¿La decisión de diseño para diferentes frecuencias en PAL y NTSC está relacionada con la frecuencia de alimentación de CA?

En discusión un amigo mencionó:

En la implementación original de PAL y NTSC, utilizaron la corriente alterna como un medio para proporcionar la frecuencia del televisor. Como las diferentes redes principales tenían diferentes frecuencias, diseñaron el estándar de TV para tener diferentes frecuencias.

No estaba seguro de esto, así que quería comprobarlo.

Mi pregunta es: ¿La decisión de diseño para diferentes frecuencias en PAL y NTSC está relacionada con la frecuencia de alimentación de la red de CA?

ac frequency mains ntsc

— ojo de halcón
fuente

Respuestas:

Sí, está relacionado.

En las primeras implementaciones de TV, no era fácil eliminar toda la ondulación de la línea de CA de los circuitos de alimentación de CC que impulsaban el CRT, y esto resultó en una ligera variación en la intensidad de arriba a abajo. Se descubrió que si la frecuencia vertical de la señal de TV era la misma que la frecuencia de la línea de alimentación, estas variaciones de intensidad aparecerían en la misma ubicación en cada barrido vertical, causando que se "pararan" en la pantalla, y esto era mucho menos objetable que tenerlos a la deriva hacia arriba o hacia abajo.

También hay fuentes de ruido de RF que están relacionadas con la frecuencia de la línea de alimentación, y los artefactos visuales causados por ese tipo de ruido también permanecen en la pantalla.

— Dave Tweed
fuente

Además, la sincronización de línea congela la distorsión de la imagen causada por los campos magnéticos de los conductores de energía cerca del televisor.

— tomnexus

PAL y NTSC son sistemas de codificación de color y no están necesariamente relacionados con las frecuencias de exploración horizontal y vertical.

La elección de hacer que las frecuencias de exploración vertical sean las mismas que la frecuencia de la línea de alimentación local fue hacer que la imagen se altere debido a un filtrado deficiente de la fuente de alimentación y que los campos magnéticos de la corriente eléctrica sean menos obvios. Con la frecuencia de la línea de alimentación y la frecuencia de exploración vertical iguales, cualquier perturbación de este tipo sería estacionaria en la pantalla y, por lo tanto, sería menos notable que si la perturbación se desplazara por la pantalla, como sucedería si las frecuencias fueran diferentes.

— Peter Bennett
fuente

Desde que se adoptaron los estándares de transmisión de color NTSC, la velocidad de fotogramas ya no es de 30 cuadros (1/2 de la frecuencia de línea) por segundo, sino más bien 30 / 1.001 (aproximadamente 29.97) cuadros por segundo, para reducir la interferencia que se ve en los televisores en blanco y negro entre señal de color y la portadora FM para audio.

— tcrosley

@tcrosley Siempre asumí que la frecuencia estaba realmente bloqueada en la línea local (por ejemplo, las cámaras de seguridad hacen esto). La frecuencia de la línea varía, pero hay beneficios al estar bloqueado durante la grabación y al estar bloqueado nuevamente durante la reproducción al aire. Supongo que si se trata de un reloj de cuarzo, el ritmo sería muy lento, decenas de segundos, por lo que podría no ser visible de todos modos. ¿Sabes si usa Line o si se genera internamente ahora?

— tomnexus

No, no usan la frecuencia de línea, debido a la diferencia entre 1 / 29.97 y 1/30 segundos por cuadro. Consulte este artículo sobre el código de tiempo de caída de cuadros SMPTE para obtener más información. Se supone que los relojes para grabación y reproducción tienen exactamente la misma frecuencia. En los estudios de televisión, el código de tiempo es generado por un generador maestro de sincronización, vinculado a un estándar de reloj atómico. Las cámaras portátiles pueden usar generadores de códigos de tiempo que usan cristales de temperatura controlada. Un nuevo desarrollo es hacer uso de receptores GPS ya que las señales GPS son precisas hasta ± 10 ns.

— tcrosley

"Siempre supuse que la frecuencia estaba realmente bloqueada en la línea local (por ejemplo, las cámaras de seguridad hacen esto)". Me imagino que las cámaras de seguridad simplemente ignoran todo el problema de la caída de fotogramas, ya que era para garantizar la compatibilidad entre B y N y las transmisiones en color. Supongo que los sistemas de seguridad son B y N o color y, en cualquier caso, pueden ejecutarse a 30 fps.

— tcrosley

La primera estación de televisión en la que trabajé tenía un generador maestro de sincronización que tenía la capacidad de bloquearse a la línea de alimentación de CA, pero que era para uso monocromo. Los generadores de sincronización de color para NTSC fueron controlados por un cristal de 14.31818 MHz (cuatro veces la frecuencia de la subportadora de color). No me sorprendería si los generadores de sincronización actuales están controlados por un estándar de frecuencia bloqueado por GPS. Esperaría que las cámaras de seguridad de color / circuito cerrado tendrían osciladores de cristal de 14,31818 MHz (pero eso es solo una suposición).

— Peter Bennett

La respuesta de Dave Tweed es en gran medida correcta. Pero no fue solo la ondulación de CA en los circuitos de alimentación de CC lo que causó la variación. Los circuitos de señal en los primeros televisores usaban tubos (también conocidos como válvulas). Los cátodos generalmente tenían un filamento calefactor que a menudo funcionaba con CA de bajo voltaje (típicamente, aproximadamente 6 V). Esto provocó que la temperatura del cátodo y, en consecuencia, la ganancia del tubo, tuvieran alguna variación al doble de la frecuencia de la línea de alimentación (la potencia del calentador varía con el cuadrado del voltaje de CA, de ahí la frecuencia duplicada).

— Stephen C. Steel
fuente

Pero si eso implica una onda de 100 o 120Hz, ¿no significaría eso, por ejemplo, una banda oscura en el medio de cada campo de 50 / 60Hz, y dos brillantes cerca de los niveles de 1/4 y 3/4 (o viceversa ... etc.) Aún menos objetable que las bandas rodando / parpadeando más rápido que quizás una o dos veces por minuto, pero sigue siendo muy obvio y molesto. Parece algo que tendría que repararse durante el desarrollo inicial y el refinamiento de ingeniería del hardware del receptor (y de la cámara), por ejemplo, con una copia invertida y atenuada de la corriente de accionamiento del calentador para modular la salida del tubo ...

— tahrey

Como dudo, la idea de la regulación de voltaje impulsada por retroalimentación hubiera sido ajena a los ingenieros incluso en los primeros días de la electrónica. El moderno regulador de semiconductores LM puede miniaturizar los circuitos necesarios y facilitar su configuración, pero la idea detrás de esto está bastante desgastada. Y, además de eso, ya tenían condensadores ... ((quiero decir ... no digo que no fuera el caso, ya que parece que hablas por experiencia ... simplemente suena bastante innecesario y evitable incluso con tecnología de la época))

— tahrey

El efecto de la ondulación en los filamentos del calentador se puso efectivamente a través de un filtro de paso bajo por la inercia térmica de la bobina del calentador, por lo que no fue tan malo.

— Stephen C. Steel