نظام تلفزيوني مكون من 405 خط

بدأ استخدام نظام 405 خطًا في أيرلندا عام 1961 (رسميًا في 31 ديسمبر 1961) مع إطلاق شركة Telefís Éireann ، لكنه اقتصر على محطتي إرسال رئيسيتين وخمس محطات تقوية تابعة لهما، لتغطية شرق وشمال البلاد. ويعود ذلك إلى امتلاك العديد من سكان هذه المناطق أجهزة استقبال 405 خطًا لاستقبال البث البريطاني من ويلز أو أيرلندا الشمالية . وكان المعيار الأساسي لشركة Telefís Éireann هو 625 خطًا، وقد بدأت باستخدامه في صيف عام 1962، أي قبل أكثر من عامين من امتلاك المملكة المتحدة أي قنوات 625 خطًا.

تم إغلاق آخر 405 جهاز إرسال خطي في المملكة المتحدة وأيرلندا في عام 1985.

تم إيقاف تشغيل آخر محطات الترحيل ذات 405 خطًا في مقاطعة دونيغال في عام 1982؛ وتم إغلاق أجهزة الإرسال الرئيسية في عام 1978 لإتاحة الترددات لقناة RTÉ 2 ، وبعد ذلك تم تغذية محطات الترحيل بواسطة محولات قياسية من جهاز الإرسال المحلي ذي 625 خطًا.

خلال السنوات الخمس الأخيرة من البث المتزامن لـ RTÉ بـ 405 خطًا، تم استخدام محول أورثيكون بسيط ، وهو في الأساس كاميرا 405 خطًا موجهة إلى شاشة 625 خطًا، حيث أصبحت محولات النظام الأكثر تكلفة التي استخدمتها RTÉ سابقًا غير قابلة للتشغيل.

استُخدم نظام 405 خطًا في خدمة تلفزيون الكابل "ريديفيوجن" في هونغ كونغ، التي تأسست عام 1957، مما جعلها أول مستعمرة بريطانية وأول مدينة ذات أغلبية صينية تمتلك تلفزيونًا. انتهى العمل بنظام 405 خطًا عام 1973، ليحل محله نظام البث المجاني "بال" ذو 625 خطًا .

لفترة وجيزة في عام 1939، كانت هناك عمليات إرسال تجريبية بـ 405 خطًا من محطات في مونتروج في فرنسا وإيندهوفن في هولندا ، ^{[ 8 ]} تشيكوسلوفاكيا وسويسرا . ^{[ 9 ]}

بعد أن اعتمدت الولايات المتحدة معيار NTSC أحادي اللون ذو 525 خطًا للبث التجاري عام 1941، بُذلت جهود لاحقة لتحديث المعيار بحيث يستوعب نظام بث ملون " متوافقًا ". وقد تكللت هذه الجهود بالنجاح في نهاية المطاف، ولكن نظرًا لأن المحاولات المتكررة أسفرت باستمرار عن نتائج غير مرضية، فقد وافقت لجنة الاتصالات الفيدرالية الأمريكية (FCC) رسميًا عام 1950 على نظام بث بديل ذي 405 خطوط، والذي طورته شبكة كولومبيا للبث (CBS) على مدار العقد الماضي، وذلك للبث التجاري. ^{[ 10 ]}

كان هذا النظام نظام ألوان متسلسل الحقول ينقل إلكترونياً صورة أحادية اللون مكونة من 405 خطوط و144 حقلاً في الثانية. ^{[ 11 ]} وكان يتم توفير اللون ميكانيكياً بواسطة قرص أحمر-أخضر-أزرق شفاف دوار متزامن ، يوضع أمام شاشة جهاز الاستقبال.

