Télévision analogique terrestre
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La télévision analogique terrestre ou TAT est l'ensemble du réseau de diffusion de terre composé d'émetteurs (pilotes) et de réémetteurs locaux. Ce réseau utilise des ondes dites hertziennes.

Les signaux analogiques SECAM et PAL en Europe (L’Europe est une région terrestre qui peut être considérée comme un continent à part entière, mais aussi comme l’extrémité occidentale du continent eurasiatique, voire comme une des sous-parties...), NTSC aux États-Unis d'Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à l'est, de l'Europe et de l'Afrique par...) ou au Japon des émetteurs sont reçus sur les antennes VHF et UHF individuelles ou collectives qui permettent, suivant les caractéristiques du site, des qualités d'image variables, ayant fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut...) d'une codification, voir : Qualité de réception en télévision (La télévision est la transmission, par câble ou par ondes radioélectriques, d'images ou de scènes animées et généralement sonorisées qui sont reproduites sur un poste récepteur appelé téléviseur (ou, par abus de langage,...) terrestre.

En France, le rendement a du mal à dépasser les 85 % de la population desservie, particulièrement sur les 5e et 6e réseaux. Les signaux, émis jusqu'en 2010 sous réserve d'un bilan à réaliser par le CSA, seront à terme remplacés par ceux de la TNT (Télévision Numérique (Une information numérique (en anglais « digital ») est une information ayant été quantifiée et échantillonnée, par opposition à une...) Terrestre), avec évocation de la norme (Une norme, du latin norma (« équerre, règle ») désigne un état habituellement répandu ou moyen considéré le plus souvent comme une...) de compression MPEG 4 pour la télévision haute définition (Une définition est un discours qui dit ce qu'est une chose ou ce que signifie un nom. D'où la division entre les définitions réelles et les...).

Composition d'une image

Les caractéristiques fondamentales de tous les systèmes de télévision ont été en grande partie définies par rapport à des considérations physiologiques de l’œil humain, telles que :

  • La persistance ( Persistance (statistiques) Persistance (informatique) en peinture : La Persistance de la mémoire (1931) en médecine : la...) rétinienne : 1/20 de seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. ...).
  • Le pouvoir de résolution (En optique, le pouvoir de résolution d'un système optique désigne sa capacité à distinguer des détails fins. Il est défini comme la distance angulaire minimale...) de l’œil : 1’ d’angle environ.
  • Le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'or : notion de distance normale d’observation d’un objet en fonction de ses dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de...) (5 à 7 fois sa diagonale (On appelle diagonale d'un polygone tout segment reliant deux sommets non consécutifs (non reliés par un côté). Un polygone à n côtés...) pour un objet rectangulaire, selon les peintres).

Afin d’éviter un effet de scintillement, le principe de structurer l’image en deux trames entrelacées (trame paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) et impaire) a été choisi. La période de chaque trame (Le mot trame peut désigner :) étant de 1/50 de seconde, soit celle du réseau électrique (Un réseau électrique est un ensemble d'infrastructures permettant d'acheminer l'énergie électrique des centres de production vers les consommateurs...).

Pour résoudre le problème du décalage vertical (Le vertical (rare), ou style vertical, est un style d’écriture musicale consistant en accords plaqués.) des deux trames sans exiger trop de précision des générateurs de balayage, il a été fixé un nombre impaire de lignes ; la première trame démarrant au centre du bord supérieur de l’écran et la seconde au coin supérieure gauche.

Ce système de double trame entrelacées est commun à tous les standards de télévision analogique (Le concept d'analogique est utilisé par opposition à celui de numérique.). La trame est constituée de deux mouvements, l’un horizontal (Horizontal est une orientation parallèle à l'horizon, et perpendiculaire à la verticale. Une ligne horizontale va « de la gauche vers la droite » ou vice versa.), décrivant une ligne de gauche à droite sur l’image restituée, l’autre vertical, plaçant les lignes les une sous les autres, de haut en bas, ces lignes constituant la trame.

