انفجار الألوان

مزامنة أفقية وانفجار لوني لمخرج الفيديو المركب لجهاز كمبيوتر كومودور 64

تُعدّ نبضة اللون جزءًا من إشارة التزامن المركبة المستخدمة في إشارات التلفزيون التناظرية. وهي تتألف من "حزمة" من الموجة الحاملة الفرعية للون، وتُستخدم كمرجع لفك تشفير معلومات اللون في الفيديو. [ 1 ] من خلال مزامنة مذبذب مع نبضة اللون عند بداية كل خط مسح ، يستطيع جهاز استقبال التلفزيون استعادة الموجة الحاملة المكبوتة لإشارات اللون، وبالتالي فك تشفير معلومات اللون.

توضيح

في نظام NTSC ، يبلغ تردد نبضة اللون 3.57954 ميجاهرتز بالضبط ( 315/88) مع  طور 180 درجة. أما نظام PAL فيستخدم ترددًا قدره 4.43361875 ميجاهرتز بالضبط، ويتناوب طوره بين 135 و225 درجة من سطر إلى آخر. ولأن إشارة نبضة اللون لها سعة معروفة، تُستخدم أحيانًا كمستوى مرجعي عند تعويض تغيرات السعة في الإشارة الكلية.  

تتميز تقنية SECAM بعدم وجود إشارة انفجار لوني، حيث يتم ترميز إشارات اللون باستخدام FM بدلاً من QAM ، وبالتالي فإن طور الإشارة غير مهم ولا حاجة إلى نقطة مرجعية.

الأساس المنطقي لتردد انفجار الألوان في نظام NTSC

حدد معيار NTSC الأصلي للتلفزيون بالأبيض والأسود معدل إطارات يبلغ 30  هرتز و525 خطًا لكل إطار، أو 15750 خطًا في الثانية. وكان الصوت مُعدَّل التردد بتردد أعلى  بمقدار 4.5 ميجاهرتز من إشارة الفيديو. ولأن هذا كان بالأبيض والأسود، فقد اقتصر الفيديو على معلومات الإضاءة (السطوع). ورغم أن جميع المساحة بين الخطوط كانت مشغولة، إلا أن طبيعة معلومات الفيديو القائمة على الخطوط تعني أن بيانات الإضاءة لم تكن موزعة بشكل منتظم عبر نطاق التردد ؛ بل كانت مُركَّزة عند مضاعفات معدل الخط. وقد أعطى رسم إشارة الفيديو على مخطط طيفي إشارةً تُشبه أسنان المشط أو الترس، بدلاً من أن تكون سلسة ومنتظمة.

اكتشفت شركة RCA [ 2 ] أنه إذا تم تعديل معلومات اللون ( chrominance )، التي لها طيف مشابه، على موجة حاملة تساوي نصف عدد صحيح من معدل الخط، فإن قمم إشارتها ستتلاءم بدقة بين قمم بيانات الإضاءة، مما يقلل التداخل إلى أدنى حد. لم يُقضَ عليه تمامًا، ولكن ما تبقى منه لم يكن واضحًا للعين المجردة. (تحاول أجهزة التلفزيون الحديثة تقليل هذا التداخل بشكل أكبر باستخدام مرشح مشط ).

لتوفير نطاق ترددي كافٍ لإشارة اللون، مع التداخل فقط مع أجزاء إشارة الإضاءة ذات التردد الأعلى (وبالتالي الأقل وضوحًا)،  كان من المستحسن استخدام حاملة فرعية للون بتردد قريب من 3.6 ميجاهرتز.  كان الرقم 227.5 = 455/2 مضروبًا في معدل الخط قريبًا من القيمة الصحيحة، كما أن عوامل العدد 455 الصغيرة (5  × 7  × 13) تجعل تصميم مقسم التردد أمرًا سهلاً.

