Colorplexer

Färg-tv som introducerades i Nordamerika 1954 beskrivs bäst som "färgad" tv. Systemet använde den befintliga svartvita signalen men med tillägg av en komponent avsedd endast för TV-mottagare utformade för att visa färg. Genom noggrann applicering ignorerades denna "färgade" signal av vanliga TV-apparater och hade en försumbar effekt på utseendet på den svartvita bilden. Detta innebar att färgprogram kunde ses på de många befintliga svartvita mottagare som uppfyllde ett krav på "kompatibilitet" som TV-industrin önskade. När den så kallade "sammansatta" videosignalen som innehåller färgkomponenten hade genererats kunde den hanteras precis som om det vore en svartvit signal, vilket eliminerar behovet av att ersätta mycket av den befintliga TV-infrastrukturen. Colorplexer var RCA- namnet för utrustningen som skapade denna "sammansatta" färgsignal från tre separata bilder som var och en skapades i primärfärgerna, rött, grönt och blått från en färgvideokamera. Denna process var enligt dagens normer ganska komplex och krävde noggrann kontroll av alla de olika inblandade parametrarna om en acceptabel färgbild skulle uppnås. Den förenkling som denna "head end"-metod ger blev uppenbar och bidrog till den gradvisa acceptansen av färgprogrammering under de följande decennierna.

Nationell standard

för National Television System Committee, NTSC, var det analoga tv-systemet som användes i större delen av Nordamerika från 1941 fram till den obligatoriska övergången till ATSC 2009. Emellertid fick lågeffekts-TV-stationer arbeta med NTSC, för nu , men många har sedan konverterat till ATSC. Denna nationella standard antogs senare (eller, i vissa fall, anpassad) i andra jurisdiktioner, såsom Japan.

Den andra NTSC-standarden (525/30, 1941 och senare) förutsåg att det befintliga monokroma TV-systemet så småningom skulle införliva en bestämmelse för monokrom-kompatibel färg-TV. Den första NTSC-standarden (441/30, före 1941) hade inga sådana förväntningar, eftersom till och med det befintliga trefärgssystemet för film, "Three-Strip" Technicolor, då bara var fem år gammalt. Den andra NTSC-standarden , som reviderad för färg, ibland kallad EIA RS-170a , var i drift i Nordamerika och på andra håll från 1953 tills denna standard ersattes av ATSC i början av 2000-talet.

Centralt i denna reviderade standard var ett mandat för en informationsström, vid sändaren, och sändning till TV-apparater (mottagare), vilket var oberoende av om signalen var monokrom (redan funnits sedan 1941) eller färg (antagen 1953).

Detta betydande uppdrag uppfylldes av en kodningsenhet som kom att kallas en Colorplexer .

Signalhantering

Colorplexer (en portmanteau av "färg" och "multiplexer") var RCA -handelsnamnet för dess komplexa elektroniska enhet som kodade diskreta röda, gröna och blå 3-färgsbilder, som från en färgkamera, till en sammansatt monokrom-kompatibel färginformation ström.

I RCA:s rekommendation för monokrom-kompatibel färg-TV, allmänt kallad " NTSC- färg", inkluderade varje färg-TV-källa (som, från en CCU ) sin egen colorplexer, och tillhandahöll därmed den återstående utrustningen, som alla antogs ha sitt ursprung som en monokrom utrustningssystem, med en signal som kunde hanteras (genereras, kopplas, sändas, tas emot, etcetera) som om signalen inte alls var färg, utan var en vanlig sammansatt monokrom signal.

Detta var ett strategiskt beslut från RCA:s sida, och detta koncept med "en färgplexer per färgkälla" blev en del av RCA:s marknadsföringsrekommendationer för färg-TV-utrustning. Även om det gjorde varje färgkälla betydligt mer komplicerad, och därmed dyrare, undviker den också behovet av stora förändringar av en TV-stations signalhanteringssystem och kostnaden för signalhantering (särskilt för nätverk som involverar vitt åtskilda källor och destinationer, såsom RCA:s helägt NBC-TV-nät) ansågs vara avsevärt högre i kostnad än själva färgsignalkällorna, eftersom det annars skulle behöva ändras från ett (sammansatt) ledningssystem med endast Y till ett (komponent) R-, G- och B-hanteringssystem (vilket i praktiken tredubblar kostnaden för distribution av färgsignaler).

Att använda dagens trefasiga elektriska system i en analogi, att lägga ett R-, G- och B-färgs-TV-signalhanteringssystem över ett befintligt monokromt TV-signalhanteringssystem skulle vara analogt med att kräva att allmännyttiga elsystem konverteras från trefas till nio-fas el, en oöverstiglig kostnadsstraff.

