TV Analógica e Digital
Universidade de Pernambuco
O sistema de TV em preto-e-branco
• Entende-se por difusão o “envio em todas as direções”.
Radiodifusão de Televisão
Figura 01 Diagrama de blocos de um sistema de televisão - Transmissor Amplificador De Áudio Transmissor Do sinal De Som Varredura e Sincronismo Amplificador De Vídeo Transmisor Do sinal De Imagem PV Tubo da camera Antena Microfone
O sistema de TV em preto-e-branco
• Entende-se por difusão o “envio em todas as direções”.
Radiodifusão de Televisão
Varredura e Sincronismo Amplificador De Vídeo Antena Circuito de Som e Imagem Tubo de ImagemO sistema de TV em preto-e-branco
• Olho Humano
Características Principais
Os Cones são as células do olho humano que tem a capacidade de reconhecer as cores. Já os bastonetes, outro tipo de célula do olho humano, tem a capacidade de reconhecer a luminosidade.
O sistema de TV em preto-e-branco
• Olho Humano
O sistema de TV em preto-e-branco
• A TV em preto-e-branco só foi possível graças à curva de
luminosidade relativa do olho humano (Figura 3).
Características Principais
A resposta visual humana está
restrita a uma pequena
faixa do espectro das radiações
eletromagnéticas.
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Esta faixa do espectro está situada entre 380 e 770 nm, dependendo do observador. Assim sendo, na câmera da TV em preto-e-branco, um feixe elétrico enxerga a imagem conforme essa curva e cria um sinal conhecido pelo nome de “luminância”. No receptor, o sinal luminância superposto a um feixe eletrônico faz com que sejam reprodu-zidas, em uma tela luminescente, as
O sistema de TV em preto-e-branco
• Olho Humano
O sistema de TV em preto-e-branco
• As primeiras transmissões de TV basearam-se no antigo
cinema em preto-e-branco.
• No padrão norte-americano, também adotado no Brasil, a
relação de aspecto da imagem (largura/altura) é 4:3,
usam-se 525 linhas por quadro e são transmitidos 30
quadros por segundo. Cada quadro é constituído por
linhas intercaladas de dois campos consecutivos, ou
seja, existem 60 campos por segundo.
O sistema de TV em preto-e-branco
O sistema de TV em preto-e-branco
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Quase todas as TVs em uso atualmente contam com um aparelho
conhecido como tubo de raio catódico, ou CRT, para exibir suas imagens.
LCDs e telas de plasma também são usadas, e cada vez mais são
encontradas no lares, sendo possível, também, fazer uma tela de televisão com milhares de lâmpadas comuns de 60 watts.
Essa tela é revestida de fósforo e brilha quando atingida pelo feixe.
Fósforo: é um material que, quando
exposto à radiação, emite luz visível. A radiação deve ser de luz ultravioleta ou um feixe de elétrons. Qualquer cor fluorescente é, na realidade, fósforo - as cores fluorescentes absorvem a luz ultravioleta invisível e emitem luz visível em uma cor característica.
O sistema de TV em preto-e-branco
O sistema de TV em preto-e-branco
• A imagem na TV é resultado da varredura de uma série de linhas
horizontais, uma sobre a outra, como mostra a Figura 4.
Características Principais
Linhas por quadro: o número de linhas
em uma imagem deve ser grande, para que se tenha um grande número de elementos de imagem e, portanto, maiores detalhes. Entretanto, outros fatores limitam a escolha e foi fixado em 525 linhas para um quadro, no sistema de TV preto e branco. Este é um número ideal para a largura de 6MHz de um canal de radiodifusão de televisão.
Figura 5 Informação no sinal de vídeo para uma linha de
varredura..
Quadros por segundo: O movimento
vertical é necessário para que haja a separação entre as linhas horizontais. O tempo para a varredura completa de um quadro de 525 linhas é 1/30s. Logo, as
imagens são repetidas com a freqüência de 30 quadros por segundo.