مع ذلك، قد ينشأ تداخل إضافي من إشارة الصوت . ولتقليل هذا التداخل، كان من المستحسن أن تكون المسافة بين تردد حامل اللون وتردد حامل الصوت مضاعفًا صحيحًا لنصف معدل الخط. يشير مجموع هذين العددين إلى أن المسافة بين تردد حامل الإضاءة وتردد حامل الصوت يجب أن تكون مضاعفًا صحيحًا لمعدل الخط. إلا أن معيار NTSC الأصلي، بتباعد  حامل يبلغ 4.5 ميجاهرتز ومعدل خط 15750  هرتز، لم يستوفِ هذا الشرط: إذ كان تردد الصوت 285.714 ضعف معدل الخط.

بينما لم تكن أجهزة الاستقبال بالأبيض والأسود الحالية قادرة على فك تشفير إشارة بتردد حامل صوتي مختلف، فقد كان بإمكانها بسهولة استخدام معلومات التوقيت الوفيرة في إشارة الفيديو لفك تشفير معدل خط أبطأ قليلاً. وهكذا، خفّض معيار التلفزيون الملون الجديد معدل الخط بمعامل 1.001 إلى 1/286 من  تردد الحامل الفرعي الصوتي البالغ 4.5 ميجاهرتز، أو حوالي 15734.2657  هرتز. أدى ذلك إلى خفض معدل الإطارات إلى 30/1.001  ≈ 29.9700  هرتز، ووضع الحامل الفرعي للألوان عند 227.5/286 = 455/572 = 35/44 من  تردد الحامل الفرعي الصوتي البالغ 4.5 ميجاهرتز. [ 3 ]

البلورات

يحتوي جهاز فك تشفير الألوان في أجهزة التلفزيون من نوع NTSC أو PAL على مذبذب بلوري ذي نبضات لونية .

نظراً للإنتاج الضخم لأجهزة التلفزيون الملونة التناظرية من ستينيات القرن الماضي وحتى أوائل الألفية الجديدة، أدى وفورات الحجم إلى انخفاض تكلفة بلورات النبضات اللونية، ما جعلها تُستخدم بكثرة في تطبيقات أخرى متنوعة، مثل المذبذبات للمعالجات الدقيقة أو في أجهزة الراديو للهواة  . ومنذ ذلك الحين، أصبح تردد 3.5795 ميجاهرتز تردداً شائعاً للنداء في نطاق 80 متراً بتقنية QRP ، كما أن تردده المضاعف البالغ 7.159 ميجاهرتز هو تردد شائع للنداء في نطاق 40 متراً . كما أن مضاعفة هذا التردد ثلاث مرات هي التي دفعت دوائر راديو FM إلى استخدام تردد وسيط اسمي يبلغ 10.7 ميجاهرتز في تحويل السوبرهيتروداين . 

