3.1 PAL - CONSULTEC

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJA
ÁREA DE LA ENERGÍA LAS INDUSTRIAS Y LOS
RECURSOS NATURALES NO RENOVABLES
CARRERA DE INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y
TELECOMUNICACIONES
“TELEVISIÓN CONVENCIONAL”
“SISTEMA DE ELEVISIÓN ANALÓGICA PAL (PHASE
ALTERNATING LINE)”
ESTUDIANTES:
GUIDO POMA ORDÓÑEZ
MARLON CARRIÓN MATAMOROZ
PROFESOR: ING. PAULO SAMANIEGO
MODULO Nº 8 PARALELO “A”
FECHA: 2011-07-04
Sistema de televisión PAL
2011
1. EL SISTEMA PAL
PAL es la sigla de Phase Alternating Line (en español línea de fase alternada
alternada).
). Es el nombre con
el que se designa al sistema de codificación utilizado en la transmisión de señales de televisión
analógica en color en la mayor parte del mundo. Se utiliza en la mayoría de los
países africanos,
africanos asiáticos y europeos
europeos,, además de Australia y algunos países americanos.
americanos En la
siguiente imagen se puede observar la distribución del sistema PAL a nivel mundial.
Figura 1. Sistema PAL
2. DETALLES TECNICOS DEL SISTEMA PAL
El sistema PAL surgió en el año 1963,
1963, de manos de
dell Dr. Walter Bruch en los laboratorios
de Telefunken en su intento por mejorar la calidad y reducir los defectos en los tonos de color
que presentaba el sistema NTSC
NTSC.. No obstante, los conceptos fundamentales de la transmisión
de señales han sido adoptados del sistema NTSC
NTSC.
El nombre '''
'''phase
phase alternating line''' (en español línea alternada en fase
fase)) hace referencia al
modo en que la información de crominancia (color) de la señal de vídeo es transmitida, siendo
invertida en fase en cada línea, permitiendo la corrección automática de los posibles errores
en fase al cancelarse entre sí. En la transmisión de datos por radiofrecuencia, los errores de
fase son comunes y se deben a retardos de la señal en su llegada o procesado. Los errores de
fase en la transmisión de vídeo analógico provocan un error en el tono del color, afectando
negativamente a la calidad de
de la imagen.
Aprovechando que habitualmente el contenido de color de una línea y la siguiente es similar,
en el receptor se compensan automáticamente los errores de tono de color tomando para la
muestra en pantalla el valor medio de una línea y la siguiente,
siguiente, dado que el posible error de
fase existente entre ambas será contrario. De esta forma, en lugar de apreciarse dicho error
como un corrimiento del tono, como ocurriría en NTSC, se aprecia como un ligero defecto de
saturación de color, que es mucho menos perceptible al ojo humano. Esta es la gran ventaja
del sistema PAL frente al sistema NTSC.
Las líneas en las que la fase está invertida con respecto a cómo se transmitirían en NTSC se
llaman a menudo líneas PAL, y las que coincidirían se denominan líneas N
NTSC.
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Sistema de televisión PAL
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El funcionamiento del sistema PAL implica que es constructivamente más complicado de
realizar que el sistema NTSC. Esto es debido a que, si bien los primeros receptores PAL
aprovechaban las imperfecciones del ojo humano para cancelar los errores de fase, sin la
corrección electrónica explicada anteriormente (toma del valor medio), esto daba lugar a un
efecto muy visible de peine si el error excedía los 5°. La solución fue introducir una línea de
retardo en el procesado de la señal de luminancia de aproximadamente 64µs que sirve para
almacenar la información de crominancia de cada línea recibida. La media de crominancia de
una línea y la siguiente es lo que se muestra por pantalla. Los dispositivos que eran capaces de
producir este retardo eran relativamente caros en la época en la que se introdujo el sistema
PAL, pero en la actualidad se fabrican receptores a muy bajo coste.