O sistema de TV em preto-e-branco
• A Figura 2 mostra o princípio da varredura intercalada.
Características Principais
No primeiro campo, admitindo-se que no início o feixe eletrônico está na parte
O sistema de TV em preto-e-branco
• Assim, na metade da linha 283, o feixe está no centro da borda superior da tela e inicia-se a varredura efetiva do segundo campo, de tal modo que no fim da linha 525 o feixe volte ao canto inferior à direita da tela. Como se pode observar, a informação completa de um quadro é obtida pelo intercalamento das linhas de dois campos.
Características Principais
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Freqüência de Varredura: A
freqüência de varredura vertical é de 60Hz, ou seja, com essa freqüência o feixe de elétrons completa seu ciclo de
movimento vertical, desde cima até embaixo e retorna para cima. Assim, o tempo para varredura vertical é de 1/60s.
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Como foi visto, conclui-se que a imagem de televisão é o resultado de dois sistemas de deflexão:
Deflexão vertical – É o movimento do feixe de cima para baixo, com posterior
retorno para cima. Como este movimento corresponde a um campo, conclui-se que a freqüência de deflexão vertical é fV = 60Hz. Assim sendo, o período da deflexão vertical é TV = 16,67ms, sendo que o tempo correspondente ao retorno (20 linhas) é de 1,27ms.
Deflexão horizontal – É o movimento do feixe da esquerda para a direita,
com posterior retorno para a esquerda. Como um quadro possui 525 linhas e
tem-se 30 quadros por segundo, conclui-se que a freqüência de deflexão horizontal é fH = 525 x 30 = 15750Hz. Assim sendo, o período da deflexão horizontal é TH = 63,5μs. A norma prevê 16% de TH para o tempo de retorno horizontal, ou seja: 10,16μs.
Resumo
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Dependendo se o sistema de deflexão é eletrostático ou eletromagnético, pode-se associar ao movimento de varredura uma forma de onda “dente de serra de tensão” ou de corrente. As figuras 3a e 3b mostram os dentes de serra correspondentes, respectivamente, à deflexão horizontal e à deflexão vertical.
Resumo
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Resumo
Quando um canal de televisão quer transmitir um sinal para sua TV ou quando seu videocassete quer exibir o filme da fita em sua TV, o sinal precisa se compor com os dispositivos eletrônicos que controlam os feixes para que a TV possa “pintar” precisamente a imagem que o canal de TV ou o videocassete envia. Depois, o canal de TV ou o videocassete envia um sinal bem conhecido para a TV que contém três partes diferentes:
•Informação de intensidade para o feixeo pintar cada linha;
•Sinais de resolução horizontal para informar à TV quando movimentar o feixe de volta para o final de cada linha;
•Sinais de resolução vertical 60 vezes por segundo para mover o feixe do canto inferior direito para o esquerdo superior.
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Um sinal que contém esses três componentes - informação de intensidade,
resolução vertical e resolução horizontal - é chamado de sinal de composição de
vídeo. Uma linha de um sinal de composição de vídeo comum é parecida com
isto:
Um pulso de resolução vertical é similar ao pulso horizontal, mas dura de 400 a 500 microssegundos. O pulso de resolução vertical é serrilhado com
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Os sinais de resolução horizontal são pulsos de 5 microssegundos (abreviado como "μs" na figura) a zero volt. A eletrônica dentro da TV pode detectar esses pulsos e usá-los para disparar a resolução horizontal do feixe. O sinal real para a linha é uma onda que varia entre 0,5 volts e 2,0 volts, com 0,5 volts representando o preto e 2 volts representando o branco. Este sinal controla o circuito de intensidade para um feixe de elétron.
Em uma TV preto e branco, esse sinal pode ocupar cerca de 3,5 MegaHertz (MHz) da largura de banda, ao passo que em um aparelho colorido o limite é de cerca de 3,0 MHz.
