TV Digital I

23 Pages·2012·1.35 MB·Portuguese

TV Digital I: Conceitos e Sistemas

Esta série de tutoriais tem como objetivo descrever os sistemas de TV Digital ATSC, DVB e ISDB. Será feito
o estudo das modulações COFDM e VSB, comparando-as e analisando as vantagens e desvantagens de
ambas, dos modos de transmissões, dando ênfase à transmissão por radiodifusão terrestre, e da compressão
de sinais de áudio e vídeo, que são baseados nos algoritmos de codificação MPEG. Apesar do Brasil ter
escolhido um sistema para ser implementado, esse texto pode servir como base de estudos para futuras
discussões sobre as características que cada padrão tem, juntamente com as vantagens e desvantagens das
técnicas de modulações, modos de transmissão e compressão de sinais de áudio e vídeo.

Os tutoriais foram preparados a partir do trabalho de conclusão de curso “TV Digital”, elaborada pelo
autor, e apresentado ao Curso de Tecnologia em Telecomunicações para obtenção do título acadêmico de
Tecnólogo em Telecomunicações. Foi orientador do trabalho o Prof. Me. Antônio Carlos de O. Pedra.

Este tutorial parte I apresenta inicialmente o referencial teórico destacando o histórico de transmissão de TV,
os sistemas analógicos de televisão, a questão com relação à troca do sistema analógico pelo digital, a
necessidade de compressão de sinais, os formatos e resoluções de tela existentes. A seguir apresenta uma
descrição dos três sistemas de TV Digital abordados, e do sistema utilizado no Brasil.

Vinicius Cattaneo Camboim

Tecnólogo em Telecomunicações pela Faculdade de Tecnologia SENAI (2010 - Porto Alegre, RS). Técnico
em Eletrônica pela Escola Estadual de 2º Grau Parobé (Porto Alegre, RS).

Atuou como Técnico em Eletrônica na Eletrônica Rogatex, executando atividades de manutenção em
aparelhos eletrônicos, e como Ajudante Vem – Varig Engenharia e Manutenção, executando atividades de
manutenção de Aeronaves.

Atualmente trabalha como Coordenador Técnico na Eletrônica Rogatex, executando atividades de
coordenação do laboratório de eletrônica e manutenção de aparelhos eletrônicos.

Email: [email protected]

Categoria: TV e Rádio
Nível: Introdutório Enfoque: Técnico
Duração: 15 minutos Publicado em: 22/08/2011
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TV Digital I: Introdução

A televisão é um dos meios de comunicação mais utilizados mundialmente e, com a evolução da tecnologia,
tornou-se necessário o aperfeiçoamento da qualidade da transmissão e da recepção da imagem. Para haver
essa melhoria foi necessária trocar a transmissão do sinal analógico pelo sinal digital. Essa mudança
aumentou a qualidade da imagem e áudio. Também, com o advento da TV Digital, há a possibilidade de
interatividade e provisão de diversificados serviços como, por exemplo, a Internet. Outro aspecto de
interesse, se difundida nas escolas, será a possibilidade de inclusão digital de novos usuários, pois motivará
os alunos pela facilidade de interatividade existente na TV Digital.

Uma mudança como esta poderia gerar algumas consequências, a exemplo de a necessidade técnica de
aumentar banda utilizada na transmissão analógica. A respeito teve-se o cuidado de utilizar na transmissão
digital as mesmas características de banda do sinal analógico, associado a melhorias na qualidade de imagem
e áudio, transmissão de múltiplos programas por uma estação de televisão e mais adequada relação de
aspecto de vídeo ao olho humano que a utilizada nos sistema analógico. Tudo isso decorrente da utilização
de recursos digitais como a compressão de áudio e vídeo.

Existem três sistemas de TV Digital que servem como parâmetros e são utilizados mundialmente para ser
implantados ou para servir de base de estudos para implementação de outros sistemas. O ATSC é chamado
de padrão americano, o DVB é o padrão europeu e o ISDB o padrão japonês. Cada um desses sistemas tem
suas vantagens e desvantagens.

