El sistema de transmisión de televisión analógica monocromática de 405 líneas fue el primer sistema de televisión totalmente electrónico que se utilizó en la transmisión regular. La cantidad de líneas de televisión influye en la resolución de la imagen o la calidad de la imagen.
Se introdujo con el servicio de televisión de la BBC en 1936, se suspendió durante la Segunda Guerra Mundial y permaneció en funcionamiento en el Reino Unido hasta 1985. También se utilizó entre 1961 y 1982 en Irlanda , así como de 1957 a 1973 para el servicio de cable Rediffusion Television en Hong Kong . La línea 405 fue aprobada como Sistema A en la asignación de sistemas de transmisión del CCIR .
A veces llamado el sistema Marconi-EMI , fue desarrollado en 1934 por el equipo de investigación de EMI dirigido por Isaac Shoenberg . [1] La cifra de 405 líneas había sido elegida después de discusiones durante el almuerzo del domingo en la casa de Alan Blumlein . [2] El sistema usaba entrelazado ; EMI había estado experimentando con un sistema entrelazado totalmente electrónico de 243 líneas desde 1933. En el sistema 405, las líneas de escaneo se transmitían en dos campos complementarios, 50 veces por segundo, creando 25 cuadros por segundo. La imagen real tenía 376 líneas de alto y estaba entrelazada, con líneas adicionales sin usar que completaban el cuadro hasta 405 líneas para darle tiempo al circuito lento para prepararse para el siguiente cuadro; en términos modernos se describiría como "376i" .
En el momento de su introducción, el sistema de 405 líneas se denominó "alta definición" , lo cual era, en comparación con los sistemas anteriores, aunque de menor definición que los estándares de 625 líneas y posteriores.
En Estados Unidos, la FCC había aprobado brevemente un estándar de televisión en color de 405 líneas en octubre de 1950, que fue desarrollado por CBS . [3] El sistema de CBS era incompatible con los receptores en blanco y negro existentes. Utilizaba una rueda de color giratoria , reducía el número de líneas de exploración de 525 a 405 y aumentaba la frecuencia de campo de 60 a 144, pero tenía una frecuencia de cuadro efectiva de solo 24 cuadros por segundo.
En 1934, el gobierno británico creó un comité (el "Comité de Televisión") para asesorar sobre el futuro de la transmisión televisiva. El comité recomendó que la BBC debería gestionar y establecer un servicio de "alta definición" (definido por ellos como un sistema de 240 líneas o más). La recomendación fue aceptada y se solicitaron ofertas a la industria. Se recibieron dos ofertas: una de la empresa Baird que ofrecía un sistema mecánico de 240 líneas , y la otra de EMI que ofrecía un sistema totalmente electrónico de 405 líneas. El Comité de Televisión informó que no podían elegir entre los dos sistemas y que ambas ofertas debían aceptarse, y que los dos sistemas se utilizarían juntos durante un período experimental.
La transmisión del resultante servicio de televisión de la BBC desde su sede en Alexandra Palace comenzó en noviembre de 1936 , en un principio compartiendo el tiempo de transmisión con el sistema Baird de 240 líneas; sin embargo, en enero de 1937, después de tres meses de pruebas, el sistema Baird fue abandonado en favor de la transmisión exclusiva con el sistema Marconi-EMI de 405 líneas en VHF . Este se convirtió en el estándar para todas las transmisiones de televisión británicas hasta la década de 1960.
Pronto se hizo evidente que la recepción de televisión también era posible mucho más allá del área de servicio prevista originalmente. En febrero de 1938, los ingenieros de la estación de investigación de la RCA , Riverhead, Long Island , Nueva York , en los EE. UU., pudieron recibir la señal de la BBC a 5000 km (3100 mi) de distancia, debido a que la señal "rebotaba" de regreso a la Tierra desde la ionosfera . Se grabaron unos pocos minutos de programación en película de 16 mm . Ahora se considera que este es el único ejemplo sobreviviente de la televisión británica en vivo de antes de la guerra. [4] Las imágenes grabadas incluyeron a dos de las tres locutoras originales de la BBC, Jasmine Bligh y (en una breve toma) Elizabeth Cowell , un extracto de un drama de época desconocido y la identificación de la estación de la BBC transmitida al comienzo y al final de los programas del día .
