PAL (англ. Phase Alternating Line — построчное изменение фазы) — система аналогового цветного телевидения, разработанная инженером немецкой компании «Telefunken» Вальтером Брухом и принятая в качестве стандарта телевизионного вещания в 1966 году в Германии, Великобритании и ряде других стран Западной Европы[1]. На момент 2002 года система PAL является самой распространённой в мире[2]. В конце 1990-х годов передачи по этому стандарту смотрели в 62 странах 67,8 % телезрителей всего мира[3].
Показан PAL-I с разносом частот 6,0 МГц между несущими изображения и звука (используется в Великобритании, Гонконге и Сингапуре). Коричневым цветом показан спектр поднесущей (Chroma)
Технические особенности
правитьКак и остальные системы цветного телевидения, PAL совместим с чёрно-белым телевещанием. Созданная в качестве альтернативы NTSC с присущими последней недостатками, система PAL может рассматриваться, как её удачная модернизация[2]. Вместо непосредственной передачи основных цветов система предусматривает передачу сигнала яркости Y, как в чёрно-белом телевидении, и двух цветоразностных сигналов R-Y и B-Y, несущих информацию о красном и синем цветах соответственно. Недостающая информация о зелёном цвете G восстанавливается в приёмнике вычитанием цветоразностных сигналов из яркостного. В случае просмотра программы на чёрно-белом телевизоре используется только сигнал яркости, ничем не отличающийся от видеосигнала чёрно-белого телевидения. Сигнал цветности, который содержит информацию о цветоразностных сигналах, чёрно-белыми телевизорами не принимается. Он передаётся в высокочастотной области спектра сигнала яркости при помощи вспомогательной несущей частоты — поднесущей, которая принимается блоком цветности цветных телевизоров.
Передача сигнала цветности происходит так же, как в NTSC: с использованием квадратурной модуляции поднесущей. Отличие состоит в том, что фаза одной из квадратурных составляющих (R-Y) сигнала цветности PAL меняется от строки к строке на противоположную[2]. Для уменьшения видимости помех от поднесущей её частота выбрана равной сумме нечётной гармоники четвертьстрочной частоты и частоты кадров[4]. Учитывая то, что система PAL в большинстве случаев используется в сочетании с европейским стандартом разложения 576i, эта частота составляет 4433618,75 Гц (4,43 МГц), обеспечивая «четвертьстрочный сдвиг» поднесущей. Исключение составляют разновидности: PAL-M, используемая в Бразилии и основанная на стандарте разложения 480i, и PAL-N, хотя и основанная на разложении 576i, но с уменьшенной шириной полосы радиосигнала. В этом случае частота поднесущей выбирается близкой к стандарту NTSC, то есть 3,58 МГц, а вместо цветоразностных сигналов U и V передаются модифицированные I и Q.
При передаче сигнала цветности «красный» цветоразностный сигнал повторяют в следующей строке с поворотом фазы на 180 градусов. Для устранения фазовой ошибки декодер PAL складывает текущую строку и предыдущую из памяти, благодаря чему полностью устраняет фазовые ошибки, типичные для системы NTSC. При сложении двух сигналов взаимно уничтожаются «красные» цветоразностные компоненты из-за изменения их знака. При вычитании двух сигналов взаимно уничтожаются «синие». Таким образом, на выходах сумматора-вычитателя получаются разделённые сигналы U и V, являющиеся масштабно изменёнными R-Y и B-Y. Эти особенности системы, кроме очевидных преимуществ, приводят к удорожанию декодера, поскольку требуют повышенной точности линии задержки. Для правильного суммирования и вычитания необходимо, чтобы прямой и задержанный сигналы находились в фазе или в противофазе. Это достигается только в случае задержки на целое число полупериодов поднесущей. Поэтому отклонение времени задержки для декодеров PAL не должно превышать 5 наносекунд, что в шесть раз меньше того же показателя для декодеров SECAM[5]. При выборе системы отечественного цветного телевидения этот фактор сыграл немаловажную роль, поскольку такая точность в то время была труднодостижима. В то же время повышенная точность линий задержки PAL делает их пригодными для использования в мультистандартных декодерах, поддерживающих систему SECAM. В аналоговых телевизионных приёмниках для запоминания цветоразностного сигнала от предыдущей строки используется ультразвуковая линия задержки, в цифровых — оперативная память на строку.
