sistemas de television

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS
Ingeniería Electrónica
Comunicaciones 3
Ing. Julio C. Solares

El sistema de televisión policromático, conocido
comúnmente como de televisión a color, se creó cerca
de 15 años después de que se comenzara la
radiodifusión de la televisión monocromática, esto fue
alrededor de 1953. El nuevo sistema se encontró con
un mercado ya establecido, el cual sería difícil de
sustituir si no se mantenía una compatibilidad con él.
Es así que la televisión a color se basó en las
características del antiguo sistema, aprovechándose de
las oportunidades que este brindaba para lograr
introducir la información del color de una imagen sin
perturbar la información monocromática ya existente.
2

El color es la forma en que el ojo traduce los
diferentes valores de frecuencia de las ondas
electromagnéticas que se encuentran en el rango
de 385 a 790 Terahertz (1012 hertz), las cuales
corresponden a la luz visible por el ser humano.
Cada frecuencia dentro de este rango es una
diferente sensación, un diferente color, que puede
percibirse. En las frecuencias ligeramente abajo de
esta banda se encuentra la luz infrarroja o rayos
infrarrojos, mientras que en el límite superior se
haya la luz ultravioleta.
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

La frecuencia de un color, también llamado matiz, no
es la única característica de la luz cromática, a ésta hay
que añadir la brillantez y la saturación, la primera se
refiere a la intensidad de la luz, mientras que la
segunda a lo diluido que se encuentre con la luz blanca.
En la siguiente figura se muestra esquemáticamente
una combinación de tres colores y los colores nuevos
resultantes: el azul y el verde producen el cian, el azul y
el rojo generan el magenta, el rojo y el verde hacen lo
mismo, producen el amarillo y la mezcla de los tres
producen el blanco.
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7
El sistema de televisión utilizado actualmente en nuestro
país es denominado NTSC (National Television Systems
Commitee). Algunos de los parámetros de la señal de
video definidos en el sistema NTSC son los siguientes:
 La imagen se forma por el barrido de 525 líneas
horizontales, estableciéndose como distancia de
observación adecuada entre 4 y 8 veces la altura de la
imagen.
 La continuidad del movimiento se logra presentando
30 (29.97) imágenes por segundo.
 La frecuencia de barrido de las líneas horizontales es
de 525 x 29.97 = 15,734.25 Hz (Usualmente se hace
referencia al valor de frecuencia obtenido
redondeando el número de imágenes por segundo a
30: 525 x 30 = 15,750 Hz.
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



Cada imagen se divide en dos partes denominadas
campos. Cada campo es barrido por lo tanto, a una
velocidad de 60 por segundo, el doble de una imagen
completa, con lo que se consigue eliminar el efecto
visual de parpadeo.
El barrido vertical se realiza de manera continua
mientras se realiza el barrido horizontal.
La información de la imagen sólo se obtiene durante el
barrido horizontal de izquierda a derecha.
El tiempo de barrido horizontal de izquierda a derecha
es mayor que el tiempo de regreso para comenzar a
barrer la siguiente línea.
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Borrado y sincronía
Durante los tiempos de retroceso horizontal y
vertical la señal de video se mantiene durante un
tiempo en un estado denominado de borrado,
correspondiendo a un valor de intensidad menor
al menor valor de intensidad posible de la
imagen.
En la siguiente figura se muestra la forma de la
señal de video correspondiente a una línea
horizontal, incluidos los períodos de borrado,
sincronía y el inicio de la siguiente línea, así como
los valores proporcionales de tiempo y amplitud,
todos ellos de acuerdo al estándar NTSC.
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El burst consiste en 8 u 11 ciclos de la sub-portadora de color de 3.579545 MHz.
Su objetivo es sincronizar el oscilador de color de 3.579545 MHz del receptor.
La presencia o ausencia del burst determina de que manera reconoce el receptor
de color si un programa es de color o blanco y negro.
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La sincronización vertical al final de cada campo determina el
comienzo del retorno vertical. En ese instante, el haz electrónico está
en la parte inferior de la imagen.
El pulso de sincronía vertical tiene las siguientes características:
El intervalo de tiempo correspondiente al retroceso vertical tiene
una duración de 9 líneas horizontales.
Las 3 primeras líneas forman una zona denominada como de
IGUALACIÓN, las 3 líneas centrales son en sí el pulso de sincronía
y las últimas 3 líneas horizontales forman otra vez una zona de
igualación.
En todo el intervalo de retroceso vertical los pulsos de sincronía
se producen al doble de la frecuencia: 31,468.5 Hz (31,500).
En las zonas de igualación los pulsos de sincronía son invertidos
en su forma (observar detalle en figura).
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FRECUENCIA (Hz)
60
60
60
15,750
15,750
15,750
31,500
APLICACIÓN
Sincronismo V para tiempo de exploración V de Campo
Exploración V para llenar la trama
Exploración V para borrar las trazas V
Sincronismo H para tiempo de exploración H
Exploración H para producir las líneas
Borrado H de las retrazas H
Impulsos de ecualización
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
Hay tres incompatibles entre sí. Cuando se crearon tuvieron
que conseguir que fueran compatibles con los anteriores
sistemas de televisión en B/N. En América existía una
televisión de 525 líneas y en Europa de 625 (aunque hubo
sistemas anteriores de peor calidad).

