Sistema de televisão de 405 linhas - 405-line television system

O sistema de transmissão de televisão analógica monocromática de 405 linhas foi o primeiro sistema de televisão totalmente eletrônico a ser usado na transmissão regular.

Foi introduzido com o Serviço de Televisão da BBC em 1936, suspenso durante a Segunda Guerra Mundial , e permaneceu em operação no Reino Unido até 1985. Também foi usado entre 1961 e 1982 na Irlanda , bem como de 1957 a 1973 para o Serviço de TV a cabo Rediffusion em Hong Kong .

Às vezes chamado de sistema Marconi-EMI , foi desenvolvido em 1934 pela equipe de pesquisa da EMI liderada por Isaac Shoenberg . A figura de 405 linhas foi escolhida após discussões durante o almoço de domingo na casa de Alan Blumlein . O sistema usava entrelaçamento ; A EMI vinha experimentando um sistema entrelaçado totalmente eletrônico de 243 linhas desde 1933. No sistema 405, as linhas de varredura eram transmitidas em dois campos complementares, 50 vezes por segundo, criando 25 quadros por segundo. A imagem real tinha 376 linhas de altura e entrelaçada, com linhas adicionais não utilizadas tornando o quadro de até 405 linhas para dar ao circuito lento tempo para se preparar para o próximo quadro; em termos modernos, seria descrito como 376i.

Na época de sua introdução, o sistema de 405 linhas era referido como "alta definição" - o que era, em comparação com os sistemas anteriores, embora de definição inferior aos padrões de 625 linhas e posteriores.

História

Uma maquete de uma câmera de televisão EMI Emitron de 405 linhas da década de 1930 , construída para o drama da BBC de 1986 , Fools on the Hill

Reino Unido

Em 1934, o governo britânico criou um comitê (o "Comitê de Televisão") para aconselhar sobre o futuro da transmissão de TV. O comitê recomendou que fosse estabelecido um serviço de "alta definição" (definido por eles como sendo um sistema de 240 linhas ou mais) a ser administrado pela BBC . A recomendação foi aceita e as propostas foram solicitadas à indústria. Duas propostas foram recebidas: uma da empresa Baird, que oferece um sistema mecânico de 240 linhas, e outra da EMI, que oferece um sistema totalmente eletrônico de 405 linhas. O Comité de Televisão comunicou que não era possível escolher entre os dois sistemas e que deveriam ser aceites as duas propostas, devendo os dois sistemas funcionar em conjunto durante um período experimental.

A transmissão do serviço de televisão da BBC resultante de seu site Alexandra Palace começou em novembro de 1936 , na primeira transmissão de tempo compartilhado com o sistema Baird de 240 linhas; entretanto, em janeiro de 1937, após três meses de testes, o sistema Baird foi abandonado em favor da transmissão exclusiva com o sistema Marconi-EMI de 405 linhas em VHF . Isso se tornou o padrão para todas as transmissões de TV britânicas até a década de 1960.

Logo ficou claro que a recepção de televisão também era possível bem fora da área de serviço original pretendida. Em fevereiro de 1938, engenheiros da RCA Research Station, Riverhead, Long Island , New York , nos Estados Unidos, foram capazes de receber o sinal da BBC a 5.000 km (3.100 mi) de distância, devido ao sinal ser "devolvido" de volta à terra a partir de a ionosfera . Alguns minutos de programação foram gravados em filme de filme de 16 mm . Este é agora considerado o único exemplo sobrevivente de televisão britânica ao vivo antes da guerra. As imagens gravadas incluíam dois dos três locutores originais da BBC, Jasmine Bligh e (em uma breve foto) Elizabeth Cowell , um trecho de um drama de época desconhecido, e a identificação da estação da BBC transmitida no início e no final dos programas do dia .

A BBC interrompeu temporariamente as transmissões em 1o de setembro de 1939, o dia da invasão alemã da Polônia , pois a eclosão da Segunda Guerra Mundial era iminente. Depois que o serviço de televisão da BBC recomeçou em 1946, relatórios de recepção distantes foram recebidos de várias partes do mundo, incluindo Itália , África do Sul , Índia , Oriente Médio , América do Norte e Caribe .