Chacun de ses mouvements comprend deux phases; une phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) utile pendant laquelle se forme le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont employés depuis la nuit des...) utile de traduction de l’image, une phase de suppression lors de laquelle le mouvement du spot s’inverse (retour vers le début de ligne ou trame suivante). Pendant ce temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), le signal est mis à une tension (La tension est une force d'extension.) constante de référence : le niveau de suppression.

Il est nécessaire de synchroniser le mouvement ligne et trame :

  • par insertion d'un top de synchro ligne,
  • par insertion d'informations de synchro trame.

Dans les principaux standards, le nombre de lignes est de

  • 625 pour les standards PAL et SECAM (Europe)
  • 525 pour le standard NTSC en usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) au Japon, USA et Canada.

Le nombre d’images par seconde est respectivement de 25 et 30.

La période d’une image est fixée à 40ms, et donc celle d’une trame à 20ms (Europe).1/64 La fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par...) de balayage ligne est donc de 625*25, soit 15 625 Hz ou 64us. Pour un format 4/3 le nombre de points par ligne est de 625*4/3 soit 833.

La bande passante (La bande passante (angl. bandwidth) est un intervalle de fréquences pour lesquelles la réponse d'un appareil est supérieure à un minimum. Elle est généralement confondue avec la largeur de...) est maximale lorsque l'on alterne (Les organes d'une plante sont dits alternes lorsqu'ils sont insérés isolément et à des niveaux différents sur une tige ou un rameau.) les points noirs et blancs, créneau (Au Moyen Âge, le mot créneau, ou en ancien français quernal, aquarniau, carnel ou créniau, désignait toute ouverture pratiquée au sommet d'une tour ou d'une courtine, couverte ou...) dont la fréquence est la moitié des points transmis :

833/2*625*25 images/seconde = 6,5 MHz

Ce créneau nécessiterait la transmission d'une dizaine d'harmoniques pour être restitué, en pratique nous observons de grandes zones uniformes qui induisent des fréquences plus faibles. Le temps entre deux points d'une ligne est de τ =(1/625) * (3/4) * 64us ; la bande passante d'un système du premier ordre dont le temps de monté à 90% donne 2,3 * τ soit une bande passante de 2,3/(2 * π * τ ) = 4,77MHz environ qui est une valeur théorique plus proche de la réalité.

Le temps réservé au retour de balayage est utilisé pour transmettre des impulsions assurant la synchronisation des cycles de balayage entre émetteur et récepteur. Ces signaux sont composés de plusieurs phases appelées :

  • pré-égalisation
  • synchro trame
  • post-égalisation

Afin de contrôler la qualité d’une transmission, des paramètres quantifiables ont été définis ; ils permettent de mesurer des distorsions linéaires ou non, ainsi que le bruit (Dans son sens courant, le mot de bruit se rapproche de la signification principale du mot son. C'est-à-dire vibration de l'air pouvant donner lieu à la création d'une sensation auditive.) introduit par la transmission.

Pour contrôler et éventuellement corriger les performances d’un système de transmission, on a réservé dans l’ensemble des lignes transmettant l’information vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur...), un certains nombre d’entre elles pour transmettre des signaux de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.), dont les lignes test.

Elles permettent de caractériser le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet), on appelle nœud (node)...) et sont insérées au début de la chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) de transmission pendant les périodes de suppression de la trame. Ces signaux subissent donc les même dégradations que l’image.

Le signal vidéo composite

Un signal vidéo est constitué de plusieurs parties :

  • l'information de Luminance (En physique, la luminance est l'intensité d'une source de lumière visible dans une direction donnée, divisée par l'aire apparente de cette source dans cette même direction.) d'une dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :) de 700 mV,
  • la synchronisation ligne, impulsion de 300 mV,
  • l'information de chrominance (La chrominance désigne la partie de l'image vidéo correspondant à l'information de couleur.) (restitution de la couleur),
  • un burst de synchronisation pour la sous porteuse (Une porteuse est un signal sinusoïdal de fréquence et amplitude constantes. Elle est modulée par le signal utile (audio, vidéo, données) en vue, soit de sa diffusion au moyen...) chrominance,
  • des information de synchronisation trame dans certaines lignes.