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Qualidade de Imagem
Supondo que a imagem reproduzida foi sincronizada para permanecer estável, ela também deve apresentar alto brilho, forte contraste, detalhes nítidos e proporções corretas de largura e altura, sendo requisitos para aparelhos monocromáticos e a cores. A imagem em cores deve apresentar corres fortes, ou saturação, como as tonalidades ou matrizes de cores.
Brilho: é a intensidade média ou
geral de iluminação na imagem reproduzida.
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Qualidade de Imagem
Detalhe: a qualidade dos detalhes, também chamada resolução ou definição,
depende do número de elementos de imagem que podem ser reproduzidos. Os sistemas comerciais apresentam no máximo 150 mil elementos de imagem (TV A).
Todos os sistemas reprodutores de imagem possuem limitações. O menor detalhe capaz de ser reproduzido por um determinado sistema é
denominado elemento de imagem, ou pixel (picture element).
A resolução de um sistema é especificada pelo número de pixels que ele reproduz. Por exemplo, o antigo cinema de 16mm, do qual se originou a TV
em preto-e-branco, possui uma resolução de 125 mil pixels.
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Característica impressionante do cérebro humano em relação à
televisão
Se você ficar de 3 a 4,5 metros de
distância de seu monitor, entretanto, seu cérebro será capaz de reunir os pontos na imagem e você verá claramente que é a carinha do bebê. Ficando à distância, os pontos ficam pequenos o suficiente para que seu cérebro possa integrá-los,
formando uma imagem reconhecível.
se você dividir a imagem parada em uma coleção de pequenos pontos coloridos, o cérebro vai reagrupar os pontos em uma imagem significativa
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Característica impressionante do cérebro humano em relação à
televisão
Se você divide uma cena em movimento em uma seqüência de imagens paradas
e mostra a imagem parada em uma rápida sucessão, o cérebro vai
reagrupar as imagens paradas em uma única cena em movimento.
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Qualidade de Imagem
No caso da televisão, o menor detalhe capaz de ser reproduzido na vertical seria correspondente à espessura de uma linha.
Fator de Kell, que estabelece o número efetivo de linhas na vertical, o
seu valor é K = 0,65.
Exemplo: Um quadro de televisão possui efetivamente 485 linhas, pois
40 são perdidas durante o retorno dos dois campos. Então, o número efetivo de pixels na vertical é conseguido pela equação 0,65 x 485 = 315.
Admitindo-se pixel quadrado, conclui-se que o número total de pixels na horizontal seria 315 x (4/3) = 420. Finalmente, pode-se concluir que a
resolução da televisão é 315 x 420 = 132.300 pixels, ou seja, é praticamente idêntica à resolução do antigo cinema de 16mm.
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Qualidade de Imagem
Nível de Cor: A informação de
cor é, na realidade, superposta à imagem monocromática, em quantidades determinadas pela amplitude do sinal de cromi-nância de 3,58MHz, como será visto.
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Os canais de TV do padrão M
A faixa de freqüência alocada a uma estação para transmissão é chamada de canal. Cada estação (nos sistemas NTSC ou PAL-M) possui um canal de 6MHz alocado em uma das seguintes bandas:
1. Canais baixos de VHF (2 a 6), de 54 a 88 MHz 2. Canais altos de VHF (7 a 13). De 174 a 216 MHz 3. Canais de UHF (14 a 83), de 470 a 890 MHz
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Os canais de TV do padrão M
No padrão M, estabeleceu-se para cada canal de transmis-são uma banda de 6MHz. A Tabela 1 mostra a distribuição dos canais aéreos e a respec-tiva nomenclatura nas faixas de VHF e UHF.
