El sonido de televisión multicanal ( MTS ) es el método de codificar tres canales de audio adicionales en portadoras de audio analógicas de 4,5 MHz en el Sistema M y el Sistema N. Fue desarrollado por el Comité de Sistemas de Transmisión de Televisión, un grupo industrial y, como resultado, a veces se lo conoce como BTSC .
MTS trabajó agregando señales de audio adicionales en partes de la señal de televisión que de otro modo estarían vacías. MTS permitió hasta un total de cuatro canales de audio. Normalmente se transmitían dos para producir los canales estéreo izquierdo y derecho. Se podría usar un segundo programa de audio (SAP) adicional para transmitir otros idiomas o audio completamente diferente, como alertas meteorológicas, a las que el usuario podría acceder, generalmente a través de un botón en su control remoto . El cuarto canal, PRO , sólo era utilizado por las emisoras.
El trabajo inicial de diseño y prueba de un sistema de audio estereofónico comenzó en 1975, cuando Telesonics se acercó a la estación de televisión pública WTTW de Chicago . WTTW estaba produciendo un programa musical titulado Soundstage en ese momento y estaba transmitiendo simultáneamente la mezcla de audio estéreo en estaciones de FM locales . Telesonics ofreció una forma de enviar el mismo audio estéreo a través de las señales de televisión existentes, eliminando así la necesidad de la transmisión simultánea en FM.
Telesonics y WTTW formaron una relación de trabajo y comenzaron a desarrollar un sistema similar a la modulación estéreo FM. Doce ingenieros de estudio y transmisores de WTTW agregaron a la relación la experiencia de transmisión necesaria. El sistema Telesonics fue probado y perfeccionado utilizando las instalaciones del transmisor WTTW en la Torre Sears .
En 1979, WTTW instaló un conmutador de control maestro estéreo de Grass Valley y agregó un segundo canal de audio al STL (Studio Transmisor Link) de microondas . En ese momento, los ingenieros de WTTW habían desarrollado aún más el audio estéreo en grabadoras de vídeo en su planta, utilizando cabezales de pista de audio divididos fabricados según sus especificaciones, electrónica de grabación externa y reducción de ruido Dolby que permitía grabar y editar electrónicamente Soundstage . Además, también se utilizó una grabadora de audio Ampex MM1100 de 24 pistas para la producción y mezcla de música. Las estaciones miembros de PBS que deseaban ofrecer Soundstage en estéreo recibieron una cinta de audio de cuatro pistas (izquierda, derecha, unidad vertical y código de tiempo ) que podía sincronizarse con las máquinas de video de esas ciudades.
Durante el proceso de aprobación de la FCC, varios fabricantes solicitaron su consideración a la FCC. En particular, la Alianza de Industrias Electrónicas (EIA) y la EIA japonesa solicitaron ser incluidas para representar a sus miembros en las fases de prueba y especificación del proceso de aprobación. Los ingenieros de WTTW ayudaron a establecer estándares para la respuesta de frecuencia , la separación y otros usos del espectro. También proporcionaron material fuente del programa utilizado para las pruebas y mantuvieron la cadena de transmisión. Se utilizó una grabadora de audio 3M de 24 pistas para permitir la selección de 12 programas estéreo diferentes para realizar pruebas. La planta de fabricación y laboratorio de Matsushita Quasar TV, al oeste de Chicago, se utilizó como fuente para todas las pruebas de los sistemas competidores. Después de las pruebas, surgieron varias preguntas sobre la validez de algunas de las pruebas y comenzó una segunda ronda de pruebas.
WTTW instaló un prototipo de modulador estéreo de Broadcast Electronics en octubre de 1983 y comenzó a transmitir a tiempo completo en estéreo en ese momento utilizando el sistema Telesonics antes de que la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) dictara normas sobre el sistema BTSC. MTS fue adoptado oficialmente por la FCC el 23 de abril de 1984. Siguiendo las recomendaciones de la EIA y la FCC, el modulador BE se modificó para cumplir con las especificaciones BTSC y en agosto de 1984 estaba en uso a tiempo completo en WTTW.
La transmisión esporádica de audio estéreo en red comenzó en NBC el 26 de julio de 1984, con The Tonight Show Starring Johnny Carson , aunque en ese momento sólo la estación insignia de la cadena en la ciudad de Nueva York, WNBC , tenía capacidad de transmisión estéreo; [1] La transmisión estéreo regular de programas de NBC comenzó a principios de 1985. ABC y CBS hicieron lo mismo en 1986 y 1987, respectivamente. FOX fue la última cadena en unirse en 1987, y las cuatro cadenas tenían todos sus horarios de máxima audiencia en estéreo a fines de 1994 ( The WB y UPN lanzaron la temporada siguiente con toda su programación en estéreo). Uno de los primeros sistemas receptores de televisión que incluyó la capacidad BTSC fue el RCA Dimensia , lanzado en 1984. [2]
De 1985 a 2000, las cadenas mostraban el descargo de responsabilidad "en estéreo (donde esté disponible)" al comienzo de la programación en estéreo, a veces usando etiquetas de marketing como "StereoSound" de CBS para describir su institución de servicio estéreo. Las redes de Canadá y México, que también utilizaban el estándar de vídeo NTSC, utilizaban sonido MTS cuando estaba disponible.
