KONSTRUKSI SINYAL VIDEO KOMPOSIT

ENGLISH

 BAHASA INDONESIA

KONSTRUKSI   SINYAL   VIDEO  KOMPOSIT

Gambar 7.1. Pembentukan Sinyal Video Komposit

Pada gambar 7.1. ditunjukkan tiga bentuk sinyal video komposit yang merupakan sinyal kamera, dengan tambahan pulsa-pulsa pengosongan, dan pulsa-pulsa penyelarasan. (a) sinyal kamera untuk satu garis horisontal. (b)  Pulsa pengosongan H (horizontal) ditambahkan ke sinyal kamera. (c) pulsa penyelarasan H (horizontal) ditambahkan ke pulsa pengosongan.

Pada gambar 7.2, nilai amplitude tegangan dan arus yang berurutan diperlihatkan untuk pemayaran dua garis horizontal dalam bayangan (citra). Karena waktu meningkat dalam arah horizontal, amplitudonya berubah untuk warna putih, kelabu, atau hitam  pada  gambar.  Mulai dari yang paling kiri pada waktu nol, sinyal berada pada level putih dan  berkas pemayaran berada di sebelah kiri bayangan. Begitu garis pertama dipayar dari kiri ke kanan, diperoleh variasi sinyal kamera dengan berbagai amplitude yang sesuai dengan informasi gambar yang diperlukan. Setelah penjejakan (trace) horizontal menghasilkan sinyal kamera yang diinginkan untuk satu garis, berkas pemayaran berada di sebelah kanan bayangan (image atau citra). Kemudian pulsa pengosongan disisipkan guna mengembalikan amplitude sinyal  video ke atas sampai  ke level  hitam sehingga pengulangan jejak dapat dikosongkan.

Gambar 7.2. Sinyal video komposit untuk dua garis horisontal.

Setelah waktu pengosongan cukup lama untuk mencakup pengulangan jejak, tegangan pengosongan dilepas. Maka berkas pemayaran berada disebelah kiri, siap  untuk  memayar garis berikutnya. Dengan cara ini, masing-masing garis horizontal dipayar secara  berturut turut. Perhatikan bahwa garis kedua memperlihatkan informasi gambar gelap di dekat level hitam.

Berkenaan dengan waktu, amplitude-amplitudo  sinyal tepat setelah pengosongan pada gambar 7.2 menunjukkan informasi yang sesuai dengan sisi kiri pada awal garis pemayaran. Tepat sebelum pengosongan, variasi sinyal bersesuaian dengan sisi kanan. Informasi yang tepat di tengah-tengah garis pemayaran adalah setengah waktu antara pulsa-pulsa pengosongan.

 

POLARITAS PENYELARASAN DALAM SINYAL VIDEO KOMPOSIT.

Sinyal video dapat memiliki dua polaritas:

1.  Polaritas  penyelarasan  positif  dengan  pulsa-pulsa penyelarasan  pada  posisi  menghadap ke atas seperti pada Gambar 7.2.

2.  Polaritas penyelarasan negative dengan pulsa-pulsa penyelarasan pada posisi menghadap  ke bawah seperti pada Gambar 7.3.

Sinyal video yang diperlihatkan pada Gambar 7.2 dan 7.3 keduanya mengandung informasi gambar yang sama. Video dengan polaritas pemyelarasan negative diperlukan pada kisi pengatur dari tabung gambar untuk mereproduksi gambar.  Maka  level  pengosongan adalah negative untuk menambahkan arus berkas untuk hitam. Video dengan polaritas penyelarasan positif diperlukan pada katoda tabung gambar.

Selain itu, polaritas penyelarasan yang negative adalah standar bagi sinyal-sinyal internal atau eksternal dari perlengkapan video seperti kamera televisi, perlengkapan pengatur video dan jaringan distribusi. Amplitudo standar adalah 1 Vp-p dengan sync (penyelarasan)  yang negatif.

Gambar 7.3,  Sinyal video  yang  sama  seperti  pada  gambar 7.2  tetapi dengan  polaritas penyelarasan  yang negatif.

