빈티지 Electronics Australia : PAL 방식 컬러 TV 이해 - 빈티지 오디오 콘텐츠와 판매, 오디오퍼브

글쓴이 : SOONDORI

호주는, NTSC(National Television System Committee)가 아닌 PAL(Phase Alternating Line) 방식 TV를 사용한다. 일렉트로닉 오스트레일리아 1987년 6월호에서.

Understanding colour television
현대 컬러 TV 수신기에서 가장 복잡한 부분은 컬러 디코더입니다. 여기에서는 디코더 회로의 작동 방식을 살펴보고 다양한 신호가 어떻게 생성되는지 논의합니다.

이 시리즈의 3부에서는 전송되는 TV 신호에 다음이 포함된다는 것을 살펴보았습니다. (a) 화면의 미세한 디테일을 전달하는 흑백 신호; (b) “U” 및 PAL 스위치 “V” 억제 반송파 신호로 구성된 색상 정보; (c) “스윙잉 버스트” 색상 동기화 신호; (d) 수신기의 래스터를 카메라 스캔과 동기화하는 데 필요한 라인 및 필드 동기화 펄스; (f) 주파수 변조된 음향 신호.

모든 색상 정보는 전송 전에 인코딩되므로, 이러한 다양한 신호가 수신기의 올바른 부분에 적용될 수 있도록 수신기의 비디오 검출기에 의해 복조 후 디코딩되어야 합니다.

컬러 바 신호

표준 컬러 바 신호는 컬러 텔레비전 수신기 화면에 수직 막대 패턴을 생성합니다. 왼쪽에서 오른쪽으로 볼 때, 막대는 흰색, 노란색, 청록색, 녹색, 자홍색, 빨간색, 파란색입니다(그림 1). 노란색, 청록색, 자홍색은 가산 혼합으로 생성됩니다.

이 컬러 바 신호는 TV 방송국에서 전송되거나 컬러 바 생성기에서 생성되어 수신기 안테나 소켓에 입력될 수 있습니다. 오실로스코프를 여러 지점에 연결하면 컬러 수신기에서는 다양한 파형을 쉽게 식별할 수 있습니다. 따라서 컬러 바 신호는 컬러 TV 수신기의 연구(및 서비스)에 매우 유용합니다.

그림 2는 단색 TV 화면의 한 줄을 보여주고, 그림 3(a)는 신호가 100% 진폭과 100% 색 채도를 갖는 완전한 컬러 바 파형을 보여줍니다. 그림 3(b)는 영국 방송 협회(British Broadcasting Corporation)에서 100% 진폭과 95% 색 채도로 전송한 컬러 바 신호를 보여줍니다. 그림 3(c)는 유럽 EBU 표준에 따라 75% 진폭과 100% 색 채도로 정의된 컬러 바 신호입니다.

10주기 컬러 버스트 신호가 회선 동기화 펄스의 “백 포치(back porch)”에 위치하는 방식에 주목하십시오.

컬러 부반송파가 휘도 신호를 방해하여 수신된 컬러 화면에 불쾌한 패터닝을 생성하는 것을 방지하기 위해 TV 송신기에서 억압 반송파 변조(SCM)가 사용됩니다. 그런 다음 전송된 프로그램의 색상 정보가 측파대 형태만 가능합니다(3부 참조). 따라서 컬러 TV 수신기에서는 원래의 진폭 변조된 컬러 신호를 복구하기 위해 손실된 반송파를 교체해야 합니다.

컬러 디코더

그림 4는 일반적인 컬러 디코더의 블록 다이어그램을 보여줍니다. 디코더 회로는 전체 신호의 여러 부분을 분리하고 “U” 및 “V” 컬러 신호를 복조합니다. “U” 신호에는 (B-Y) 컬러 정보가, “V” 신호에는 (R-Y) 컬러 정보가 포함되어 있다는 점을 기억하십시오.

그림 4에서 “A” 지점은 비디오 검출기에서 나온 신호가 디코더로 들어가는 지점입니다. TV 수신기를 컬러 바 전송으로 조정하면, 10:1 절연 프로브를 통해 “A”에 연결된 오실로스코프는 전체 컬러 바 신호를 표시합니다.