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Os canais de TV do padrão M
0 1,25 4,83 6 MHz USB 4,5 0,5 3,58 4,0 0,75 Pv Pa SC LSB 5,75Figura 10 Distribuição de freqüências em um canal do padrão M
O sinal de vídeo modula em AM (amplitude modulada) uma portadora de vídeo (fPV) localizada a 1,25MHz do início do canal. A modulação é do tipo AM-VSB (“vestigial side
band” ou banda lateral vestigial): a banda lateral superior é completa e transmite-se apenas
0,75MHz da banda lateral inferior
• A informação de vídeo ocupa uma largura de faixa de 4,2MHz. Para uma modulação AM DSB seria inviável pois a banda modulada seria de 8,4MHz.
• Uma transmissão em AM SSB seria inviável na construção filtros que produzem distorções nas fases de baixas frequências.
• A transmissão em AM VSB consiste em transmitir a banda superior (USB) por completa e um vestígio da banda inferior (LSB) de aproximadamente 0,75MHz. 0: ínicio do canal 1,25: portadora de vídeo 4,83: sub-portadora de croma 5,75: portadora de áudio 6: fim do canal
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Os canais de TV do padrão M
0 1,25 4,83 6 MHz USB 4,5 0,5 3,58 4,0 0,75 Pv Pa SC LSB 5,75O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Os canais de TV do padrão M
Figura 12 Portadoras De Áudio E Vídeo Em Canal De
TV Sem Modulação
Figura 13 Portadoras De Áudio E Vídeo Em Canal De
TV Com Modulação 4,5 MHz 55,25 MHz Portadora de Video 10 dB 59,75 MHz Portadora de Audio 4,5 MHz 59,75 MHz Portadora de Audio FM - 25KHz desvio 10 dB 55,25 MHz Portadora de Vídeo AM - Ma 87,5% ou 18dB 58,83 MHz Sub-portadora de croma Ma máx = 87,5 % ou 18dB 3,58 MHz
O sistema de TV em preto-e-branco
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Os canais de TV do padrão M
ENTRADA DE VIDEO 1Vpp / 75Ω ENTRADA DE AUDIO 0dBM / 600Ω BALANCEADO MODULADOR AV / FI MISTURADOR OSCILADOR LOCAL FILTRO PASSA BANDA FI OL FI + OL OL - FI OL - FI ESTÁGIO DE EXCITAÇÃO ESTÁGIO DEPOTÊNCIA FILTRO DE SAÍDA
PV PA PV-13,5MHZ PV-9MHZ PV-4,5MHZ PA+4,5MHZ PA+9MHZ PA+13,5MHZ PA PV-13,5MHZ PV-9MHZ PV-4,5MHZ PA+4,5MHZ PA+9MHZ PV PA+13,5MHZ PA PV PV PA PV PA OL FI RF FI V A SAÍDA DE RF PARA ANTENA VHF / UHF (SINTONIA - CANAL) (SINTONIA - CANAL)
(SINTONIA - BANDA) (SINTONIA - BANDA)
(SINTONIA - CANAL)
PA: PORTADORA DE ÁUDIO (ex. CH02: 59,75MHz) PV: PORTADORA DE VÍDEO (ex. CH02: 55,25MHz) FI: FREQUÊNCIA INTERMEDIÁRIA
OL: FREQUÊNCIA DE OSCILADOR LOCAL (ex. CH02: 101MHz)
41,25 45,75
O sistema de TV em preto-e-branco
Características Principais
Os canais de TV do padrão M
Figura 15 Receptor de TV Básico
SAÍDA DE VIDEO
DEMODULADOR
MISTURADOR PASSA BANDA FILTRO
RF OL RF + OL OL - RF PA PV PV PA S RF FI V ENTRADA DE RF DA ANTENA VHF / UHF FILTRO PASSA BANDA (SINTONIA - CANAL) AMPLIFICADOR DE RF PV PA 41,25 45,75 (VHF / UHF) AMPLIFICADOR DE RF (VHF / UHF)
