Parte3

Módulo: MANTENIMIENTO DE EQUIPOS DE VÍDEO Código: 1057

TÉCNICO SUPERIOR EN MANTENIMIENTO ELECTRÓNICO

Curso 2013 UD1. Principios básicos de vídeo y técnicas de medida. Parte 3. Señales de vídeo y color.

Profesor: Alberto Núñez

Alberto Núñez

MANTENIMIENTO DE EQUIPOS DE VÍDEO

UD1. Parte 3. PRINCIPIOS BÁSICOS DE VÍDEO. Señales de vídeo.

UD1. PRINCIPIOS BÁSICOS DE VÍDEO Y TÉCNICAS DE MEDIDA (20h). Objetivo: Conocer los conceptos básicos del vídeo, las señales típicas, la instrumentación

específica y las técnicas de medida para emplearla en la verificación del funcionamiento y ejecución de las operaciones de mantenimiento de los equipos de vídeo.

Contenidos 1. Principios básicos de vídeo.

• La luz, el color, atributos de la luz • El ojo humano

2. Señales de vídeo analógicas y digítales. • Señales R, G, B. • Luminancia, crominancia, señal compuesta.

3. Instrumentación de medida específica. • Generadores de señal. • Medidores de señal.

4. Técnicas de medida en vídeo.

• Medida habituales en equipos de vídeo.

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UD1. Parte 3. PRINCIPIOS BÁSICOS DE VÍDEO. Señales de vídeo y color.

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2.13 Señales diferencia de color. Información de Crominancia. En el caso concreto de la TV en color, se planteó el problema de mantener la

compatibilidad con los receptores de B/N desde 2 puntos de vista: Los receptores de B/N debían poder recibir una señal transmitida en color. Los receptores de color debían poder recibir una señal transmitida en B/N. (Recordar que los receptores de B/N sólo utilizan la luminancia (Y).

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Enviar la información de los 3 colores primarios (R, G, B), pero esta alternativa consume bastante ancho de banda y se ha dejado para sistemas como los CCTV.

Enviar la luminancia (Y) y la información de 2 colores primarios, obteniendo el color restante por la ley de Grassmann.

Enviar la luminancia (Y) y las señales diferencia de color R-Y y B-Y que se obtienen con un circuito matriz. EN B/N las señales R-Y y B-Y son nulas.

Esto se podía llevar a cabo de diferentes maneras:



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En una transmisión en B/N, se cumple que la cantidad de Rojo = Verde = Azul, aunque su valor depende del nivel de gris.

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En una transmisión en color, los niveles adecuados de Rojo, Verde y Azul determinarán el color a visualizar

Sin embargo, para mantener la compatibilidad B/N y Color y optimizar el ancho de banda los sistemas de TV optan por enviar la información de: Luminancia (Y) (brillo) Señal U (diferencia B-Y) Señal V (diferencia R-Y)



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Para facilitar la comprobación del color en los equipos de visualización se han creado unas cartas de color que permiten comprobar si los niveles de las diferentes señales son correctos.

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Con esta combinación de colores, la señal de luminancia (Y) decrece desde su valor máximo (blanco) al mínimo (negro).



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El optar por las señales diferencia se debe, además de que en vídeo B/N resultan ser 0, a que requieren menor ancho de banda para su transmisión.

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Aunque originalmente tanto B-Y como R-Y necesitan en torno a 6,5MHz (similar a la Y), en la práctica, debido a que el ojo es más sensible al brillo y no detecta pequeñas áreas de color, se puede reducir el ancho de banda hasta 1MHz sin percibirse grandes cambios en la calidad del color.

El ancho de banda de una la señal de vídeo compuesto en B/N que necesitaría solo luminancia (Y), depende del nº de líneas exploradas (625), del nº de imágenes transmitidas por segundo (25) y de la relación de aspecto (4:3, que es la relación entre anchura (H) y altura (V)).

La señal de mayor frecuencia, que determina el ancho necesario, es la que alterna B y N en cada punto y en ese caso la señal de vídeo compuesto es de 6,5MHz



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Esto obliga a que las señales U y V se inserten entre la información de luminancia, cosa que se puede hacer debido a que al analizar el espectro (frecuencias) de la información de luminancia, estas son múltiplo de la frecuencia de línea. La información de crominancia se inserta entre las frecuencias de la información de luminancia con una subportadora de color de 4,3 MHz, con una modulación en cuadratura.

para enviar las señales de diferencia de color U y V de forma aislada. Cada canal tiene reservados 8MHz y es necesario dejar unos márgenes para que se pueda demodular correctamente.