Untuk salah satu polaritas, ingat bahwa bagian sinyal video yang putih berlawanan dengan yang pada pulsa-pulsa penyelarasan. Level pengosongan haruslah hitam. Amplitudo- amplitude  penyelarasan  dapat  disebut  lebih hitam  daripada  hitam.

PENGOSONGAN (BLANKING).

Sinyal video komposit mengandung pulsa-pulsa pengosongan untuk membuat garis- garis pengulangan jejak tidak terlihat, yakni dengan mengubah amplitudo sinyal  menjadi hitam bila rangkaian-rangkaian pemayaran menghasilkan pengulangan jejak. Semua informasi gambar dimatikan (cut-off) selama waktu pengosongan. Secara normal, pengulangan jejak akan terjadi selama waktu pengosongan.

Sebagaimana ditunjukkan pada gambar 7.4 terdapat pulsa-pulsa pengosongan  horizontal dan vertikal didalam sinyal video komposit.  Pulsa-pulsa  pengosongan  horizontal  dicakup untuk mengosongkan pengulangan jejak dari kanan ke kiri dalam masing-masing garis pemayaran horizontal. Dengan demikian, laju pengulangan pulsa-pulsa  pengosongan horizontal adalah frekuensi pemayaran garis sebesar 15.750 Hz. Pulsa-pulsa pengosongan vertikal mengosongkan garis-garis pemayaran yang dihasilkan ketika berkas elektron pengulangan penjejakan secara vertikal dari dasar ke puncak  dalam masing-masing  medan. Jadi frekuensi pulsa-pulsa pengosongan vertikal adalah 60 Hz  untuk setiap medan.  Setiap pulsa pengosongan mengubah sinyal video menjadi hitam  selama  waktu  pengosongan.

 

Gambar 7.4, pulsa pengosongan H dan V dalam sinyal video.

(Pulsa-pulsa penyelerasan tidak diperlihatkan.)

 

7.1  .  SKALA  IRE  DARI   AMPLITUDO  SINYAL VIDEO

Pada monitor osiloskop, amplitudo sinyal video biasanya diperiksa bersama polaritas penyelarasan negatif agar sesuai dengan skala IRE yang diperlihatkan pada Gambar 7.5. IRE adalah singkatan dari “Institute of Radio Engineers”  yang  sekarang  ini  disebut  IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers).  Skala IRE total mencakup 140 unit dengan 100 naik dan 40 turun dari nol. Sinyal video komposit puncak ke puncak mencakup 140 unit IRE.

 AMPLITUDO PULSA PENYELARASAN

Dari sejumlah 140 unit IRE, sebanyak 40 (atau mendekati 29 persen) adalah untuk penyelarasan (sync). Semua pulsa penyelarasan mempunyai amplitudo yang sama, yakni 29 persen dari sinyal video puncak ke puncak.

 

Gambar 7.5, Gambar  osiloskop  dari  dua  garis  sinyal video komposit dengan  skala amplitude IRE. Perhatikan skala 140 unit IRE di sebelah kiri.

PEMASANGAN HITAM (BLACK SETUP)

Perhatikan bahwa puncak-puncak hitam dari variasi  sinyal  kamera  adalah penyimpangan dari level pengosongan hitam sebesar 7,5 unit IRE, yang secara pendekatan adalah 5 persen dari keseluruhan. Tujuannya adalah untuk memastikan bahwa sinyal-sinyal pembawa tambahan (subcarrier signals) untuk warna di dekat hitam di dalam sinyal kamera tidak berinterferensi  dengan  amplitude penyelarasan.

 AMPLITUDO   SINYAL   KAMERA

Putih punc ak kira-kira mendekati 100 unit IRE. Akan tetapi pemasangan hitam adalah 7,5 unit untuk meng offset (mengimbangi) hitam di dalam gambar level pengosongan. Dengan mengurangkan pemasangan hitam dari putih puncak, hasilnya adalah 100-7,5 = 92,5 unit IRE untuk variasi sinyal kamera. Jumlah ini adalah 66 persen dari total 140 unit   IRE.