No Brasil, em novembro de 2003, foi assinado um decreto visando a implantação da TV Digital. A partir daí
foram realizados testes com os três sistemas existentes e com um sistema totalmente brasileiro. Os testes
foram coordenados pelo SET (Sociedade de Engenharia de Televisão), ABERT (Associação Brasileira de
Rádio e Televisão) e o Instituto Mackenzie, seguindo os métodos da ANATEL/CPqD. Em junho de 2006, foi
assinado o decreto de adoção no Brasil do sistema baseado no padrão japonês, que está em fase de
implantação gradual no território brasileiro. Foi estabelecido o prazo de 10 anos para que toda transmissão
terrestre passe a ser digital e que as emissoras, durante esse período, se comprometam simultaneamente a
transmitir os sinais analógico e digital.

Tema e Objetivos

Sobre o tema proposto, destina-se este trabalho a descrever os sistemas digitais existentes, destacando as
formas como são transmitidos os sinais, as modulações utilizadas e o funcionamento da compressão de vídeo
e áudio. Apesar de o Brasil já ter adotado o padrão japonês como referência, o presente trabalho pode servir
como base de estudos para descrever as diferenças entre os padrões, suas vantagens e desvantagens.
Também pode servir como um documento de base para serem realizadas novas pesquisas e aperfeiçoadas as
técnicas de modulações e compressão de sinais de áudio e vídeo.

O tema abordado neste trabalho - TV Digital e sua transmissão - foi escolhido devido ao estágio inicial que o
nosso país se encontra com relação à modificação do sistema analógico para o digital, pois ainda serão
necessárias diversas pesquisas para aperfeiçoar o sistema.

Os objetivos a serem alcançados são os seguintes: descrever e analisar os sistemas digitais utilizados
mundialmente, fazendo um resumo de suas características e particularidades, descrevendo as vantagens e
suas limitações. Também serão estudadas com detalhes as modulações que são utilizadas para transmitir os
sinais. Serão descritas as técnicas de compressão de sinais de áudio e vídeo.

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Justificativa

Por ser um dos assuntos mais atuais no Brasil, torna-se válida a pesquisa sobre transmissão, modulação e
compressão de TV Digital. Apesar de não ser um assunto novo em termos mundiais, aqui no Brasil é tratado
como uma inovação já que esta sendo implantado aos poucos em nosso território. Através de parcerias entre
instituições de ensino superior e o governo brasileiro estão sendo desenvolvidos diversos estudos e pesquisas
sobre este tema.

Para finalizar uma etapa de graduação em Tecnologia em Sistemas de Telecomunicações esse trabalho
torna-se relevante, pois trata de assuntos desenvolvidos nas unidades curriculares decorridas do curso sendo
tratados com mais detalhes.

Método do Trabalho

A metodologia a ser empregada neste trabalho será a pesquisa bibliográfica baseada em livros, artigos e
publicações em mídia eletrônicas. Por ser um assunto novo no Brasil, não haverá facilidade de encontrar
livros a respeito deste tema. No entanto, existem diversos endereços virtuais com informações e artigos
sobre o assunto, bem como órgãos que regulamentam os sistemas de TV Digital, que podem ser consultados
para obtenção de fontes de consulta. Existem também instituições que podem ser consultadas aqui do Rio
Grande do Sul que, em parceria com o governo brasileiro, realizam testes e pesquisas desenvolvendo
decodificadores para TV Digital. Os laboratórios dessas instituições realizam testes com relação à
modulação, transmissão e compressão de TV Digital. Através do contato com uma dessas instituições foram
obtidos alguns periódicos e sugerido alguns livros para o começo da pesquisa.

Será feito um cronograma elaborado em parceria com o professor orientador, o qual deverá ser seguido para
o desenvolvimento satisfatório do projeto.