استُخدمت قنوات البث العادية لنقل إشارات نظام 405 خط، لكن ملايين أجهزة استقبال التلفزيون الحالية من نوع NTSC ذات 525 خط لم تكن قادرة إلا على معالجة الجزء الصوتي من هذه الإرسالات بشكل صحيح، لذلك ما لم يتم تعديل هذه الأجهزة، فإنها ستعرض صورة مشوشة فقط. ^{[ 10 ]}

بثت شبكة سي بي إس برنامجًا منوعًا خاصًا بعنوان "بريمير" في 25 يونيو 1951 لإطلاق البث التلفزيوني الملون التجاري رسميًا بدقة 405 خطًا، ولكن بعد أربعة أشهر فقط، أوقفت سي بي إس بثها الملون. وقد تعثرت جهود سي بي إس منذ البداية بسبب عدم قبولها على نطاق واسع، وجاءت النكسة الكبرى في نهاية العام عندما حظرت الحكومة الأمريكية مؤقتًا تصنيع أجهزة التلفزيون الملونة، ظاهريًا لتوفير الموارد خلال الحرب الكورية . ^{[ 12 ]}

في عام 1953، ألغت لجنة الاتصالات الفيدرالية موافقتها على نظام الألوان ذي 405 خطًا التابع لشبكة سي بي إس. وبدلاً منه، وافقت على معيار NTSC ثانٍ مُحسَّن ومُرضٍ ، وهو معيار 525 خطًا، والذي طورته شركة آر سي إيه. وقد أتاح هذا المعيار البث الملون مع الحفاظ على توافقه مع أجهزة التلفزيون أحادية اللون ذات 525 خطًا الموجودة آنذاك. ^{[ 5 ]}

يُعرف النظام 405-line باسم النظام A في تصنيف CCIR لأنظمة البث. يستخدم الصوت فيه تعديل السعة بدلاً من تعديل التردد المستخدم في الأنظمة التناظرية الحديثة. إضافةً إلى ذلك، كان النظام يُبث بنسبة عرض إلى ارتفاع 5:4 حتى 3 أبريل 1950، حين تم تغييره إلى النسبة الأكثر شيوعًا 4:3. ^{[ 13 ]}

استخدمت جميع أجهزة الإرسال من النظام A تقنية الإرسال الجانبي المتبقية ، باستثناء قصر ألكسندرا في لندن، الذي أغلق أبوابه في عام 1957 عندما تم استبداله بقصر الكريستال .

منذ منتصف ثلاثينيات القرن العشرين، أصبح من الممارسات الشائعة استخدام تردد مجال يساوي تردد التيار الكهربائي الرئيسي (أو أحد مضاعفاته)، أي 50 هرتز في معظم البلدان (60 هرتز في الأمريكتين )، وذلك لأن إضاءة الاستوديوهات تستخدم عادةً تيارًا متناوبًا للمصابيح، وإذا لم يكن هذا التيار متزامنًا مع تردد المجال، فقد يظهر تأثير وميض غير مرغوب فيه على صور التلفزيون. ثانيًا، كان تنعيم (ترشيح) دوائر إمداد الطاقة في أجهزة استقبال التلفزيون المبكرة ضعيفًا نوعًا ما، وقد يتسبب التموج المتراكب على التيار المستمر في حدوث تداخل بصري. ومع ذلك، كانت المشكلة الرئيسية هي حساسية شعاع الإلكترون في أنبوب أشعة الكاثود للانحراف بفعل المجالات المغناطيسية المتناثرة من المحولات أو المحركات القريبة. ^{[ 14 ]} إذا كانت الصورة متزامنة مع تردد التيار الرئيسي، فسيكون هذا التداخل ثابتًا على الشاشة على الأقل، وبالتالي غير ملحوظ نسبيًا. استخدمت أجهزة التلفزيون الأولى محولًا للتيار الرئيسي. كان لا بد من توخي الحذر في التصميم لمنع المجال المغناطيسي الشارد للمحول من التأثير على حزمة الإلكترونات في أنبوب أشعة الكاثود.  

يتطلب نظام التداخل تحديدًا دقيقًا لمواقع خطوط المسح، لذا يجب أن تكون النسبة بين قاعدة الزمن الأفقية والرأسية دقيقة. ويتم ذلك بتمرير أحد الخطين عبر سلسلة من دوائر التقسيم الإلكترونية لإنتاج الآخر. كل قسمة تتم على عدد صحيح فردي. لذلك، يجب أن تكون هناك علاقة رياضية مباشرة بين تردد الخط وتردد الحقل، حيث يُشتق تردد الحقل من قسمة تردد الخط على تردد الحقل. ونظرًا للقيود التقنية في ثلاثينيات القرن العشرين، كان من الممكن إجراء عملية القسمة هذه باستخدام أعداد صحيحة صغيرة فقط، ويفضل ألا تتجاوز 7، لضمان استقرار جيد. كان عدد الخطوط فرديًا بسبب التداخل بنسبة 2:1. استخدم نظام 405 خطًا ترددًا رأسيًا قدره 50  هرتز (تردد التيار المتردد القياسي في بريطانيا) وترددًا أفقيًا قدره 10125  هرتز ( 50 × 405 ÷ 2 أو، باستخدام معدل الإطارات، 25 × 405)، حيث يُشتق الرقم 405 من (3 × 3 × 3 × 3 × 5).

