Dlaczego szum statyczny telewizora jest zawsze czarno-biały?

Większość współczesnych telewizorów kineskopowych (CRT) wyprodukowanych po latach 60. XX wieku (po wprowadzeniu standardów NTSC i PAL) obsługuje dekodowanie sygnałów kolorowych. Powszechnie wiadomo, że nowe standardy kolorów zostały stworzone, aby umożliwić nowym telewizorom kompatybilność wsteczną ze starymi czarno-białymi transmisjami dnia (między innymi religijną kompatybilność wsteczną z wieloma innymi starszymi funkcjami). Nowe standardy kolorów dodały informację o kolorze na wyższej częstotliwości nośnej (ale przy tym samym czasie świecenia). Informacje o kolorze są synchronizowane po początku każdej poziomej linii i są znane jako seria kolorów .

Wydaje się, że kiedy wprowadzasz szum do telewizora, telewizor powinien generować nie tylko szum czarno-biały, ale także szum kolorowy, ponieważ na każdej nowej poziomej linii, gdzie powinna być każda klatka, pojawiałyby się informacje o kolorze. Ale tak nie jest, ponieważ wszystkie telewizory kolorowe wciąż hałasują w czerni i bieli!

Dlaczego tak jest?

Oto przykładowy sygnał pojedynczego skanu poziomego.

A oto wynikowy obraz, jeśli wszystkie poziome skany są takie same (otrzymujesz paski!).

Seria kolorów jest również wskaźnikiem, że jest sygnał kolorowy.

Ma to na celu zapewnienie zgodności z sygnałami czarno-białymi. Brak serii kolorów oznacza sygnał czarno-biały, więc dekoduj tylko sygnał luminancji (bez kruszenia).

Brak sygnału, brak serii kolorów, więc dekoder wraca do trybu czarno-białego.

Ten sam pomysł dotyczy FM stereo / mono. Jeśli nie ma podnośnej 19 kHz, demodulator FM wraca do mono.

W przypadku braku prawidłowego sygnału rozerwania kolorów obwód „zabójcy kolorów” wyłącza sygnały różnic kolorów, w przeciwnym razie rzeczywiście zobaczysz kolorowe szumy. Jest to głównie przeznaczone do wyświetlania słabych sygnałów w czerni i bieli bez kolorowych szumów.

Kolejnym krokiem jest wyciszenie całego sygnału, zastąpienie stabilnych sygnałów synchronizacji i wyświetlenie niebieskiego lub czarnego pola z ładnym komunikatem „brak sygnału”.

Głośne sygnały synchronizacji mogą spowodować uszkodzenie tranzystora linii, awarię spowodowaną nadmiernym napięciem. Inżynierowie telewizyjni uczą się nienawidzić hałasu. Kiedyś zaprojektowałem cyfrowe algorytmy do czyszczenia sygnału synchronizacji linii, zanim dotrze on do tranzystora.

W systemie PAL informacja o kolorze (chrominancja lub barwa) jest modulowana na czarno-biały (luminancja lub luma) sygnał pasma podstawowego. Barwa ma przesunięcie ~ 4,4 MHz od prądu stałego i ma szerokość około 1,3 MHz.

Zakładając, że twój szum jest skoncentrowany wokół prądu stałego, to jeśli jego szerokość jest mniejsza niż ~ 3,5 MHz, to nie pojawi się w spektrum barwy i będzie tylko w lumie. Dlatego widzisz hałas jako czarno-biały.

Gdybyś miał szum rozciągający się na spektrum barwy, zobaczyłbyś również szum koloru.

Staje się bardziej interesujący, ponieważ widma luma i chrominują się. Bardzo ostre detale w lumie pojawiają się jako wysokie częstotliwości i dlatego są częścią spektrum barwy. Dlatego pojawiają się na obrazie jako szum koloru. Sygnał luma jest zatem często filtrowany w celu usunięcia tych komponentów wysokiej częstotliwości, aby podczas dekodowania nie pojawiał się szum na barwie. Masz to samo w odwrotnej kolejności z kolorem pojawiającym się jako część sygnału luma podczas dekodowania. Spójrz na „luminancję krzyżową” i „chrominancję krzyżową”, jeśli jesteś ciekawy i masz ochotę na matematykę ...

Wszystko to szybko staje się coraz mniejszym problemem, ponieważ starsze analogowe standardy transmisji są wycofywane w przejściu na całą transmisję cyfrową. Te same problemy nie istnieją w MPEG i podobnych standardach (chociaż wprowadzają wszystkie nowe i ekscytujące własne problemy).

Aby dodać do istniejących odpowiedzi, PAL koryguje błędy kolorów, odwracając składową koloru każdej linii w następnej linii, co eliminuje błędy kolorów i powinno również zmniejszać składową koloru przypadkowych szumów. Chociaż efektywnie zmniejsza to rozdzielczość koloru o połowę, ma na początku więcej linii niż NTSC, a oko również nie ma wysokiej rozdzielczości kolorów, więc nie jest tak zauważalna. Z tego powodu nie wiem, czy PAL ma nawet „obwód zabójcy kolorów”. Jednak w przypadku tanich implementacji PAL, które nie są zgodne ze standardem / licencją, może być inaczej. Źródło .