Sous une charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui...) normalisée 75 Ohms, l'amplitude (Dans cette simple équation d’onde :) crête à crête d'une signal vidéo est 1 Volt. La durée d'une ligne est de 64 us, soit 15625 Hz. Le signal utile dure 52 us, la synchronisation utilise donc 12 us.

Image:Lignes video.jpg

Que la couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes lumineuses, avec une (ou des) amplitude(s) donnée(s).) soit

Au signal vidéo composite monochromatique (On qualifie de monochromatique (du grec mono-, un seul et chromos, couleur) une lumière dont la couleur n'est formée que d'une fréquence ou, par extension de sens,...), la couleur est gérée en ajoutant une sous porteuse modulée par des signaux de chrominance et ce, afin de constituer un nouveau signal composite CVBS (color video blanking synchronisation). Pour la télévision couleur, l’image est transmise sous la forme de deux informations complémentaires : la luminance qui exprime la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) et les contours des formes visualisées et la chrominance, porteuse de l’information couleur.

Pour des raisons de compatibilité avec les systèmes précédents, l’adjonction de la couleur devait se faire de façon à ne pas perturber le fonctionnement d’un téléviseur (Le téléviseur (ou un télé, apocope utilisée familièrement) est un appareil doté d'un écran servant généralement à recevoir, regarder et...) noir et blanc (Le noir et blanc sont considérés ou non comme des couleurs selon la discipline qui en parle : imprimerie, photographie, physique, peinture, théorie de la perception....). Cette information chromatique avait donc comme obligation d’être positionnée dans un canal de 8MHz, occupé déjà par 5 MHz (ou 6) de luminance vidéo ainsi que la sous porteuse audio.

Le signal de luminance Y est une combinaison (Une combinaison peut être :) linéaire des trois couleurs primaires rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain...) bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie en luminosité du cyan à une teinte...). Disposant de cette information qui représente le signal noir et blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu, d'où...), deux signaux complémentaires sont nécessaires afin de transmettre la couleur : signaux de chrominance bleu et signaux de chrominance rouge.

  • Y = 0.587V + 0.299R + 0.114B
  • Cb = 0.564 (B – Y)
  • Cr = 0.713 (R – Y)

systèmes de codage (De façon générale un codage permet de passer d'une représentation des données vers une autre.) des signaux de chrominance :

  • Le système NTSC (National Television Standards Committee, ou ironiquement "Never Twice Same Color"). 1953
  • Le système SECAM (Séquentiel Couleur à Mémoire). 1957
  • Le système PAL (Phase Alternation line). 1963

Emission, modulation d'amplitude et MA-BLR

Le signal vidéo composite (CVS) occupe une largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit la mesure la plus étroite de sa face. En géométrie plane, la largeur est la plus petite des deux mesures d'un rectangle, l'autre...) de bande d'environ 5 MHz selon le standard utilisé. Ce signal bande de base (Ce terme du jargon réticulaire désigne une ancienne technique de transmission des données dans laquelle le signal est envoyé directement dans le câble...) pourrait moduler en amplitude une porteuse HF (Modulation d'amplitude à double bande) et occuperait alors 10MHz de bande passante. En principe, l'une des deux bandes peut être supprimée, du fait que chacune d'elle transmet la même information.

Il serait donc possible d'émettre l'information en AM-BLU (Bande latérale unique ou AM-SSB). Toutefois, le signal vidéo dispose d'information aux fréquences basses auxquelles l'œil est très sensible, de plus, la difficulté de réaliser des filtres aux fréquences de coupures sévères, sans distorsion de temps de groupe, oblige à utiliser le système à bande latérale réduite : MA-BLR. Cette modulation est donc utilisée sur les émetteurs de télévision hertzienne (La télévision hertzienne correspond, au sens propre, à la diffusion par l'intermédiaire d'ondes électromagnétiques, des signaux de télévision, selon différentes bandes de fréquences et modulations :) (TDF).