Для цветовой синхронизации в системе PAL, так же как и в NTSC, на задней площадке строчного гасящего импульса передаётся «вспышка» поднесущей (англ. Colorburst), состоящая из 8—10 периодов колебаний опорного генератора. В отличие от NTSC, где фаза вспышек постоянна, в системе PAL она изменяется на 90° от строки к строке, неся информацию о фазе красной составляющей поднесущей[4].
Достоинства и недостатки
правитьСистема PAL обладает теми же достоинствами, что и NTSC, за счёт использования тех же принципов квадратурной модуляции: хорошая совместимость с чёрно-белыми телевизионными приёмниками, низкий уровень перекрёстных искажений сигналов яркости и цветности и высокая помехозащищённость[6]. Использование линии задержки и фазовой коммутации повышает устойчивость системы к фазовым искажениям поднесущей. Особенности устройства блока задержки декодера PAL позволяют наилучшим образом выполнять разделение сигналов яркости и цветности. По этому параметру PAL значительно превосходит NTSC и особенно SECAM[6]. А использование задержки сигнала, в отличие от SECAM, не приводит к мерцанию горизонтальных цветовых границ, поскольку усредняется цветность, а не её отдельные составляющие для двух соседних строк.
Недостатками системы является относительная сложность приёмника по сравнению с NTSC из-за использования линии задержки, а также уменьшенная по вертикали разрешающая способность по цвету[6]. Субъективно, в силу большей чувствительности глаза к яркостной составляющей, для большинства сюжетов такое ухудшение почти незаметно. При этом надо понимать, что в передаваемом сигнале цветовое разрешение по вертикали — полное, ухудшение цветового разрешения происходит лишь в аналоговых декодерах PAL. Применение цифрового декодирования позволяет восстановить как полное цветовое разрешение по вертикали, так и улучшить разделение яркость/цветность за счёт использования гребенчатой (или ещё более сложной — так называемой 3D) фильтрации поднесущей.
География распространения
править
Система PAL является основной системой цветного телевидения в Европе (кроме Франции, России, Белоруссии), Азии, Австралии и ряде стран Африки и Южной Америки:
Острые дискуссии по выбору системы цветного телевидения в ведущих странах Западной Европы закончились в пользу системы PАL — за ней стоял пятнадцатилетний опыт вещания и производства аппаратуры и телевизоров в США, Японии, Канаде и других странах по системе NTSC. Конечно, и тут не обошлось без политики (эту систему в шутку называли «системой НАТО»)[7]. Когда несколько позже к выбору системы цветного телевидения готовилась Италия, правивший в то время президент Франции Ж. Помпиду во время посещения Рима выступал в парламенте с призывом принять французскую систему. Однако Италия не проявила «романской солидарности» и склонилась к системе РАL[8].
С дальнейшим развитием телевизионной техники недостатки системы SECAM стали проявляться всё отчётливее, и с начала 1990-х годов производство профессиональной видеоаппаратуры этого стандарта было прекращено во всём мире. В настоящее время SECAM существует только как вещательный стандарт, а всё телевизионное производство происходит в системе PAL со стандартом разложения, соответствующим территории вещания[9].
- B/G используются в большинстве стран Западной Европы, Австралии и Новой Зеландии.
- B/H — в Бельгии.
- I в Великобритании, Ирландии, Гонконге, Южной Африке и Макао.
- D/K (наряду с SECAM) — в большинстве стран Центральной и Восточной Европы
- D — в материковом Китае. Большинство аналоговых камер видеонаблюдения имеет стандарт D.
- M — в Бразилии.
- N — Аргентина, Парагвай и Уругвай.
В момент выдачи в эфир телевизионный сигнал транскодируется в SECAM. Некоторые эфирные телеканалы, продублированные в кабельных сетях, по кабелю передают исходный сигнал в системе PAL. Такая технология уменьшает потери качества при транскодировании.
PAL60 — система воспроизведения видеозаписи NTSC. При этом сигнал NTSC несложным путём транскодируется в PAL, но число полей остаётся прежним (то есть 60). Телевизор обязательно должен поддерживать это значение кадровой частоты.