Para complicarlo en muchos países se utilizan frecuencias
de emisión distintas y por tanto los aparatos de televisión
tienen sintonizadores específicos. Para terminar de
complicarlo está el voltaje de alimentación del televisor
(desde 110v. hasta 220v.).
23
A continuación se describen las características principales
de los sistemas NTSC, PAL y SECAM
Donde se observa la incompatibilidad de los mismos.
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La luz blanca es precisamente lo que representa la
señal de video en blanco y negro, simplemente la
intensidad de la luz presente en cada punto de la
imagen, razón por la cual se le denomina también
como de luminancia o de brillo y se le representa
como Y(t).
 La composición de esta señal de luminancia puede
lograrse, teóricamente, por medio de la suma de la
señal rojo R(t), la señal verde G(t) y la señal azul
B(t).

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Y = 0.3 R + 0.59 G + 0.11 B
y se definieron otras dos señales básicas que, junto con Y(t), permiten obtener
las fundamentales:
R - Y = 0.7 R - 0.59 G - 0.11 B
y
B - Y = 0.89 B - 0.59 G - 0.3 R
de tal manera que:
R = [R - Y] + Y
B = [B - Y] + Y
y
G = - 0.51 [R - Y] - 0.19 [B - Y] - Y
29

En el sistema NTSC las dos señales son:
I = 0.60R – 0.28G -0.32B
Q = 0.21R -0.52G + 0.31B
Está claro que no pueden ser colores puros ya que la señal de Luminancia
“Y” está en la mezcla.
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31
El hecho de que las señales diferencia R(t)-Y(t) y
B(t)-Y(t) puedan generar cualquier color se debe a
que en ellas están incluidos los tres primarios: rojo,
verde y azul.
 Esas dos señales se les puede representar como
dos componentes que al variar su magnitud
generarán precisamente un cierto color.
 Esto se observa con mayor claridad haciendo
referencia a la siguiente figura, en la que se ha
construido un plano cuyos ejes son precisamente
las señales diferencia, anteriores.

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La rueda del Color
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El círculo alrededor de los ejes indica simplemente
el color formado en esa región, dependiendo de la
amplitud de los componentes.
 El ángulo en el que se encuentre cualquier vector
con respecto a los ejes, representa por lo tanto su
matiz o tono, mientras que la magnitud de él indica
la intensidad del color formado.
 La saturación, es la información presente en la
señal Y(t).

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Modelo HSV
HSV corresponde a tono (Hue), Saturación (S) y Valor (Value) o Brillo.
El valor 1 contiene los colores brillantes.
El tono (Hue) se mide como el ángulo alrededor de S. El Rojo = 0°, Verde = 120°, etc.
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Los 6 MHz asignados que corresponden al canal de
televisión para ser transmitido por ondas
electromagnéticas y cuyas características han sido
establecidas por la Comisión Federal de
Comunicaciones (FCC) de los Estados Unidos,
mismo sistema que es utilizado en Guatemala.
Se han establecido las bandas de 54 a 88 MHz, de
174 a 216 MHz y de 470 a 890 MHz para ser
utilizadas por este servicio de radiodifusión.
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La resolución de la imagen se indica de manera horizontal y
vertical, y no es más que el número de elementos de la imagen
que la conforman en las dos dimensiones.
En el caso vertical ya se conoce que el número de elementos con
que se cuenta es el número de líneas definidas: 525 líneas o
elementos verticales de imagen.
La resolución horizontal está estrechamente ligada, al ancho de
banda de la señal de video resultante.
El caso crítico de cambio de esta señal es cuando en un instante
de tiempo se tiene un punto completamente negro y en el
instante de tiempo siguiente un punto completamente blanco, es
decir, se tiene el máximo cambio de luz de un punto a otro. Esto
se representa en la figura siguiente:
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Elementos horizontales de imagen forman líneas verticales y señal de video
correspondiente a una línea.
Es claro que si el número de franjas disminuye, ensanchándose, así mismo
disminuye la frecuencia de la onda cuadrada formada y viceversa.
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Tomando como base que la imagen tiene una
resolución vertical de 525 líneas y que la
relación horizontal a vertical es de 4:3 (llamada
Relación de Aspecto).
Esta Relación de Aspecto “A“ viene dada por:
A =ancho de la imagen/altura de la imagen
A=nh/nv
41
Se ha demostrado experimentalmente que una
alineación arbitraria de la trama reduce la
resolución efectiva en un factor del 70%, conocido
como Factor de Kerr, por lo que:
Nv = 0.7(N-Nvr)
 Donde N = Número total de líneas.
Nvr = Número de líneas de la trama que se pierden durante el
retraso vertical.
42
 La resolución horizontal se determina por el ancho
de banda base B asignado a la señal de video.
Se tiene que:
nh = 2B(Tlínea – Thr)
Donde Tlínea es la duración total de la línea y Thr es el tiempo de
retraso horizontal.