عند استخدام نظام ترشيح النطاق الجانبي المتبقي، يبلغ عرض النطاق الترددي الإجمالي لقناة تلفزيونية مكونة من 405 خطًا 5  ميجاهرتز، وهو أقل بكثير من 8 ميجاهرتز المطلوبة لنظام  625 خطًا ، الذي حل محله في بريطانيا. أما الأنظمة في البلدان الأخرى، فقد استخدمت نطاقًا تردديًا يتراوح بين 6 و14 ميجاهرتز لكل قناة.

إن استخدام ترددات VHF مع عرض النطاق الترددي الضيق - حيث تتأثر إشارات AM (عند ترددات VHF المنخفضة) بالضوضاء بشكل أقل مع انخفاض عرض النطاق الترددي - مكّن من استقبال إشارات 405 خطًا بشكل جيد حتى في ظل ظروف استقبال ضعيفة. وبالتالي، أصبح من الممكن تغطية المملكة المتحدة بأكملها تقريبًا بعدد قليل نسبيًا من محطات الإرسال .

أدى استخدام تعديل السعة (AM) بدلاً من تعديل التردد (FM) للصوت، واستخدام تعديل الفيديو الموجب (بدلاً من السالب)، إلى جعل إشارات 405 خطًا عرضةً للتداخل النبضي المسموع والمرئي، مثل ذلك الناتج عن أنظمة إشعال المركبات. يتجلى هذا التداخل في صورة طقطقة عالية في الصوت وبقع ساطعة كبيرة على الصورة، والتي يجدها المشاهدون أكثر وضوحًا من البقع المظلمة التي تظهر عند حدوث هذا التداخل في إشارة تستخدم تعديل الفيديو السالب. مع التعديل الموجب، يمكن أن يكون التداخل بسهولة بنفس سعة نبضات التزامن (التي كانت تمثل 0-30% من خرج جهاز الإرسال). كانت دوائر قاعدة الوقت المبكرة أقل قدرة على التمييز بين الإشارات، مما يؤدي إلى تشوه الصورة. على النقيض من ذلك، في تزامن التعديل السالب، تمثل النبضات ذروة خرج جهاز الإرسال (70-100% من الخرج). ونتيجة لذلك، يتسبب التداخل النبضي في ظهور بقع مظلمة مرئية قبل أن يصبح كبيرًا بما يكفي للتأثير على تزامن الصورة. وإذا كان التداخل كبيرًا بما يكفي، فمن المحتمل أن تكون الصورة غير قابلة للمشاهدة على أي حال. أدى إدخال دوائر مزامنة دولاب الموازنة لاحقًا إلى جعل الصورة أكثر استقرارًا، لكن ذلك لم يحل بعض مشاكل التضمين الموجب. ولهذا السبب وحده، اعتمدت جميع أنظمة التلفزيون التي خلفت نظام 405 خطًا تقريبًا التضمين السالب.

كانت دائرة التحكم التلقائي في الكسب (AGC) تُعاني من مشاكل. ففي الجيل الأول منها، كانت دائرة AGC تكتشف فقط متوسط ​​قيمة الإشارة المرسلة؛ إلا أنه نظرًا لتعديل الموجة الحاملة إيجابيًا، كانت ذروة القدرة تمثل ذروة اللون الأبيض - وهو أمر غير مضمون. وبالتالي، للحصول على صورة سوداء تمامًا، كانت دائرة AGC تزيد كسب التردد اللاسلكي لاستعادة متوسط ​​سعة الموجة الحاملة. وكانت النتيجة شاشة ليست سوداء بل رمادية متوسطة. في الواقع، كان إجمالي ناتج الضوء في أجهزة التلفزيون القديمة ثابتًا عمليًا بغض النظر عن محتوى الصورة.