 
 ^                ^ 
 |------------    | 
 /|            \   | Audio 
 / |             \  | 
 /  |  Vidéo       \ | 
 /   |               \| 
 --------+--------------------> f [MHz] 
 1,25  fp              6,5 
 

Dans le cas de la MA-BLR, une bande latérale entière est émise ainsi qu'une partie de la seconde appelée talon. À la réception (dans le téléviseur), il faut s'assurer que la zone latérale réduite n'apparaît pas avec une amplitude double au niveau du démodulateur (Un démodulateur est un appareil de réception de signaux hertziens grand public principalement employé dans le domaine de la réception de la télévision analogique ou numérique par satellite ou terrestre.). Afin de s'affranchir de ce problème, on utilise un filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) à flanc de Nyquist normalisé, le principe consiste à transmettre la moitié du signal sous la porteuse et la moitié au delà sur une certaine bande de fréquence (Une bande de fréquence définit une plage de fréquences qui ont des propriétés similaires :). Dans la plupart des cas, le signal est traité à une fréquence intermédiaire de 38.9 MHz (sous porteuse image).

En réception le signal est transposé à 38,9 MHz le spectre peut se trouver inversé si la fréquence de l'oscillateur (En physique, un oscillateur est un système manifestant une variation périodique dans le temps (ou pseudo-périodique s'il existe une dissipation...) est supérieure à celle du canal (transposition supradyne); cette FI est filtrée par un FOS qui récupère uniquement le signal vidéo (par exemple K6257K de Siemens Matsushita (Matsushita est un grand groupe japonais spécialisé dans l'électronique grand public. Ses produits sont le plus souvent commercialisés à travers la marque Panasonic. En outre, le...) S+M) la bande passante est de 5 MHz environ ; les pertes sont d'environ 6dB à 38,9MHz et 33,9 MHz. Une réjection importante est présente à 32,4 MHz pour un FOS adapté au standard L, cela représente une fréquence 6,5MHz avant la porteuse image située à 38,9 MHz; cette réjection est située sur la sous porteuse son.

Le modulateur MABLR est relativement compliqué à réaliser et n'existe pas de façon intégrée. Il faut utiliser dans ce cas un circuit intégré (Le circuit intégré (CI), aussi appelé puce électronique, est un composant électronique reproduisant une ou plusieurs fonctions électroniques plus ou moins complexes, intégrant souvent plusieurs...) à modulation double bande en fréquence intermédiaire 38,9 MHz. Cette fréquence normalisée est ensuite filtrée par un FOS au gabarit spécifique dont le flanc est identique mais la bande passante inférieure plus importante afin de laisser passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) les différentes sous-porteuses audio qui sont 6,5 MHz pour la monophonie et 5,85 MHz pour la sous-porteuse NICAM (NICAM est un acronyme qui signifie Near Instantaneous Companded Audio Multiplex : "Multiplexage audio à compression quasi-instantanée".).

Le signal FI-MABLR subit ensuite une double transposition, une première à une FI plus élevée de 900MHz par exemple, afin de pouvoir utiliser un FOS gsm, puis une seconde transposition accordable en UHF. La raie de transposition est alors 900 MHz au delà de la raie utile et donc plus facile à filtrer que dans une transposition simple ou une raie résiduelle parasite subsisterait 38,9 MHz de par et d'autre du signal utile.

Synthèse

Caractéristiques des principales normes
Standard B/G D L/L' M (USA)
VHF bande I 47-68 48.5-100 54-88
VHF bande III 174-230 174-230 174-216
UHF bande IV & V 470-853 471-855 470-890
Écart image/son 5.5 MHz 6.5 MHz 6.5 MHz 4.5 MHz
Largeur du canal 8MHz(G) 8MHz 8MHz 6MHz
Déviation FM / son FM, 50kHz FM, 50kHz AM FM, 25kHz
Nombre de lignes 625 625 625 525
Fréquence ligne 15625 Hz 15625Hz 15625Hz 15750Hz
Bande passante vidéo 5 MHz 6 MHz 5 MHz 4.2 MHz
Durée d’une ligne 64 µs 64µs 64µs 63.5µs
Durée trame 20 ms 20ms 20ms 16.667ms
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