WAKTU  PENGOSONGAN  HORISONTAL

Rincian periode pengosongan horisontal dilukiskan pada Gambar 7.6. Interval yang ditandai H adalah waktu yang diperlukan untuk memayar satu garis dengan mencakup penjejakan dan pengulangan jejak. Dengan demikian, waktu untuk H adalah 1/15.750 detik atau 63,5 µ detik.

Pulsa pengosongan horizontal lebarnya hanyalah 0,14 H sampai 0,18 H. Ambillah suatu rata-rata sebesar 16 persen sebagai nilai  yang  khas.  Jadi  waktu  pengosongan  horizontal adalah

0,16 x 63,5 µ detik = 10,2 µ detik (pendekatan)

Sekarang, kita kurangkan harga ini dari waktu H yang sebesar 63,5 µ detik;

63,5 µ detik – 10,2µ detik = 53,3 µ detik

Maka 53,3 µ detik adalah waktu yang diperlukan untuk pemayaran visible, tanpa pengosongan dalam masing-masing garis horizontal. Untuk mengosongkan H diperlukan jejak horizontal.

Yang ditindihkan di atas pulsa-pulsa pengosongan H adalah pulsa-pulsa penyelarasan H yang lebih sempit. Sebagaimana terlihat  pada Gambar  7.6,  masing-masing  pulsa penyelarasan H adalah 0,08 H atau setengah lebar rata-rata  dari  pulsa pengosongan.  Jadi waktu penyelarasan ini  kira-kira adalah 10 µ detik dibagi 2 atau  sebesar 5 µ detik.

 

SERAMBI    DEPAN  DAN  BELAKANG  ( FRONT  PORCH   AND  BACK  PORCH  )

Selama setengah waktu pengosongan yang tinggal yang juga adalah 5 µ detik, sinyalnya berada pada level pengosongan. Bagian yang tepat sebelum pulsa penyelarasan disebut  serambi depan (front porch), dan serambi belakang (back  porch)  mengikuti  pulsa penyelarasan. Lebar serambi depan adalah 0,06 H. periode waktu ini adalah 1,27 µ detik untuk serambi depan dan 3,81 µ detik untuk serambi belakang. Perhatikan bahwa serambi belakang adalah tiga kali lebih panjang daripada serambi depan. Semua periode waktu di dalam sebuah garis horizontal ini diringkas  pada tabel 7.1, dengan  toleransi yang  diperlukan.

 

Gambar 7.6 (a). rincian pengosongan horisontal dan pulsa-pulsa penyelarasan. Waktu  H adalah 1/15,750 µ detik = 63,5 µ detik. Pada gambar di bawah sinyal, pinggiran-pinggiran hitam memperlihatkan pengosongan. (b) Pengosongan H bergerak ke dalam gambar untuk memperlihatkan efek terhadap layar, terang lebih tinggi daripada normal.

 

PENGOSONGAN  H  DAN  PEMAYARAN  H

Waktu pengosongan sedikit lebih lama  daripada  nilai  khas  dari  waktu  pengulangan jejak. Sebagai akibatnya, sebagian kecil dari penjejakan (trace) biasanya dikosongkan pada waktu permulaan dan akhir setiap garis pemayaran. Efek pengosongan horizontal ini dilukiskan oleh batang-batang hitam di sebelah kiri dan kanan gambar pada Gambar 7.6 a. hitam pada pinggiran-pinggiran kanan bersesuaian dengan serambi depan dari pengosongan horizontal, sebelum pengulangan jejak dimulai. Umumnya pengulangan jejak  horizontal dimulai pada pinggiran pertama (leading edge) dari pulsa penyelarasan. Tepat sebelum pengulangan jejak (bila berkas pemayaran menyelesaikan penjejakannya ke kanan), level pengosongan dari serambi depan akan menyebabkan pinggiran kanan menjadi hitam. Dengan sejumlah kecil dari setiap garis dikosongkan dengan cara ini, sebuah batang hitam di sebelah kanan ini dapat dianggap sebagai reproduksi dari bagian serambi depan dari pengosongan horisontal.

TABEL 7.1.

