Dekodér barevného signálu (barevný kanál) je nedílnou součástí návrhu barevného televizoru analogových televizních standardů ( NTSC , PAL , SECAM ), který převádí barevné informace zakódované v barevném televizním signálu na elektrické signály nezbytné pro reprodukci barevného obrazu . Dekodér je nedílnou součástí každé barevné televize a umožňuje dekódovat jeden nebo více různých barevných televizních systémů. Ve standardech digitální televize se nekóduje pouze barevná informace, ale celý videosignál, proto jsou digitální televizory vybaveny složitějším dekodérem digitální obrazové informace (nejčastěji standard MPEG2), který je v moderních systémech implementován softwarově, i když v raná zařízení (například Panasonic DDD) byla poměrně složitým hardwarem.
Před příchodem domácích videorekordérů v SSSR byl technický termín "dekodér" známý pouze odborníkům a radioamatérům. Masový výskyt pirátských videokopií zahraničních filmů zaznamenaných v systémech nepodporovaných standardním dekodérem sovětských televizorů na konci 80. let vedl k řemeslné výrobě a instalaci dalších dekodérů, zejména systémů PAL .
Zařízení, které převádí televizní signál z jednoho barevného vysílacího systému na jiný, se nazývá transkodér .
V barevné televizi je barevná informace reprezentována kombinací tří monochromatických složek - primárních barev získaných v procesu separace barev . Aby byla zajištěna kompatibilita s černobílými televizními přijímači, místo přímého přenosu tří primárních barev E ' R , E ' G , E ' B , jasového signálu E ' Y odpovídajícímu černobílému obrazu a dvou barevných rozdílových signálů E ' R—Y a E ' B—Y , získané odečtením jasového signálu od červeného a modrého signálu [1] . Z těchto signálů a synchronizačního signálu rozmítání se vytvoří kompletní barevný televizní signál ( PCTS ) [2] .
V televizním přijímači, pro příjem signálů tří primárních barev z PCTS a jejich zesílení na úroveň dostatečnou k tomu, aby je bylo možné přivést do kineskopu nebo displeje z tekutých krystalů , existuje sada zařízení, která obsahuje jeden nebo více barevných kanálů (zařízení, která tvoří signály rozdílu barev), jasový kanál, maticové zařízení a výstupní video zesilovače [3] . Taková sada zařízení může být označována jako blok, modul nebo chrominanční dekodér. Obecně se však uznává, že termín dekodér přesně označuje zařízení, které generuje signály barevného rozdílu z PCTS [4] . V tomto smyslu jsou termíny dekodér a chroma kanál synonyma.
Televizní signál přijímaný ze vzduchu nebo přicházející z externího zařízení (například videorekordéru) je přiváděn do dekodéru a kanálu jasu. Protože chrominanční signál ruší jasový kanál a jasový signál ruší dekodér, jsou signály odděleny pomocí filtrů . Dekodér obvykle obsahuje pásmovou propust a luma kanál zářezový filtr [5] . Při příjmu televizního signálu bez informací o barvě se dekodér barevného signálu automaticky vypne, aby se na obrazovce neobjevil barevný šum, a v kanálu jasu se vypnou zářezové filtry, aby se přenášel černobílý obraz s maximální čistotou. .
Dekodér generuje barevné rozdílové signály E ' R—Y a E ' B—Y [6] . Způsob generování signálů rozdílu barev je odlišný a závisí na systému barevného vysílání použitého v dekódovaném signálu. U některých modelů televizorů byl barevný dekodér vyroben jako samostatná deska s plošnými spoji (submodul).
Dekodér také obsahuje obvody pro jeho zapnutí, když se v systému, který podporuje, objeví chrominanční signál. Pokud monosystémový televizor (například sovětský televizor s dekodérem SECAM) pro něj přijme „mimozemský“ barevný signál (například v systému PAL), dekodér se nezapne a divák uvidí černou a bílý obrázek. Pokud je poměr signálu k šumu přijímaného televizního signálu příliš nízký, například kvůli velké vzdálenosti od vysílacího televizního centra , použití přijímací antény s nízkým ziskem nebo dlouhého koaxiálního kabelu antény , pak stabilní formace signálů rozdílu barev se stane nemožným a dekodér se také vypne. V dekodérech SECAM a PAL jsou signály pro povolení chroma generovány zařízeními pro synchronizaci barev [7] [8] .
