405řádkový televizní systém - 405-line television system

405 linie černobílé analogové televizní vysílání systém byl první plně elektronický televizní systém pro použití v pravidelném vysílání.

To bylo představeno s BBC Television Service v roce 1936, pozastaveno po dobu druhé světové války , a zůstalo v provozu ve Velké Británii až do roku 1985. To bylo také používáno mezi lety 1961 a 1982 v Irsku , stejně jako od roku 1957 do roku 1973 pro Rediffusion Television cable service in Hong Kong .

Systém , který se někdy nazývá Marconi-EMI , vyvinul v roce 1934 výzkumný tým EMI pod vedením Isaaca Shoenberga . Po rozpravách během nedělního oběda v domě Alana Blumleina byla vybrána postava 405 řádků . Systém používal prokládání ; EMI experimentovalo s 243řádkovým plně elektronickým prokládaným systémem od roku 1933. V systému 405 byly skenovací řádky vysílány ve dvou doplňkových polích, 50krát za sekundu, čímž vzniklo 25 snímků za sekundu. Skutečný obraz byl vysoký 376 řádků a prokládaný, s dalšími nevyužitými řádky, které činily rámec až 405 řádků, což poskytlo časům pomalých obvodů přípravu na další snímek; moderně by to bylo popsáno jako 376i.

V době svého zavedení byl 405řádkový systém označován jako „vysoké rozlišení“ - což byl ve srovnání s dřívějšími systémy nižší definice než 625řádkový a novější standardy.

Dějiny

Maketa televizní kamery EMI Emitron 405 řádků z 30. let , zkonstruovaná pro drama BBC Fools on the Hill z roku 1986

Spojené království

V roce 1934 zřídila britská vláda výbor (dále jen „televizní výbor“), který má poskytovat rady ohledně budoucnosti televizního vysílání. Výbor doporučil, aby byla zřízena služba „vysokého rozlišení“ (kterou definovali jako systém 240 nebo více linek) provozovanou BBC . Doporučení bylo přijato a byly vyhledány výběrové řízení z průmyslu. Obdržena byla dvě nabídková řízení: jedna od společnosti Baird nabízející 240řádkový mechanický systém a druhá od EMI nabízející 405řádkový plně elektronický systém. Televizní výbor doporučil, že si nemohou vybrat mezi těmito dvěma systémy a že by obě nabídky měly být přijaty, přičemž tyto dva systémy by měly být provozovány společně po dobu experimentu.

Vysílání výsledné televizní služby BBC z jejího provozovny Alexandra Palace začalo v listopadu 1936 , při prvním sdílení vysílání pomocí systému 240 linek Baird; v lednu 1937, po třech měsících zkoušek, byl však systém Baird opuštěn ve prospěch exkluzivního vysílání se 405řádkovým systémem Marconi-EMI na VHF . To se stalo standardem pro všechny britské televizní vysílání až do 60. let.

Brzy vyšlo najevo, že televizní příjem je možný i mimo původní zamýšlenou servisní oblast. V únoru 1938 byli inženýři z RCA Research Station, Riverhead, Long Island , New York , v USA, schopni přijmout signál BBC ve vzdálenosti 5 000 km (3 100 mil), kvůli signálu, který se „odrazil“ zpět na Zemi z ionosféry . Několik minut programování bylo zaznamenáno na 16mm filmový film . To je nyní považováno za jediný přežívající příklad předválečné živé britské televize. Zaznamenané snímky zahrnovaly dva z původních tří hlasatelů BBC, Jasmine Bligh a (v krátkém záběru) Elizabeth Cowell , výňatek z neznámého dobového kostýmního dramatu a identifikaci stanice BBC přenášenou na začátku a na konci denních programů .

BBC dočasně zastavila vysílání 1. září 1939, v den německé invaze do Polska , protože vypukla druhá světová válka . Poté, co byla v roce 1946 znovu zahájena televizní služba BBC, byly přijímány vzdálené zprávy o příjmu z různých částí světa, včetně Itálie , Jižní Afriky , Indie , Středního východu , Severní Ameriky a Karibiku .

BBC ztratila monopol na britský televizní trh v roce 1954 a následující rok byla zahájena komerční síť ITV , která zahrnuje konsorcium regionálních společností.