Como componente del estándar NTSC, MTS ya no se utiliza en la transmisión de televisión de máxima potencia en EE. UU. después de la transición a DTV del 12 de junio de 2009 en los Estados Unidos . Sigue utilizándose en LPTV y en televisión por cable analógica . [ cita necesaria ] Todas las cajas convertidoras elegibles para cupones (CECB) deben emitir sonido estéreo a través de conectores RCA , pero MTS es simplemente opcional para el modulador de RF que contiene cada CECB. La NTIA ha declarado que MTS se hizo opcional por razones de costos; [3] esto puede deberse a la creencia de que MTS todavía requería pagos de regalías a ESA Corporación, lo cual ya no es cierto, excepto para algunas implementaciones digitales. [4]
ESO ha creado páginas para consumidores sobre la transición a DTV y cómo afecta a MTS. [5] El sitio describe la situación afirmando que la mayoría de los consumidores con CECB terminarán con sonido de TV monoaural , ya que las conexiones solo de RF son comunes y MTS es opcional (y poco común) para los CECB.
Los estándares de televisión norteamericanos originales proporcionaban una cantidad significativa de ancho de banda para la señal de audio, 0,5 MHz, aunque la señal de audio en sí estaba definida para extenderse de 50 Hz a 15.000 Hz. Esto se centró en la señal portadora de audio 4,5 MHz por encima de la señal de vídeo y se le dieron 25 kHz a cada lado de la portadora, utilizando solo 15 kHz de la misma. [6]
Esto significaba que los 0,2475 MHz inferiores y superiores del canal de audio no se utilizaban. Debido a la naturaleza de las señales de color NTSC agregadas en la década de 1950, las partes superiores de la señal de color pasaban a la banda lateral de audio inferior . Con la señal de audio centrada dentro del canal de 0,5 MHz y los 0,25 MHz inferiores parcialmente invadidos por la señal de vídeo sobrante, los 0,25 MHz superiores quedaron prácticamente vacíos. [6]
MTS trabajó agregando nuevas señales a la parte libre de esta asignación superior de 0,25 MHz. La señal de audio original se dejó intacta y se transmitió como siempre lo había sido. Según MTS, este es el canal principal. La señal real en este canal se construye sumando los dos canales estéreo para producir una señal en gran medida idéntica a las señales monoaurales originales y puede recibirse en cualquier televisor NTSC incluso sin circuitos estéreo. [6]
Luego se agrega un segundo canal, el subcanal estéreo, centrado en 31,468 kHz y que se extiende 15 kHz a cada lado. Esto dejó un pequeño espacio entre las señales principal y estéreo a 15,734 kHz. Esta señal piloto también se conoce como "H" o "1H", y su frecuencia se selecciona para que sea un armónico de la señal de escaneo horizontal del video para que pueda recrearse con precisión a partir de la señal de video usando un bucle de bloqueo de fase . Si hay alguna señal presente en la frecuencia 1H, el televisor sabe que hay una versión estéreo de la señal. [6]
El subcanal estéreo constaba de las mismas dos señales de audio, L y R, pero mezcladas desfasadas para producir la señal "L – R", o "diferencia". Esta señal se envía con una amplitud más alta y se codifica mediante compresión dbx para reducir el ruido de alta frecuencia. Para reducir la potencia promedio total, no se envía la portadora (lo que significa que no hay una señal siempre activa en esa frecuencia). En la recepción, el receptor utiliza la señal de video para crear el piloto y luego examina esa frecuencia para ver si hay alguna señal presente. Si la hay, la señal de diferencia se extrae filtrando la señal entre 1H y 3H en un canal separado, y la portadora se recrea agregando 2H a esto. Luego, esta señal se descomprime de su formato dbx y luego se envía, junto con la señal principal original, a un decodificador estéreo. [6] La radio FM estéreo funciona de la misma manera, diferenciándose principalmente en que el equivalente a la señal H es 19 kHz, no 15,734.
SAP, si está presente, está centrado en 5H, pero codifica una señal monoaural con menor fidelidad y amplitud de audio. [6] La señal PRO también está codificada en 7H. Una señal que utiliza los cuatro canales se extiende sólo hasta aproximadamente la mitad del ancho de banda disponible en la banda lateral superior del audio original.
El segundo programa de audio (SAP) también forma parte del estándar y proporciona otro idioma , un servicio de descripción de vídeo como DVS o un servicio completamente independiente como una estación de radio del campus o una radio meteorológica . Esta subportadora tiene una sincronización horizontal de 5x y también está codificada en dBx.
Se proporciona un tercer canal PRO (profesional) para uso interno de la estación y puede manejar audio o datos. El canal PRO se utiliza normalmente con la recopilación de noticias electrónicas durante las transmisiones de noticias para hablar con la ubicación remota (como un reportero en el lugar), que luego puede responder a través del enlace remoto a la estación de televisión . Los receptores especializados para el canal PRO generalmente sólo se venden a profesionales de la radiodifusión. Esta subportadora tiene una sincronización horizontal de 6,5x.