Entonces:
B=
B = 0.35A
A nv
2(Tlinea – Thr)
N - Nvr
Tlinea – Thr
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Se obtiene una expresión de ancho de banda
alterna y más versátil multiplicando ambos
miembros de la ecuación (B) por el tiempo de
cuadro Tcuadro = N TLínea y se demuestra en forma
explicita la resolución vertical.
Puesto que N = nv/0. 7(1- Nvr/N) esto da por
resultado:
0.714 ∙ 𝐴 ∙ 𝑛𝑣2
𝐵𝑇𝑐𝑢𝑎𝑑𝑟𝑜 =
𝑁𝑣𝑟
𝑇ℎ𝑟
(1 −
)(1 −
)
𝑁
𝑇𝐿í𝑛𝑒𝑎
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La transmisión de la señal de video del sistema de
televisión NTSC tiene una modulación en amplitud con
banda lateral residual y portadora transmitida.
No se escogió banda lateral única por la imposibilidad de
eliminar completamente una banda sin afectar en lo más
mínimo las bajas frecuencias de la otra, efectos que se
percibirían en la calidad de la imagen.
Este tipo de modulación se realiza en un ancho de banda
disponible de 6 MHz., con las características que se
muestran en la figura siguiente:
47
La máxima frecuencia de la banda lateral superior es 4 MHz.,
punto desde el que se comienza a atenuar la señal hasta llegar al máximo
de atenuación.
La banda lateral residual tiene un ancho de banda de 1.25 MHz.
48
En la figura anterior, se observa que la máxima
frecuencia de la banda lateral superior es 4 MHz.,
como se mencionó anteriormente, punto desde el que
se comienza a atenuar la señal hasta llegar al máximo
de atenuación. La banda lateral residual tiene un ancho
de banda de 1.25 MHz.
Los 6 MHz que se muestran corresponden al canal de
televisión asignado para ser transmitido por ondas
electromagnéticas .
La señal de audio tiene un ancho de banda de 15 KHz y
una desviación de frecuencia de 25 KHz. La
correspondiente portadora de sonido se encuentra a
los 4.5 MHz de distancia de la portadora de video.
49
La máxima frecuencia de la banda lateral superior es 4 MHz.,
punto desde el que se comienza a atenuar la señal hasta llegar al máximo
de atenuación en 4.5 MHz.
La banda lateral residual tiene un ancho de banda de 1.25 MHz.
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Sintonizador
Parlante
Salida de
Audio
FI de Sonido
FI
Luminancia
Tubo de
Imágen
AGC
Croma
Deflexión
Microprocesador
Ciscuitos de mando
Separador de
Sincronismo
Vertical
Horizontal
Fuente EAT
Fuente de
Alimentación
60
61
63
64
TIPOS Y DEFINICIONES
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67
68
69
70
71
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
Un mejor aprovechamiento del espectro
radioeléctrico, que permite aumentar el número de
programas transmitidos.

Se elimina la vulnerabilidad a interferencias que
tiene la señal analógica con los canales adyacentes.

Una mejor calidad de imagen y sonido.

Posibilidad de prestar servicios interactivos.