La BBC suspendió temporalmente sus transmisiones el 1 de septiembre de 1939, el día de la invasión alemana de Polonia , ya que el estallido de la Segunda Guerra Mundial era inminente. Después de que el Servicio de Televisión de la BBC se reanudara en 1946, se recibieron informes de recepción a distancia de varias partes del mundo, entre ellas Italia , Sudáfrica , India , Oriente Medio , América del Norte y el Caribe .
La BBC perdió su monopolio del mercado televisivo británico en 1954, y al año siguiente se lanzó la cadena comercial ITV , formada por un consorcio de empresas regionales.
A finales de los años 50 y principios y mediados de los 60, se realizaron algunas transmisiones experimentales en color en el Reino Unido con el sistema de 405 líneas utilizando la codificación de color NTSC (esta codificación fue una mejora de 1953 del estándar monocromático NTSC original de 1941, añadido al estándar NTSC para que también pudiera proporcionar transmisiones en color). [5] La frecuencia de subportadora era 2,6578125 MHz (525/2 veces la frecuencia de línea) con un ancho de banda de señal " I " de 500 kHz y un ancho de banda de señal " Q " de 300 kHz. También se intentaron pruebas con PAL, SECAM y otras frecuencias de subportadora NTSC. [6]
Algunas de estas transmisiones se realizaron en UHF (también una tecnología experimental en ese momento), mientras que otras se realizaron a través de la red VHF regular fuera de las horas normales de transmisión.
En 1964, la BBC lanzó su servicio BBC2 en UHF utilizando únicamente un sistema de 625 líneas, que los aparatos más antiguos no podían recibir. Durante varios años, BBC1 e ITV transmitieron utilizando el estándar de 405 líneas y BBC2 con el de 625 líneas; la única forma de recibirlos todos era utilizando un complejo receptor de "doble estándar" de 405 y 625 líneas, VHF y UHF. La introducción del color en BBC2 en 1967 requirió un aparato de doble estándar aún más complejo para recibir los tres canales con BBC2 en color. Con el tiempo, en 1968 y 1969, los diferentes canales regionales de ITV y BBC1 cambiaron a transmitir en el sistema de 625 líneas además de en el de 405 líneas, un proceso que, una vez completado, significó que solo se necesitaban 625 líneas para recibir todos los canales, y ya no eran necesarios los receptores de doble estándar.
En noviembre de 1969, BBC1 e ITV comenzaron a emitir en formato PAL de 625 líneas en color en UHF. Su programación se producía ahora íntegramente utilizando el nuevo estándar de 625 líneas, y por lo tanto, las emisiones en formato de 405 líneas solo servían como retransmisión en monocromo para las personas que no tenían los receptores más nuevos y que solo podían recibir BBC1 e ITV. Esta situación se prolongó hasta el 3 y 4 de enero de 1985, cuando las emisiones en formato VHF de 405 líneas solo podían captar las regionales de BBC1 e ITV, y solo en monocromo, mientras que las emisiones en formato UHF de 625 líneas también podían transmitir BBC2 y Channel 4/S4C además de BBC1 e ITV, y en color o en monocromo.
Una de las razones del largo período de cambio fue la dificultad de igualar el nivel de cobertura del nuevo servicio UHF de 625 líneas con el altísimo nivel de cobertura geográfica logrado con el servicio VHF de 405 líneas.
Las últimas transmisiones de 405 líneas se vieron el 4 de enero de 1985 en Escocia ; se habían apagado oficialmente un día antes en el resto del Reino Unido (aunque en realidad se apagaron en varios puntos al día siguiente). Esto dejó solo el sistema UHF PAL en funcionamiento en el Reino Unido. Las frecuencias utilizadas por el sistema de 405 líneas inicialmente se dejaron vacías, pero luego se vendieron; ahora se utilizan para otros fines, incluidos los sistemas comerciales de radio bidireccional DAB y PMR troncalizados .
El uso del sistema de 405 líneas en Irlanda comenzó en 1961, con el lanzamiento de Telefís Éireann , pero solo se extendió a dos transmisores principales y sus cinco repetidores, que prestaban servicio en el este y el norte del país. Esto se debió a que muchas personas en estas áreas ya tenían equipos de 405 líneas para recibir transmisiones del Reino Unido desde Gales o Irlanda del Norte . El estándar principal de Telefís Éireann era el de 625 líneas; comenzó a usarlo en el verano de 1962, más de dos años antes de que el Reino Unido tuviera canales de 625 líneas.