Serão realizadas reuniões com o professor orientador para avaliação do andamento do projeto e
esclarecimento de dúvidas. Em paralelo as seções serão escritas e corrigidas.

Limitações do T/rabalho

Como o tema desse trabalho é bastante amplo, será limitado apenas na análise da compressão dos sinais de
vídeo e áudio, e transmissão e modulação dos sistemas de TV Digital. Não serão descritas a camada de
multiplexação e a camada de middleware. Não será exposto nenhum tipo de teste prático com relação à
modulação e transmissão, embora tenha sido tentada uma visita nos laboratórios de pesquisa em instituições
em Porto Alegre. Não é objetivo desse trabalho destacar o melhor sistema de TV Digital, e sim analisar e
resumir as tecnologias empregadas em relação aos subsistemas de transmissão, modulação e compressão de
áudio e vídeo.

Certamente enquanto essa pesquisa é redigida surgirão novas tecnologias e sistemas em decorrência das
características de países que desejam implantar um desses sistemas que serão descritos ou criar um novo
com base nos que são utilizados atualmente.

Estrutura dos Tutoriais

Este tutorial parte I apresenta inicialmente o referencial teórico destacando o histórico de transmissão de TV,
os sistemas analógicos de televisão, a questão com relação à troca do sistema analógico pelo digital, a
necessidade de compressão de sinais, os formatos e resoluções de tela existentes. A seguir apresenta uma
descrição dos três sistemas de TV Digital abordados, e do sistema utilizado no Brasil.
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O tutorial parte II apresentará inicialmente os padrões de compressão de vídeo e áudio utilizados nos
sistemas de TV Digital. A seguir apresentará uma análise dos modos de transmissão nos sistemas de TV
Digital, com ênfase nos tipos de modulação utilizados no modo por radiodifusão terrestre, e uma
comparação entre as técnicas de modulação. A seguir finaliza o trabalho apresentando as considerações
finais e sugestões para novos trabalhos.

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TV Digital I : Referencial Teórico

Histórico da Transmissão

A transmissão de imagens estáticas através de um sistema mecânico de televisão analógica foi desenvolvida
por John Logie Bairdem em fevereiro de 1924, usando um disco de Nipkow (é um dispositivo geométrico de
captação de imagem capaz de enviá-la de um lugar para outro por meio de um condutor elétrico) para
análise e reprodução de cena, transmitida com uma definição de 30 linhas e 12,5 imagens por segundo. Esta
baixa definição resultou em uma largura de banda de vídeo inferior a 10 kHz, permitindo que as imagens
fossem irradiadas em uma transmissão em AM/MW ou LW. A resolução, a seguir, foi melhorada para 60, 90
e 120 linhas, estabilizando, por volta de 1935, em 180 linhas na Alemanha e França e 240 linhas na
Inglaterra e Estados Unidos. A varredura foi progressiva, o que significa que todas as linhas das imagens
foram escaneadas sequencialmente em um quadro, como mostra a figura 1 para obter um sistema de 625
linhas, quantidade essa de linhas só obtida anos depois [3] [5].

Figura 1: Representação Esquemática da Varredura
Fonte: BENOIT, 2008

Estas definições, utilizadas para a primeira transmissão, foram o limite prático do disco de Nipkow,
substituído pelo tubo de raio catódico, o qual começou a ser usado para exibição no lado do receptor.
Visando a evitar distúrbios devido à radiação eletromagnética em transformadores ou ondulação na
alimentação, a imagem padrão passou a ser obtida em função da frequência da rede. Isto resultou na
redefinição de 25 imagens por segundo na Europa e 30 imagens por segundo nos Estados Unidos,
respectivamente operando com redes elétricas em 50 e 60 Hz. A largura de banda requerida foi na ordem de
1 MHz, o que implicou no uso das frequências de VHF (40-50 MHz) para transmissão. No entanto, a
resolução espacial dessas primeiras imagens de TV ainda não foi o suficiente, pois elas eram afetadas por
uma tremulação exagerada, devido ao fato de a taxa ser baixa [3] [5].