Esta solución reduce la resolución vertical de color en comparación con NTSC, pero como
la retina humana es mucho menos sensible a la información de color que a la de luminancia o
brillo, este efecto no es muy visible. Los televisores NTSC incorporan un corrector de matiz de
color (en inglés, tint control o HUE) para realizar esta corrección manualmente.
El sistema PAL es más consistente que el formato NTSC. Este último puede ser técnicamente
superior en aquellos casos en los que la señal es transmitida sin variaciones de fase (por tanto,
sin los defectos de tono de color anteriormente descritos). Pero para eso deberían darse unas
condiciones de transmisión ideales (sin obstáculos como montes, estructuras metálicas...)
entre el emisor y el receptor. En cualquier caso en el que haya rebotes de señal, el sistema PAL
se ha demostrado netamente superior al NTSC (del que, en realidad, es una mejora técnica).
Esa fue una razón por la cual la mayoría de los países europeos eligieron el sistema PAL, ya que
la orografía europea es mucho más compleja que la norteamericana (todo el medio oeste es
prácticamente llano). Otro motivo es que en los EE.UU. son habituales las emisiones de
carácter local y en Europa lo son las estaciones nacionales, cuyas emisoras suelen tener un
área de cobertura más extensa. En el único aspecto en el que el NTSC es superior al PAL es en
evitar la sensación de parpadeo que se puede apreciar en la zona de visión periférica cuando
se mira la TV en una pantalla grande (más de 21 pulgadas), porque la velocidad de refresco es
superior (30Hz en NTSC frente a 25Hz en PAL). De todas formas este es un argumento
relativamente nuevo ya que en los años 50 el tamaño medio de la pantalla de un receptor de
televisión era de unas 15 pulgadas, siendo además que esta frecuencia de refresco de imagen
se adoptó en su origen condicionada por la frecuencia de la corriente alterna en los países
europeos, que es 50Hz frente a los 60Hz de los EE.UU.
De hecho, el utilizar la frecuencia de 50Hz (25 imágenes/segundo) permite la emisión o
videograbación de películas cinematográficas rodadas a 24 fps de forma mas sencilla por los
aparatos detelecine, acelerando la cadencia de paso de las mismas hasta 25 fps (un 4%),
haciendo coincidir cada fotograma filmado con dos campos de la exploración de TV, esto es:
con un cuadro completo. Por contra, los sistemas de televisión que emplean 60Hz como
frecuencia de campo, no pueden acelerar el movimiento de la película hasta 30 fps, por lo que
manteniendo la cadencia a 24 imágenes/segundo, han de realizar un sobremuestreo a 3
campos cada dos fotogramas explorados (3-2-3-2-3...), con lo que la continuidad del
movimiento queda afectada, ya que un sujeto móvil aparecerá como andando "a tirones".
Además, una mayor frecuencia de campo, trae consigo una reducción del número de líneas de
exploración empleadas por el sistema de televisión, a igualdad de ancho de banda del canal de
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vídeo, por lo que la resolución vertical se verá mermada en la misma proporción. El sistema
NTSC utiliza 525 líneas, de las cuales sólo son visibles 480, ya que son las que se utilizan
realmente para la formación de imagen en la pantalla. Por contra, el PAL emplea 625, de las
cuales son efectivas 576, con el consiguiente aumento de resolución. En ambos sistemas, las
líneas no empleadas para la formación de imagen, sirven para configurar el intervalo de
borrado (zona negra que encuadra la imagen efectiva) anterior y posterior a los pulsos de
sincronismo vertical.