V jasovém kanálu je kromě potlačení chrominančního signálu signál také zpožděn, aby se časově shodoval se signály barevného rozdílu, upraví se jas a kontrast a nastaví se úroveň napětí odpovídající černé barvě obrazu na začátek každého televizního řádku (fixace úrovně černé) [5] , což je nezbytné pro následné maticování.
Jasový signál a signály barevného rozdílu jsou přiváděny do maticového zařízení, kde se obnoví chybějící signál E'G - Y a vytvoří se signály primární barvy E'R ( červená ) , E'G ( zelená ) a E'B ( modrá ) . . Poté jsou zesíleny video zesilovači a přiváděny k samostatným katodám elektronových děl kineskopu nebo k matrici z tekutých krystalů . Pokud je dekodér vypnutý, je do maticového zařízení vysílán pouze jasový signál, v důsledku čehož mají primární barevné signály stejnou velikost a obraz na televizní obrazovce se stává černobílým.
Podle počtu podporovaných systémů lze chrominanční dekodéry rozdělit na:
Dekodéry prvních modelů barevných televizorů byly stavěny na elektronky , např. RCA CT-100 TV (1954) [9] , vyráběný v USA nebo Record-101 TV [10] , vyráběný v SSSR (1970 ), dále na tranzistorech nebo jejich kombinovaných s elektronickými výbojkami. Takové dekodéry čítaly stovky elektronických součástek , u některých televizorů (například sovětských řady ULPCT [pozn. 1] ) musela být značná část z nich umístěna na pomocných deskách (modulech) připájených na hlavní desku dekodéru [11 ] . Dekodéry navíc obsahovaly mnoho přizpůsobitelných komponent, což vyžadovalo speciální lavici pro nastavení dekodéru [12] , a dekodéry PAL a SECAM využívaly drahé zpožďovací vedení po dobu trvání televizní linky s odchylkou maximálně 5 nanosekundy pro systém PAL [13] .
Koncem 60. let se začaly vyvíjet čipy pro barevné dekodéry [14] . Jejich použití výrazně snížilo počet elektronických součástek v dekodéru. Zvýšení úrovně integrace umožnilo do poloviny 80. let vytvořit multisystémový dekodér pouze na jednom čipu (například TDA4555 od Philips [15] ). To však nevyřešilo problém složitosti nastavení dekodéru a přítomnosti zpožďovací linky. V tomto ohledu pokračovalo hledání způsobů, jak zjednodušit konstrukci dekodérů. Těmito metodami bylo použití zařízení s nábojovou vazbou (CCD) a použití digitálního zpracování signálu . Protože CCD může provádět zpoždění signálu, lze jej použít místo zpožďovací linky [16] .
Digitální zpracování zahrnuje zpracování video signálu, digitalizovaného pomocí analogově-digitálního převodníku , pomocí matematických algoritmů . Před aplikací na video zesilovače je převeden zpět na analogový signál [17] . I částečný přechod na digitální zpracování signálu umožňuje [18] :
První čipová sada pro digitální zpracování signálu „DIGIT 2000“ byla vyvinuta společností ITT Corporation v roce 1981 [19] . Navzdory výhodám digitálního zpracování se však kvalita obrazu vytvořená takovými mikroobvody jen málo lišila od konvenčních analogových. Pro další zlepšení kvality obrazu byly vyžadovány další metody zpracování, například převod prokládaných na progresivní , redukce šumu atd., které vyžadovaly, aby televizor měl paměťové zařízení pro velikost televizního pole . Čipy s podporou externí paměti byly vytvořeny společností Philips v roce 1988 [20] . Jako paměť byly použity posuvné registry na CCD [21] .
Začátkem roku 2000 byly vytvořeny mikroobvody, které kombinovaly barevný dekodér, RAM, převodník poměru stran skenování a rastru, korektor ostrosti barevného přechodu, potlačovač šumu a digitální řídicí obvod přes sběrnici I²C na jednom čipu (např . , VSP 94x2A od Micronas [22] ) .