RINCIAN  PENGOSONGAN    HORISONTAL

PERIODE	WAKTUdalam µ detik
Garis total (H)	63,5
Pengosongan H	9,5 – 11,5
Pulsa penyelarasan H	4,75 ± 0,5
Serambi depan	1,27 (minimum)
Serambi  belakang	3,81 (minimum)
Waktu garis visibel	52-54

Setelah serambi depan dari pengosongan pengulangan  jejak  horisontal  dapat  dimulai bila pulsa penyelarasan dimulai. Flyback pasti dikosongkan sebab level penyelarasan lebih hitam daripada hitam. Walaupun pengulangan jejak umumnya dimulai dengan pulsa penyelarasan, jumlah waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan flyback tergantung pada rangkaian-rangkaian pemayaran. Waktu flyback khas adalah 7 µ detik.

Waktu  pengosongan  setelah  serambi depan  adalah  8,93  µ detik,  yang  dihitung sebagai 10,2 – 1,27 =  8,93 µ detik

Sekarang kurangkan waktu flyback sebesar 7 µ detik.

8,93 – 7,00 = 2,93 µ detik

2,93 µ detik adalah waktu  pengosongan  yang  masih tertinggi  setelah pengulangan jejak ke pinggiran kiri  telah  diselesaikan.

Walaupun pengosongan masih berjalan, bentuk gelombang defleksi gigi gergaji menyebabkan berkas pemayaran memulai penjejakannya  mengikuti  flyback. Sebagai akibatnya, bagian pertama dari penjejakan disebelah kiri dkosongkan. Setelah 2,93 µ detik dari waktu penjejakan kosong di pinggiran kiri, pulsa pengosongan  dipindahkan.  Maka  sinyal video mereproduksi informasi gambar begitu berkas pembayaran melanjutkan penjejakannya untuk 53,3 µ detik dari waktu penjejakan yang dapat terlibat. Akan tetapi, sejumlah kecil dari setiap garis yang dikosongkan pada awal penjejakan membentuk batang hitam di pinggir kiri raster. Pinggiran hitam di kiri ini merupakan bagian dari setiap serambi belakang yang mengikuti penyelarasan horizontal.

Batang-batang pengosongan pada sisi-sisi tidak mempunyai efek  terhadap  gambar selain daripada mengurangi sedikit lebarnya, dibandingkan dengan raster yang dikosongkan. Akan tetapi, amplitude pemayaran horisontal dapat dinaikkan untuk memberikan lebar gambar yang diinginkan.

Gambar 7.6b memperlihatkan efek terhadap layar tabung gambar untuk serambi depan dan belakang selama pemgosongan H. Terangnya disetel lebih tinggi daripada biasa, guna membuat pengosongan lebih terang daripada hitam. Juga fasa pemayaran terhadap pengosongan harus digeser untuk menempatkan waktu pengosongan ke dalam waktu penjejakan.

RINGKASAN WAKTU PENGOSONGAN  H (Horisontal)

Untuk nilai-nilai yang  khas, lebar masing-masing pulsa pengosongan H adalah 10 µ detik. Lebar pulsa penyelarasan  H adalah 5 µ detik atau setengah waktu pengosongan. Tepat sebelum penyelarasan H, serambi depan adalah 1,27 µ detik. Serambi hitam persis setelah penyelarasan H adalah 3,81 µ detik. Perhatikan bahwa 1,27 + 3,81 adalah kira-kira 5µ detik. Dengan merambatkan ini ke 5 µ detik untuk penyelarasan H akan memberikan waktu pengosongan H sebesar 10µ detik.

WAKTU  PENGOSONGAN  VERTIKAL  (VERTICAL  BLANKING TIME)

Pulsa-pulsa pengosongan vertikal mengubah amplitudo sinyal video menjadi hitam sehingga bekas pemayaran dikosongkan (blanked out) selama pengulangan jejak vertikal .

 

GARIS-GARIS   H  YANG DIKOSONGKAN OLEH PENGOSONGAN V

Waktu sebesar 1333  adalah cukup lama untuk mencakup banyak garis pemayaran horisontal yang lengkap . Bila kita membagi waktu pengosongan vertikal 1333       dengan 63,5 periode garis total kita peroleh 21 . Jadi 21 garis dikosongkan dalam tiap medan , atau 42 garis dalam kerangka . Jumlah total dari garis kosong dalam kerangka juga  dapat  dihitung  sebagai 0,08 x 525 = 42 .