“A” 지점에서 신호는 대역 통과 필터를 통과하여 휘도 신호를 제거하고 색차 정보와 버스트 신호만 통과시킵니다. “B” 지점에서 신호는 그림 5(a)와 같이 나타납니다. 다음 색차 증폭기는 버스트 블랭킹 회로에 신호를 공급하며, 이 회로는 라인 타임베이스 회로의 펄스에 의해 제어됩니다. 이렇게 하면 “스윙 버스트” 신호가 제거되어 “C” 지점의 신호가 그림 5(b)와 같이 나타납니다.

이 신호는 모양 때문에 “솜뭉치” 파형이라고도 합니다. 두 개의 검출기 회로가 필요한데, 하나는 “V” 신호를 복조하고 다른 하나는 “U” 신호를 복조합니다. “C” 지점에서 신호는 PAL 지연 회선과 가산기 및 감산기 회로로 공급됩니다. 가산기 회로의 출력은 “U” 신호이고, 감산기 회로의 출력은 “V” 신호입니다.

그림 6은 PAL 유리 지연 회선의 기본 원리를 보여줍니다. 입력되는 전자 신호는 먼저 초음파로 변환되는 변환기에 입력됩니다. 이 초음파는 두 번째 변환기에 의해 감지되어 다시 전자 형태로 변환됩니다. 초음파 신호는 유리를 통과하는 데 시간이 걸리므로 지연 시간이 발생합니다. PAL 컬러 TV 수신기에서 지연 회선은 63.943마이크로초의 지연 시간을 제공하기 위해 매우 엄격한 허용 오차로 제작됩니다.

그림 7(a)는 일반적인 상업용 컬러 TV 수상기의 지연 회선과 가산기 및 감산기 회로를 보여줍니다.

두 개의 색도 정보 회선이 “C”(그림 4)에 도달한다고 가정해 보겠습니다. 각 회선은 동일한 색조와 채도를 가지고 있습니다. F1이라고 부를 첫 번째 회선은 트랜지스터 Q1에 의해 증폭되어 지연 회선을 통과한 후 64마이크로초 후에 출력됩니다. 코일 L을 가로지릅니다. 이는 x점과 y점의 신호가 전압은 같지만 위상은 반대임을 의미합니다. F2라고 부를 다음 색차 정보선은 F1선과 정확히 동시에 z점에 도착합니다. 따라서 F1선과 F2선은 코일 L에 함께 도착합니다.

L의 x점에서 + 및 – “U” 신호는 상쇄되고 두 개의 – “V” 신호가 합쳐져 -2 “V”의 신호 전압을 생성합니다(그림 7(b)). 코일 L의 하단에서 + 및 – “V” 신호는 상쇄되고, 두 개의 “U” 신호가 더해져 +2°U”‘ 전압이 생성됩니다.

다음 신호 라인(라인 F3)이 도착하면, 두 번째 라인은 지연 라인을 통과하고 라인 F3은 직접 도착합니다. 결과는 그림 7(c)와 같습니다.

“U” 전압은 다시 상쇄되고, “V” 전압이 더해져 +2″V”가 생성됩니다. 코일 L의 하단에서 “V” 전압이 상쇄되고 +2″U”가 생성됩니다. 두 라인에서 색상 오류는 반대 위상 방향으로 발생합니다. 채도 오류는 두 라인의 곱이므로 오류가 상쇄되고 정확한 색상이 생성됩니다.

마찬가지로, “버스트” 신호는 -“U” 축을 기준으로 라인마다 위아래로 45도씩 전환되므로(그림 8), 전송 오류로 인한 버스트 오류는 상쇄되는 경향이 있습니다. 이에 대한 이유는 부반송파 복구에 대해 논의할 때 알아보겠습니다. 코일 L 상단의 출력은 “V” 신호만 있고, 코일 L 하단의 출력은 “U” 신호만 있다는 점에 유의하세요. 따라서 PAL 지연 회선과 가산기 및 감산기 회로는 ‘U’ 신호와 ‘V’ 신호를 분리합니다.

그림 7(a)의 VRI는 트랜지스터 Q1의 이득을 조정합니다. 이는 사전 설정된 위상 조정과 함께 지연 회선 및 회로 변화에 대한 보상을 가능하게 합니다.

이제 그림 5(d)와 같이 나타납니다. 이 “U” 및 “V” 크로마 부반송파는 서로 90도 위상차를 가지므로 별도로 복조해야 합니다. 그러나 이 작업을 논의하기 전에 먼저 컬러 버스트 신호가 어떻게 사용되는지 알아야 합니다.

