Historique
Les composants du signal vidéo
Signal vidéo
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KBOS, FBAS, CVBS ou composite

Le signal vidéo est souvent appellé composite, car il se compose de différents éléments. La littérature technique abonde de termes techniques pour nommer le signal vidée: KBOS (Kleur Beeld Onderdrukking en Synchronisatie), CVBS (Color, Video, Blanking, Synchronisation) ou FBAS (Farbildaustastsynchronisignal). La partie couleurs est décrite sur une page suivante



L'image est lue ligne par ligne

Le spot de lecture ou d'écriture retourne en début de ligne pour lire la ligne suivante (retour en ligne rouge)

A la fin de l'image, le spot retourne en début d'image (en bleu)


Une ligne vidéo, avec le top de synchronisation, le palier de référence et l'échantillonage de la ligne.


Le signal vidéo est modulé négativement.


La bande passante d'un signal vidéo est de 7MHz, dont on utilise 6MHz pour l'intensité lumineuse. La porteuse couleur se trouve à 4.43MHz et la porteuse son à 5.5MHz.

Le signal d'antenne est modulé par le signal vidéo. On réduit la bande nécessaire en utilisant une bande latérale réduite (vestigal side band).

L'historique de la télévision est décrit ici.

Vidéo: balayage séquentiel

Il n'est pas possible de transmettre le contenu d'une image en une fois comme au cinéma. Une image vidéo est construite de manière séquentielle, en lisant l'intensité lumineuse de chaque point qui la compose. La caméra de télévision lit l'image point par point et ligne par ligne, un peu comme on lirait un livre. La transmission est sérielle, tous les points les uns après les autres.

Pour éviter les papillottements, il faut que l'image soit renouvellée suffisamment rapidement (c'était le cas evec les téléviseurs à tube cathodique). On utilise en principe la même fréquence que le réseau électrique (50Hz en Europe), ce qui a comme avantage d'éviter les interférences du secteur. L'alimentation électrique des modules du téléviseur n'était pas stabilisé, et une variation de la tension instantanée se voit à l'image.

Pour limiter la bande passante, et donc la "quantité d'image" à envoyer, on effectue le balayage complet d'une image en deux passes. La première passe lit les lignes impaires (première trame), puis on lit les lignes paires. Une image se compose donc de deux trames entrelacées. La fréquence d'échantillonage peut donc être réduite de moitié, tandis que la fréquence de balayage reste la même.

Il n'est pas possible d'échantilloner en continu, l'une ligne après l'autre. La déflection des tubes image est électromagnétique, et il n'est pas possible d'envoyer le spot instantanément d'une ligne à la suivante. Le retour du spot demande un certain temps. Une ligne complète dure 64µs, dont 12µs n'est pas utilisé pour l'image mais contient:

  • une impulsion de synchronisation pour indiquer la fin de la ligne et commander le retour à la ligne suivante
  • un palier de référence
La synchronisation et le palier sont plus "noir que noir": le spot n'est pas visible pendant le retour de ligne.

L'amplitude du top de synchronisation (fixé à 0.3V) sert de référence pour commander les amplificateurs vidéo. Si le top fait moins de 0.3V, c'est qu'il y a eu une atténuation du signal qui doit alors être amplifié. Cela est effectué automatiquement à différentes étapes-cléf de la chaine vidéo (dans un magnétoscope, dans le téléviseur, ...)

En fin de trame, on perd aussi un certain nombre de lignes. Le retour de trame (qui correspond à tourner la page, si on se refère à l'analogie du livre) s'effectue pendant ces lignes inutilisées. Ces lignes qui ne sont pas visibles à l'écran sont utilisées pour le télétexte.

Modulation: le signal d'antenne

Notre signal vidéo a une bande passante de 5MHz. Pour transmettre un tel signal, on doit faire appel à des fréquences plus élevées qu'en radio: toute la bande des grandes et petites ondes ne suffit pas pour transmettre un seul signal de télévision!

Le signal vidéo est modulé en amplitude (comme les émissions radio en ondes moyennes), mais nous utilisons la modulation négative (les éléments clairs produisent une modulation moindre). Cela a deux avantages:

  • Les parasites (qui sont détectés comme des pics de modulation) deviennent des points noirs à peine visibles
  • Les tops de synchronisation qui ont une amplitude fixe le signal maximum) servent de référence pour ajuster le gain de l'amplificateur moyenne fréquence.
Cette modulation négative permet de réduire les inconvénients de la modulation d'amplitude. Certains pays (la France, qui a toujours joué cavalier seul) utilisent une modulation positive techniquement moins bonne.

En modulation d'amplitude, la bande passante d'un canal vidéo devrait faire au moins 10MHz (deux fois la bande passante du signal modulant). Nous utilisons une forme spéciale de modulation à bande latérale unique (BLU), la bande latérale réduite (BLR ou vestigal side band). La bande résiduelle est nécessaire pour recréer toute la bande passante, des fréquences les plus basses (une image uniformément grise) aux fréquences les plus élevées. La bande résiduelle est parfaitement symmétrique par rapport à la porteuse et permet une bande passante linéaire lors de la démodulation. Le flanc de la bande résiduelle est appellé flanc de Nyquist. La bande passante est ainsi limitée à 6MHz (7MHz avec la porteuse son en plus)

Ne vous trompez pas: la bande vidéo a une bande passante de 5MHz. Lors de la modulation s'y ajoute 1MHz à cause de la bande latérale atténuée.

Le son

Le son est transmis par un cable séparé, mais l'émetteur de télé incorpore le signal sonore au signal vidéo. Il s'agit d'une seconde fréquence proche de la fréquence-image. On pourrait utiliser deux tuners (récepteurs) dans la télé, mais on profite du fait que la porteuse son se trouve près de la porteuse image et on utilise un seul circuit de réception à bande suffisamment large. On utilise la modulation en fréquence (FM) qui est peu sensible aux parasites. La porteuse son se trouve à 5.5MHz de la porteuse image, ce qui permet une déviation appréciable et donc une bonne qualité sonore. Les français ici aussi ont préféré utiliser la modulation d'amplitude, moins bonne techniquement (mais incompatible avec ce qui ce fait à l'étranger).

La stéréo est apparue plus tard. On n'utilise pas le même système que pour la radio, mais une seconde porteuse à 5.742MHz, ce qui élimine les risques d'interférence. La seconde porteuse peut être utilisée pour la stéréo ou pour une seconde langue. Lors du passage au son numérique (NICAM) on a également utilisé une seconde porteuse à 5.85MHz. Il n'est pas possible d'utiliser simultamément la stéréo analogique et le signal numérique. Le son numérique contient les deux canaux sonores (donc 3 bandes sonores indépendantes en tout).

L'information couleur fait partie intégrante du signal vidéo. La compatibilité est totale et valable dans les deux sens (téléviseur couleur et émission monochrome, et téleviseur monochrome et émission couleur).

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