Los últimos relés de 405 líneas, en el condado de Donegal , se apagaron en 1982; los transmisores principales se habían apagado en 1978 para liberar frecuencias para RTÉ 2 , y después de eso los relés habían sido alimentados por convertidores de estándares desde el transmisor local de 625 líneas.
Durante los últimos cinco años de transmisión simultánea de 405 líneas de RTÉ , se utilizó un convertidor orticón simple , esencialmente una cámara de 405 líneas apuntada a un monitor de 625 líneas, ya que los convertidores de sistema más costosos que RTÉ había utilizado anteriormente ahora no funcionaban.
El sistema de 405 líneas se utilizó en el servicio de televisión por cable Rediffusion Television en Hong Kong, establecido en 1957, lo que lo convirtió en la primera colonia británica y la primera ciudad predominantemente china en tener televisión. El servicio del sistema de 405 líneas finalizó en 1973 y fue reemplazado por el sistema PAL de 625 líneas para transmisión en abierto .
Durante un breve período en 1939 hubo transmisiones experimentales de 405 líneas desde estaciones en Montrouge en Francia y Eindhoven en los Países Bajos , [7] Checoslovaquia y Suiza . [8]
Después de que Estados Unidos adoptara el estándar monocromo NTSC de 525 líneas para la transmisión comercial en 1941, se hicieron esfuerzos posteriores para actualizar el estándar de modo que también pudiera acomodar un sistema de transmisión en color " compatible ". Finalmente, estos esfuerzos resultaron exitosos, pero debido a que los repetidos intentos habían producido sistemáticamente resultados insatisfactorios, en 1950 la Comisión Federal de Comunicaciones de Estados Unidos (FCC) aprobó oficialmente para la transmisión comercial un sistema de transmisión alternativo de 405 líneas que la Columbia Broadcasting System (CBS) había desarrollado durante la década anterior. [9]
Este sistema era un sistema de color secuencial de campo que transmitía electrónicamente una imagen monocromática de 405 líneas. El color se proporcionaba mecánicamente por medio de un disco transparente giratorio sincronizado de color rojo, verde y azul , que se colocaba delante de la pantalla del receptor.
Se utilizaron canales de transmisión regulares para transmitir las señales del sistema de 405 líneas, pero los millones de receptores de televisión NTSC de 525 líneas existentes solo podían procesar correctamente la parte de audio de estas transmisiones, por lo que, a menos que se modificaran estos equipos, solo mostrarían una imagen desordenada. [9]
El 25 de junio de 1951, la CBS emitió un programa especial de variedades titulado Premiere para lanzar oficialmente la transmisión comercial en color de 405 líneas, pero solo cuatro meses después, la CBS puso fin a sus transmisiones en color. Los esfuerzos de la CBS se vieron obstaculizados desde el principio por una falta generalizada de aceptación, y el revés definitivo llegó a finales de año cuando el gobierno de los EE. UU. prohibió temporalmente la fabricación de televisores en color, aparentemente para conservar recursos durante la Guerra de Corea . [10]
En 1953, la FCC rescindió su aprobación del sistema de color de 405 líneas de la CBS. En su lugar, aprobó un segundo estándar NTSC de 525 líneas, recientemente mejorado y ahora satisfactorio, que había sido desarrollado por RCA. Permitía la transmisión en color, pero seguía siendo compatible con los televisores monocromos de 525 líneas existentes. [5]
El sistema de 405 líneas es el Sistema A en la asignación de sistemas de transmisión del CCIR. El audio utiliza modulación de amplitud en lugar de la modulación de frecuencia que se utiliza en los sistemas analógicos modernos. Además, el sistema se transmitió en una relación de aspecto de 5:4 hasta el 3 de abril de 1950, cuando cambió al formato más común de 4:3. [11]
Todos los transmisores del Sistema A utilizaban transmisión de banda lateral vestigial , con la única excepción del Alexandra Palace en Londres, que cerró en 1957 cuando fue reemplazado por Crystal Palace .