버스트 신호 분리

크로마 신호와 컬러 버스트로 구성된 크로미넌스 증폭기의 출력은 버스트 게이트 및 증폭기 회로에도 인가됩니다(그림 4). 라인 타임베이스 회로의 펄스는 이 증폭기를 제어(또는 게이트)하여 10주기 컬러 버스트 신호 동안만 작동하도록 합니다.

증폭된 버스트 신호는 “E”에서 출력됩니다. 그런 다음 다음 위상 검출기에 적용되어 TV 수신기 4.43MHz 부반송파 발진기와 위상이 같은 것을 비교합니다.

이 4.43MHz 수정 제어 발진기는 누락된 부반송파를 대체하는 데 사용됩니다. 일부 텍스트에서는 이를 반송파 “재삽입”이라고 부르지만, 수신기 부반송파 발진기에서 생성된 출력이 “U” 및 “V” 컬러 측파대에 의해 변조된다고 말하는 것이 더 정확합니다. 그 결과 생성된 신호는 필요한 컬러 신호를 재생하기 위해 복조됩니다.

그림 4와 같이 자동 위상 제어(APC) 루프 신호가 위상 검출기로 피드백됩니다. 그림 10(a)는 기본 회로를 보여줍니다.

컬러 버스트 신호는 변압기 T의 연결 “1”과 “2”에 인가됩니다. 2차 권선의 “3”과 “4” 지점에 있는 신호는 서로 180도 위상이 다릅니다. 따라서 전류는 “3” 위치에서 양의 반주기 동안, “3” 위치에서 음의 반주기 동안만 다이오드를 통해 흐릅니다. “4”. 로컬 4.43MHz 발진기의 출력은 지점에 적용됩니다.

그림 10(b)에서 로컬 발진기 사인파 출력이 버스트 신호의 피크에서 제로 위치를 통과하는 것을 볼 수 있습니다. 이는 발진기의 위상이 버스트 신호보다 정확히 90도 뒤떨어져 있을 때만 가능합니다. 따라서 다이오드가 애노드와 캐소드가 중앙에 연결되어 있으므로 “H” 지점에서는 DC 출력 전압이 발생하지 않습니다.

컬러 버스트 신호는 영상 신호의 모든 라인에서 -“U” 축을 기준으로 위아래로 45도씩 변동합니다(그림 8). 따라서 컬러 버스트 신호 위상의 “평균” 또는 평균은 -“U” 축에 있습니다. 회로는 부반송파 발진기가 이 평균값에만 반응하도록 설계되었습니다.

따라서 부반송파 발진기는 +”V” 크로마 신호와 동일한 주파수 및 위상으로 “고정”됩니다. 국부 발진기가 버스트 신호의 평균보다 90도 “지연”되면, 앞서 설명한 바와 같이 사전 설정된 저항 R1(“H” 지점)의 와이퍼에서 DC 전압 출력이 발생하지 않습니다. 그러나 국부 발진기의 주파수 또는 위상이 변경되면 다이오드 D1과 D2를 통해 흐르는 전류는 더 이상 같지 않게 되고, “H” 지점에서 양 또는 음의 DC 출력 전압이 생성됩니다. 이 전압은 부반송파 발진기에 인가되어 주파수와 위상을 보정합니다.

위상 검출기는 또 다른 유용한 신호를 생성합니다. 버스트 신호가 -“U” 축을 중심으로 위아래로 진동함에 따라, 1/2 라인 주파수(7812.5kHz) 펄스가 생성됩니다. 이 펄스는 증폭되고 PAL 스위치 °를 동기화하기 위해 정형됩니다. (그림 4, Se 및 5f 참조).

일부 초기 모델 컬러 TV 수신기는 4.43MHz 수정 발진기를 포함합니다. 대신 컬러 버스트 신호는 증폭되어 “링잉 코일” 회로에 전원을 공급하는 데 사용되었습니다. 그 결과 생성된 4.43MHz 신호는 기존 수정 발진기 대신 사용되었지만, 이러한 세트에서는 디코더 조정이 매우 중요했습니다.

최신 PAL 수신기 중 상당수는 8.867MHz 수정 발진기로 제어되는 부반송파 발진기를 포함하고 있습니다. 이러한 배열은 제조업체에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 8.8MHz 발진기를 사용하는 이유와 방법은 이후 기사에서 논의할 것입니다.

“U” 및 “V” 신호 복조

그림 9(a)는 널리 사용되는 동기식 복조기의 회로를 보여줍니다.