Digital Television (DTV) es un nuevo tipo de tecnología de
transmisión que transformará globalmente la televisión a como
actualmente la conocemos. DTV se apega a la completa
digitalización de las señales de TV desde la transmisión a la
recepción.
Transmite imágenes y sonido de TV como información binaria y
comprimidos.
Esto permitirá la transmisión de imágenes con alta resolución
(HDTV), que mejora dramáticamente la calidad de imagen y
sonido.
La tecnología DTV puede también proveer transmisión de datos a
alta velocidad, incluyendo acceso rápido a Internet.
Existen actualmente tres estándares principales de DTV, estos son
ATSC-T (Americano), DVB-T (Europeo), ISDB-T (Japonés).
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Acuerdo Gubernativo No. 226-2013
Se declara que en sustitución de los sistemas de
televisión análogos o convencionales que
actualmente utilizan los prestadores de servicios en el
país, se deberá implementar gradualmente en la
República de Guatemala el sistema estándar conocido
internacionalmente como ISDB-Tb.
Publicado en el Diario de Centro América (Diario
Oficial, el 31/05/13, viernes).
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ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting) o
Radiodifusión Digital de Servicios Integrados es un
conjunto de normas creado por Japón para las
transmisiones de radio digital y televisión digital.
 Como la norma europea DVB, la ISDB está
conformada por una familia de componentes.
 La más conocida es la de televisión digital terrestre
(ISDB-T e ISDB-Tb) pero también lo conforman la
televisión satelital (ISDB-S), la televisión por cable
(ISDB-C), servicios multimedia (ISDBTmm) y radio
digital (ISDB-Tsb).

77

Además de transmisión de audio y video,
ISDB también define conexiones de datos
(transmisión de datos) con Internet como un
canal de retorno sobre varios medios y con
diferentes protocolos. Esto se usa, por
ejemplo, para interfases interactivas como la
transmisión de datos y guías electrónicas de
programas de TV.
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




Transmisión de un canal HDTV y un canal para
teléfonos móviles dentro de un ancho de banda de 6
MHz.
Permite seleccionar la transmisión entre dos y tres
canales de televisión en definición estándar (SDTV) en
lugar de uno solo en HDTV, mediante el multiplexado
de canales SDTV.
La combinación de estos servicios puede ser cambiada
en cualquier momento.
Proporciona servicios interactivos con transmisión de
datos, como juegos o compras, vía línea telefónica o
Internet de banda ancha.
Además soporta acceso a Internet como un canal de
retorno. El acceso a Internet también es provisto en
teléfonos móviles.
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Suministra EPG (Electronic Program Guide, o guía
electrónica de programas)
 Provee SFN (Single Frequency Network, Red de una
sola frecuencia) y tecnología on-channel repeater
(repetición en el canal). La tecnología SFN hace
uso eficiente del espectro de frecuencias.
 Puede recibirse con una simple antena interior.
 Proporciona robustez a la interferencia multiruta,
causante de los denominados “fantasmas” de la
televisión analógica y a la interferencia de canal
adyacente de la televisión análoga.

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Proporciona mayor inmunidad en la banda UHF a
las señales transitorias que provienen de motores
de vehículos y líneas de energía eléctrica en
ambientes urbanos.
 Permite la recepción de HDTV en vehículos a
velocidades por sobre los 100 km/h. La norma
DVBT solo puede recibir SDTV en vehículos, previo
contrato con el operador.
 Incorpora el servicio de transmisión móvil terrestre
de audio/video digital denominado 1seg (One seg).
“1seg” fue diseñado para tener una recepción
estable en los trenes de alta velocidad en Japón.

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

La versión japonesa-brasilera, el ISDB-Tb, usa
para la transmisión digital el MPEG-4 y el
audio en HE-AAC (High-Efficiency Advanced
Audio Coding).
La mayoría de los países de América del Sur
han adoptado el ISDB-Tb con tales
modificaciones.
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El ISDB utiliza distintos sistemas de modulación
para hacer más efectiva su llegada al usuario,
dependiendo de los requerimientos de las bandas
de frecuencia.
 Para la interactividad el ISDB define conexiones de
datos con Internet como canal de retorno sobre
distintos medios (10Base-T/ 100 Base T, módem,
teléfono celular, LAN Inalámbrico (IEEE 802.11) y
con diferentes protocolos.
 Esto se usa, por ejemplo para guía electrónica de
programas (EPG) y transmisión de datos.

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A diferencia del espectro
de la señal analógica, los
bordes del canal digital
están bastante bien
definidos, lo que hace
posible la transmisión en
canales adyacentes
prácticamente sin
interferencia.
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