Bezieht sich die Entwurfsentscheidung für verschiedene Frequenzen in PAL und NTSC auf die Netzfrequenz?

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In der Diskussion erwähnte ein Freund:

In der ursprünglichen Implementierung von PAL und NTSC wurde der Wechselstrom als Mittel zur Bereitstellung der Frequenz für das Fernsehgerät verwendet. Da die verschiedenen Netze unterschiedliche Frequenzen hatten, entwickelten sie den TV-Standard so, dass sie unterschiedliche Frequenzen hatten.

Da ich mir nicht sicher war, wollte ich es überprüfen.

Meine Frage ist: Bezieht sich die Entwurfsentscheidung für verschiedene Frequenzen in PAL und NTSC auf die Netzfrequenz?

Falkenauge
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Antworten:

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Ja, es ist verwandt.

In frühen TV-Implementierungen war es nicht einfach, die gesamte Welligkeit der Wechselstromleitung von 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 TV-Signals mit der Netzfrequenz identisch wäre, diese Intensitätsschwankungen bei jedem vertikalen Sweep an derselben Stelle auftreten würden, was effektiv dazu führen würde, dass sie auf dem Bildschirm "stillstehen", und dies war der Fall viel weniger zu beanstanden, als sie nach oben oder unten treiben zu lassen.

Es gibt auch Quellen für HF-Rauschen, die mit der Frequenz der Stromleitung zusammenhängen, und die durch diese Art von Rauschen verursachten visuellen Artefakte stehen auch auf dem Bildschirm still.

Dave Tweed
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Durch die Zeilensynchronisation wird auch die Bildverzerrung eingefroren, die durch Magnetfelder von Stromleitern in der Nähe des Fernsehgeräts verursacht wird.
Tomnexus
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PAL und NTSC sind Farbcodierungssysteme und beziehen sich nicht unbedingt auf horizontale und vertikale Abtastfrequenzen.

Die Wahl, die vertikalen Abtastfrequenzen mit der lokalen Netzfrequenz gleich zu machen, bestand darin, die Bildstörung aufgrund einer schlechten Filterung der Stromversorgung und der Stromfelder weniger offensichtlich zu machen. Bei gleicher Netzfrequenz und vertikaler Abtastfrequenz wäre eine solche Störung auf dem Bildschirm stationär und daher weniger auffällig als wenn die Störung durch den Bildschirm rollen würde, wie dies bei unterschiedlichen Frequenzen der Fall wäre.

Peter Bennett
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Seit Einführung der NTSC-Farbsendestandards beträgt die Bildrate nicht mehr 30 Bilder (1/2 der Zeilenfrequenz) pro Sekunde, sondern 30 / 1,001 (ungefähr 29,97) Bilder pro Sekunde, um Interferenzen bei Schwarzweißfernsehern zwischen den beiden zu reduzieren Farbsignal und der FM-Träger für Audio.
Tcrosley
@tcrosley Ich habe immer angenommen, dass die Frequenz tatsächlich an die lokale Leitung gebunden ist (zum Beispiel tun dies Überwachungskameras). Die Leitungsfrequenz variiert, aber es hat Vorteile, während der Aufnahme und während der Wiedergabe auf Sendung gesperrt zu sein. Ich nehme an, wenn es sich um eine Quarzuhr handelt, wäre der Takt sehr langsam, zig Sekunden, also möglicherweise sowieso nicht sichtbar. Wissen Sie, ob Line verwendet wird oder jetzt intern generiert wird?
Tomnexus
Nein, aufgrund des Unterschieds zwischen 1 / 29,97 und 1/30 Sek. Pro Frame wird keine Leitungsfrequenz verwendet. Weitere Informationen finden Sie in diesem Artikel über den SMPTE-Drop-Frame-Timecode . Es wird angenommen, dass die Uhren 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 Timecode-Generatoren verwenden, die temperaturgesteuerte Kristalle verwenden. Eine neue Entwicklung ist die Verwendung von GPS-Empfängern, da GPS-Signale auf ± 10 ns genau sind.
Tcrosley
"Ich habe immer angenommen, dass die Frequenz tatsächlich an die lokale Leitung gebunden ist (zum Beispiel tun dies Überwachungskameras)." Ich stelle mir vor, dass Überwachungskameras das gesamte Drop-Frame-Problem einfach ignorieren, um die Kompatibilität zwischen Schwarzweiß- und Farbsendungen zu gewährleisten. Ich gehe davon aus, dass Sicherheitssysteme entweder Schwarzweiß oder Farbe sind und auf jeden Fall mit 30 fps laufen können.
Tcrosley
Der erste Fernsehsender, bei dem ich arbeitete, hatte einen Master-Sync-Generator, der eine Verbindung zur Wechselstromleitung vorsah, aber für die Verwendung in Schwarzweiß vorgesehen war. Farbsynchronisationsgeneratoren für NTSC wurden von einem 14,31818-MHz-Kristall (vierfache Farbunterträgerfrequenz) angetrieben. Es würde mich nicht wundern, wenn aktuelle Synchronisationsgeneratoren 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).
Peter Bennett
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Dave Tweeds Antwort ist weitgehend richtig. Es war jedoch nicht nur die Wechselstromwelligkeit der Gleichstromkreise, die die Variation verursachte. Die Signalschaltkreise im frühen Fernsehen verwendeten Röhren (auch bekannt als Ventile). Die Kathoden hatten normalerweise einen Heizfaden, der oft durch Niederspannungswechselstrom (typischerweise etwa 6 V) angetrieben wurde. Dies führte dazu, dass die Temperatur der Kathode und folglich die Verstärkung der Röhre bei der doppelten Netzfrequenz eine gewisse Variation aufwies (die Heizleistung variiert mit dem Quadrat der Wechselspannung, daher die doppelte Frequenz).

Stephen C. Steel
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Wenn dies jedoch eine Welligkeit von 100 oder 120 Hz impliziert, würde dies nicht bedeuten, z. B. ein dunkles Band in der Mitte jedes 50/60-Hz-Feldes und zwei helle Bänder in der Nähe der 1/4 und 3/4 Pegel (oder umgekehrt). . usw)? Immer noch weniger zu beanstanden als Bands, die schneller als vielleicht ein- oder zweimal pro Minute rollen / flackern, aber immer noch sehr offensichtlich und nervig. Scheint etwas zu sein, das während der frühen Entwicklung und technischen Weiterentwicklung der Empfänger- (und Kamera-) Hardware selbst behoben werden müsste, z. B. mit einer invertierten und gedämpften Kopie des
Heizantriebsstroms
Wie ich bezweifle, wäre die Idee einer rückkopplungsgesteuerten Spannungsregelung den Ingenieuren schon in den frühen Tagen der Elektronik fremd gewesen. Der moderne LM-Halbleiterregler kann die erforderlichen Schaltkreise miniaturisieren und die Einrichtung vereinfachen, aber die Idee dahinter ist ziemlich abgenutzt. Und außerdem hatten sie bereits Kondensatoren ... ((Ich meine ... ich sage nicht, dass dies nicht der Fall war, da es so klingt, als würden Sie aus Erfahrung sprechen ... es klingt einfach ziemlich unnötig und vermeidbar, selbst mit Tech der Zeit))
Tahrey
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Die Wirkung der Welligkeit auf die Heizfilamente wurde durch die thermische Trägheit der Heizspule effektiv durch ein Tiefpassfilter geleitet, so dass es nicht so schlimm war.
Stephen C. Steel