A BBC perdeu o monopólio do mercado de televisão britânico em 1954 e, no ano seguinte , foi lançada a rede comercial ITV , formada por um consórcio de empresas regionais.

Em 1964, a BBC lançou seu serviço BBC2 em UHF usando apenas um sistema de 625 linhas, que os aparelhos mais antigos não podiam receber. Por vários anos, BBC1 e ITV transmitiram usando a linha 405 e BBC2 com o padrão de 625 linhas; a única maneira de recebê-los todos era usando um complexo receptor "padrão duplo" de linhas 405 e 625, VHF e UHF. A introdução da cor na BBC2 em 1967 exigiu um conjunto de dois padrões ainda mais complexo para receber todos os três canais.

Em novembro de 1969, a BBC1 e a ITV também começaram a transmitir em cores PAL de 625 linhas em UHF. Sua programação agora era inteiramente produzida usando o novo padrão e, portanto, as transmissões de 405 linhas serviam apenas como uma retransmissão monocromática para pessoas que não tinham os receptores mais novos. Daí em diante, os receptores tinham um design padrão único mais simples, que não podiam receber as transmissões de linhas 405 antigas.

Uma das razões para o longo período de transição foi a dificuldade em combinar o nível de cobertura do novo serviço de linhas UHF 625 com o nível muito alto de cobertura geográfica alcançado com o serviço VHF de 405 linhas.

As últimas transmissões de 405 linhas foram vistas em 4 de janeiro de 1985 na Escócia ; eles foram oficialmente encerrados um dia antes no resto do Reino Unido (embora tenham sido desligados em vários pontos no dia seguinte). Isso deixou apenas o sistema UHF PAL em operação no Reino Unido. As frequências usadas pelo sistema de linhas 405 foram inicialmente deixadas vazias, mas depois foram vendidas; eles agora são usados ​​para outros fins, incluindo DAB e sistemas de rádio bidirecionais comerciais PMR troncalizados .

Irlanda

O uso do sistema de linhas 405 pela Irlanda começou em 1961, com o lançamento da Telefís Éireann , mas se estendeu apenas a dois transmissores principais e seus cinco relés, servindo o leste e o norte do país. Isso acontecia porque muitas pessoas nessas áreas já tinham aparelhos de 405 linhas para receber transmissões do Reino Unido do País de Gales ou da Irlanda do Norte. O padrão principal da Telefís Éireann era 625 linhas; começou a usá-lo no verão de 1962, mais de dois anos antes de o Reino Unido ter qualquer canal de 625 linhas.

  • Os últimos relés de 405 linhas, no condado de Donegal , foram desligados em 1982; os transmissores principais foram desligados em 1978 para liberar frequências para RTÉ 2 , e depois disso os relés foram alimentados por conversores de padrões do transmissor de 625 linhas local.
  • Nos últimos cinco anos do simulcasting de 405 linhas do RTÉ , um conversor orticon simples foi usado, essencialmente uma câmera de 405 linhas apontada para um monitor de 625 linhas, já que os conversores de sistema mais caros que o RTÉ usava anteriormente estavam agora inoperantes.

Hong Kong

O sistema de 405 linhas foi usado no serviço de televisão a cabo Rediffusion Television em Hong Kong , estabelecido em 1957, tornando-a a primeira colônia britânica e a primeira cidade predominantemente chinesa a ter televisão. O serviço do sistema de 405 linhas terminou em 1973, substituído pela transmissão free-to-air do sistema PAL de 625 linhas .

Outros países

Por um breve período em 1939, houve transmissões experimentais de 405 linhas de estações em Montrouge na França e Eindhoven na Holanda, Tchecoslováquia e Suíça.

Gravações de vídeo de 405 linhas

Original

Algumas fitas de vídeo de 405 linhas ainda sobrevivem. No entanto, a maioria dos programas sobreviventes de 405 linhas está na forma de telegravações de filme em preto e branco , geralmente com trilhas sonoras ópticas. Ocasionalmente, a regravação de vídeo seria empregada, com uma câmera de 625 linhas apontando para um monitor de 405 linhas. Isso preserva o formato original entrelaçado de 50 campos, mas com algumas distorções geométricas devido à curvatura dos monitores CRT usados ​​na época.