TV의 4.43MHz 부반송파 발진기에서 나온 신호는 R1과 R2를 통과하여 “X” 지점과 “Y” 지점으로 이동합니다. 각 성분의 값은 “X”가 양의 피크에, “Y”가 음의 피크에 접근할 때 다이오드가 도통하도록 선택됩니다. 이 시간 동안만 “P” 지점과 출력 사이에 색차 신호 경로가 존재합니다.

그림 9(b)에서 점선은 전송된 신호의 파형을 나타내고, 실선은 “P” 지점에서 실제로 나타나는 파형을 나타냅니다. 부반송파 주파수는 물론 4.43MHz이지만, 단순화를 위해 몇 개의 사이클로 표시했습니다.

그림 9(c)는 국부적으로 생성된 부반송파를 보여주며, 실선 부분은 다이오드가 도통하는 주기를 나타냅니다. 다이어그램을 자세히 살펴보면 “A” 기간 동안 부반송파의 양의 피크가 색차 신호의 양의 피크와 정확히 동시에 발생한다는 것을 알 수 있습니다.

그러나 “B” 기간 동안에는 입력 색차 신호의 위상이 180도 변합니다. 이제 색차 신호의 음의 피크가 발생합니다. 로컬 부반송파의 양의 피크와 동시에 발생합니다. 결과적으로, “A” 기간 동안 크로마 신호의 양의 반주기가 복조됩니다. 마찬가지로, “B” 기간 동안 음의 반주기가 복조됩니다.

그림 9(d)는 “Q”에서의 출력 파형을 보여줍니다. 신호 피크를 가로지르는 실선은 초크 L1과 커패시터 C1 및 C2로 필터링한 후의 출력 신호를 나타냅니다.

로컬 발진기 신호가 크로마 반송파와 위상이 맞지 않으면 “Q”에서의 출력 신호는 약간의 리플만 발생합니다. 그러면 필터 단계에서 이 리플을 제거하여 출력 신호를 발생시키지 않습니다. 그림 9(a)에서 다이오드 D2와 D3을 적절한 저항으로 교체하더라도 회로는 여전히 작동하며, 실제로 이 구성이 일반적으로 사용됩니다.

컬러 수신기에서 “U” 및 “V” 신호의 복조를 위해 사용되는 두 개의 동기식 복조기는 일반적으로 동일합니다.

PAL 스위치 동기화

송신되는 “V” 컬러 신호와 “U” 컬러 신호 사이에는 90도의 위상 차이가 있습니다. 이러한 이유로 수정 제어 발진기의 출력은 “U” 동기 복조기로 입력되기 전에 90도 위상 편이됩니다(그림 4).

또한, 180도 PAL 스위치를 통해 부반송파 발진기에서 “V” 동기 복조기로 신호가 입력됩니다. PAL 스위치는 ‘V’ 검출기로 공급되는 부반송파가 전송되는 ‘Vv’ 신호와 정확하게 ‘동조’되도록 적절하게 동기화되어야 합니다. TV 방송국에서 ‘Vv’ 신호는 회선마다 180도씩 스위칭된다는 점을 기억하세요.

PAL 스위치는 두 개의 출력을 가진 쌍안정 또는 ‘플립플롭’ 회로에서 나오는 구형파를 인가하여 작동합니다. 수신기 회선 회로에서 스위칭 펄스가 도착할 때마다 각 출력에 구형파가 차례로 나타납니다. 쌍안정 회로가 수신기 PAL 스위치를 정확하게 동기화하도록 하려면 ‘트리거링’ 펄스가 필요합니다.

이 트리거링 펄스가 없어도 쌍안정 회로는 여전히 작동합니다. 그러나 PAL 스위치가 TV 방송국에서 수신된 스위칭된 ‘V’ 신호와 정확하게 ‘동조’하지 않으면 화면에 잘못된 색상이 나타납니다. 예를 들어, 이 시리즈 2부에 나와 있는 상대 위상각 다이어그램을 보면 녹색이 다음과 같이 표시되는 것을 볼 수 있습니다. 빨간색.

그림 4에서 위상 검출기에서 생성된 7.8kHz(7.8125kHz) 반선 주파수 리플 펄스가 7.8kHz 셰이퍼 회로에 인가되는 것을 볼 수 있습니다. 여기서 이 펄스는 증폭 및 셰이핑되어 7.8kHz 사인파 신호가 생성됩니다. 이 신호는 쌍안정 회로를 동기화하여 TV 수신기 PAL 스위치가 크로마 신호의 각 라인에서 전송되는 “V+” 및 “V-“와 정확히 동상이 되도록 합니다. 7.8kHz 사인파는 이러한 라인을 정확하게 식별하므로 “ident” 신호라고 합니다.