3. RESUMEN DEL SISTEMA DE TELEVISIÓN PAL
 Relación de aspecto: 4:3
 Número de líneas: 625
 Líneas activas (resolución vertical efectiva): 576
 Columnas activas: 720
 Borrado vertical: 25 H + 12 microsegundos
 Frecuencia de cuadro: 25 Hz (40 ms)
 Frecuencia de campo: 50 Hz (20 ms, de los cuales 18,4 ms activos)
 Frecuencia horizontal o de líneas: 15,625 Hz
 Frecuencia de pulsos igualación: 31,250 Hz
 Frecuencia de la subportadora de crominancia: 4,4336 MHz (Modulada en amplitud y
fase)
 Frecuencia de la señal P (PAL): 7,8 kHz (1/2 de la frecuencia de líneas)
 Periodo de línea (H): 64 µs
 Periodo activo de línea: 52 µs
 Duración del pórtico anterior: 1,5 +/- 0,3 µs
 Duración del pórtico posterior: 5,8 +/- 0,2 µs
 Duración del sincronismo horizontal: 4,7 +/- 0,2 µs
 Duración del borrado horizontal: 12 +/- 0,3 µs
 Duración del burst: 2,25 +/- 0,2 µs = 10 +/- 1 ciclos
 Duración breezeaway: 0,9 µs (Respecto al flanco posterior)
 Duración del pulso vertical 27,3 µs (hay 5 pulsos)
 Duración del sincronismo vertical: 160 µs (Los cinco pulsos)
 Duración del pulso igualador: 2,35 µs (hay 5 Pulsos)
 Duración del pórtico anterior vertical: 160 µs (contiene 5 pulsos pre-EQ)
 Duración pórtico posterior vertical: 1,280 µs (5 pulsos + 17,5 H)
 Duración del pulso de borrado vertical: 1,612 µs
 Comienzo del burst respecto a 0H: 5,6 +/- 0 1 µs.
Las medidas están hechas al 50% de amplitud de los pulsos (Ref tiempos)
 Tiempo de subida y bajada de los pulsos (Del 10 al 90%): 0,2 +/- 0,1 µs
 Tiempo de subida y bajada del vídeo activo (del 10 al 90%): 0,3 +/-0,2 µs
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 Iluminante D (X=0,313 / Y=0,329)
 Valor de gamma: 2,8 (precorrección)
4. FRECUENCIA DE LA SUBPORTADORA DE COLOR
En PAL se emplea el mismo concepto de imbricado espectral que se usa en NTSC; sin embargo,
la posición de las componentes espectrales de crominancia no cae exactamente a la mitad de
las de luminancia.
Las líneas espectrales de crominancia están distribuidas a intervalos regulares respecto a fsc,
la frecuencia de la subportadora, y separadas entre sí fh, la frecuencia de línea. Sin embargo, si
dichas componentes espectrales se localizan a la mitad exacta entre dos líneas del espectro de
luminancia, las componentes de V caerían en la mismas posiciones que las de luminancia y no
intercaladas con estas como consecuencia de de la inversión de fase de V a una frecuencia de
fh/2, situación que impediría la compatibilidad con los receptores monocromáticos.
Para eliminar este problema, manteniendo mismo tiempo al imbricado espectral, la
subportadora de color se desplaza únicamente a un cuarto de la frecuencia de línea (fh/4) en
el espectro, lo que coloca a las componentes de U a fh/4 por debajo de las de luminancia y, a
las de V, fh/4 por encima. Esta separación espectral de la componentes de U y V no existe en
NTSC, donde las líneas espectrales de I y Q se superponen en las mismas posiciones. De
acuerdo a este criterio, la frecuencia de la subportadora de color e calcula como:
(1)
O bien, de acuerdo al informe 624 del CCIR,
(2)
Las dos expresiones anteriores producen el mismo resultado que, para los sistemas de 625
líneas dan lugar a una frecuencia de la subportadora de:
(3)
En el sistema N, la frecuencia de subportadora se calcula mediante:
(4)
Y en PAL-M:
=
909
ℎ
4
(5)
5
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El término fv en (1) o el factor 1/625 en las expresiones restantes , tiene muy poco efecto
sobre el imbricado espectral, pero se aplica para ubicar la frecuencia de la subportadora en un
punto tal, que se reduzca la visibilidad del patrón de puntos en los receptores
monocromáticos. Las componentes de crominancia en PAL pueden expresarse como:
(6)
5. ESPECTRO DE LA SEÑAL PAL
El espectro de la señal PAL difiere del NTSC en que en este último, las líneas espectrales de las
señales I y Q están superpuestas en las mismas posiciones alrededor de la subportadora, sin
interferirse debido a la modulación en cuadratura de fase.