2.14 Transmisión de la señal de Crominancia. Ya hemos determinado que señales se van a emplear y los anchos de banda que

requerirían para su transmisión, pero en el sistema G el ancho de banda total asignado a un canal es de 8 MHz, lo que no deja espacio




La señal de salida del modulador será la Señal de Crominancia. Esta señal tiene una frecuencia de 4,3 MHz y su amplitud y fase varían en función de las señales U y V, respectivamente.

En la modulación en cuadratura la señal que sale del modulador varía en amplitud y en fase. Después y para aumentar el rendimiento del transmisor, por medio de filtros se elimina la portadora y la banda lateral superior. La modulación resultante se denomina en cuadratura con portadora suprimida y banda lateral vestigial.

Procesado señal de crominancia en el transmisor de TV.




2.15 Vector crominancia. La modulación en cuadratura hace variar la amplitud y fase de la señal.

Una señal en la que varía su amplitud y fase se puede representar por un vector. En el caso de la señal de crominancia este vector se denomina vector de crominancia.

En este vector, su amplitud determina la saturación de la imagen y la fase el tinte de color.

Ejemplos de señales de crominancia (módulo, fase) y su valor de luminancia.

Presentación vector de croma




2.16 Señal de vídeo compuesto en color (CVBS). En B/N la señal de vídeo compuesto incorporaba la información de luminancia y las

señales de sincronismo. En color, la señal de vídeo compuesto tendrá también que incorporar esa misma información, pero además la información de crominancia.

Por ello, una vez modulada en cuadratura la información de las señales diferencia de color U y V, la señal resultante del modulador se suma con la información de luminancia y se añaden los sincronismos de línea y cuadro, resultando la señal de vídeo compuesta (CVBS – Chroma Vídeo Blanking Synchro).

Sin embargo, vamos a ver que, en la práctica, para determinados colores la señal resultante de este proceso generaría una señal de un voltaje mayor que 1Vpp (valor de la señal de vídeo normalizada) lo que obliga a procesar la señales U y V previamente.




Por ejemplo, para el color amarillo saturado al 100% (módulo 0,9) se sobrepasa el nivel del blanco al sumar las señales. Este efecto produciría sobremodulaciones y, por ello, se opta por atenuar las señales U y V, obteniendo las señales U’ y V’ (señales ponderadas).

La señal U se pondera con factor 0,49 La señal V se pondera con factor 0,88

Así pues resultan las señales ponderadas: U’ = 0,49 U V’ = 0,88 V

Señal de vídeo sin ponderar Señal de vídeo ponderada




2.17 Señal de sincronismo de color (burst o salva). La señal de vídeo compuesta incorpora los sincronismos de línea y cuadro, necesarios de

B/N, pero también un sincronismo para el color. Esto es necesario porque al suprimirse la subportadora de color de 4,43 MHz la demodulación de la señal de crominancia dependería de la precisión del oscilador que tuviera el receptor de TV respecto la del transmisor. Además es necesario conocer la fase de la frecuencia original porque la señal de tinte depende de la variación de fase.

Para resolver este problema se incluyen unos pulsos (10 ciclos) conocidos como señal de burst.

La señal burst se transmite con todos los sincronismos de línea y en 16 líneas del sincronismo de cuadro.




Así, la señal de vídeo compuesta en color en banda base que podemos ver en el osciloscopio incorporará también el sincronismo de color.

Presentación oscilogramas




2.18 Corrección de fase. Cuando se transmite la señal de croma, si hay cambios en la fase se llegan a producir

cambios en el matiz que el ojo humano es capaz de detectar. No sucede lo mismo con la saturación aunque cambie ligeramente la amplitud.

Para resolver el problema, en el sistema NTSC se añade un control de ajuste de matiz, pero en el sistema PAL la corrección se realiza de forma automática. Para ello, en cada línea modula cambiando la fase de la portadora de la señal V de forma alternativa. Así PAL transmite una línea con el vector U, V y la siguiente con U, -V.

Para que el receptor PAL pueda demodular correctamente, la señal de sincronismo Burst informa cambiando también su fase. Burst 135º respecto U señales U, V.

(líneas NTSC) Burst -135º respecto U señales U, -V.

(líneas PAL)

(El receptor PAL promedia cada 2 líneas de información y los errores de fase se compensan).




2.19 Boques de un codificador PAL. El diagrama siguiente resume los bloque que se han empleado para generar la señal de

vídeo compuesto en color en el sistema PAL.