Den andra NTSC-standarden föreskriver inte specifikt RCA:s "en färgplexerare per färgkälla"-rekommendation, så länge som signalen som faktiskt överfördes till signalens slutanvändare var monokromkompatibel, och detta kunde ha tillfredsställts av en R-, G- och B-signalhantering system och en enda Colorplexer vid sändaren, och detta skulle ha varit tillräckligt för TV-stationer på små marknader, särskilt de med videokällor som var samlokaliserade på stationens sändarplats. Men den uppenbara höga kostnaden för R-, G- och B-signalhantering inom en stormarknads-TV-station, med separata studio- och sändarplatser (källor och destinationer åtskilda av kanske en till tiotals mil), eller särskilt inom en TV nätverk, med geografiskt vitt åtskilda källor och destinationer (källor och destinationer åtskilda med kanske hundratals till tusentals miles), resulterade i antagandet av RCA:s rekommendation "en färgplexer per färgkälla" nästan universellt, och särskilt efter Ampex introduktion av färgvideoband i 1958 (som aldrig var ett komponentsystem alls, utan alltid var ett sammansatt system), och Ampex (och, senare, RCA:s) färgvideobandsystem blev väsentliga delsystem för flera tidszoner (nationella, eller faktiskt, internationella) distribution och överföring av färg-TV i nätverk.

Inledningsvis orsakade instabiliteten hos de tidiga Colorplexers många operativa problem eftersom inga två Colorplexers justerades lika, och dessa måste ständigt " justeras ", liksom själva videokällorna. Så småningom förbättrades Colorplexer-stabiliteten, liksom stabiliteten hos videokällorna, och NTSC-färg skulle fortsätta att ge konsekvent bra färg, och det gjorde det fram till 2009, nästan 56 år, en anmärkningsvärd teknisk prestation, jämfört med "Tre- Strip" Technicolor, kanske "exemplet" för färgfilmer, som bara varade i 19 år (från 1936 till 1955).

Encoder

R-, G- och B-primärfärgssignalerna leds genom en "matris" för att härleda luminanssignalen, Y , som är den monokroma motsvarigheten till de tre primärfärgerna.

Med tillägg av ingångar från synkroniseringsgeneratorn, som tillhandahåller släcknings- och sammansatta synkroniseringssignaler, och ingångar från färgskurgeneratorn, som förser 3,579545 MHz färgskuren och "burst gate"-signalerna, färgplexeraren, med hjälp av en "kodare" , syntetiserar en kompatibel signal som inkluderar luminans (beskriven tidigare) och krominans (en amplitudmodulerad undertryckt bärvågssignal med "I" och "Q" i kvadratur, och som representerar skillnaderna mellan färgsignalerna och den monokroma signalen), kombination av dessa ger en monokrom-kompatibel färginformationsström.

"Burst-grinden" tillåter åtta cykler av 3,579545 MHz "färgskur" och applicerar detta på "baksidan" för varje horisontell synkpuls (den vertikala synken är opåverkad). Dessa åtta cykler räcker precis för att förse en färg-TV-mottagare med en referens med vilken den kan korrigera sin egen 3,579545 MHz lokala oscillator med avseende på frekvens och fas, där fasen är den viktigaste aspekten av processen att återställa "I" och "Q" " signalerar.

Den "matris" som användes av RCA var Y = 0,30R + 0,59G + 0,11B; de tre viktningsfaktorerna valdes så att deras summa var 1,0.

Som med "känd teknik" tvåfärgssystem, såsom pre-1932 Technicolor, dominerar G-signalen R-signalen; och, som med "känd teknik" trefärgssystem, såsom 1932 och senare "Three-Strip" Technicolor, dominerar G- och R-signalerna B-signalen.

RCAs färgsystem utvecklades medan "Three-Strip" Technicolor var "guldstandarden", och Eastman Kodaks Eastmancolor skulle inte helt förskjuta "Three-Strip" Technicolor för ett halvt decennium till. RCA:s P22 CRT -fosfor var faktiskt tänkt att efterlikna Technicolors dramatiska färgpalett.

I de flesta praktiska färgsystem, inklusive RCA:er, anses G-signalen vara referensen eftersom den har den högsta upplösningen. Faktum är att 1932 till 1944 "Three-Strip" Technicolor, förbättrades bilden genom att skriva ut en monokrom bild som togs från ett 0,5G negativ (kallad "nyckel"-bilden, och därför var det färgsystemet verkligen ett RGBK-system, inte till skillnad från grafikens YCMK-system) på filmens "blanka mottagare" innan färgfärgerna applicerades, som en kantförstärkningsåtgärd.

Kantförbättring är nu en del av många elektroniskt baserade färgsystem, men på "Three-Strip" Technicolors tid åstadkoms det fotografiskt från G-bilden, den skarpaste av de tre.

Monokrom kompatibilitet

Konventionella monokroma TV-apparater accepterar denna signal som om det inte fanns några krominans- eller burstsignaler alls. En monokrom bild, Y, med minimala eller inga defekter (som moiré, etcetera) kommer att visas.

Signalerna "I", "Q" och "color burst" kommer att ignoreras, vilket bara lämnar den monokroma bilden.

Färgkompatibilitet

Färg-TV-apparater kommer att acceptera denna signal och kommer för det första att separera den monokroma bilden, Y, och kommer för det andra att avkoda "I"- och "Q"-signalerna, med hjälp av den extraherade "färgskuren" 3,579545 MHz-signalen som en fasreferens till avkoda dessa signaler.

Genom att applicera den monokroma bilden och de avkodade "I"- och "Q"-signalerna på den matematiska inversen av "matrisen" omvänt syntetiseras R-, G- och B-primärfärgssignalerna, som applicerades på en "skuggmask" eller motsvarande TV- rör , och som visar en färgbild i tre färger.

http://www.americanradiohistory.com/Archive-RCA-Broadcast-News/RCA-77.pdf