V roce 1964 zahájila BBC svou službu BBC2 na UHF pouze pomocí 625řádkového systému, který starší soupravy nemohly přijímat. Několik let vysílaly stanice BBC1 a ITV pomocí linky 405 a BBC2 se standardem 625; Jediným způsobem, jak je všechny získat, bylo použít složitý „duální standard“ 405 a 625 řádků, VHF a UHF, přijímač. Zavedení barev na BBC2 v roce 1967 si vyžádalo ještě složitější sadu duálních standardů pro příjem všech tří kanálů.

V listopadu 1969 BBC1 a ITV také začaly vysílat v pásmu 625 řádků PAL na UHF. Jejich programování bylo nyní zcela vyrobeno pomocí nového standardu, a tak 405řádkové vysílání sloužilo pouze jako černobílé rebroadcast pro lidi, kteří novější přijímače neměli. Poté byly přijímače jednodušší jediné standardní konstrukce, které nemohly přijímat starší 405 řádkové přenosy.

Jedním z důvodů dlouhého přechodného období bylo obtížné sladit úroveň pokrytí novou linkovou službou UHF 625 s velmi vysokou úrovní geografického pokrytí dosaženou službou VHF se 405 linkami.

Poslední 405 řádkové přenosy byly viděny 4. ledna 1985 ve Skotsku ; ve zbytku Spojeného království byly oficiálně odstaveny o jeden den dříve (i když byly následující den ve skutečnosti vypnuty na různých místech). Ve Velké Británii tak zůstal v provozu pouze systém UHF PAL. Frekvence používané systémem 405 řádků byly původně ponechány prázdné, ale byly později vyprodány; nyní se používají pro jiné účely, včetně komerčních obousměrných rádiových systémů DAB a trunkových PMR .

Irsko

Irské používání systému 405 linek začalo v roce 1961 spuštěním společnosti Telefís Éireann , ale rozšířilo se pouze na dva hlavní vysílače a jejich pět relé, které slouží na východ a na sever země. Důvodem bylo, že mnoho lidí v těchto oblastech již mělo 405-řádkové sady pro příjem britského vysílání z Walesu nebo Severního Irska. Primární standard společnosti Telefís Éireann byl 625 řádků; Začalo to používat v létě 1962, více než dva roky předtím, než Spojené království mělo 625-řádkové kanály.

  • Poslední 405-řádková relé v hrabství Donegal byla vypnuta v roce 1982; hlavní vysílače byly odstaveny v roce 1978, aby se uvolnily frekvence pro RTÉ 2 , a poté byla relé napájena standardními převaděči z místního 625-linkového vysílače.
  • Za posledních pět let simultánního vysílání RTÉ 405 řádků byl použit jednoduchý převaděč orthikonů, v podstatě 405 řádková kamera namířená na 625 řádkový monitor, protože dražší systémové převaděče, které RTÉ dříve používaly, byly nyní nefunkční.

Hongkong

Systém 405 řádků byl použit ve službě kabelové televize Rediffusion Television v Hongkongu , založené v roce 1957, což z něj dělá první britskou kolonii a první převážně čínské město, které má televizi. Služba 405-linkového systému skončila v roce 1973, nahrazena 625-linkovým PAL systémem free-to-air vysílání.

Ostatní země

Krátce v roce 1939 proběhlo experimentální 405 řádkové vysílání ze stanic ve francouzském Montrouge a nizozemském, československém a švýcarském Eindhovenu .

405řádkové videozáznamy

Originál

Několik 405 řádkových videokazet stále přežívá. Většina přežívajících 405řádkových programů je však ve formě černobílých filmových telerecordings , obvykle s optickými zvukovými stopami. Místo toho by místo toho bylo použito opětovné nahrávání videa s 625řádkovou kamerou směřující na 405řádkový monitor. Tím se zachová původní 50-polní prokládaný formát, ale s určitými geometrickými zkresleními v důsledku zakřivení v té době používaných monitorů CRT.

Moderní

405 řádkové programování lze nahrávat a přehrávat na nemodifikovaném videorekordéru VHS nebo Betamax, pokud je vstupem do rekordéru spíše pásmo než RF. Existují tedy různé moderní videozáznamy 405 řádkového programování. Někdy se k tomu upřednostňoval Betamax, protože kompenzátor výpadku mohl být u určitých modelů vypnut pro použití s ​​digitálními audio dekodéry PCM.

