Многоканальный телевизионный звук

Эта статья об американском стандарте аналогового телевидения для звукового мультиплекса. О вторичном аудиоканале на телевидении в целом см. Звуковой мультиплекс в радиовещании .

«BTSC» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о тайской транспортной компании, см. «Система общественного транспорта Бангкока» .

Многоканальный телевизионный звук ( MTS ) — это метод кодирования трех дополнительных аудиоканалов в аналоговые 4,5 МГц аудионесущие частотой в Системе M и Системе N. Он был разработан отраслевой группой Broadcast Television Systems Committee и иногда известен как BTSC в результате .

МТС работала, добавляя дополнительные аудиосигналы в пустые части телевизионного сигнала. МТС позволяла использовать до четырех аудиоканалов. Обычно транслировались два для создания левого и правого стереоканалов. Дополнительная вторая аудиопрограмма (SAP) может использоваться для трансляции других языков или совершенно другого звука, например оповещений о погоде, к которым пользователь может получить доступ, обычно с помощью кнопки на пульте дистанционного управления . Четвертый канал PRO использовался только вещателями.

История

Первоначальные работы по проектированию и тестированию стереофонической аудиосистемы начались в 1975 году, когда Telesonics обратилась к чикагской общественной телевизионной станции WTTW . В то время WTTW продюсировал музыкальное шоу под названием Soundstage и одновременно транслировал стереозвук на местных FM- станциях. Telesonics предложила способ передавать тот же стереозвук поверх существующих телевизионных сигналов, тем самым устраняя необходимость в одновременной передаче FM.

Telesonics и WTTW установили рабочие отношения и начали разработку системы, похожей на стереомодуляцию FM. Двенадцать инженеров студии и передатчиков WTTW добавили к сотрудничеству необходимый опыт вещания. Система Telesonics была протестирована и усовершенствована с использованием передатчика WTTW на башне Sears .

В 1979 году WTTW установила главный переключатель стереосистемы Grass Valley и добавила второй аудиоканал к микроволновому STL (Studio Transmitter Link). К тому времени инженеры WTTW продолжили разработку стереозвука на видеомагнитофонах на своем заводе, используя разделенные головки звуковых дорожек, изготовленные по их спецификациям, внешнюю записывающую электронику и шумоподавление Dolby , что позволило Soundstage записывать и редактировать в электронном виде. Кроме того, Ampex для создания и микширования музыки также использовался 24-дорожечный аудиорекордер MM1100. Радиостанциям-членам PBS , которые хотели транслировать Soundstage в стерео, была предоставлена ​​аудиокассета с четырьмя дорожками (левая, правая, вертикальный привод и временной код ), которую можно было синхронизировать с видеомашинами в этих городах.

В процессе одобрения FCC несколько производителей обратились в FCC за рассмотрением. В частности, Альянс электронной промышленности (EIA) и Японское EIA попросили включить их, чтобы представлять своих членов на этапах тестирования и спецификации процесса утверждения. Инженеры WTTW помогли установить стандарты частотной характеристики , разделения и других видов использования спектра. Они также предоставили исходный материал программы, использованный для тестирования, и поддерживали цепочку вещания. Для тестирования использовался 24-дорожечный аудиорекордер 3M , позволяющий выбрать 12 различных стереопрограмм. Завод и лаборатория по производству телевизоров Matsushita Quasar, расположенные к западу от Чикаго, использовались в качестве источника для всех испытаний конкурирующих систем. После тестирования возникло несколько вопросов о достоверности некоторых тестов, и начался второй раунд тестирования.

WTTW установил прототип стереомодулятора Broadcast Electronics в октябре 1983 года и в то время начал постоянное стереовещание с использованием системы Telesonics до принятия Федеральной комиссией по связи (FCC) правил для системы BTSC. MTS был официально принят FCC 23 апреля 1984 года. Следуя рекомендациям EIA и FCC, модулятор BE был модифицирован в соответствии со спецификациями BTSC, и к августу 1984 года он постоянно использовался на WTTW.

Спорадическая сетевая передача стереозвука началась на канале NBC 26 июля 1984 года с «Вечернего шоу» с Джонни Карсоном в главной роли , хотя в то время только флагманская станция сети в Нью-Йорке, WNBC , имела возможность стереовещания; регулярная стереопередача программ NBC началась в начале 1985 года. ABC и CBS последовали этому примеру в 1986 и 1987 годах соответственно. FOX была последней сетью, присоединившейся к ней в 1987 году, причем к концу 1994 года все расписания прайм-тайм всех четырех сетей были в стерео ( WB и UPN запустили в следующем сезоне все свои составы в стерео). Одной из первых телевизионных приемных систем, включавших возможности BTSC, была RCA Dimensia , выпущенная в 1984 году.

С 1985 по 2000 год сети отображали заявление об отказе от ответственности «в стерео (там, где это возможно)» в начале стереопрограмм, иногда используя маркетинговые теги, такие как «StereoSound» CBS, для описания своего института стереоуслуг. Сети в Канаде и Мексике, которые также использовали видеостандарт NTSC, использовали звук MTS, когда он был доступен.