Desde mediados de la década de 1930, ha sido una práctica estándar utilizar una frecuencia de campo igual a la frecuencia de suministro eléctrico de la red de CA (o un submúltiplo de la misma), 50 Hz en la mayoría de los países (60 Hz en las Américas ) porque la iluminación de estudio generalmente utiliza un suministro de corriente alterna a las lámparas y si estas no estaban sincronizadas con la frecuencia de campo, podría aparecer un efecto estroboscópico no deseado en las imágenes de televisión. En segundo lugar, el suavizado (filtrado) de los circuitos de suministro de energía en los primeros receptores de televisión era bastante pobre, y la ondulación superpuesta a la CC podía causar interferencia visual. Sin embargo, el problema principal era la susceptibilidad del haz de electrones en el CRT a ser desviado por campos magnéticos dispersos de transformadores o motores cercanos. [12] Si la imagen estaba sincronizada con la frecuencia de la red, esta interferencia al menos sería estática en la pantalla y, por lo tanto, relativamente imperceptible. Los primeros televisores usaban un transformador de red; Se tuvo que tener cuidado en el diseño para evitar que el campo magnético parásito del transformador perturbara el haz de electrones en el CRT.
Un sistema entrelazado requiere una posición precisa de las líneas de exploración, por lo que la base de tiempo horizontal y vertical debe estar en una proporción precisa. Esto se hace pasando una a través de una serie de circuitos divisores electrónicos para producir la otra. Cada división se realiza por un entero impar. Por lo tanto, tiene que haber una relación matemática sencilla entre las frecuencias de línea y de campo, la última se deriva de la división a partir de la primera. Las limitaciones tecnológicas de la década de 1930 significaron que este proceso de división solo se podía realizar utilizando números enteros pequeños, preferiblemente no mayores de 7, para una buena estabilidad. El número de líneas era impar debido al entrelazado 2:1. El sistema de 405 líneas usaba una frecuencia vertical de 50 Hz (frecuencia de suministro de red de CA estándar en Gran Bretaña) y una horizontal de 10,125 Hz ( 50 × 405 ÷ 2 o, utilizando la velocidad de cuadros, 25 x 405), donde 405 se deriva de (3 × 3 × 3 × 3 × 5).
Aún sobreviven algunas cintas de vídeo de 405 líneas . Sin embargo, la mayoría de los programas de 405 líneas que sobreviven son telegrabaciones de películas en blanco y negro , generalmente con bandas sonoras ópticas. Ocasionalmente, se utilizaba la regrabación de vídeo, con una cámara de 625 líneas apuntando a un monitor de 405 líneas. Esto conserva el formato entrelazado original de 50 campos, pero con algunas distorsiones geométricas debido a la curvatura de los monitores CRT utilizados en ese momento.
La programación de 405 líneas se puede grabar y reproducir en una grabadora de vídeo VHS o Betamax sin modificar , siempre que la entrada a la grabadora sea de banda base en lugar de RF . Por ello, también existen varias grabaciones de vídeo modernas de programación de 405 líneas. En ocasiones, se prefería Betamax para esto, ya que el compensador de caída de señal se podía desactivar en ciertos modelos para su uso con decodificadores de audio digital PCM .
Cuando se utiliza con filtrado de banda lateral residual, el ancho de banda total de un canal de TV de 405 líneas es de 5 MHz, significativamente menos que los 8 MHz requeridos por el Sistema I de 625 líneas , que lo reemplazó en Gran Bretaña. Los sistemas de otros países usaban entre seis y catorce megahercios de ancho de banda por canal.
El uso de frecuencias VHF combinado con el estrecho ancho de banda de visión (las señales AM (en las frecuencias bajas de banda VHF) se ven menos afectadas por el ruido a medida que se reduce el ancho de banda) significó que las señales de 405 líneas podían recibirse bien incluso en condiciones marginales. Por lo tanto, fue posible cubrir prácticamente todo el Reino Unido con un número relativamente pequeño de estaciones transmisoras .
El uso de AM (en lugar de FM) para el sonido y el uso de modulación de video positiva (en lugar de negativa) hicieron que las señales de 405 líneas fueran muy propensas a interferencias de impulsos audibles y visibles, como las generadas por los sistemas de encendido de los vehículos. Dicha interferencia se manifestaba como un fuerte estallido en el sonido y grandes puntos brillantes en la imagen, que los espectadores encontraban mucho más notorios que los puntos oscuros encontrados cuando se encuentra dicha interferencia en una señal que usa modulación de video negativa. Con modulación positiva, la interferencia podía fácilmente ser de una amplitud similar a los pulsos de sincronización (que estaban representados por el 0-30% de la salida del transmisor). Los primeros circuitos de base de tiempo eran menos capaces de discriminar entre las señales y la imagen se cortaba. Por el contrario, en la sincronización de modulación negativa, los pulsos representan la salida pico del transmisor (70-100% de la salida). Como resultado, la interferencia de impulsos causaba puntos oscuros visuales antes de que fuera lo suficientemente grande como para afectar la sincronización de la imagen. Si la interferencia era lo suficientemente grande, la imagen probablemente no se pudiera ver de todos modos. La posterior introducción de circuitos de sincronización con volante de inercia hizo que la imagen fuera mucho más estable, pero no pudieron aliviar algunos de los problemas de la modulación positiva. Casi todos los sistemas de televisión que sucedieron al sistema de 405 líneas adoptaron la modulación negativa solo por esta razón.