بحلول منتصف خمسينيات القرن العشرين، بدأ العديد من المصنّعين في طرح أنظمة التحكم التلقائي في الكسب (AGC) المُتحكَّم بها لتجنب هذه المشكلة. ^{[ 15 ]} يتم اشتقاق نبضة متأخرة من إشارة مزامنة الخط المُستعادة. تُشغِّل هذه النبضة بوابةً تقوم بأخذ عينة من إشارة الفيديو المُستقبَلة خلال فترة "الخلفية" التي تُمثِّل مستوى أسود مضمونًا يُرسَل بين نهاية نبضة مزامنة الخط وبداية معلومات الصورة.

أدى إدخال التضمين السلبي في الأنظمة اللاحقة إلى تبسيط المشكلة، لأن ذروة قدرة الموجة الحاملة تمثل نبضات التزامن (التي كان وجودها مضمونًا دائمًا). تستطيع دائرة التحكم التلقائي في الكسب (AGC) البسيطة المزودة بكاشف ذروة اكتشاف سعة نبضات التزامن فقط، وبالتالي قياس قوة الإشارة المستقبلة.

أصدر نظام الخطوط الـ 405 صفيرًا ملحوظًا  بتردد 10.125 كيلوهرتز في العديد من الأجهزة، وهو ما يعادل عدد الخطوط في الثانية. وقد نتج هذا الصفير الحاد عن ظاهرة التمغنط الانضغاطي في محول خرج الخط .

هذه ظاهرة شائعة في أجهزة التلفزيون التي تستخدم أنبوب أشعة الكاثود . ورغم أن جميع أنظمة التلفزيون القائمة على أنبوب أشعة الكاثود تُصدر هذا النوع من الضوضاء، إلا أن زيادة عدد الخطوط في الثانية في المعايير الأحدث تُنتج ترددات (15.625  كيلوهرتز في نظام PAL و15.734  كيلوهرتز في نظام NTSC) تقع في الطرف الأعلى من الطيف المسموع، وهو ما لا يستطيع جميع الناس سماعه . أما أجهزة التلفزيون الحديثة التي تستخدم تقنية شاشات البلازما أو LCD أو OLED فهي خالية تمامًا من هذه الظاهرة، لأنها تتكون من مليون عنصر أو أكثر يمكن التحكم بها بشكل فردي، بدلاً من استخدام شعاع واحد منحرف مغناطيسيًا، وبالتالي لا حاجة لتوليد إشارة المسح.

في بداية بث هيئة الإذاعة البريطانية (BBC)، تم تبرير عدم استخدام نبضات معادلة لتسهيل التداخل بحجة أنها لا تؤدي إلا إلى عدم وجود تداخل مع فواصل تزامن المجال من نوع المُكامل، وأنه حتى في ذلك الوقت، كانت هناك دوائر أخرى عديدة توفر تداخلًا دقيقًا تمامًا دون الحاجة إلى نبضات معادلة. وقد أُثيرت هذه المسألة مجددًا من حين لآخر، لكن سلسلة من الاختبارات التي أُجريت خلال عام 1952 بالتعاون مع رابطة مصنعي معدات الراديو البريطانية أكدت عدم وجود حاجة عامة لنبضات المعادلة. ^{[ 16 ]}

في بعض شاشات التلفزيون الكبيرة، لم تكن الخطوط الممسوحة ضوئيًا سميكة بما يكفي لتغطية أنبوب أشعة الكاثود بنسبة 100%. نتج عن ذلك صورة مخططة مع وجود ظلام بين كل خط أفقي ممسوح، مما قلل من سطوع الصورة وتباينها. غالبًا ما استخدمت أجهزة التلفزيون ذات الشاشات الكبيرة مذبذبًا موضعيًا متذبذبًا، يعمل على إطالة بقعة المسح عموديًا بتردد عالٍ لتجنب تأثير فصل الخطوط هذا دون التأثير على حدة الصورة الأفقية. كما استُخدم التذبذب الموضعي عند تسجيل البرامج التلفزيونية ذات 405 خطًا.