استخدامات تردد نبضات ألوان نظام NTSC في غير التلفزيون (عادةً في إصدار NTSC فقط من كل جهاز): f =  315  ميجاهرتز / 88  = 3.57954 ميجاهرتز 
عنصرتكرارنسبة
معالج Intellivision0.8949  ميجاهرتز١/٤ و
معالج الكمبيوتر الملون TRS-80 (بسرعة عادية)
معالج Apple II (دورات قصيرة فقط، دورة واحدة من كل 65 دورة أطول)1.0227  ميجاهرتز2 / 7 f
وحدة المعالجة المركزية VIC-20
معالج كومودور 64
معالج كومودور 128 ( أوضاع بطيئة ومتوافقة مع C64 )
أتاري 2600 وحدة المعالجة المركزية [ 4 ]1.1932  ميجاهرتز١/٣ و
مؤقت الفاصل الزمني Intel 8253 في أجهزة IBM PC (لا يزال قيد الاستخدام حتى اليوم))
وحدة المعالجة المركزية لنظام الترفيه المرئي من فيرتشايلد1.7898  ميجاهرتز١/٢ f
معالج أوديسي 2
أجهزة كمبيوتر أتاري ذات 8 بت [ 5 ] ووحدة المعالجة المركزية أتاري 7800
معالج Plus/4
وحدة المعالجة المركزية لنظام نينتندو الترفيهي
جهاز كمبيوتر ملون TRS-80 بثلاثة معالجات (وضع سريع)
معالج كومودور 128 (الوضع السريع ووضع CP/M)2.0454  ميجاهرتز4 / 7 f
معالج سوبر نينتندو2.6847  ميجاهرتز3/4 f
3.5795  ميجاهرتزو
وحدة المعالجة المركزية للنظام الرئيسيو
معالج MSX
بلورة إرسال /استقبال لاسلكية للهواة لنطاق 80 متر
معالج كوليكوفيجن
رقائق الصوت Yamaha OPL و OPL2 FM للتوليف
مؤقت إدارة الطاقة ACPI
معالج IBM الشخصي 51504.7727  ميجاهرتز4 / 3 f
معالج أميغا7.1591  ميجاهرتز2 f
معالج تاندي 1000 SX [ 6 ] (والعديد من أجهزة IBM PC-XT الأخرى)
معالج TurboGrafx-16
وحدة المعالجة المركزية لجهاز توليف الصوت Yamaha TX81Z
بلورة إرسال/استقبال لاسلكية للهواة لنطاق 40 مترًا
وحدة المعالجة المركزية لجينيس7.6705  ميجاهرتز15 / 7 f
التردد المتوسط ​​لدوائر الراديو FM سوبر هيتروداين10.7386 ميجاهرتز3 f
مؤقت أحداث عالي الدقة (نموذجي)14.3181  ميجاهرتز4 f
استخدامات تردد نبضات ألوان PAL في غير التلفزيون (عادةً في إصدار PAL فقط من كل جهاز): f  = 283.75 × 15625  هرتز + 25  هرتز =4.433 618 75  ميجاهرتز
عنصرتكرارنسبة
معالج كومودور 640.9852  ميجاهرتز2 / 9 f
معالج كومودور 128 ( أوضاع بطيئة ومتوافقة مع C64 )
أتاري 2600 وحدة المعالجة المركزية1.182298  ميجاهرتز [ 4 ]4 / 15 f
وحدة المعالجة المركزية VIC-201.1084  ميجاهرتز١/٤ و
وحدة المعالجة المركزية لنظام نينتندو الترفيهي [ 7 ]1.662607  ميجاهرتز3/8 f
معالجات أجهزة الكمبيوتر أتاري ذات 8 بت [ 5 ]1.7734475  ميجاهرتز2 / 5 f
وحدة المعالجة المركزية Dendy ( famiclone ) [ 7 ]
معالج كومودور 128 (الوضع السريع ووضع CP/M)1.9704  ميجاهرتز4 / 9 f
وحدة المعالجة المركزية لنظام سوبر نينتندو الترفيهي2.6601712  ميجاهرتز3 / 5 f
3.546895  ميجاهرتز4 / 5 f
معالج كومودور أميغا7.09379  ميجاهرتز8 / 5 f

انظر أيضاً

مراجع

  1. "أساسيات الفيديو التناظري" . analog.com .
  2. براون ولوك (يونيو 1953). "مبادئ وتطوير أنظمة التلفزيون الملون" (ملف PDF) . مجلة آر سي إيه . المجلد الرابع عشر : 155-156 .
  3. "مواصفات إشارة نظام NTSC" (ملف PDF) . موقع AntiqueRadio.org . 23 مايو 2018.
  4. 1 2 مواصفات جهاز أتاري 2600 http://problemkaputt.de/2k6specs.htm
  5. 1 2 لي، أفيري (21-09-2024). "3.3 توقيتات الدورة". دليل مرجعي لأجهزة ألتيرا (ملف PDF) . ص 43. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27-11-2024 . 
  6. ↑ في الوضع العادي (عالي السرعة). يحتوي جهاز 1000 SX أيضًا على وضع أبطأ بسرعة 4.77 ميجاهرتز ( 4/3 f )  للتوافق مع IBM PCjr.
  7. 1 2 NES DEV wiki: معدل الساعة

ملحوظات