K dnešnímu dni existují tři hlavní způsoby, jak vytvořit vícesystémové dekodéry [23] :
V SSSR se pravidelné barevné televizní přenosy uskutečňují od roku 1967 pomocí francouzského systému SECAM-IIIB [36] . Sovětský průmysl vyráběl televizory pro domácí trh, které podporovaly pouze systém SECAM, protože přenosy v jiných systémech nebyly ve většině země dostupné.
Malá část sovětských občanů, kteří žili poblíž hranic s některými státy, mohla sledovat zahraniční TV programy v systému PAL , jedná se o země jako Norsko , Finsko , Rumunsko , Turecko , Írán , Pákistán , Čína , Severní Korea ; někteří obyvatelé oblasti Sachalin mohou sledovat japonské televizní programy v systému NTSC . Podobná situace je i v jiných zemích, například v Berlíně , stejně jako v celé NDR , televizní vysílání probíhalo v systému SECAM B/G a za „ zdí “ v Západním Berlíně , stejně jako v NDR , PAL Bylo použito B/G.Většina televizorů se nadále vyráběla jako jednosystémové, i když od poloviny 80. let používaly mikroobvody pro dvousystémový PAL/SECAM dekodér K174XA9 a K174XA8, což byly analogy mikroobvodů Valvo TCA640 a TCA650 ( řada televizorů 3USCT s MC -2 barevné moduly a MC-3) [37] . Poté, co se v SSSR objevily domácí videorekordéry ve formátu VHS (a od roku 1984 se vyrábí domácí videorekordér " Electronics VM-12 " ), jejich uživatelé čelí skutečnosti, že při sledování některých videokazet na sovětských barevných televizorech , jsou reprodukovány pouze černobíle.
Pokud byl videozáznam na kazetě pořízen v systému PAL (zpravidla se jednalo o zahraniční filmy, většinou padělaného původu), pak videorekordér přehraje i TV signál ve stejném systému, pokud byl záznam pořízen v SECAM. systém (například záznam vysílaného televizního programu, nebo licencovaný záznam sovětského filmu [Poznámka 2] ) - pak videorekordér přehraje TV signál v systému SECAM. Spotřební videorekordéry tohoto období nepodporovaly překódování video signálu z jednoho systému do druhého, modely s touto funkcí se objevily na počátku 20. století, například Panasonic AG-W3.Majitelé zahraničních domácích počítačů a herních konzolí čelili stejným problémům , když se snažili použít televizor jako monitor : video ovladače těchto zařízení ve většině případů tvořily barevný televizní signál v systému NTSC nebo PAL, takže sovětské televizory vykazovaly černou a bílý obrázek.
Reprodukce barevného obrazu byla obnovena po instalaci dalšího dekodéru požadovaného systému do sovětského barevného televizoru. V časopise " Rádio " byly v knihách z ediční řady " Masová rozhlasová knihovna ", " Na pomoc radioamatérům " publikována schematická schémata pro svépomocnou montáž zkušenými radioamatéry [37] [38] [39] , ve druhé polovině r. 80. léta 20. století zvládla produkční družstva a státní podniky uvolňování dekodérů. Byly instalovány dekodéry a televizory byly laděny samostatně, v družstvech nebo televizních studiích.
Někdy můžete vidět název „dekodér PAL-SECAM“ (zpravidla v článcích s reklamním obsahem), což je technicky nesprávné, protože instalované produkty nepřekódovaly signál PAL do signálu SECAM a dekodéry SECAM (barva submoduly) již byly na televizorech.Koncem 80. let ovládl sovětský radioelektronický průmysl výrobu vícesystémových televizorů čtvrté generace (4USTST) [40] a v 90. letech se v prodeji objevily dovážené barevné televizory. Staré sovětské modely ( UPIMCT [Pozn. 3] , 2USCT [Pozn. 4] , 3USCT [Pozn. 5] ) se opotřebovávaly a postupně selhávaly a stávaly se historií.
