La décision de conception pour différentes fréquences en PAL et NTSC est-elle liée à la fréquence d'alimentation secteur CA?

Au cours d'une discussion, un ami a mentionné:

Dans la mise en œuvre originale de PAL et NTSC, ils ont utilisé le courant alternatif comme moyen de fournir la fréquence pour le téléviseur. Comme les différents réseaux avaient des fréquences différentes, ils ont conçu la norme TV pour avoir des fréquences différentes.

Je n'étais pas sûr de ça donc je voulais vérifier.

Ma question est la suivante: la décision de conception pour différentes fréquences en PAL et NTSC est-elle liée à la fréquence d'alimentation secteur AC?

ac frequency mains ntsc

— oeil de faucon
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Réponses:

Oui, c'est lié.

Dans les premières implémentations de télévision, il n'était pas facile de supprimer toute l'ondulation de la ligne CA des circuits d'alimentation CC qui ont conduit le CRT, ce qui a entraîné une légère variation d'intensité de haut en bas. Il a été constaté que si la fréquence verticale du signal TV était la même que la fréquence de la ligne électrique, ces variations d'intensité apparaîtraient au même endroit à chaque balayage vertical, ce qui les obligerait à "rester immobiles" sur l'écran, et c'était beaucoup moins répréhensible que de les faire dériver vers le haut ou vers le bas.

Il existe également des sources de bruit RF liées à la fréquence de la ligne électrique, et les artefacts visuels causés par ce type de bruit restent également immobiles sur l'écran.

— Dave Tweed
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De plus, la synchronisation de ligne fige la distorsion de l'image causée par les champs magnétiques des conducteurs d'alimentation à proximité du téléviseur.

— tomnexus

PAL et NTSC sont des systèmes de codage couleur et ne sont pas nécessairement liés aux fréquences de balayage horizontales et verticales.

Le choix de rendre les fréquences de balayage vertical les mêmes que la fréquence de la ligne électrique locale a été de rendre la perturbation de l'image due à un mauvais filtrage de l'alimentation et aux champs magnétiques du courant de puissance moins évidents. La fréquence de la ligne électrique et la fréquence de balayage vertical étant les mêmes, une telle perturbation serait stationnaire sur l'écran et serait donc moins perceptible que si la perturbation roulait à travers l'écran, comme cela se produirait si les fréquences étaient différentes.

— Peter Bennett
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Depuis que les normes de diffusion couleur NTSC ont été adoptées, la cadence de trame n'est plus de 30 images (1/2 de la fréquence de ligne) par seconde mais plutôt de 30 / 1,001 (environ 29,97) images par seconde, afin de réduire les interférences observées sur les téléviseurs noir et blanc entre les signal couleur et porteuse FM pour l'audio.

— tcrosley

@tcrosley J'ai toujours supposé que la fréquence était réellement verrouillée sur la ligne locale (par exemple, les caméras de sécurité le font). La fréquence de ligne varie, mais il y a des avantages à être verrouillé pendant l'enregistrement et à nouveau verrouillé pendant la lecture en direct. Je suppose que si c'est une horloge à quartz, le rythme serait très lent, des dizaines de secondes, donc pourrait ne pas être visible de toute façon. Savez-vous s'il utilise Line ou s'il est généré en interne maintenant?

— tomnexus

Non, ils n'utilisent pas la fréquence de ligne, en raison de la différence entre 1 / 29,97 et 1/30 s par image. Consultez cet article sur le timecode de suppression d'images SMPTE pour plus d'informations. Il est supposé que les horloges d'enregistrement et de lecture ont exactement la même fréquence. Dans les studios de télévision, le code temporel est généré par un générateur de synchronisation maître, lié à une norme d'horloge atomique. Les caméras portables peuvent utiliser des générateurs de code temporel utilisant des cristaux à température contrôlée. Un nouveau développement consiste à utiliser des récepteurs GPS puisque les signaux GPS sont précis à ± 10 ns.

— tcrosley

"J'ai toujours supposé que la fréquence était en fait verrouillée sur la ligne locale (par exemple, les caméras de sécurité le font)." J'imagine que les caméras de sécurité ignorent tout le problème du drop-frame car c'était pour assurer la compatibilité entre les diffusions N&B et couleur. Je suppose que les systèmes de sécurité sont en noir et blanc ou en couleur et, dans tous les cas, peuvent fonctionner à 30 ips.

— tcrosley

La première station de télévision où je travaillais avait un générateur de synchronisation maître qui avait la possibilité de se verrouiller sur la ligne d'alimentation CA, mais c'était pour une utilisation monochrome. Les générateurs de synchronisation des couleurs pour NTSC étaient entraînés par un cristal 14,31818 MHz (quatre fois la fréquence de la sous-porteuse couleur). Je ne serais pas surpris si les générateurs de synchronisation actuels sont contrôlés par une norme de fréquence verrouillée par GPS. Je m'attendrais à ce que les caméras couleur de sécurité / à circuit fermé aient des oscillateurs à cristal 14,31818 MHz (mais ce n'est qu'une supposition).

— Peter Bennett

La réponse de Dave Tweed est largement correcte. Mais ce n'est pas seulement l'ondulation CA sur les circuits d'alimentation CC qui a provoqué la variation. Les circuits de signaux des premiers téléviseurs utilisaient des tubes (aka valves). Les cathodes avaient généralement un filament chauffant qui était souvent entraîné par un courant alternatif basse tension (généralement environ 6 V). Cela a entraîné une variation de la température de la cathode, et par conséquent du gain du tube, à deux fois la fréquence de la ligne électrique (la puissance du réchauffeur varie avec le carré de la tension alternative, d'où la fréquence doublée).

— Stephen C. Steel
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Mais si cela implique une ondulation de 100 ou 120 Hz, cela ne signifie-t-il pas, par exemple, une bande sombre au milieu de chaque champ 50 / 60Hz, et deux brillantes près des niveaux 1/4 et 3/4 (ou vice versa .. . etc)? Encore moins répréhensible que les bandes roulant / vacillant plus rapidement que peut-être une ou deux fois par minute, mais toujours très évidentes et ennuyeuses. On dirait que quelque chose devrait être corrigé pendant le développement précoce et le raffinement technique du matériel du récepteur (et de la caméra) lui-même, par exemple avec une copie inversée et atténuée du courant de commande du réchauffeur pour moduler la sortie du tube ...

— Tahrey

Comme je doute que l'idée d'une régulation de la tension par rétroaction ait été étrangère aux ingénieurs, même au début de l'électronique. Le régulateur moderne à semi-conducteur LM peut miniaturiser les circuits nécessaires et faciliter sa configuration, mais l'idée derrière il est assez bien usée. Et, en plus de cela, ils avaient déjà des condensateurs ... ((Je veux dire ... je ne dis pas que ce n'était pas le cas car il semble que vous parlez d'expérience ... cela semble juste plutôt inutile et évitable même avec technologie du temps))

— tahrey

L'effet de l'ondulation sur les filaments du réchauffeur a été efficacement mis à travers un filtre passe-bas par l'inertie thermique de la bobine du réchauffeur, donc ce n'était pas trop mauvais.

— Stephen C. Steel