Las señales MTS se indican al receptor de televisión agregando un tono piloto de 15,734 kHz a la señal. El piloto MTS está bloqueado o se deriva de la señal de sincronización horizontal utilizada para bloquear la pantalla de video. Por tanto, las variaciones de fase o frecuencia de la sincronización horizontal se transfieren al audio. Los transmisores UHF en uso en 1984 generalmente tenían errores de fase significativos introducidos en esta señal, lo que hacía casi imposible la transmisión de audio estéreo en estaciones UHF de esa época. Los refinamientos posteriores en los transmisores UHF minimizaron estos efectos y permitieron la transmisión estéreo para esas estaciones.
La mayoría de los receptores de transmisión de FM son capaces de recibir la parte de audio del canal 6 NTSC a 87,75 MHz, pero sólo en monoaural . Debido a que la frecuencia del tono piloto a 15,734 kHz es diferente de la de la banda FM ordinaria (19 kHz), estas radios no pueden decodificar MTS.
En circunstancias ideales, MTS Stereo tiene mejor rendimiento que el estéreo VHF FM estándar. [ cita necesaria ] Tanto en FM estéreo como en MTS, el subcanal LR está modulado en AM de doble banda lateral. Se sabe que AM es susceptible a interferencias y la reducción de ruido en el subcanal ayuda a mejorar la SNR con respecto a la transmisión de FM estándar. La información del subcanal está codificada en dbx para mejorar el audio con una SNR típica superior a 50 dB. Al agregar reducción de ruido solo al subcanal, se mantuvo la compatibilidad mono completa. Los espectadores que poseían televisores mono escucharían audio normal, limitado únicamente a un ancho de banda de 15 kHz.
Las especificaciones originales requerían un filtro elíptico de pared de ladrillo en cada uno de los canales de audio antes de la codificación. La frecuencia de corte de este filtro fue de 15 kHz para evitar que se codifique en el audio cualquier interferencia de sincronización horizontal (15,734 kHz). Sin embargo, los fabricantes de moduladores utilizaron filtros de corte más bajos según lo consideraron conveniente, lo que también redujo el costo de los filtros de audio. Normalmente, eligieron 14 kHz, aunque algunos utilizaron filtros tan bajos como 12,5 kHz. Se eligió el filtro elíptico por tener el mayor ancho de banda con la menor distorsión de fase en la frecuencia de corte. En comparación, los moduladores de FM estándar filtran el audio a frecuencias ligeramente más altas pero aún deben proteger la señal piloto de 19 kHz. El filtro utilizado durante las pruebas EIA/FCC tenía una característica de −60 dB a 15,5 kHz. Como el acoplamiento de audio por transformador era común en ese momento, el límite de frecuencia inferior se estableció en 50 Hz, aunque los moduladores sin entradas de transformador eran planos hasta al menos 20 Hz.
La separación típica era mejor que 35 dB. Sin embargo, la coincidencia de niveles entre canales era esencial para lograr esta especificación. Los niveles de audio izquierdo y derecho debían coincidir en menos de 0,1 dB para lograr la separación indicada.
Mantener la estabilidad de fase de la sincronización horizontal es esencial para un buen audio en el proceso de decodificación. Durante la transmisión, la fase de sincronización horizontal puede variar según los niveles de imagen y croma. ICPM (modulación de fase de portadora incidental), una medida de la estabilidad de fase transmitida, debe ser inferior al 4,5 % para obtener la mejor decodificación del subcanal de audio. Esto era más un problema con los transmisores UHF de la época. Los amplificadores de RF de klistrón de cavidades múltiples de esa época generalmente tenían un ICPM superior al 7%. Esto hizo imposible la transmisión UHF del estéreo MTS. Los diseños posteriores de transmisores UHF mejoraron el rendimiento de ICPM y permitieron la transmisión estéreo MTS.
Debido al uso de la compresión dbx , cada dispositivo de TV que decodificaba MTS originalmente requería el pago de regalías , primero a dbx, Inc. , luego a ESE Corporation, que se escindió de dbx en 1989 y adquirió sus patentes de MTS en 1994; sin embargo, esas patentes expiraron en todo el mundo en 2004. [7] Aunque ESE ahora posee algunas patentes relacionadas con implementaciones digitales de MTS, una carta de ESE a la Administración Nacional de Telecomunicaciones e Información en 2007 confirma que no se requiere licencia de ESE para todas las aplicaciones analógicas y digitales. algunas implementaciones digitales de MTS. [4]
Varias naciones fuera de América del Norte que utilizan el estándar NTSC adoptaron el formato MTS para sus sistemas analógicos, incluidos Chile , Colombia , Taiwán y Filipinas . Japón adoptó su propio estándar EIAJ MTS , dentro de su propia variante nacional NTSC . Dos países, Brasil y Argentina , utilizaron el estándar MTS con estándares PAL alternativos .