Waktu yang relatif lama mengosongkan tidak hanya garis-garis retrace vertikal , tetapi  juga sebagian kecil penjejakan vertikal di dasar dan puncak .

 

PULSA-PULSA  DALAM  WAKTU  PENGOSONGAN  V

Pulsa-pulsa penyelarasan yang disisipkan di dalam sinyal video komposit selama pulsa pengosongan vertikal yang lebar diperlihatkan pada  Gambar  7.7 . Ini  mencakup  pulsa-pulsa untuk menyamakan , pulsa-pulsa penyelarasan vertikal , dan beberapa pulsa penyelarasan  horisontal . Sinyal-sinyalnya diperlihatkan pada interval  waktu di  antar  akhir  satu medan dan yang berikutnya , untuk melukiskan apa uyang terjadi selama waktu pengosongan  vertikal  . Kedua sinyal yang diperlihatkan satu di atas yang lainnya adalah sama , kecuali untuk pergeseran setengah garis antara medan yang berurutan yang  diperlukan  untuk  pemayaran  terjalin garis- garis ganjil .

Dimulai di kiri pada Gambar 7.7 , ke empat garis pemayaran horisontal yang terakhir pada dasar raster diperlihatkan bersama pulsa-pulsa pengosongan dan penyelarasan horisontal yang diperlukan . Segera setelah menyusul haris variabel terakhir , sinyal video dibuat menjadi hitam oleh pulsa pengosongan vertikal dalam rangka persiapan untuk pengulangan  jejak vertikal.

Gambar 7.7 Rincian pulsa-pulsa penyelarasan (sinkronisasi) dan pengosongan (blanking) untuk medan yang berurutan dalam pemayaran Vertikal. Waktu V adalah 1/60 detik = 0,0167 detik.

Periode pengosongan vertikal dimulai dengan suatu kelompok 6 pulsa pemayaran , yang terpisah pada interval setengah garis.

Berikutnya adalah pulsa penyelarasan  vertikal bergerigi  yang  sesungguhnya  menghasilkan flyback vertikal di dalam rangkaian pemayaran . Gerigi juga terjadi pada interval setengah garis . Dengan demikian,  pulsa penyelarasaan vertikal yang lengkap lebarnya adalah   tiga garis .

Mengikuti penyelarasaan vertikal adalah suatu  kelompok  lain  yang  terdiri  dari  enam pulsa penyamaan dan suatu rentetan pulsa horisontal .

Selama periode pengosongan vertikal keseluruhan , tidak ada informasi gambar yang dihasilkan , sebab level sinyal adalah hitam atau lebih hitam daripada hitam sehingga  pengulangan jejak vertikal dapat dikosongkan . Rincian dari semua pulsa tersebut dalam interval pengosongan  vertikal diringkas pada  tabel 7.2 .

 

Perhatikan posisi pulsa penyamaan pertama pada awal  pengosongan vertikal pada Gambar 7.7. Dalam sinyal di puncak, pulsa pertama adalah suatu garis penuh yang di luar pulsa penyelarasaan horisontal sebelumnya dalam sinyal di bawah untuk medan  berikutnya,  pulsa pertama  adalah sejauh setengah garis.  Beda  waktu setengah garis ini antara medan-medan   genap dan ganjil berlanjut melalui semua pulsa berikutnya, sehingga pulsa-pulsa penyelarasaan vertikal untuk medan-medan     yang     berturutan    diatur    waktunya   untuk   pemayaran   terjalin   garis   ganjil .

 PENGOSONGAN V DAN PEMAYARAN V

Pulsa penyelarasan vertikal yang bergerigi memaksa rangkaian defleksi vertikal untuk memulai flyback umumnya tidak akan mulai dengan dimulainya penyelarasaan vertikal karena pulsa penyelarasaan harus membangun muatan di dalam sebuah kapasitor guna memacu rangkaian-rangkaian pemayaran . Jika kita asumsikan bahwa flyback vertikal dimulai dengan pinggiran leading dari gerigi ketiga , maka waktu dari satu garis berlalu selama penyelarasaan vertikal sebelum flyback dimulai . Juga enam pulsa untuk menyamakan yang sama dengan tiga garis terjadi sebelum penyelarasan vertikal . Jadi 3 + 1 = 4 garis dikosongkan di dasar gambar , tepat sebelum pengulangan jejak vertikal dimulai .