Moderno

A programação de 405 linhas pode ser gravada e reproduzida em um gravador de vídeo VHS ou Betamax não modificado, desde que a entrada para o gravador seja de banda base em vez de RF. Assim, também existem várias gravações de vídeo modernas de programação de 405 linhas. O Betamax às vezes era preferido para isso, pois o compensador de dropout poderia ser desligado em certos modelos para uso com decodificadores de áudio digital PCM.

Sistema A

A linha 405 é o Sistema A na atribuição CCIR de sistemas de transmissão . O áudio usa modulação de amplitude em vez da modulação de frequência em uso em sistemas analógicos modernos. Além disso, o sistema foi transmitido em uma proporção de 5: 4 até 3 de abril de 1950, quando foi alterado para o formato 4: 3 mais comum.

Todos os transmissores do Sistema A usaram transmissão de banda lateral vestigial , com a única exceção do Alexandra Palace em Londres, que fechou em 1957 quando foi substituído pelo Crystal Palace .

Sistema Linhas
Taxa de quadros
Largura de banda do canal
(em MHz)
Largura de banda visual
(em MHz)

Deslocamento de som
Faixa
lateral vestigial

Módulo de visão

Módulo de som .
aspecto
rácio

Resolução efetiva (4: 3)
Sistema A 405 25 5 3 -3,5 0,75 Pos. SOU 4: 3 (5: 4 antes de 1950) 503 × 377 (teórico)

Por que 50 campos por segundo?

Desde meados da década de 1930, tem sido prática padrão usar uma frequência de campo igual à frequência de alimentação elétrica CA (ou um submúltiplo dela), 50  Hz na maioria dos países (60 Hz nas Américas ) porque a iluminação do estúdio geralmente usa uma alternância fornecimento de corrente para as lâmpadas e se estas não estiverem sincronizadas com a frequência de campo, um efeito estroboscópico indesejável pode aparecer nas imagens da TV. Em segundo lugar, a suavização (filtragem) dos circuitos de fornecimento de energia nos primeiros receptores de TV era bastante pobre, e a ondulação sobreposta ao DC poderia causar interferência visual. No entanto, o principal problema era a suscetibilidade do feixe de elétrons no CRT a ser desviado por campos magnéticos dispersos de transformadores ou motores próximos. Se a imagem estivesse bloqueada na frequência da rede elétrica, essa interferência seria pelo menos estática na tela e, portanto, relativamente imperceptível. Os primeiros aparelhos de TV usavam um transformador de rede; cuidados tiveram que ser tomados no projeto para evitar que o campo magnético disperso do transformador perturbasse o feixe de elétrons no CRT.

Por que 405 linhas?

Como um sistema entrelaçado requer um posicionamento preciso das linhas de varredura, a base de tempo horizontal e vertical deve estar em uma proporção precisa. Isso é feito passando um por uma série de circuitos divisores eletrônicos para produzir o outro. Cada divisão é feita por um número inteiro ímpar. Portanto, deve haver uma relação matemática direta entre as frequências de linha e de campo, sendo a última derivada pela divisão da primeira. As restrições de tecnologia da década de 1930 significavam que esse processo de divisão só poderia ser feito usando números inteiros pequenos, de preferência não maiores que 7, para uma boa estabilidade. O número de linhas era ímpar por causa do entrelaçamento 2: 1. O sistema de linhas 405 usava uma frequência vertical de 50 Hz (frequência de alimentação CA padrão na Grã-Bretanha) e uma horizontal de 10.125 Hz ( 50 × 405 ÷ 2 ou, usando a taxa de quadros, 25 x 405), com 405 sendo derivado de (3 × 3 × 3 × 3 × 5).

Comparação com padrões posteriores

Largura de banda

Quando usado com filtragem de banda lateral vestigial, a largura de banda total de um canal de TV de 405 linhas é de 5 MHz, significativamente menor do que os 8 MHz exigidos pelo sistema I de 625 linhas, que o substituiu na Grã-Bretanha. Os sistemas em outros países usavam algo entre seis e quatorze megahertz de largura de banda por canal.

Cobertura

O uso de frequências VHF combinadas com a largura de banda de visão estreita - sinais AM (em frequências de banda baixas de VHF) são menos afetados pelo ruído à medida que a largura de banda é reduzida - significa que os sinais de 405 linhas podem ser recebidos bem mesmo em condições marginais. Portanto, foi possível cobrir praticamente todo o Reino Unido com um número relativamente pequeno de estações transmissoras .