Systém A

Řada 405 je Systém A v přiřazení CCIR vysílacím systémům . Zvuk využívá spíše amplitudovou modulaci než frekvenční modulaci používanou v moderních analogových systémech. Kromě toho byl systém vysílán v poměru stran 5: 4 až do 3. dubna 1950, kdy se změnil na běžnější formát 4: 3.

Všechny vysílače systému A používaly zakrnělý postranní přenos, s jedinou výjimkou Alexandra Palace v Londýně, který se zavřel v roce 1957, kdy byl nahrazen Crystal Palace .

Systém Čáry Snímková
frekvence
Šířka pásma kanálu
(v MHz)
Vizuální šířka pásma
(v MHz)

Posun zvuku
Zbytkový
postranní pásek

Modul vidění .
Zvukový
modul.
Poměr
stran
Efektivní
rozlišení (4: 3)
Systém A 405 25 5 3 -3,5 0,75 Poz. DOPOLEDNE 4: 3 (5: 4 před rokem 1950) 503 × 377 (teoreticky)

Proč 50 polí za sekundu?

Od poloviny třicátých let je standardní praxí používat polní frekvenci rovnající se frekvenci střídavého elektrického napájení (nebo její vícečetné), 50  Hz ve většině zemí (60 Hz v Americe ), protože studiové osvětlení obecně používá střídavý proud do lamp a pokud by nebyly synchronizovány s frekvencí pole, mohl by se na TV obrazech objevit nevítaný stroboskopický efekt. Zadruhé, vyhlazování (filtrování) napájecích obvodů v časných televizních přijímačích bylo poměrně špatné a zvlnění překrývající se na stejnosměrném proudu by mohlo způsobit vizuální rušení. Hlavním problémem však byla citlivost elektronového paprsku v CRT vychýleného bludnými magnetickými poli z blízkých transformátorů nebo motorů. Pokud by byl obraz uzamčen na síťovou frekvenci, bylo by toto rušení na obrazovce alespoň statické, a tedy relativně nepostřehnutelné. Nejranější televizory používaly síťový transformátor; konstrukci bylo třeba věnovat pozornost, aby se zabránilo tomu, že bludné magnetické pole transformátoru naruší elektronový paprsek v CRT.

Proč 405 řádků?

Protože prokládaný systém vyžaduje přesné umístění řádků skenování, musí být horizontální a vertikální časová základna v přesném poměru. To se provádí průchodem jednoho přes řadu elektronických děličových obvodů, aby se vytvořil druhý. Každé dělení je liché celé číslo. Proto musí existovat přímý matematický vztah mezi řádkovou a polní frekvencí, přičemž druhá frekvence je odvozena dělením dolů od první frekvence. Technologická omezení 30. let znamenala, že tento proces dělení lze kvůli dobré stabilitě provést pouze pomocí malých celých čísel, nejlépe ne větších než 7. Počet řádků byl lichý kvůli prokládání 2: 1. Systém 405 řádků používal vertikální frekvenci 50 Hz (standardní frekvence střídavého napájení v Británii) a horizontální frekvenci 10 125 Hz ( 50 × 405 ÷ 2 nebo, s využitím snímkové frekvence, 25 x 405), přičemž 405 bylo odvozeno od (3 × 3 × 3 × 3 × 5).

Srovnání s pozdějšími normami

Šířka pásma

Při použití s ​​pozůstatkovým filtrováním postranního pásma je celková šířka pásma televizního kanálu 405 řádků 5 MHz, což je podstatně méně než 8 MHz požadovaných systémem 625 řádků I, který jej v Británii nahradil. Systémy v jiných zemích používaly cokoli mezi šesti a čtrnácti megahertzy šířky pásma na kanál.

Dosah

Použití frekvencí VHF v kombinaci s úzkou šířkou pásma vidění - signály AM (při nízkých frekvencích pásma VHF) jsou hlukem méně ovlivněny, protože šířka pásma je snížena - znamená to, že 405 řádkové signály lze dobře přijímat i za okrajových podmínek. Proto bylo možné pokrýt prakticky celé Spojené království relativně malým počtem vysílacích stanic .