7.8kHz ident 신호는 컬러 킬러 회로를 제어하는 데에도 사용됩니다. 그림 2에서 볼 수 있듯이 흑백 전송 중에는 컬러 버스트 신호가 전송되지 않습니다. 즉, 버스트 신호, 위상 검출기에서 발생하는 7.8kHz 펄스, 그리고 ident 신호가 생성되지 않습니다.

결과적으로 컬러 킬러에서 크로미넌스 증폭기로 가는 신호는 색차 증폭기가 작동하지 않으므로 바이어스가 꺼집니다. 이렇게 하는 이유는 매우 간단합니다. 흑백 전송 중에 색차 증폭기가 계속 작동하면 화면에 색상 패턴과 얼룩이 나타나기 때문입니다.

버스트 게이트와 증폭기에서 나온 ACC(자동 색상 제어) 신호는 색차 증폭기로 다시 공급됩니다. 이 신호의 전압은 수신된 색상 버스트의 진폭에 따라 달라지며 색차 증폭기의 이득을 제어합니다. 이렇게 하면 수신 신호의 세기가 변하더라도 화면의 색상 채도 레벨이 일정하게 유지됩니다.

PAL 스위치가 신호에 올바르게 동기화되면 로컬 4.43MHz 반송파는 “V” 복조기로 공급될 올바른 위상과 주파수에 있게 됩니다. 위에서 설명한 바와 같이 90도 위상 편이된 발진기 신호는 “U” 복조기로 공급됩니다. 복조 후, 결과적인 (R-Y) 및 (B-Y) 신호가 증폭되어 매트릭스 회로로 공급됩니다.

NTSC 디코더

기억하시겠지만 NTSC 컬러 전송은 “WV”와 “U” 신호 대신 “I”와 “Q” 신호를 사용합니다. “T” 신호는 PAL “V” 신호와 33도, “Q” 신호는 “U” 신호와 33도 차이가 납니다(이 시리즈의 2부 참조). “I” 신호는 “V” 신호처럼 회선마다 스위칭되지 않습니다. NTSC 디코더의 블록 다이어그램은 그림 4와 유사하지만, 쌍안정 및 PAL 스위치 회로는 없습니다.

TV 수신기의 부반송파 발진기(미국의 경우 3.579545MHz)에서 나온 신호는 블록 다이어그램에서 “V” 복조기를 대체하는 “I” 복조기로 직접 전송됩니다.

PAL-S 및 PAL-D

일부 초기 PAL 컬러 TV 수신기는 Pal-S 회로를 사용했습니다. PAL-S(PALSimple) 수신기에서는 PAL 지연 회선과 가산기 및 감산기 회로가 생략됩니다. 두 회선에서 동일한 색상의 색상 오류가 반대 위상 방향으로 발생합니다. 이러한 경우 PAL-S 수신기는 눈의 색조 차이를 평균화하기 위해.

그러나 두 개의 인접한 화면 선 사이에 큰 색 위상 오차가 있는 경우, “하노버” 블라인드라고 하는 막대 패턴이 화면에 나타납니다. 이 문제를 해결하기 위해 부반송파 발진기와 두 개의 동기식 복조기 사이에 위상 제어 장치가 설치되었습니다. 시청자는 블라인드 효과를 최대한 줄이기 위해 이 제어 장치를 조정했습니다.

그림 4와 같이 PAL-D(PAL-deluxe 또는 PALdelay) 디코더는 더 단순한 PAL-S 수신기에 비해 탁월한 컬러 화면을 표시합니다. 이러한 이유로 모든 최신 수신기는 PAL-D 컬러 디코더를 사용합니다. 실제로 최신 설계에서는 대부분의 디코더 회로가 단일 대형 집적 회로로 처리됩니다.

6부에서는 휘도 신호를 살펴보고 신호가 매트릭스 회로에서 어떻게 결합되는지 설명합니다. 또한 색차 증폭기를 통과하는 신호를 살펴보고 G-Y 신호가 어떻게 복구되는지 논의합니다.

약속한 바에 따라 아날로그 신호를 해석하고 그것을 모노크롬, 컬러 영상으로 표현하는 것은, 참 신기한 기술이다. (표제부 사진 출처 : www.youtube.com/watch?v=517ocxlxs4o)