| PAL | ||||||||
| Система | PAL, D, K | PAL B, G | PAL H | PAL I | PAL L | PAL M | PAL N | PAL60 |
| Ширина полосы, МГц | 8 | 7, 8 | 8 | 8 | 8 | 6 | 6 | 6 |
| Линии* /Развёртка, Гц | 625/50 | 625/50 | 625/50 | 625/50 | 625/50 | 525/60** | 625/50 | 525/60 |
| Частота по горизонтали, кГц | 15,625 | 15,625 | 15,625 | 15,625 | 15,625 | 15,750 | 15,625 | 15,750 |
| Частота несущей цвета, МГц*** | 4,433618 | 4,433618 | 4,433618 | 4,433618 | 4,433618 | 3,575611 | 3,582056 | 3,579545 |
| Полоса пропускания видео, МГц | 6,0 | 5,0 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 4,2 | 4,2 | 4,2 |
| Полярность модуляции видеосигнала | «-» | «-» | «-» | «-» | «+» | «-» | «-» | |
| Сдвиг частоты несущей звука, МГц | 6,5 | 5,5 | 5,5 | 6,0 | 6,5 | 4,5 | 4,5 | 4,5 |
| Вид модуляции звука | ЧМ | ЧМ | ЧМ | ЧМ | АМ | ЧМ | ЧМ | |
| Девиация несущей звука, кГц | 50 | 50 | 50 | 50 | - | 25 | 25 | |
Примечания: стандарты D и K; B и G различаются значениями частот телеканалов (МВ и ДМВ соответственно).
* 625 линий = 576 активных. 525 линий = 480 (486) активных
** Если быть точным, частота полей равна 59,94 (60 / 1,001) Гц.
*** Точнее 4,43361875; 3,58205625; 3,575611; 3,579545
Ленты VHS, записанные с широковещательной передачи PAL-N или PAL-B/G, D/K, H или I, неразличимы, потому что поднесущая на ленте, преобразованная с понижением частоты, одинакова. Видеокассета, записанная с телевидения (или выпущенная) в Европе, будет воспроизводиться в цвете на любом видеомагнитофоне PAL-N и телевизоре PAL-N в Аргентине, Парагвае и Уругвае. Аналогичным образом любую кассету, записанную в Аргентине, Парагвае или Уругвае с телетрансляции PAL-N, можно отправить кому угодно в европейских странах, которые используют PAL (а также в Австралии / Новой Зеландии и т. д.), И она будет отображаться в цвете. Также будет успешно воспроизводиться в России и других странах SECAM, поскольку СССР в 1985 г. ввёл обязательную совместимость с PAL.
Бэкронимы
правитьКак и остальные системы цветного телевидения, PAL также имеет «альтернативную» расшифровку своей аббревиатуры: англ. Picture At Last (наконец-то картинка!), англ. Pay for Added Luxury (Плати за дополнительную роскошь)[10] или нем. Probleme anderer Leute («Проблемы других людей», более литературно «проблемы на вашей стороне») из-за сложности производства телевизионных приёмников.
См. также
правитьПримечания
править- ↑ Мировое вещательное телевидение. Стандарты и системы, 2004.
- ↑ 1 2 3 Телевидение, 2002, с. 294.
- ↑ В. Чулков. И вновь о PAL // «625» : журнал. — 1997. — № 5. — ISSN 0869-7914. Архивировано 31 мая 2013 года.
- ↑ 1 2 Телевидение, 2002, с. 300.
- ↑ Телевидение, 2002, с. 288.
- ↑ 1 2 3 Телевидение, 2002, с. 304.
- ↑ Andreas Fickers. The Techno-politics of Colour: Britain and the European Struggle for a Colour Television Standard (англ.). Maastricht University. Дата обращения: 8 февраля 2013. Архивировано из оригинала 11 февраля 2013 года.
- ↑ В. Маковеев. Технические аспекты развития телевидения в России (Взгляд из-под палубы). От чёрно-белого телевидения к киберпространству. Музей телевидения и радио в Интернете. Дата обращения: 8 февраля 2013. Архивировано из оригинала 8 октября 2012 года.
- ↑ Леонид Чирков. Голосую за PAL // «625» : журнал. — 1997. — № 4. — ISSN 0869-7914. Архивировано 1 июня 2013 года.
- ↑ SECAM, PAL, NTSC… Решение проблемы совместимости. Что есть что. Stereo&video (июнь 2000). Дата обращения: 3 февраля 2013. Архивировано 11 февраля 2013 года.
Литература
править- В. Е. Джакония. 12.3. Система цветного телевидения PAL // Телевидение. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2002. — С. 294—305. — 640 с. — ISBN 5-93517-070-1.
- А.Е.Пескин, В.Ф.Труфанов. Мировое вещательное телевидение. Стандарты и системы. — М.,: «Горячая линия — Телеком», 2004. — 308 с. — ISBN 5-93517-179-1. Архивная копия от 21 февраля 2014 на Wayback Machine