Durante os anos que precederam a 2º Guerra Mundial, a análise de imagens tornou-se totalmente eletrônica
com a invenção do cinescópio, gerando mudanças na quantidade de linhas, sendo 405 linhas na Inglaterra,
441 linhas nos Estados Unidos e Alemanha e 455 linhas na França, obrigando a utilização de varredura
entrelaçada. Este método foi inventado em 1927: primeiro era feita varredura das linhas ímpares do quadro e
em seguida das linhas pares, como visto na figura 2. Isso fez com que a taxa de atualização da imagem de
resolução vertical fosse duplicada (50 ou 60 Hz em vez de 25 ou 30 Hz), sem aumentar a largura de banda
necessária para radiodifusão [3] [5].
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Figura 2: Representação esquemática da Varredura Entrelaçada (625 linhas)
Fonte: BENOIT, 2008

A necessidade de manter uma relação entre a velocidade da imagem e a frequência da rede conduziu a
diferentes padrões em todo o mundo, mesmo em países que o numero de linhas era idêntico. No entanto,
esses sistemas tinham características comuns: um único sinal de imagem composto, combinando
informações de vídeo, brilho e sincronismo (abreviado para VBS, ou sinal de banda base de vídeo); e uma
varredura entrelaçada, reconhecida como a que gera melhor solução de compromisso entre o nível tolerável
de cintilação de imagem e a largura de banda necessária [5].

Logo depois, considerando a resolução do olho em condições normais de visualização, mostrou-se
insuficiente a resolução espacial destes sistemas, fazendo com que a maioria dos especialistas propusesse a
definição vertical entre 500 e 700 linhas. As seguintes características foram finalmente escolhidas (1941)
para o sistema monocromático dos Estados Unidos, mais tarde (1952) denominado sistema de TV em cores
NTSC:
525 linhas, com varredura entrelaçada (dois campos de 262,5 linhas);
frequência de campo de 60 Hz (alterado para 59, 94 Hz);
frequência de linha de 15.750 Hz (60 x 262,5); posteriormente, com o sistema a cores, alterada para
15.734 Hz (59,94 x 262,5);
largura de banda de vídeo de 4,2 MHz;
modulação de vídeo negativa [5].

Após a Segunda Guerra Mundial e a partir de 1949, a maioria dos países europeus (com exceção da França e
Grã-Bretanha) adaptou-se ao padrão Gerber alemão, também conhecido como CCIR. Ele pode ser visto
como uma adaptação do sistema dos Estados Unidos com a frequência de campo de 50 Hz, mantendo a
frequência de linha mais perto de 15.750 Hz, gerando uma vantagem em relação ao sistema americano. Essa
escolha implicou em um aumento do número de linhas (aproximadamente na proporção 60/50) e,
consequentemente, numa maior largura de banda. As seguintes características foram definidas [5]:
625 linhas, varredura entrelaçada (dois campos de 312,5 linhas);
frequência de campo de 50 Hz;
frequência da linha de 15.625 Hz (50x 312,5);
largura de banda de vídeo de 5,0 MHz;
modulação de vídeo negativo;
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FM portadora de som 5,5 MHz acima da portadora da imagem;

Trata-se de ter formado a base de todos os padrões europeus de cores que foram definidos depois (PAL,
SECAM, D2-MAC, PAL+) [5].

Até o início da década de 1980, diversos sistemas foram utilizados no Reino Unido (405 linhas, lançado em
1937 e reiniciado após uma longa interrupção durante a guerra) e França (819 linhas, lançado em 1949 por
Henry d Françe, que também inventou o sistema SECAM em 1957). Estes sistemas não foram adaptados
para televisão para a transmissão dos consumidores devido à quase impossibilidade de conversão do padrão
de cor com os meios técnicos disponíveis no momento, e foi finalmente abandonado após um período de
transmissão simultânea por radio e TV com o novo padrão a cores [5].