Переход на цифровое телевидение в США

Как компонент стандарта NTSC, MTS больше не используется в полномасштабном телевещании США после перехода на DTV 12 июня 2009 года в США . Он по-прежнему используется в LPTV и аналоговом кабельном телевидении . Все конвертеры, на которые распространяется действие купона (CECB), должны выводить стереозвук через разъемы RCA , но MTS является просто дополнительным для радиочастотного модулятора , который имеется в каждом CECB. NTIA заявила, что MTS была сделана необязательной по соображениям стоимости; возможно, это произошло из-за убеждения, что МТС по-прежнему требовала выплаты роялти THAT Corporation, что уже не соответствует действительности, за исключением некоторых цифровых реализаций.

ТО создало потребительские страницы о переходе на ДТВ и о том, как это повлияет на МТС. На сайте описывается ситуация, заявляя, что большинство потребителей с CECB в конечном итоге получат монофонический звук телевизора, поскольку только радиочастотные соединения являются обычным явлением, а MTS является необязательным (и редким) для CECB.

Спецификация

Первоначальные североамериканские телевизионные стандарты предусматривали значительную полосу пропускания для аудиосигнала - 0,5 МГц, хотя сам аудиосигнал определялся как диапазон от 50 Гц до 15 000 Гц. Это было сосредоточено на сигнале несущей аудио на 4,5 МГц выше видеосигнала и с учетом 25 кГц по обе стороны от несущей с использованием только 15 кГц.

Это означало, что нижняя и верхняя 0,2475 МГц аудиоканала не использовались. Из-за характера цветовых сигналов NTSC , добавленных в 1950-х годах, верхние части цветового сигнала переместились в нижнюю боковую полосу звука . Поскольку аудиосигнал сосредоточен в канале 0,5 МГц, а нижняя полоса 0,25 МГц частично затрагивается остаточным видеосигналом, верхняя полоса 0,25 МГц осталась практически пустой.

MTS работала, добавляя новые сигналы к свободной части этого верхнего распределения 0,25 МГц. Исходный аудиосигнал остался в покое и транслировался в обычном режиме. В МТС это Основной канал. Фактический сигнал в этом канале создается путем сложения двух стереоканалов для получения сигнала, во многом идентичного исходным моноауральным сигналам, и его можно принимать на любом телевизоре NTSC, даже без стереосхемы.

Затем добавляется второй канал, стереоподканал, с центральной частотой 31,468 кГц и шириной 15 кГц с каждой стороны. Это оставило небольшой разрыв между основным и стереосигналами на частоте 15,734 кГц. Этот пилот-сигнал также известен как «H» или «1H», и его частота выбирается так, чтобы она была гармоникой сигнала горизонтальной развертки видео, чтобы его можно было точно воссоздать из видеосигнала с использованием контура фазовой автоподстройки частоты . Если на частоте 1H присутствует какой-либо сигнал, телевизор знает, что присутствует стереоверсия сигнала.

Стереоподканал состоял из одних и тех же двух аудиосигналов, L и R, но смешанных в противофазе для создания сигнала «L – R», или «разницы». Этот сигнал отправляется с более высокой амплитудой и кодируется с использованием сжатия dbx для уменьшения высокочастотного шума. Чтобы снизить общую среднюю мощность, несущая не передается (что означает, что на этой частоте нет постоянно включенного сигнала). При приеме приемник использует видеосигнал для создания пилот-сигнала, а затем проверяет эту частоту, чтобы увидеть, присутствует ли какой-либо сигнал. Если таковой имеется, разностный сигнал извлекается путем фильтрации сигнала между 1H и 3H в отдельный канал, а несущая воссоздается путем добавления к нему 2H. Затем этот сигнал распаковывается из формата dbx и затем подается вместе с исходным основным сигналом на стереодекодер. FM-стереорадио работает таким же образом, с отличием главным образом в том, что эквивалент сигнала H составляет 19 кГц, а не 15,734.

SAP, если он присутствует, сосредоточен на 5H, но кодирует монофонический сигнал с более низкой точностью звука и амплитудой. Сигнал PRO также кодируется как 7H. Сигнал, использующий все четыре канала, распространяется только примерно на половину доступной полосы пропускания в верхней боковой полосе исходного звука.

Использование аудиоканалов

Вторая аудиопрограмма (SAP) также является частью стандарта, предоставляя другой язык , службу видеоописания , такую ​​как DVS , или совершенно отдельную службу, такую ​​​​как радиостанция кампуса или метеорологическое радио . Эта поднесущая имеет 5-кратную горизонтальную синхронизацию и также кодируется в дБх.

Третий PRO (профессиональный) канал предназначен для внутреннего использования станцией и может обрабатывать звук или данные. Канал PRO обычно используется при электронном сборе новостей во время новостей трансляций для связи с удаленным местом (например, с репортером на месте), который затем может вернуться через удаленную связь с телевизионной станцией . Специализированные ресиверы для канала PRO обычно продаются только профессионалам вещания. Эта поднесущая имеет 6,5-кратную горизонтальную синхронизацию.

