Bezieht sich die Designentscheidung für unterschiedliche Frequenzen in PAL und NTSC auf die Wechselstromnetzfrequenz?

In der Diskussion erwähnte ein Freund:

In der ursprünglichen Implementierung von PAL und NTSC verwendeten sie den Wechselstrom als Mittel, um die Frequenz für den Fernseher bereitzustellen. Da die verschiedenen Netze unterschiedliche Frequenzen hatten, entwarfen sie den TV-Standard mit unterschiedlichen Frequenzen.

Ich war mir nicht sicher, also wollte ich es überprüfen.

Meine Frage ist: Bezieht sich die Designentscheidung für unterschiedliche Frequenzen in PAL und NTSC auf die Wechselstromnetzfrequenz?

Antworten (3)

Ja, es hängt zusammen.

Bei frühen TV-Implementierungen war es nicht einfach, die gesamte Welligkeit der Wechselstromleitung aus den Gleichstromkreisen zu entfernen, die die CRT ansteuerten, und dies führte zu einer leichten Variation der Intensität von oben nach unten. Es wurde festgestellt, dass, wenn die vertikale Frequenz des Fernsehsignals dieselbe wie die Netzfrequenz wäre, diese Intensitätsschwankungen bei jedem vertikalen Sweep an derselben Stelle erscheinen würden, was effektiv dazu führen würde, dass sie auf dem Bildschirm "stillstehen", und das war viel weniger zu beanstanden, als wenn sie nach oben oder unten driften.

Es gibt auch Quellen von HF-Rauschen, die mit der Netzfrequenz zusammenhängen, und die visuellen Artefakte, die durch diese Art von Rauschen verursacht werden, bleiben ebenfalls auf dem Bildschirm stehen.

Außerdem friert die Zeilensynchronisation die Bildverzerrung ein, die durch Magnetfelder von Stromleitern in der Nähe des Fernsehgeräts verursacht wird.
Die "Philosophie" besteht nun darin, Frames und Zeilen über eine PLL-Schaltung für EU-TV mit dem Main zu synchronisieren.

PAL und NTSC sind Farbcodierungssysteme und beziehen sich nicht unbedingt auf horizontale und vertikale Abtastfrequenzen.

Die Wahl, die vertikalen Abtastfrequenzen gleich der örtlichen Stromleitungsfrequenz zu machen, bestand darin, die Bildstörung aufgrund einer schlechten Stromversorgungsfilterung und der Magnetfelder des Stroms weniger offensichtlich zu machen. Wenn die Netzfrequenz und die vertikale Abtastfrequenz gleich sind, würde jede solche Störung auf dem Bildschirm stationär sein und wäre daher weniger bemerkbar, als wenn die Störung durch den Bildschirm rollen würde, was passieren würde, wenn die Frequenzen unterschiedlich wären.