Sistemas a Cores Compatíveis com Sistema Preto e Branco

No fim dos anos de 1940, os fabricantes de televisão dos Estados Unidos e emissoras de radiodifusão
competiram para definir as especificações de um sistema de televisão em cores. A proposta oficialmente
aprovada em 1952 pela FCC (Federal Communication Comission), conhecida como NTSC (National
Television Standard Comission) foi elaborada pela RCA. Foi o único construído com base na
compatibilidade bidirecional com o padrão monocromático existente. Um receptor monocromático foi capaz
de mostrar as transmissões a cores em preto e branco e um receptor a cores pode transmitir, de mesmo
modo, as transmissões pretas e brancas existentes, que compreenderam a grande maioria das transmissões
até meados dos anos de 1960[5].

Na Europa, a transmissão oficial a cores começaram 10 anos mais tarde, em 1967, com o sistema SECAM
(Séquentiel Couleur a Mémoire), e o sistema PAL (Phase Alternating Line).

Amplos estudos sobre percepção de cores e grandes criatividades definiram esses padrões, que apesar de
suas imperfeições, ainda satisfez a maioria dos usuários finais após 40 anos que o NTSC surgiu. O triplo sinal
(vermelho, verde e azul) emitido pela câmera de TV era transformado em um sinal que poderia ser exibido
em receptores preto e branco, e transmitido numa largura de banda de um canal de televisão [3] [5].

A idéia básica foi transformar, através de uma combinação linear, os três sinais (R, G, B) em outros três
componentes equivalentes, Y, Cb, Cr ou (Y, U, V) [5]:
Y= 0,587G+0,299R+0,1145B é chamado de sinal de luminância;
Cb= 0,564(B-Y) ou U= 0,493(B-Y) é chamado de crominância azul ou diferença de cor; e
Cr= 0,713(R-Y) ou V= 0,877(R-Y) é chamado de crominância vermelha ou diferença de cor [5].

A combinação do sinal de luminância ou (luma) foi escolhido por ser semelhante ao sinal de uma câmera
monocromática, que permite que o receptor preto e branco o trate como um sinal monocromático. Os dois
sinais de crominância ou (chroma) representa a coloração do quadro monocromático transportado pelo sinal
Y, e permitir por recombinação linear com Y, a recuperação do sinal original RGB nos receptores a cores
[5].

Os estudos da percepção visual mostraram que a resolução do olho humano é menos acentuada para a cor
do que para processos transitórios da luminância. Isto significa, para as imagens naturais, pelo menos, que os
sinais de crominância podem tolerar uma forte redução de largura de banda (metade a um quarto da largura
de banda da luminância), que é muito útil para colocar os sinais de crominância dentro do espectro de vídeo
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existente. A combinação dos sinais Y, Cb, Cr, é o ponto comum de todos os sistemas de TV em cores, e
predominou sendo utilizada nos sistemas digitais existentes. Para transportar esses três sinais em um canal (6
MHz nos Estados Unidos, 7 ou 8 na Europa) foi acrescentada uma subportadora dentro do espectro de
vídeo, modulada pela reduzida largura de banda da crominância, dando assim um novo sinal composto
chamado de CVBS (Color Video Baseband Sinal) [5].

Para não distorcer os sinais de luminância em receptores preto e branco, esta subportadora foi colocada na
parte mais alta do espectro de vídeo, e teve que ficar dentro da largura de banda de vídeo existente (4,2
MHz nos Estados Unidos, 5-6MHz na Europa) [5].

Neste ponto não existe nenhuma diferença entre os padrões mundiais (NTSC, PAL, SECAM). As diferenças
aparecem na hora de modular a subportadora e a frequência [5].

NTSC

Este sistema utiliza uma subportadora em 3,579545MHz, modulação em amplitude com portadora
suprimida, tendo como sinal modulante dois sinais em quadratura (QAM), I (em fase) e Q (em quadratura),
que transportam a informação de crominância. Estes sinais são duas combinações lineares de (R-Y) e (B-Y)
e apresentam-se, na forma de vetores, como um sistema vetorial com rotação de 33º relativo ao eixo (B-Y).
Este sistema gera uma resultante em que a fase representa a matiz e a amplitude representa a intensidade das
cores (saturação) [5].