En PAL, como consecuencia de la modulación de fase de V, las líneas espectrales de U y V
quedan separadas por un intervalo igual a la mitad de la frecuencia de línea como se ilustra en
la figura 2. La razón de esta separación de las componentes espectrales de crominancia puede
expresarse como sigue:
 Si la fase de V no cambiara, como ocurre e NTSC, las líneas espectrales de U y V
quedarían superpuestas en posiciones fsc+nfh.
El cambio de fase en V puede interpretarse como una modulación de fase por una onda
cuadrada de frecuencia fh/2. El espectro de una onda cuadrada contiene la fundamental y sus
armónicos impares, que también se ven modulados por la señal V y se suman linealmente a la
señal modulada U. Debido a la modulación de fase a la mitad de la frecuencia de línea, las
componentes espectrales de ±V, después de la modulación, quedan separadas en frecuencia
de la componentes U, aún cuando las portadoras de U y V sean de la misma frecuencia.
Figura 2. Espectro de la señal PAL
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6. ANCHO DE BANDA
El ancho de banda, en televisión, se define como la frecuencia
frecuencia mínima que necesitamos para
poder ver la imagen más complicada. Ess un compromiso entre la eficiencia espectral del
sistema de comunicaciones y la calidad con que pueden reproducirse las imágenes. Laa imagen
más compleja sería la formada por líneas con alternancia de blancos y negros. Esto se puede
ver en la figura 3.
Figura 3. Ancho de banda de la señal PAL
El valor de esta frecuencia para un sistema de 25 imágenes por segundo, 625 líneas y una
relación de aspecto 4:3 sería de unos 6,5 MHz.
En la práctica la señal de televisión se filtra con un ancho de banda de 5 Mhz
Mhz,, aunque en el
estudio de televisión suele trabajarse con un ancho de banda superior para garantizar que la
calidad de la señal no se degrada en origen.
7. CAPTURA DE IMAGEN
El objetivo
etivo de un sistema básico de televisión es captar una escena y reproducirla de la manera
más parecida posible.La información de imagen se capta explorando secuencialmente cada
punto de la superficie de la cámara y midiendo las variaciones de tensión que p
produce
roduce la luz en
cada punto. Esto se puede ver en la figura 4.
Figura 4. Captura de una imagen en PAL
La exploración o barrido se realiza igual que se lee un libro: de izquierda a derecha, y de arriba
abajo. El barrido se puede ver en la figura 5.
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Fi
Figura
gura 5. Barrido en el sistema PAL
8. MUESTREO TEMPORAL
El movimiento se consigue mediante proyecciones de instantes sucesivos, a velocidad
suficiente para que el espectador tenga la impresión de movimiento continuo y no a saltos.
Cada una de estas proyecciones recibe el nombre de imagen o cuadro ("frame" en inglés). La
sensación de continuidad
continuidad es debida a la acción conjunta de la persistencia de las imágenes en
la retina y al fenómeno phi. En la figura 6 se observa el muestreo temporal.
Figura 6. Muestreo temporal.
Ell ojo humano tiene una persistencia de 1/16 de segundo, mientras que
que un barrido de una
imagen tarda 1/25 de segundo. Cuando
uando el haz está llegando al final de la pantalla ya se está
borrando en la retina la sensación del brillo que estaba al principio. Esto produce un parpadeo
muy molesto que tendremos que corregir mediant
mediante
e la técnica del entrelazado.
9. MUESTREO TEMPORAL
TEMPORAL-ENTRELAZADO
ENTRELAZADO
Consiste
onsiste en dividir cada imagen en dos subimágenes o campos explorando alternativamente
las líneas pares y las impares. La proximidad entre líneas consecutivas hace que el espectador
integre las dos subimágenes y obtenga la sensación de que éstas se están renovando a una
frecuencia doble de la real. Haciendo desparecer la sensación de parpadeo. Las
as líneas deberán
transmitirse alternadamente y en el mismo orden en que se realiza la exploración del haz en la
pantalla en el receptor. El entrelazado introduce cierta degradación sobre la calidad de las
imágenes. El entrelazado se ve en la figura 7.