Berapa banyak waktu yang diperlukan untuk flyback tergantung pada rangkain pemayaran , namun waktu pengulangan jejak vertikal yang khas adalah lima garis . Begitu pengulangan jejak berkas pemayaran dari dasar ke puncak raster, di hasilkan lima garis horisontal lengkap . Pengulangan jejak vertikal ini dapat di selesaikan dengan mudah selama waktu pengosongan vertikal .

Dengan 4 garis dikosongkan di dasar sebelum flyback dan 5 garis dikosongkan selama flyback , 12 garis tersisa dari total 21 selama pengosongan vertikal.  Ke  12 garis  kosong ini berada di puncakraster pada permukaan penjejakan vertikal arah ke bawah .

Ringkasannya , 4 garis dikosongkan pada dasar dan 12 garis di puncak dalam masing- masing medan . Di dalam kerangka total dari dua medan , 8 garis dikosongkan di dasar dan 24 garis di puncak . Garis-garis pemayaran yang dihasilkan selama penjejakan vertikal , tetapi yang dijadikan hitam oleh pengosongan vertikal , membentuk batang –batang hitam di puncak dan dasar gambar .

Tinggi gambar sedikit berkurang dengan pengosongan , dibandingkan dengan raster yang tidak dikosongkan . Akan tetapi , tingginya dapat diperbaiki dengan mudah dengan memperbesar amplitudo dari  bentuk gelombang gigi  gergaji  untuk penyamran vertikal .

RINGKASAN WAKTU PENGOSONGAN    V

Pulsa-pulsa pengosongan vertikal yang berulang pada  60  Hz  disisipkan  untuk  setiap medan pemayaran vertikal guna mengosongkan pengulangan jejak V . Lebar pulsa pengosongan  V adalah 1333 , waktu yang cukup untuk pemayaran 21 garis horisontal lengkap dalam masing-masing  medan .

Pulsa penyelarasan V bergerigi juga diulang pada 60 Hz untuk  menyelaraskan  pemayaran vertikal pada masing-masing medan . Lebar masing-masing pulsa penyelarasan V adalah enam buah setengah garis atau tiga garis H lengkap . Pulsa penyelerasan V dibuat jauh lebih besar daripada pulsa-pulsa penyelarasan H sehingga mereka dapat dipisahkan dalam rangkaian-rangkaian penyelarsan pada peswat penerima .  Masing-masing  pulsa-pulsa penyelarasan V mempunyai gerigi pada interval setengah garis guna mempertahankan kesinambungan penyelarasan horisontal  selama  waktu penyelarasan  V .

Tepat sebelum dan sesudah masing-masing pulsa penyelarasan V terdapat sekelompok 6 pulsa untuk menyamakan . Karena adanya jarak setengah garis dari pulsa penyamaan , panjang masing-masing kelompok adalah tiga garis H . Jarak setengah garis akan mempertahankan kesinambungan penyelarasan horisontal dengan pulsa-pulsa untuk menyamakan yang bergantian selama waktu pengosongan vertikal .

Dengan dua pulsa dalam waktu dari satu garis H lengkap , pulsa-pulsa untuk menyamakan   akan  di ulang   pada laju 2 x 15.750 = 31.500 Hz . Kelompok-kelompok  pulsa   untuk menyamakan tepat sebelum dan sesudah penyelarasan V digunakan untuk meningkatkan penyelarasan    vertikal   pada   medan -medan  genap    dan    ganjil .

Gerigi setengah garis dalam pulsa penyelarasan  vertikal  juga  mempunyai  frekuensi sebesar 31.500 Hz . Sebenarnya, pulsa-pulsa untuk menyamakan dan gerigi vertikal adalah pulsa-pulsa yang serupa tetapi  dengan polaritas yang  berlawanan.