Um burst de referência em 3,579545MHz, com uma fase de 180º em relação ao eixo (B-Y), permite que o
receptor reconstrua a subportadora necessária para demodular os sinais I e Q. A escolha da frequência da
subportadora de um múltiplo impar da metade da frequência de linha é tal que o espectro de luminância
(composto por linhas discretas centradas em múltiplos da frequência de linha) e espectro de crominância
(linhas discretas centrada em múltiplos ímpares da metade da frequência de linha) são entrelaçados, fazendo
uma separação teórica quase perfeita, só possível através da utilização de filtros combinados no receptor [5].

A prática, entretanto, mostrou que o sistema NTSC é muito sensível a rotações de fase introduzidas pelo
canal de transmissão, que resultam em erros de matiz, especialmente em imagens com tons de cores fortes.
Isto levou os europeus a procurar soluções para este problema e que resultaram nos sistemas SECAM e PAL
[5].

SECAM

Este padrão elimina a principal desvantagem do sistema NTSC ao usar modulação em frequência para a
subportadora, que é insensível a fase de rotações. Entretanto, a modulação FM não permite a modulação
simultânea da subportadora por dois sinais, como faz o QAM [3] [5].

A forma utilizada para contornar esse problema foi considerar que a informação a cores de duas linhas
consecutivas são suficientemente semelhante para serem consideradas idênticas. Isso reduz a resolução de
croma por um fator de dois na direção vertical, fazendo-o mais consistente com a resolução horizontal
resultante da redução da largura de banda de sinais de croma. Portanto, é possível transmitir alternadamente
um componente da crominância, Db=1,5 (B-Y) em uma linha e o outro, Dr = -1,9 (R-Y), na linha seguinte.
O receptor então se encarrega de recuperar os dois sinais Db e Dr simultaneamente, que pode ser feito
através de uma linha de atraso de 64 segundos (uma linha de duração) e um circuito permutador. As
frequências da subportadora escolhidas são de 4250 MHZ (=272*Fb) para a linha que transporta Db e
4.406250 MHz (=282*Fh) para Dr [5].

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Este sistema é muito robusto e propicia uma reprodução muito exata de matiz, mas têm inconvenientes com
relação à modulação em frequência: a subportadora está sempre presente, até em partes não-coloridas dos
quadros, fazendo-o mais visível do que em NTSC ou PAL em preto e branco e a natureza contínua do
espectro de FM não permite uma filtragem eficiente; a interpretação de processos transitórios acentuados
entre cores altamente saturadas não é ideal devido ao truncamento necessário do desvio máximo de FM.
Além disso, a mistura direta de dois ou mais sinais SECAM não é possível [3] [5].

PAL

É um sistema parecido com o NTSC, mas que corrige a sua principal desvantagem. Ele usa uma
subportadora em 4,433619MHz (=1135/4+1/625xFh), modulada em QAM pelos sinais-diferença de cor
U=0,493(B-Y) e V=0,877(R-Y). Para evitar inconvenientes com relação à rotação de fase, a fase da
portadora V é invertida a cada duas linhas, permitindo o cancelamento de rotações de fase no receptor ao se
somar o sinal V de duas linhas consecutivas, obtido por meio do uso de linha de atraso de 64 segundos
(utilizando a técnica do SECAM que considerava 2 linhas consecutivas como praticamente idênticas). Para
sincronizar o demodulador do sinal V, a fase do burst de referência é alternada, de linha para linha, entre
135º e -135º em comparação com o vetor U (0º) [5].