Suscetibilidade à interferência de impulso

O uso de AM (em vez de FM) para som e o uso de modulação de vídeo positiva (em vez de negativa) tornaram os sinais de 405 linhas muito propensos a interferências de impulso audíveis e visíveis, como as geradas pelos sistemas de ignição dos veículos. Essa interferência se manifestou como um estalo alto no som e grandes pontos brilhantes na imagem, que os espectadores acharam muito mais perceptíveis do que os pontos escuros encontrados quando essa interferência é encontrada em um sinal usando modulação de vídeo negativa. Com a modulação positiva, a interferência poderia facilmente ser de amplitude semelhante aos pulsos de sincronização (que eram representados por 0–30% da saída do transmissor). Os primeiros circuitos baseados no tempo eram menos capazes de discriminar entre os sinais e a imagem se desfaria. Em contraste, na sincronização de modulação negativa, os pulsos representam a saída de pico do transmissor (saída de 70–100%). Como resultado, a interferência de impulso causaria pontos escuros visuais antes de ser grande o suficiente para afetar a sincronização da imagem. Se a interferência fosse grande o suficiente, a imagem provavelmente não poderia ser assistida de qualquer maneira. A introdução posterior dos circuitos de sincronização do volante tornou a imagem muito mais estável, mas isso não poderia ter aliviado alguns dos problemas com a modulação positiva. Quase todos os sistemas de televisão que sucederam ao sistema de 405 linhas adotaram a modulação negativa somente por esse motivo.

Controle de ganho automático

O circuito AGC estava problemático. O AGC de primeira geração apenas detectou o valor médio do sinal transmitido; no entanto, devido à portadora modulada positivamente, a potência de pico representou o branco de pico - não há garantia de estar presente. Portanto, para uma imagem completamente preta, o circuito AGC aumentaria o ganho de RF para restaurar a amplitude média da portadora. O resultado foi uma tela que não era preta, mas meio cinza. Na verdade, a saída total de luz dos primeiros aparelhos de TV era praticamente constante, independentemente do conteúdo da imagem.

Em meados da década de 1950, vários fabricantes começaram a introduzir sistemas AGC com portas para evitar esse problema. Um pulso atrasado foi derivado do sinal de sincronização de linha recuperado. Este pulso acionaria uma porta que faria uma amostragem do sinal de vídeo recebido durante a "varanda dos fundos", que era um nível de preto garantido transmitido entre o fim do pulso de sincronização de linha e o início da informação da imagem.

A introdução da modulação negativa em sistemas posteriores simplificou o problema porque o pico de potência da portadora representava pulsos de sincronização (que sempre tinham a garantia de estar presentes). Um circuito AGC detector de pico simples detectaria a amplitude apenas dos pulsos de sincronização, medindo assim a força do sinal recebido.

Apito devido à magnetostrição do transformador de saída de linha

O sistema de 405 linhas produziu um apito perceptível de 10.125 Hz em muitos conjuntos, igual ao número de linhas por segundo. Este apito agudo foi causado por magnetostrição no transformador de saída de linha .

Este é um artefato comum em conjuntos que usam um tubo de raios catódicos . Embora todos os sistemas de televisão baseados em CRT produzam tal ruído, o maior número de linhas por segundo em padrões posteriores produz frequências (15.625 Hz do PAL e 15.734 Hz ​​do NTSC) que estão na extremidade superior do espectro audível, o que nem todas as pessoas são capazes para ouvir . Conjuntos modernos que usam tecnologia de plasma, LCD ou display OLED são completamente livres desse efeito, pois são compostos de um milhão ou mais elementos controláveis ​​individualmente, em vez de usar um único feixe desviado magneticamente, portanto, não há necessidade de gerar o sinal de varredura.

Equalizando pulsos

A ausência de pulsos de equalização para facilitar o entrelaçamento foi defendida no início do serviço da BBC com o fundamento de que só causava uma falta de entrelaçamento com separadores de sincronização de campo do tipo integrador, e que havia, mesmo naquela época, vários outros circuitos que deu um entrelaçamento completamente preciso sem pulsos de equalização. A questão foi levantada novamente de vez em quando, mas uma série de testes, conduzidos durante 1952 em cooperação com a British Radio Equipment Manufacturers 'Association, confirmou que não havia necessidade geral de pulsos de equalização.

