Siempre me he preguntado cómo una sola línea de 1 cable (señal y tierra) puede hacer que aparezca una imagen a todo color en una pantalla llena de miles de píxeles. ¿Cómo funcionan exactamente estas señales y qué características hacen que los programas de televisión muestren cosas diferentes?
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Respuestas:
Solía trabajar en Panasonic en sus sistemas de entretenimiento en vuelo, así que sé un poco sobre este tipo de cosas. Esta descripción no será 100% técnicamente precisa (algunos nombres pueden estar un poco apagados) pero estoy intentando escribirla para que cualquiera pueda entenderla. Esperemos que esta explicación ayude ...
La "magia" detrás de esto puede ser una combinación de las siguientes cosas: amplitud de señal, frecuencia y modulación. Los diferentes tipos de televisores y señales funcionan de manera diferente. Es por eso que los televisores antiguos tenían que tener una caja convertidora para aceptar las nuevas señales digitales si solo tenían un sintonizador analógico. Pero eso realmente solo describe cómo se presentan los datos en la señal. Básicamente, los datos de color para cada píxel se envían al televisor línea por línea, píxel por píxel y el televisor actualiza la pantalla tantas veces por segundo con los nuevos datos. Aunque el video es realmente una gran cantidad de imágenes fijas que se actualizan en la pantalla, cambian lo suficientemente rápido como para que podamos percibirlas como en movimiento, de ahí el antiguo término "imagen en movimiento".
Eche un vistazo a una señal típica de "barra de color" utilizada para probar sistemas de video de Wikipedia .
La imagen en sí se divide en "líneas" de píxeles. Cada pantalla tiene tantas columnas y tantas líneas, que conforman la resolución total de la pantalla. Cada color en esta imagen se extiende a través de numerosos píxeles de la misma línea. La forma de onda del osciloscopio que lo acompaña ayuda a describir lo que está sucediendo aquí (Esta imagen es de Tektronix ):
Esta imagen muestra los datos de dos líneas de píxeles. Cada línea comienza con un "pulso de sincronización" para alinear la pantalla y la señal. Este pulso (la parte negativa de la forma de onda) es seguido por datos para cada píxel de la línea. Esto es en realidad un video analógico: los datos de píxeles están representados por la amplitud y la fase de la señal. Puede ver los distintos colores como un voltaje analógico con diferentes voltajes máximos y mínimos. Cuando una línea finaliza, otro pulso de sincronización señala el inicio de la siguiente línea. La señal de video y la pantalla deben tener una resolución coincidente (número de píxeles por línea). Si hay datos adicionales, se descartan. Si no hay suficientes datos, los píxeles comparten los datos (hace que la imagen sea bloqueada).
Gracias a Pete B por mencionar esto:
Las señales digitales son un poco diferentes en que la señal es HI o LO. El valor de HI puede variar entre sistemas. Hay diferentes maneras en que esto funciona. A veces, un número conocido de bits de datos constituye un paquete que transporta todos los datos de píxeles (similar a la comunicación de red). Otra forma es medir el tiempo en que la señal es HI frente a cuánto tiempo es LO para representar un valor de píxel diferente. Así es como funcionan los controles remotos de IR TV, aunque envían "códigos de control" en lugar de información de píxeles.
Como puede imaginar, todo esto ocurre muy, muy rápido. Un televisor común en los Estados Unidos se actualiza (actualización de pantalla) 60 veces por segundo (60Hz), o 30Hz para video entrelazado. Aunque los televisores modernos y HD suelen actualizarse aún más a menudo (más de 240Hz). Lo que significa esta frecuencia de actualización es que cada píxel en toda la pantalla se actualiza tantas veces por segundo. Cuanto más se actualiza, más detalles están disponibles en la imagen, especialmente cuando hay muchas imágenes de movimiento rápido en el video (como una secuencia de persecución).
Los diferentes canales de TV (AIR o Cable) se entregan al TV con el mismo método, solo con diferentes frecuencias base. El sintonizador de TV seleccionará una de estas frecuencias base para mostrar (seleccionando un canal) y actualizará los píxeles según las frecuencias moduladas dentro de la portadora base. Las frecuencias que representan los datos de color del píxel son mucho, mucho más rápidas que la frecuencia de actualización real de la pantalla porque cada dato de píxel debe actualizarse tantas veces por segundo y, como usted dijo, hay miles de píxeles.
Dado que los humanos solo escuchan sonido en un espectro de 20Hz a 20kHz, los datos de sonido pueden agregarse fácilmente a la señal en la parte superior del video y filtrarse por el televisor, aunque, para "sonido de alta definición", la señal de sonido se envía a través de un cable separado al televisor para caber en todos los datos.
Para comprender realmente lo que está sucediendo, debe comprender las frecuencias de señal, amplitud, división de tiempo, modulación y análisis de espectro. Pero espero que esto explique algo de eso ...
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Todos los estándares de TV analógica (NTSC, PAL, SECAM, etc.) son variaciones sobre un tema, que implica una cuidadosa combinación de multiplexación por división de tiempo (información de sincronización y video) y multiplexación por división de frecuencia (luminancia, croma y sonido).
Los detalles son demasiado complicados para entrar aquí, pero hay muchas buenas referencias en la web, comenzando con el artículo de Wikipedia sobre NTSC .
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