2.20 Formatos de vídeo para computador.

Además de los formatos analizados para TV, también podemos encontrar las señales de vídeo en otros formatos, que comparten la misma filosofía, pero trabajando con diferente número de líneas y frecuencias.




2.21 Interfaces para señal de vídeo en banda base. El intercambio de señal de vídeo analógico en banda base entre diferentes equipos se

realiza básicamente a partir de uno de los siguientes interfaces, que difieren en cuanto a nivel de información,

Estos interfaces difieren en cuanto a la cantidad de información , codificación de la información (por tanto calidad) y número de hilos en los que se entrega la señal o señales.

Interfaz CVBS (vídeo compuesto).

Interfaz Y/C (S-Video, separate video).

Interfaz de señal de vídeo por componentes.

Interfaz VGA - vídeo por componentes.

INTERFACES VÍDEO ANALÓGICO




También podemos encontrarnos interfaces en los que se envía la información de forma digital. Como es evidente las señales analógicas no podrán ser interpretadas por interfaces digitales sin circuitería de adaptación (líneas físicas, niveles eléctricos y protocolos)

Resumen interfaces http://www.antipro.com.uy/foro/index.php?topic=8080.0

DVI-D.

HDMI (audio + vídeo)

Display port (audio + vídeo)

INTERFACES VÍDEO DÍGITAL




Conocer las señales disponibles en cada tipo de interfaz nos puede ser útil según los conectores disponibles en los equipos de captación, grabación y visualización.

http://www.elotrolado.net/hilo_todo-sobre-la-modificacion-del-cable-de-video-a-vga-etc_486608#p1703652767

Ejemplo para una consola XBox 360

http://www.elotrolado.net/hilo_todo-sobre-la-modificacion-del-cable-de-video-a-vga-etc_486608
























2.22 Interfaz CVBS. Vídeo compuesto. El interfaz de vídeo compuesto es el que emplea la señal que acabamos de analizar con

los distintos sistemas de TV. CVBS representa los conceptos color, video, blanking y sinc. Combina la información de brillo (luma), color (chroma) y señales de sincronismo en un solo cable.

Formato NTSC

El conector típico es un jack RCA, aunque podemos encontrar otros conectores.

http://es.wikipedia.org/wiki/Conector_RCA

http://es.wikipedia.org/wiki/Conector_RCA




2.23 Interfaz Y/C (S-Video). En este interfaz se separa la señal de luminancia (Y) de la de color (C) en dos conjuntos

de cables. Se utiliza un conector tipo mini-DIN.

A veces, también podemos ver este concepto en formatos de grabación como empleo SONY en formato Betamax.

Video formats http://www.jaycar.com.au/images_uploaded/videosig.pdf

1 Ground 2 Ground 3 Luminance 4 Chrominance 5 s/c 6 Composite Video 7 Ground

1 Ground 2 Ground 3 Luminance 4 Chrominance

http://www.jaycar.com.au/images_uploaded/videosig.pdf




2.24 Interfaz Video por componentes. (Y, Pr, Pb) Es el interfaz de señal que aporta el mayor rendimiento, debido a que es el que tiene el

menor nivel de codificación. Utiliza 3 pares de hilos que pueden encontrar básicamente de dos formas:

Los formatos RGB se emplean habitualmente para monitores de ordenador, mientras que el Tipo 1 es más habitual es aplicaciones de TV.

Tipo 1. Señal de luminancia (Y) + sincronización y dos señales de diferencia de color.

Tipo 2. Formato RGB. (pe. SCART, VGA).

Las señales diferencia habituales suelen ser: R-Y, B-Y Pr, Pb (señales adaptadas de R-Y, B-Y para equipos de consumo)

En el caso del interfaz RGB, a las señales de los 3 componentes base (rojo, verde, azul) se añade en líneas independientes señales de sincronismo horizontal (H) y vertical (V). Las 5 señales se llevan a través de un cable con una pantalla exterior terminando en un conector de 15 pines. En algún caso, los sincronismo se mezclan con el componente verde.




2.25 Interfaz Video por componentes. (VGA) Se trata de vídeo por componentes en el que se envía las señales RGB y sincronismos

de forma independiente, pero que en el caso de VGA también especifica como se codifica la información de la imagen. Fue desarrollado para los ordenadores.

VGA Video interface http://www.lammertbies.nl/comm/cable/VGA-monitor.html

Compatibilidades http://detodo.yoreparo.com/de_todo/365134.html

http://www.lammertbies.nl/comm/cable/VGA-monitor.html




http://detodo.yoreparo.com/de_todo/365134.html

Parte3

Education

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