Náchylnost k impulznímu rušení

Použití AM (spíše než FM) pro zvuk a použití pozitivní (spíše než negativní) videomodulace způsobily, že 405 řádkové signály byly velmi náchylné ke slyšitelnému a viditelnému impulznímu rušení, jako je to generované zapalovacími systémy vozidel. Takové rušení se projevilo jako hlasité praskání zvuku a velké světlé skvrny na obraze, které diváci shledali mnohem zřetelnější než tmavé skvrny, se kterými se setkávají, když k takovému rušení dojde na signálu pomocí negativní videomodulace. Při pozitivní modulaci by interference mohla snadno mít podobnou amplitudu jako synchronizační pulsy (které byly představovány 0–30% výstupu vysílače). Časné obvody časové základny byly méně schopné rozlišovat mezi signály a obraz by se rozpadl. Naproti tomu v synchronizaci záporné modulace představují pulzy špičkový výkon vysílače (70–100% výstup). Ve výsledku by impulzní interference způsobila vizuální tmavé skvrny, než by byla dostatečně velká, aby ovlivnila synchronizaci obrazu. Pokud bylo rušení dostatečně velké, byl obraz pravděpodobně stejně nekontrolovatelný. Díky pozdějšímu zavedení synchronizačních obvodů setrvačníku byl obraz mnohem stabilnější, ale tyto problémy s pozitivní modulací nemohly zmírnit. Téměř všechny televizní systémy, které následovaly po 405řádkovém systému, přijaly negativní modulaci pouze z tohoto důvodu.

Automatické ovládání zesílení

Obvod AGC byl problematický. AGC první generace pouze detekovalo průměrnou hodnotu přenášeného signálu; kvůli pozitivně modulovanému nosiči však špičkový výkon představoval špičkový bílý - není zaručeno, že bude přítomen. Pro zcela černý obraz by tedy obvod AGC zvýšil zisk RF, aby obnovil průměrnou amplitudu nosné. Výsledkem byla obrazovka, která nebyla černá, ale středně šedá. Ve skutečnosti byl celkový světelný výkon časných televizorů prakticky konstantní bez ohledu na obsah obrazu.

V polovině padesátých let začalo několik výrobců zavádět systémy gated-AGC, aby se tomuto problému vyhnulo. Z obnoveného signálu synchronizace linky byl odvozen zpožděný puls. Tento puls by spustil bránu, která by vzorkovala přijatý video signál během „zadní verandy“, což byla zaručená úroveň černé přenášená mezi koncem synchronizačního impulzu linky a začátkem obrazové informace.

Zavedení záporné modulace v pozdějších systémech tento problém zjednodušilo, protože špičkový výkon nosné představoval synchronizační impulsy (u kterých byla vždy zaručena přítomnost). Jednoduchý obvod AGC detekující špičku by detekoval amplitudu pouze synchronizačních pulzů, a tak měřil sílu přijímaného signálu.

Píšťalka kvůli magnetostrikci síťového transformátoru

Systém 405 řádků vyprodukoval znatelnou píšťalku 10 125 Hz v mnoha sadách, která se rovná počtu řádků za sekundu. Tato vysoká píšťalka byla způsobena magnetostrikcí v linkovém výstupním transformátoru .

Toto je běžný artefakt v sadách, které používají katodovou trubici . Zatímco všechny televizní systémy založené na CRT produkují takový šum, vyšší počet linek za sekundu v pozdějších standardech produkuje frekvence (15 625 Hz PAL a 15 734 Hz ​​NTSC), které jsou na horním konci slyšitelného spektra, což ne všichni lidé dokážou se slyšet . Moderní soupravy využívající plazmovou, LCD nebo OLED zobrazovací technologii jsou zcela bez tohoto efektu, protože se skládají z milionu nebo více individuálně ovladatelných prvků, namísto použití jediného magneticky vychýleného paprsku, takže není třeba generovat skenovací signál.