El circuito AGC era problemático. El AGC de primera generación solo detectaba el valor promedio de la señal transmitida; sin embargo, debido a la portadora modulada positivamente, la potencia pico representaba el blanco pico, cuya presencia no estaba garantizada. Por lo tanto, para una imagen completamente negra, el circuito AGC aumentaba la ganancia de RF para restaurar la amplitud promedio de la portadora. El resultado era una pantalla que no era negra sino de un gris medio. De hecho, la salida total de luz de los primeros televisores era prácticamente constante independientemente del contenido de la imagen.
A mediados de la década de 1950, varios fabricantes comenzaron a introducir sistemas AGC con compuerta para evitar este problema. [13] Se derivaba un pulso retardado de la señal de sincronización de línea recuperada. Este pulso activaba una compuerta que muestreaba la señal de video recibida durante el "porche trasero", que era un nivel de negro garantizado transmitido entre el final del pulso de sincronización de línea y el comienzo de la información de la imagen.
La introducción de la modulación negativa en sistemas posteriores simplificó el problema porque la potencia de pico de la portadora representaba pulsos de sincronización (cuya presencia siempre estaba garantizada). Un circuito CAG con detector de picos simple detectaría únicamente la amplitud de los pulsos de sincronización, midiendo así la intensidad de la señal recibida.
El sistema de 405 líneas produjo un silbido notable de 10,125 Hz en muchos conjuntos, igual a la cantidad de líneas por segundo. Este silbido agudo fue causado por magnetostricción en el transformador de salida de línea .
Este es un artefacto común en los televisores que utilizan un tubo de rayos catódicos . Si bien todos los sistemas de televisión basados en CRT producen este tipo de ruido, la mayor cantidad de líneas por segundo en los estándares posteriores produce frecuencias (15.625 Hz de PAL y 15.734 Hz de NTSC) que se encuentran en el extremo superior del espectro audible, que no todas las personas pueden escuchar . Los televisores modernos que utilizan tecnología de pantalla de plasma, LCD u OLED están completamente libres de este efecto, ya que están compuestos por un millón o más de elementos controlables individualmente, en lugar de utilizar un solo haz desviado magnéticamente, por lo que no es necesario generar la señal de escaneo.
La ausencia de pulsos de ecualización para facilitar el entrelazado fue defendida al comienzo del servicio de la BBC con el argumento de que sólo causaba una falta de entrelazado con separadores de sincronización de campo del tipo integrador, y que había, incluso en ese momento, muchos otros circuitos que proporcionaban un entrelazado completamente preciso sin pulsos de ecualización. La cuestión volvió a plantearse de vez en cuando, pero una serie de pruebas, realizadas durante 1952 en cooperación con la Asociación Británica de Fabricantes de Equipos de Radio, confirmaron que no había una necesidad general de pulsos de ecualización. [14]
En algunos televisores de pantalla grande, las líneas escaneadas no eran lo suficientemente gruesas como para cubrir el 100% del tubo de rayos catódicos. El resultado era una imagen con líneas y oscuridad entre cada línea escaneada horizontal, lo que reducía el brillo y el contraste de la imagen. Los televisores de pantalla grande solían utilizar un oscilador de oscilación puntual, que alargaba ligeramente el punto de escaneo verticalmente a alta frecuencia para evitar este efecto de separación de líneas sin reducir la nitidez horizontal. La oscilación puntual también se utilizaba al hacer grabaciones de programas de 405 líneas.
Inventor principal del primer sistema de televisión de alta definición
Robson, Neil. 'Imágenes vivientes del espacio: las desesperadas esperanzas de la televisión en el Londres anterior a 1939', Historical Journal of Film, Radio and Television , vol. 24, núm. 2 (junio de 2004), págs. 223–32.