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Figura 7. Muestreo temporal entrelazado
10. SINCRONIZACIÓN
Cuando la señal transmitida llega al receptor, éste ha de tener alguna manera de reconocer
cuándo comienza una línea, y qué línea de campo es. Habrá que añadir algunas señales para
sincronizar la exploración de la imagen realizada por la cámara con el barr
barrido
ido en el receptor. Se
añadirán dos señales de sincronismo. Una de sincronismo horizontal o de línea al inicio de cada
línea y otra de sincronismo vertical o de campo al final de cada campo.
Estas señales se pondrán en las zonas de la señal que no se utilizan
utilizan para la información de
imagen y que son usadas por el receptor para efectuar los retornos a las posiciones iniciales de
exploración.
Figura 8. Sincronismo horizontal
Figura 9. Sincronismo vertical
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11. SECUENCIAS DEL SISTEMA PAL
Una secuencia es todo aquello que se repite de una forma periódica. En el sistema PAL hay tres
secuencias distintas: la secuencia de líneas, la secuencia de cuatro campos o secuencia BRUCH
y la secuencia de ocho campos o secuencia PAL.
Figura 10. Secuencia de líneas
11.1.
SECUENCIA DE DOS CAMPOS O SECUENCIA DE LÍNEA
El campo 1 empieza en la línea 1 mientras que el campo 2 empieza en la línea 313, pero en la
mitad de la línea, y termina en la 625. En el campo 1 el primer impulso de línea esta después
de media línea, es decir entre el último impulso igualador y el primero de línea hay media línea
(5). En el campo 2, el primer impulso de línea está después de una línea, es decir entre el
último impulso igualador y el primero de línea hay una línea completa (318). Sí nos fijamos en
los demás cuadros veremos que en esto son todos iguales.
11.2.
SECUENCIA DE CUATRO CAMPOS O SECUENCIA DE BRUCH
La secuencia de Bruch se forma con el borrado de burst. En
n cada campo se borra en nueve
líneas el burst, representado por flechas sobre la línea, pero no se borra en las mismas líneas
líneas.
en
n el campo 1 se borra desde la 623 a la 6 ambas inclusive, en el campo 2, desde la 310 a la
318, en el campo 3, desde la 622 a la 5, y en el campo 4, desde la 311 a la 319. Como podemos
observar en ningún campo se bo
borran
rran en las mismas líneas.
Pero desde el campo 5 al 8 veremos que en esto si son iguales, es decir, en el campo 1 se borra
el burst en las mismas líneas que en el campo 5, o sea, en cuanto a borrado de burst los
campos 1 a 4 son idénticos a los campos 5 a 8.
Figura 11. Secuencia de 4 campos
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11.3.
SECUENCIA DE OCHO CAMPOS O SECUENCIA DE PAL
Para estudiar la secuencia de ocho campos o secuencia PAL, tenemos que basarnos
exclusivamente en la fase de la subportadora.
 Frecuencia subportadora
subportadora: 4.433.618,75 Hz
 Frecuencia
cuencia de líneas:
líneas 15.625 Hz
 Ciclos subportadora por línea
línea: 283,7516 Hz
En cada línea hay 283 ciclos completos de subportadora y 0,7516. Por lo que llaa fase se repetirá
cada 2.500 líneas.
líneas En consecuencia los campos 5 a 8 serán idénticos a los cam
campos
pos 1 a 4 excepto
en la fase de la subportadora
subportadora que estará invertida 180
180°.
Figura 12. Secuencia de 8 campos
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12. BIBLIOGRAFÍA
 Alchaemist. PAL. Recuperado el
http://es.wikipedia.org/wiki/PAL.
miércoles
29
de
Junio
del
2011
en:
 Perez, C. (2003). Fundamentos de televisión analógica y digital. España. Universidad de
Cantabria, Departamento de Ingeniería de comunicaciones.
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