Apakah keputusan desain untuk frekuensi berbeda di PAL dan NTSC terkait dengan frekuensi daya listrik AC?

Dalam sebuah diskusi seorang teman menyebutkan:

Dalam implementasi asli PAL dan NTSC mereka menggunakan arus AC sebagai sarana menyediakan frekuensi untuk TV. Karena induk yang berbeda memiliki frekuensi yang berbeda, mereka merancang standar TV untuk memiliki frekuensi yang berbeda.

Saya tidak yakin tentang ini, jadi saya ingin memeriksanya.

Pertanyaan saya adalah: Apakah keputusan desain untuk frekuensi berbeda di PAL dan NTSC terkait dengan frekuensi daya listrik AC?

ac frequency mains ntsc

— hawkeye
sumber

Jawaban:

Ya, itu terkait.

Pada implementasi TV awal, tidak mudah untuk menghapus semua riak saluran AC dari sirkuit daya DC yang menggerakkan CRT, dan ini menghasilkan sedikit variasi dalam intensitas dari atas ke bawah. Ditemukan bahwa jika frekuensi vertikal dari sinyal TV sama dengan frekuensi saluran listrik, variasi intensitas ini akan muncul di lokasi yang sama pada setiap sapuan vertikal, secara efektif menyebabkan mereka "diam" di layar, dan ini adalah jauh lebih menyenangkan daripada meminta mereka melayang naik atau turun.

Ada juga sumber kebisingan RF yang terkait dengan frekuensi saluran listrik, dan artefak visual yang disebabkan oleh kebisingan semacam itu juga berdiri diam di layar.

— Dave Tweed
sumber

Sinkronisasi saluran juga membekukan distorsi gambar yang disebabkan oleh medan magnet dari konduktor daya di dekat TV.

— tomnexus

PAL dan NTSC adalah sistem pengkodean warna dan tidak selalu terkait dengan frekuensi pemindaian horizontal dan vertikal.

Pilihan untuk membuat frekuensi pemindaian vertikal sama dengan frekuensi saluran listrik lokal adalah untuk membuat gangguan gambar karena penyaringan catu daya yang buruk, dan medan magnet arus daya kurang jelas. Dengan frekuensi saluran listrik dan frekuensi pemindaian vertikal yang sama, setiap gangguan seperti itu akan diam di layar, dan dengan demikian akan kurang terlihat daripada jika gangguan bergulir melalui layar, seperti yang akan terjadi jika frekuensinya berbeda.

— Peter Bennett
sumber

Sejak standar penyiaran warna NTSC telah diadopsi, frame rate tidak lagi 30 frame (1/2 frekuensi garis) per detik tetapi lebih dari 30/1,001 (sekitar 29,97) frame per detik, untuk mengurangi gangguan yang terlihat pada TV B&W antara sinyal warna dan pembawa FM untuk audio.

— tcrosley

@ tcrosley Saya selalu mengasumsikan frekuensi sebenarnya terkunci ke saluran lokal (misalnya, kamera keamanan melakukan ini). Frekuensi saluran bervariasi, tetapi ada manfaatnya dikunci selama perekaman, dan dikunci lagi selama pemutaran di udara. Saya kira jika itu jam kuarsa, hentakannya akan sangat lambat, puluhan detik, jadi mungkin tidak akan terlihat. Apakah Anda tahu apakah itu menggunakan Line, atau dihasilkan secara internal sekarang?

— tomnexus

Tidak, mereka tidak menggunakan frekuensi garis, karena perbedaan antara 1 / 29,97 dan 1/30 detik per frame. Lihat artikel ini tentang kode waktu drop frame SMPTE untuk info lebih lanjut. Diasumsikan bahwa jam untuk merekam dan memutar frekuensi persis sama. Di studio TV, kode waktu dihasilkan oleh generator sinkronisasi utama, terkait dengan standar jam atom. Kamera portabel dapat menggunakan generator kode waktu menggunakan kristal yang dikendalikan suhu. Perkembangan baru adalah memanfaatkan penerima GPS karena sinyal GPS akurat hingga ± 10 ns.

— tcrosley

"Saya selalu menganggap frekuensi itu benar-benar terkunci pada saluran lokal (misalnya, kamera keamanan melakukan ini)." Saya membayangkan kamera keamanan mengabaikan seluruh masalah drop-frame karena itu untuk memastikan kompatibilitas antara B&W dan siaran warna. Saya menganggap sistem keamanan baik B&W atau warna dan dalam hal apa pun, dapat berjalan pada 30 fps.

— tcrosley

Stasiun TV pertama tempat saya bekerja memiliki generator sinkronisasi utama yang memang memiliki ketentuan untuk mengunci ke saluran listrik AC, tetapi itu untuk penggunaan monokrom. Generator sinkronisasi warna untuk NTSC digerakkan oleh kristal 14,31818 MHz (empat kali frekuensi subcarrier warna). Saya tidak akan terkejut jika generator sinkronisasi saat ini dikendalikan oleh standar frekuensi yang dikunci GPS. Saya berharap bahwa keamanan warna / kamera sirkuit tertutup akan memiliki osilator kristal 14.31818 MHz (tapi itu hanya dugaan).

— Peter Bennett

Jawaban Dave Tweed sebagian besar benar. Tetapi bukan hanya riak AC pada sirkuit daya DC yang menyebabkan variasi. Sinyal cicuits di TV awal menggunakan tabung (alias katup). Katoda biasanya memiliki filamen pemanas yang sering didorong oleh AC tegangan rendah (biasanya sekitar 6 V). Hal ini menyebabkan suhu katoda, dan akibatnya mendapatkan tabung, memiliki beberapa variasi pada frekuensi saluran listrik dua kali lipat (daya pemanas bervariasi dengan kuadrat tegangan AC, karenanya frekuensi yang digandakan).

— Stephen C. Steel
sumber

Tetapi jika itu menyiratkan riak 100 atau 120Hz, bukankah itu berarti, misalnya sebuah band gelap di tengah setiap bidang 50 / 60Hz, dan dua yang terang di dekat level 1/4 dan 3/4 (atau sebaliknya .. dll)? Masih kurang keberatan daripada band-band menggulung / berkedip lebih cepat daripada mungkin sekali atau dua kali per menit, tetapi masih sangat jelas dan menjengkelkan. Sepertinya ada sesuatu yang harus diperbaiki selama pengembangan awal dan penyempurnaan rekayasa perangkat keras penerima (dan kamera) itu sendiri misalnya dengan salinan arus drive pemanas yang dibalik dan dilemahkan untuk memodulasi output tabung ...

— tahrey

Seperti saya ragu gagasan pengaturan tegangan yang digerakkan oleh umpan balik akan asing bagi para insinyur bahkan pada masa-masa awal elektronik. Regulator semikonduktor LM modern mungkin miniaturise sirkuit yang diperlukan dan membuat pengaturannya mudah, tetapi ide di balik itu cukup baik dipakai. Dan, di samping itu, mereka sudah memiliki kapasitor ... ((maksud saya ... saya tidak mengatakan itu tidak terjadi karena sepertinya Anda berbicara dari pengalaman ... itu hanya terdengar agak tidak perlu dan dapat dihindari bahkan dengan tech of the time))

— tahrey

Efek dari riak pada filamen pemanas secara efektif dimasukkan melalui filter low-pass oleh inersia termal dari koil pemanas, jadi itu tidak terlalu buruk.

— Stephen C. Steel