Principios Operativos de la Televisión: De la Captura a la Visualización

Introducción a la Transmisión y Recepción de Señales de Televisión

La televisión es un aparato que reproduce imágenes y sonido en movimiento que llegan desde una fuente externa. Tanto las imágenes como el sonido llegan a través de ondas moduladoras que se desplazan por el espacio. Una antena capta estas ondas, las cuales son conducidas hacia el televisor, que las interpreta para su visualización y audición.

El Proceso de Conversión de Señales

Una emisora de TV capta el sonido y las imágenes, convirtiéndolos en señales eléctricas (SE). El sonido se transforma en señal eléctrica a través del micrófono, mientras que la imagen se convierte en señal eléctrica mediante la cámara de TV.

• La conversión del sonido en señal eléctrica se produce de forma secuencial en el tiempo (serie).
• La información de la imagen se procesa de forma simultánea, es decir, toda la información instantánea en paralelo.

Exploración o Barrido de Imagen

Para convertir la imagen en señal eléctrica, se utiliza un sistema llamado exploración o barrido de imagen. Este proceso implica la captura y proyección de la imagen sobre una “placa de señal” (imagen latente), seguida de una descomposición horizontal y, finalmente, el barrido.

Mecanismo de Exploración en la Cámara de TV

En el interior de la cámara de TV, un puntero de lectura se desplaza sobre las líneas de la imagen latente. Este movimiento se realiza de izquierda a derecha. Cada línea examinada forma una imagen, proceso conocido como barrido de línea.

• Cuando el haz de lectura llega al final de una línea (extremo derecho) y regresa al inicio de la siguiente, este movimiento se denomina retrazado de haz.
• Cuando el haz examina la totalidad de la imagen, se completa un barrido de imagen.
• Varios retornos horizontales consecutivos forman lo que se conoce como retorno vertical.

Resolución y Estándares de Exploración

La resolución de una imagen está directamente relacionada con la cantidad de líneas que la componen. En la actualidad, la exploración utilizada en las transmisiones comerciales de TV digital en definición estándar (SD) es de 625 líneas (de las cuales 576 son líneas de imagen activas). Se realizan 25 exploraciones completas de imagen por segundo, lo que se conoce como 50i (50 campos entrelazados por segundo).

La relación de aspecto de la imagen se define como la proporción entre su ancho (a) y su altura (b), expresada como a/b.

Tipos de Señales de Video

En la televisión, distinguimos entre:

• La exploración de imágenes monocromáticas (blanco y negro) genera una señal denominada señal de luminancia (S de luminancia o Y).
• Para la televisión a color, se utilizan señales cromáticas que representan los colores primarios: Rojo, Verde y Azul (RGB).

Frecuencias de Exploración

Las frecuencias de exploración típicas son:

• Frecuencia de exploración vertical: 25 Hz.
• Frecuencia de exploración horizontal: 625 líneas * 25 Hz = 15.625 Hz.

Exploración Entrelazada

La exploración entrelazada consiste en dividir las 625 líneas de una imagen en dos partes o campos:

• Primer campo: 312.5 líneas.
• Segundo campo: 312.5 líneas.

Cada una de estas partes se denomina campo. Al aumentar la frecuencia de exploración a 50 campos por segundo (50i), se logra eliminar el parpadeo percibido por el ojo humano.

Tiempos de Barrido y Retorno (Diente de Sierra)

El proceso de barrido se caracteriza por tiempos de trazado y retorno:

• Horizontal (Diente de Sierra Horizontal):
  • Trazado de línea: 52 µs (microsegundos).
  • Retorno de línea: 12 µs (total 64 µs).
• Vertical (Diente de Sierra Vertical):
  • Trazado de campo: 18.84 ms (milisegundos).
  • Retorno de campo: 1.16 ms (total 20 ms por campo, 40 ms por cuadro completo).

Sincronización de la Señal

Para asegurar que la imagen obtenida de la cámara se procese correctamente en los receptores de TV, es crucial que el haz de exploración de la cámara y el haz reproductor del tubo de los receptores estén posicionados en el mismo sitio. Este proceso se denomina sincronismo.

Para lograr la sincronización, se insertan impulsos de sincronismo en los intervalos entre líneas y entre campos:

• Impulsos de Sincronismo Horizontal (ISH): Insertados entre líneas.
• Impulsos de Sincronismo Vertical (ISV): Insertados entre campos.

Características de los Impulsos de Sincronismo

• La duración del intervalo de borrado horizontal (hueco entre líneas) es de 12 µs. Dentro de este intervalo, el impulso de sincronismo horizontal (ISH) tiene una duración de 4.7 µs. El nivel eléctrico de la punta de sincronismo es de 0.3 V. Los tiempos asociados son: pórtico anterior de 1.5 µs y pórtico posterior de 5.8 µs.
• La duración del ISV (tiempo de retorno vertical) es de aproximadamente 160 µs. Los impulsos de sincronismo vertical tienen una duración de 32 µs.

Impulsos Ecualizadores

Los impulsos ecualizadores o igualadores acompañan a los impulsos de sincronismo vertical, tanto antes como después del ISV. La secuencia es: IEA (Impulsos Ecualizadores Anteriores) + ISV + IEP (Impulsos Ecualizadores Posteriores). Estos impulsos ocupan un "hueco entre campos" de aproximadamente 480 µs.

Componentes de la Señal de Luminancia

La señal compuesta de luminancia, también conocida como señal Y, incluye la información de luminancia y los impulsos de sincronismo horizontal. Un ejemplo de señal de luminancia es la "carta de barras" (8 barras), utilizada para pruebas.

El ancho de banda de la señal de luminancia se puede calcular. Si un ciclo de señal tiene una duración de 0.144 µs (según la expresión 52/(1720*2) = 0.144, aunque el resultado numérico exacto difiere), la frecuencia máxima es 1 / 0.144 µs ≈ 6.94 MHz (aproximadamente 6.92 MHz, valor comúnmente asociado a 692).