Сигналы MTS передаются телевизионному приемнику путем добавления пилот-тона к сигналу 15,734 кГц. Пилот-сигнал MTS заблокирован или получен из сигнала горизонтальной синхронизации, используемого для блокировки видеодисплея. Таким образом, изменения фазы или частоты строчной синхронизации передаются в звук. Передатчики УВЧ, использовавшиеся в 1984 году, как правило, имели значительные фазовые ошибки, вносимые в этот сигнал, что делало передачу стереозвука на станциях УВЧ того времени практически невозможной. Более поздние усовершенствования передатчиков УВЧ свели к минимуму эти эффекты и позволили этим станциям осуществлять стереопередачу.

Большинство приемников FM-вещания способны принимать аудиочасть 6-го канала NTSC на частоте 87,75 МГц, но только в монофоническом режиме . Поскольку частота пилот-тона 15,734 кГц отличается от частоты обычного диапазона FM (19 кГц), такие радиоприемники не могут декодировать MTS.

Реальная производительность

В идеальных условиях MTS Stereo работает лучше, чем стандартное VHF FM-стерео. И в FM Stereo, и в MTS подканал LR имеет двухполосную модуляцию AM. Известно, что AM чувствителен к помехам, и снижение шума в подканале способствует улучшению отношения сигнал/шум по сравнению со стандартным FM-вещанием. Информация подканала dbx в формате закодирована для улучшения звука с типичным соотношением сигнал/шум более 50 дБ. За счет добавления шумоподавления только к подканалу была сохранена полная моносовместимость. Зрители, у которых были монотелевизоры, могли слышать обычный звук, ограниченный полосой пропускания только 15 кГц.

Первоначальные спецификации предусматривали использование эллиптического фильтра в каждом аудиоканале перед кодированием. Частота среза этого фильтра составляла 15 кГц, чтобы предотвратить кодирование помех строчной синхронизации (15,734 кГц) в аудио. Однако производители модуляторов использовали фильтры с более низкой границей среза по своему усмотрению, что также снижало стоимость аудиофильтров. Обычно они выбирали частоту 14 кГц, хотя некоторые использовали фильтры до 12,5 кГц. Эллиптический фильтр был выбран из-за того, что он имеет наибольшую полосу пропускания с наименьшими фазовыми искажениями на частоте среза. Для сравнения, стандартные FM-модуляторы фильтруют звук на несколько более высоких частотах, но при этом должны защищать пилот-сигнал 19 кГц. Фильтр, использованный во время испытаний EIA/FCC, имел характеристику -60 дБ на частоте 15,5 кГц. Поскольку в то время трансформаторная аудиосвязь была обычным явлением, нижний предел частоты был установлен на уровне 50 Гц, хотя модуляторы без трансформаторных входов имели фиксированную частоту как минимум до 20 Гц.

Типичное разделение было лучше 35 дБ. Однако согласование уровней между каналами было важно для достижения этой спецификации. Для достижения заявленного разделения уровни звука левого и правого каналов должны были совпадать в пределах менее 0,1 дБ.

Поддержание фазовой стабильности строчной синхронизации необходимо для хорошего звука в процессе декодирования. Во время передачи фаза горизонтальной синхронизации может меняться в зависимости от уровня изображения и цветности. ICPM (побочная фазовая модуляция несущей), мера стабильности передаваемой фазы, должна быть менее 4,5% для лучшего декодирования аудиоподканала. Это была скорее проблема с УВЧ-передатчиками того времени. Многорезонаторные клистронные радиочастотные усилители того времени обычно имели ICPM выше 7%. Это сделало невозможным передачу стереозвука МТС в УВЧ-диапазоне. Более поздние конструкции передатчиков УВЧ улучшили характеристики ICPM и позволили осуществлять стереопередачу MTS.

Лицензирование

Из-за использования компандирования dbx каждое телевизионное устройство, декодировавшее MTS, изначально требовало выплаты гонораров — сначала компании dbx, Inc. , затем THAT Corporation , которая отделилась от dbx в 1989 году и приобрела патенты MTS в 1994 году; однако срок действия этих патентов во всем мире истек в 2004 году. Хотя сейчас THAT владеет некоторыми патентами, связанными с цифровыми реализациями MTS, письмо THAT в Национальное управление по телекоммуникациям и информации в 2007 году подтверждает, что от THAT не требуется никакой лицензии для всех аналоговых и некоторых цифровых реализаций MTS.

Принятие

Несколько стран за пределами Северной Америки, использующие стандарт NTSC , приняли формат MTS для своих аналоговых систем, включая Чили , Колумбию , Тайвань и Филиппины . Япония приняла собственный стандарт EIAJ MTS в рамках своего внутреннего варианта NTSC . Две страны, Бразилия и Аргентина , использовали стандарт MTS с альтернативными стандартами PAL .

См. также

• NICAM
• Двухканальный звук
• ИХ МТС

Ссылки

Источники

• Алан Скеркевич (ноябрь 1985 г.), «Стерео год спустя», Телевещание, стр. 76