Dekodéry PAL prodávané v SSSR byly připojeny paralelně k dekodéru SECAM. Složitost takového spojení spočívala v tom, že barevné dekodéry různých sérií sovětských televizorů se výrazně lišily v technických vlastnostech. Lišila se například napájecí napětí, amplituda a polarita signálů barevného rozdílu, amplituda a tvar požadovaných vertikálních a horizontálních snímacích impulsů a způsob vypnutí barvy. Ne všechny prodávané dekodéry byly kompatibilní s každým modelem televizoru. To vyžadovalo vlastní sestavení přizpůsobovacích obvodů , které umožňovaly měnit amplitudu a polaritu barevně odlišných signálů, generovat chybějící impulsy pro činnost synchronizačních a identifikačních obvodů barev a také provádět přepínání signálů. V budoucnu se takové obvody začaly instalovat na desku dekodéru PAL. S největšími obtížemi byla spojena instalace dekodérů do lamp-polovodičových televizorů ULPCT [41] .
Deska plošných spojů dekodéru PAL byla osazena uvnitř skříně televizoru a propojena vodiči s barevným modulem (blokem). Pro snadnou instalaci (a případnou demontáž) bylo připojení provedeno také pomocí elektrického konektoru .
Elektronické klíče (na tranzistorech , mikroobvodech nebo relé ) vypnuly dekodér SECAM při příjmu signálu v systému PAL.
Někdy bylo na televizorech navrženo pro práci s videorekordérem instalováno zařízení rozhraní , které umožňovalo přivádět signál z videorekordéru nejen přes RF modulátor do anténního vstupu, ale také přímo přes nízkofrekvenční „ tulipán “, „ DIN “. ” nebo “ SCART ” konektory. Televizor se do tohoto režimu sledování přepnul samostatným tlačítkem , zároveň se vypnul modul rádiového kanálu a bylo možné vypnout dekodér SECAM (aby nedošlo k automatickému přepnutí PAL-SECAM, pokud byly sledovány pouze kopie zahraničních filmů v televizi ve video salonech ).
Transkodéry se používají především ke konverzi systému barevného kódování při vysílání programů vyrobených v systému, který neodpovídá systému přijatému v dané vysílací oblasti. Transkodér je kombinací dekodéru a kodéru zapojených do série [42] . Dekodér rozdělí plně barevný televizní signál na signály jasu a barevného rozdílu a kodér je překóduje na televizní signál pomocí odlišného kódovacího systému.
Vzhledem k tomu, že od poloviny 90. let se profesionální videotechnika pro systém SECAM prakticky nikde na světě nevyrábí, je videoprodukce univerzálně prováděna v systému PAL s dekompozičním standardem 625/50 přijatým ve vysílacích zemích. v systému SECAM. Když je hotový program vysílán vzduchem, je televizní signál překódován do systému SECAM. Tato technologie je používána na většině ruských televizních kanálů kvůli nedostatku moderního vybavení pro výrobu pomocí systému SECAM, a to i přes mírnou ztrátu kvality obrazu [43] . Produkce videa v "nativním" systému by byla nemožná ani při použití dochovaných vysílacích kamer SECAM , protože zpracování videosignálu vyžaduje mnoho fází, pro které je moderní vybavení dostupné pouze s podporou systémů PAL a NTSC. To platí pro videorekordéry, přepínače a mnoho dalších zařízení. Otázka přechodu televizního vysílání v Rusku na systém PAL byla opakovaně vznesena, ale přítomnost obrovské flotily televizních přijímačů, které tento systém nepodporují, takový přechod znemožňuje [44] . Navíc nástup digitální televize , založené na jiných principech a standardech, odstraňuje závažnost problému.
Některá ojetá japonská auta dovážená do Ruska jsou vybavena televizory konstruovanými samozřejmě pro systém NTSC a v 90. letech byly použité japonské televizory soukromě dováženy na Dálný východ [Poznámka 6] . Noví majitelé je samozřejmě chtějí přizpůsobit ruskému televiznímu standardu a barevnému systému. Dekodéry SECAM jsou zabudovány do televizorů, upravuje se zvukový kanál, skenování snímků a řádků a další parametry. Počet laditelných televizorů je malý, jev je náhodný, výrobu dekodérů a úpravy televizorů obvykle provádí řemeslníci, zkušení radioamatéři nebo televizní dílny.
| TV komponenty | |
|---|---|
| rádiová cesta | |
| Cesta analogového videa |
|
| Cesta digitálního videa |
|
| Analogová audio cesta | |
| Digitální audio cesta |
|
| Výstružníky a kineskop |
|
| LCD obrazovka | Displej z tekutých krystalů |
| plazmová obrazovka | Maticové síto pro vypouštění plynu |
| jiný | |