes de canais adjacentes.

Armadilhas de onda FI

Além de proporcionar ganho para o sinal desejado, o amplificador de FI confere ao

receptor a necessária seletividade entre canais adjacentes, a fim de rejeitar interferência.

12.7- Detector de Vídeo

O sinal entregue pelo amplificador final de FI excita o detector de vídeo, como se vê na

Fig. 12.14. O detector é , normalmente um diodo retificador de altas frequências, com

um filtro na saída para desviar os componentes da modulação de FI.

Resposta em frequência do detector

Um filtro passa-baixas é usado na saída, a fim de remover a ondulação de FI, mas deixar

passar o sinal de vídeo da banda-base. Além disso, o segundo sinal de FI de som (4,5

MHz) é tomado do detector de vídeo , no caso dos receptores preto-branco.

12.8- Seção Amplificadora de Vídeo

A principal função do amplificador de vídeo é proporcionar a necessária excursão de

tensão para excitar o tubo de imagem desde o corte, para o apagamento, até

praticamente uma tensão nula entre grade e catodo, para o pico de branco.

Largura de faixa do amplificador de vídeo

A amplitude relativa e as relações de fase dos componentes de frequência existentes no

sinal de vídeo devem ser preservadas. Teoricamente a plena faixa de 4,2 MHz para a

modulação de vídeo pode ser utilizada com o canal comercial de 6 MHz. Na imagem os

menores detalhes horizontais correspondem as maiores frequências

12.9- Componente DC do Sinal de Vídeo

O componente contínuo do sinal de vídeo indica o brilho relativo da cena, em relação ao

nível de apagamento. Na saída do detector de vídeo, o componente DC do sinal ainda

está intacto, como foi transmitido. Isto porque o sinal de vídeo está presente apenas na

envoltória de modulação do sinal AM de imagem, nos amplificadores de RF e FI.

12.10 – A seção FI de Som de 4,5 MHz

12.11- Consertos dos Circuitos de Sinal

CAPÍTULO 13

CIRCUITOS DE VARREDURA E SINCRONISMO

Separação de Amplitude e Forma de Onda do Sincronismo

CAPÍTULO 14

CIRCUITOS PARA RECEPTORES DE TV A CORES

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA

FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA

Curso: Sistemas de Televisão

Prof. Gilberto Arantes Carrijo

Referências:

1- Bernard Grob, Televisão e Sistemas de Vídeo, Guanabara

2- Hervé Benoit, Digital Television, Eselvier, 2008

3- Charles Poynton, Digital Vídeo and HDTV, Morgan Kaufmann Publishers-

Eselvier, 2007.

4- Gerald W. Collins, Fundamentals of Digital Television, John Wiley and Sons,

N. Y., 2001.

5- Marcelo, S. de Alencar, Televisão Digital,Érica, 2010,São Paulo.

Avaliação:

Provas: 3 provas( 85 pontos)

1- 09 de dezembro de 2013( 30 pontos)

2- 27 de janeiro de 2014( 30 pontos)

3- 10 de março de 2014(25 pontos)

Trababalhos: 15 pontos