Seitdem NTSC-Farbübertragungsstandards eingeführt wurden, beträgt die Bildrate nicht mehr 30 Bilder (1/2 der Zeilenfrequenz) pro Sekunde, sondern 30/1,001 (ungefähr 29,97) Bilder pro Sekunde, um Störungen zu reduzieren, die auf Schwarzweiß-Fernsehern zwischen der zu sehen sind Farbsignal und der FM-Träger für Audio.
@tcrosley Ich bin immer davon ausgegangen, dass die Frequenz tatsächlich an die lokale Leitung gebunden ist (z. B. Überwachungskameras). Die Netzfrequenz variiert, aber es hat Vorteile, während der Aufnahme gesperrt zu sein und während der Wiedergabe auf Sendung erneut gesperrt zu sein. Ich nehme an, wenn es sich um eine Quarzuhr handelt, wäre der Schlag sehr langsam, einige zehn Sekunden, und wäre daher möglicherweise sowieso nicht sichtbar. Wissen Sie, ob es Line verwendet oder jetzt intern generiert wird?
Nein, sie verwenden wegen des Unterschieds zwischen 1/29,97 und 1/30 Sek. pro Frame keine Zeilenfrequenz. Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel über SMPTE-Drop-Frame-Timecode . Es wird angenommen, dass die Takte für Aufnahme und Wiedergabe genau die gleiche Frequenz haben. In Fernsehstudios wird der Timecode von einem Master-Sync-Generator generiert, der an einen Atomuhrstandard gebunden ist. Tragbare Kameras können Zeitcodegeneratoren verwenden, die temperaturgesteuerte Kristalle verwenden. Eine neue Entwicklung ist die Verwendung von GPS-Empfängern, da GPS-Signale auf ±10 ns genau sind.
„Ich bin immer davon ausgegangen, dass die Frequenz tatsächlich auf die lokale Leitung gesperrt ist (z. B. Überwachungskameras tun dies).“ Ich kann mir vorstellen, dass Überwachungskameras das ganze Drop-Frame-Problem einfach ignorieren, da es die Kompatibilität zwischen Schwarzweiß- und Farbsendungen sicherstellen sollte. Ich gehe davon aus, dass Sicherheitssysteme entweder Schwarzweiß oder Farbe sind und auf jeden Fall mit 30 fps laufen können.
Der erste Fernsehsender, bei dem ich arbeitete, hatte einen Master-Sync-Generator, der eine Vorrichtung zum Verbinden mit der Wechselstromleitung hatte, aber das war für den monochromen Gebrauch. Farbsynchronisationsgeneratoren für NTSC wurden von einem 14,31818-MHz-Quarz (viermal die Farbhilfsträgerfrequenz) angesteuert. Ich wäre nicht überrascht, wenn aktuelle Sync-Generatoren von einem GPS-gesperrten Frequenzstandard gesteuert werden. Ich würde erwarten, dass Farbsicherheits- / Closed-Circuit-Kameras 14,31818-MHz-Quarzoszillatoren haben (aber das ist nur eine Vermutung).
Ich würde bezweifeln, dass es tatsächlich auf die Netzfrequenz einrastet, außer als Referenz für die gesamte Zeitschaltung. Die Netzwechselstromfrequenz ist nicht absolut, sie behält nicht grundsolide 50 oder 60 Hertz bei, sondern variiert im Laufe eines Tages als Reaktion auf die Netzlast, die verfügbare Generatorleistung usw., und die Energieversorger versuchen einfach, sie innerhalb von etwa aufrechtzuerhalten 1 % des Nennwerts sofort (wenn es um mehr als diesen Wert abweicht, ist das Netz in Schwierigkeiten, und einige USVs lösen als Reaktion sogar eine Schutzabschaltung aus) und im Durchschnitt genau 50/60 über 24 Stunden, um netzbetriebene Uhren Tag- heute.
Während dies immer noch bedeuten würde, dass ein integriertes nationales Netz Sendestudio und Empfänger synchron halten könnte, gibt es immer noch viele Gründe, dies zu vermeiden. Zum einen sind die Netze nicht unbedingt vollständig national synchronisiert und könnten segmentiert werden (und das in den frühen Tagen des Fernsehens viel mehr als heute). Die Funkausbreitungsverzögerung ist im Vergleich zu der Zeit, die zum Scannen einer Leitung benötigt wird, lang genug, um Geisterbilder des Bildes durch Multipathing und Reflexionen zu verursachen. Daher könnte es sicherlich ausreichen, das Bild gegenüber der Stromleitung zu desynchronisieren, insbesondere da die Kabelausbreitung langsamer ist als über- die Luft
Und während es für Live-Übertragungen in Ordnung gewesen sein mag, wäre es nicht gut für das Telecine von Wochenschauen und später für Videoaufzeichnungen, bei denen Sie die Übertragung auf die Rate sperren müssen, die von den voraufgezeichneten Medien kommt und wie schnell das Telecine-Gerät ist oder Kassettenrekorder (den Sie so bauen würden, dass er so nah wie möglich an 50/60 Hz läuft, dies aber wahrscheinlich nicht garantieren kann, insbesondere zum Konvertieren von 24-fps-Filmen in 60-Hz-Bereichen).
All dies und wahrscheinlich mehr sind der Grund dafür, auch wenn die Studioausrüstung möglicherweise mit ihrer eigenen lokalen Wechselstromversorgung synchronisiert wurde (ein besonders starkes Argument für die Synchronisierung, anstatt die Kamera- / Empfängerschaltung zu vereinfachen, besteht darin, dass die Kameras auf die Höhe synchronisiert werden angetriebene elektrische, manchmal bogenbasierte Studiolichter und verhindern Stroboskope), basiert das tatsächliche Timing am Empfängerende auf Synchronisierungsimpulsen, die in das Videosignal selbst eingebettet sind und nicht nur das Ende jedes Frames, sondern jeder Zeile sowie das Interlace anzeigen Als nächstes folgt ein Feld, das das Timing fast 16000 Mal pro Sekunde zurücksetzt .

Die Antwort von Dave Tweed ist weitgehend richtig. Aber es war nicht nur die Wechselstromwelligkeit in den Gleichstromkreisen, die die Schwankungen verursachte. Die Signalschaltkreise in frühen Fernsehgeräten verwendeten Röhren (auch bekannt als Ventile). Die Kathoden hatten normalerweise einen Heizdraht, der oft mit Wechselstrom mit niedriger Spannung (typischerweise etwa 6 V) betrieben wurde. Dies führte dazu, dass die Temperatur der Kathode und folglich die Verstärkung der Röhre bei der doppelten Netzfrequenz etwas variierten (die Heizleistung variiert mit dem Quadrat der Wechselspannung, daher die doppelte Frequenz).

Aber wenn das eine 100- oder 120-Hz-Welligkeit impliziert, würde das nicht bedeuten, z. . etc)? Immer noch weniger zu beanstanden als Bänder, die schneller rollen / flackern als vielleicht ein- oder zweimal pro Minute, aber immer noch sehr offensichtlich und störend. Scheint etwas zu sein, das während der frühen Entwicklung und technischen Verfeinerung der Empfänger- (und Kamera-) Hardware selbst behoben werden müsste, z. B. mit einer invertierten und gedämpften Kopie des Heizstroms, um den Röhrenausgang zu modulieren ...
Ich bezweifle, dass die Idee einer rückkopplungsgesteuerten Spannungsregelung den Ingenieuren selbst in den frühen Tagen der Elektronik fremd gewesen wäre. Der moderne LM-Halbleiterregler mag die erforderliche Schaltung miniaturisieren und seine Einrichtung vereinfachen, aber die Idee dahinter ist ziemlich altmodisch. Und außerdem hatten sie bereits Kondensatoren ... ((Ich meine ... ich sage nicht, dass es nicht der Fall war, da es sich anhört, als sprächen Sie aus Erfahrung ... es klingt nur ziemlich unnötig und vermeidbar, selbst mit Technik der Zeit))
Die Auswirkung der Welligkeit auf die Heizdrähte wurde durch die thermische Trägheit der Heizspule effektiv durch einen Tiefpassfilter geleitet, so dass es nicht allzu schlimm war.
Bezieht sich die Designentscheidung für unterschiedliche Frequenzen in PAL und NTSC auf die Wechselstromnetzfrequenz?
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