Vyrovnávací impulsy

Absence vyrovnávacích impulsů pro usnadnění prokládání byla hájena na začátku služby BBC z toho důvodu, že to způsobilo pouze nedostatek prokládání s polními synchronizačními oddělovači typu integrátoru a že v té době existovalo mnoho dalších obvodů což poskytlo zcela přesné prokládání bez vyrovnávacích pulzů. Tato otázka byla čas od času znovu nastolena, ale řada testů provedených v roce 1952 ve spolupráci s Britským sdružením výrobců rádiových zařízení potvrdila, že vyrovnávací pulzy není obecně nutné.

Bodové kolísání

U některých větších velikostí televizní obrazovky nebyly naskenované řádky dostatečně tlusté, aby poskytly 100% pokrytí CRT. Výsledkem byl linkovaný obraz s temnotou mezi každou vodorovnou skenovanou čarou, což snížilo jas a kontrast obrazu. Větší sady obrazovek často používaly bodový kolísavý oscilátor, který mírně protáhl skenovací bod vertikálně při vysoké frekvenci, aby se zabránilo tomuto efektu oddělení řádků bez snížení horizontální ostrosti. Bodové zakolísání bylo také použito při vytváření telerecordů 405řádkových programů.

Experimentální barevné přenosy

Během pozdních padesátých a šedesátých let 20. století bylo ve Velké Británii provedeno experimentální barevné vysílání pomocí systému 405 řádků pomocí barevného kódování NTSC (toto kódování bylo vylepšení z roku 1953 původního černobílého standardu NTSC z roku 1941 přidaného k NTSC standard, aby mohl poskytovat i barevné vysílání). Frekvence pomocné nosné byla 2,6578125 MHz (525/2násobek řádkové frekvence) se šířkou pásma signálu „I“ 500 kHz a šířkou pásma „Q“ 300 kHz. Byly také provedeny testy s frekvencemi PAL, SECAM a dalšími nosnými frekvencemi NTSC.

Některá z těchto vysílání byla na UHF (v té době také experimentální technologie), zatímco jiná byla přenášena přes běžnou VHF síť mimo běžnou vysílací dobu.

United States 405-line field-sequential color system

Poté, co USA v roce 1941 přijaly černobílý standard NTSC 525 řádků pro komerční vysílání, byly vyvinuty následné snahy o upgrade tohoto standardu tak, aby mohl pojmout také „ kompatibilní “ systém barevného vysílání. Nakonec se tyto snahy ukázaly jako úspěšné, ale protože opakované pokusy trvale vedly k neuspokojivým výsledkům, v roce 1950 Federální komunikační komise USA (FCC) oficiálně schválila pro komerční vysílání alternativní 405řádkový vysílací systém, který vyvinul Columbia Broadcasting System (CBS) za posledních deset let. Tento systém byl polní sekvenční barevný systém, který elektronicky přenášel 405řádkový monochromatický obraz. Barva byla zajištěna mechanicky pomocí synchronizovaného rotujícího transparentního červeno-zeleno-modrého disku, který byl umístěn před obrazovku přijímače. K přenosu 405 řádkových systémových signálů byly použity běžné vysílací kanály, ale miliony stávajících televizních přijímačů NTSC 525 řádků dokázaly správně zpracovat pouze zvukovou část těchto přenosů, takže pokud nebyly tyto sady upraveny, zobrazovaly by pouze neuspořádaný obraz.

CBS vysílala speciální estrádní show s názvem Premiere dne 25. června 1951, aby oficiálně zahájila komerční 405řádkové barevné vysílání, ale jen o čtyři měsíce později CBS ukončila své barevné vysílání. Úsilí CBS od počátku bránilo rozsáhlé nepřijetí a konečný neúspěch nastal na konci roku, kdy vláda USA dočasně zakázala výrobu barevných televizorů, zdánlivě kvůli zachování zdrojů během korejské války .

V roce 1953 FCC zrušilo schválení barevného systému CBS 405-line. Místo toho schválila nově vylepšený a nyní uspokojivý druhý standard řady NTSC 525, který vyvinula společnost RCA. Poskytoval barevné vysílání, přesto zůstal kompatibilní se stávajícími 525řádkovými černobílými sadami.

Viz také

Reference

Další čtení

Robson, Neil. „Living Pictures Out of Space: The Forlorn Hopes for Television in Pre-1939 London“, Historický žurnál filmu, rozhlasu a televize , sv. 24, č. 2 (červen 2004), s. 223–32.

externí odkazy