Spot wobble

Em alguns tamanhos de tela de TV maiores, as linhas digitalizadas não eram grossas o suficiente para fornecer 100% de cobertura do CRT. O resultado foi uma imagem alinhada com escuridão entre cada linha horizontal digitalizada, reduzindo o brilho e o contraste da imagem. Os conjuntos de telas maiores costumavam usar um oscilador de oscilação de ponto, que alongava ligeiramente o ponto de varredura verticalmente em alta frequência para evitar esse efeito de separação de linha sem reduzir a nitidez horizontal. A oscilação local também foi utilizada ao fazer telegravações de programas de 405 linhas.

Transmissões de cores experimentais

Durante o final da década de 1950 e início de meados da década de 1960, algumas transmissões de cores experimentais foram feitas no Reino Unido com o sistema de 405 linhas usando codificação de cores NTSC (esta codificação foi um aprimoramento de 1953 do padrão monocromático NTSC original de 1941, adicionado ao NTSC padrão, de modo que também possa fornecer transmissão em cores). A frequência da subportadora era de 2,6578125 MHz (525/2 vezes a frequência da linha) com uma largura de banda do sinal "I" de 500 kHz e uma largura de banda do sinal "Q" de 300 kHz. Testes com PAL, SECAM e outras frequências de subportadora NTSC também foram tentados.

Algumas dessas transmissões eram em UHF (também uma tecnologia experimental na época), enquanto outras eram transmitidas pela rede VHF normal fora do horário normal de transmissão.

Sistema de cores sequencial de campo de 405 linhas dos Estados Unidos

Depois que os Estados Unidos adotaram o padrão monocromático de 525 linhas NTSC para transmissão comercial em 1941, esforços subsequentes foram feitos para atualizar o padrão para que também pudesse acomodar um sistema de transmissão em cores " compatível ". Eventualmente, esses esforços seriam bem-sucedidos, mas como as repetidas tentativas produziram resultados insatisfatórios de forma consistente, em 1950 a Comissão Federal de Comunicações dos Estados Unidos (FCC) aprovou oficialmente para transmissão comercial um sistema de transmissão alternativo de 405 linhas que o Columbia Broadcasting System (CBS) havia desenvolvido na última década. Este sistema era um sistema de cor sequencial de campo que transmitia eletronicamente uma imagem monocromática de 405 linhas. A cor foi fornecida mecanicamente por meio de um disco transparente giratório vermelho-verde-azul sincronizado , que foi colocado na frente da tela do receptor. Canais de transmissão regulares foram usados ​​para transmitir os sinais do sistema de 405 linhas, mas os milhões de receptores de televisão de 525 linhas NTSC existentes só podiam processar corretamente a parte de áudio dessas transmissões, então, a menos que esses conjuntos fossem modificados, eles exibiriam apenas uma imagem confusa.

A CBS exibiu um programa especial de variedades intitulado Premiere em 25 de junho de 1951 para lançar oficialmente uma transmissão comercial em cores de 405 linhas, mas apenas quatro meses depois a CBS encerrou suas transmissões em cores. Os esforços da CBS foram prejudicados desde o início por uma falta de aceitação generalizada, e o revés final veio no final do ano, quando o governo dos Estados Unidos proibiu temporariamente a fabricação de televisores em cores, aparentemente para conservar recursos durante a Guerra da Coréia .

Em 1953, a FCC rescindiu sua aprovação do sistema de cores da linha CBS 405. Em seu lugar, aprovou um segundo padrão de linha NTSC 525 recentemente melhorado e agora satisfatório, desenvolvido pela RCA. Fornecia transmissão em cores, mas permanecia compatível com os conjuntos monocromáticos de 525 linhas existentes.

Veja também

Referências

Leitura adicional

Robson, Neil. 'Living Pictures Out of Space: The Forlorn Hopes for Television in Pre-1939 London', Historical Journal of Film, Radio and Television , vol. 24, não. 2 (junho de 2004), pp. 223–32.

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