Há outras características semelhantes entre os sistemas NTSC e PAL. Além do padrão PAL principal
(chamado de PAL B/G), existem outras duas variantes usadas na América do Sul a fim de acomodar os
canais de 6MHZ utilizados em NTSC: PAL M, que é usado no Brasil, de 525 linhas e 59,94 Hz na frequência
vertical, com subportadora em 3,575611 MHz; e o PAL N, que é utilizado na Argentina, de 625 linhas e 50
Hz na frequência vertical, com subportadora em 3,582056 MHz [5].

MAC

Durante os anos de 1980, os europeus tentaram definir um padrão comum para as transmissões via satélite,
objetivando a melhora na qualidade da imagem e do som, eliminando os inconvenientes do sistema
composto (cor transversal, luminância transversal, redução de largura de banda) utilizando som digital. Estes
estudos resultaram no padrão MAC, com um dispositivo compatível para extensão HDTV, que foi chamado
de HD-MAC [5].

O D2-MAC é o mais conhecido destes sistemas híbridos, mas não conseguiu atingir o sucesso esperado
devido a sua introdução tardia e o desenvolvimento da TV Digital. Este sistema substituiu a multiplexação
por divisão de frequência da luminãncia, crominância e som (largura de banda compartilhada) de padrões
compostos, por uma multiplexação por divisão no tempo (tempo compartilhado). Foi projetado para ser
compatível com o formato normal (4:3) e formato wide-screen e foi considerado um passo intermediário
para transmissão do sinal de TV Digital [5].

No lado do transmissor, depois de feita a conversão analógico-digital, os sinais Y, Cb e Cr são comprimidos
no tempo por um fator de 2/3 para Y e 1/3 para Cb e Cr, mexidos se necessário, e depois reconvertidos em
sinal analógico para ser transmitido sequencialmente ao longo da duração da linha. A parte da linha
normalmente ocupada pela sincronização é substituída por um burst de dados chamados de duobinary dados
(daí o D-2 em D2-MAC). Estes dados transportam som digital, sincronização e outras informações como
teletexto, legendas, formato da imagem, e também, para programas de TV por assinatura, eles transportam
as mensagens de controle de acesso do sistema Eurocrypt usado com o D2-MAC [5].

PAL +

Este é um padrão recente e o principal objetivo dele é permitir a transmissão terrestre de quadros com
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formato de imagem de 16:9 (em receptores apropriados) de forma compatível com os receptores 4/3 PAL
existentes. Para fazer isso, o codificador PAL + transforma 576 linhas úteis de imagem do formato 16:9 em
uma imagem de 4:3 no formato letterbox, que é o formato usado frequentemente para transmissão de filmes
na TV com duas linhas pretas horizontais acima e abaixo da imagem. A parte visível ocupa 432 linhas
(575x3/4) em um receptor de 4/3 e as informações adicionais nos receptores PAL + estão codificadas nas
144 linhas restantes [5].

O quadro de 432 linhas letterbox de imagem vertical é obtido através de um filtro passa-baixa do original de
576 linhas e a filtragem complementar por um passa - alta transmitida com subportadora de 4,43 MHZ
durante as 144 linhas pretas, que permite ao receptor PAL + reconstruir a imagem fullscreen de 16/9 em alta
resolução [5].

Para obter o máximo da largura de banda para luminância (5MHz) e reduzir a crominância e luminância
cruzadas, a fase da subportadora de duas linhas entrelaçadas de campos consecutivos são invertidas. Esse
processo chamado de color plus permite, por meio de uma memória frame no receptor, o cancelamento da
luminância cruzada, adicionando a parte alta do espectro de dois quadros consecutivos e a redução da
crominância cruzada ao subtrair um do outro [5].

A compensação de movimentos é necessária para evitar os artefatos introduzidos pelo color plus em objetos
com movimento rápido, o que, somado a uma memória frame, contribui para o preço elevado dos receptores
PAL +. O sistema PAL + tem qualidade semelhante ao D2-MAC em um receptor de 16:9, em boas
condições de recepção [5].

Para informar ao receptor do programa o formato que está sendo transmitidos (4:3 ou 16:9), bits
sinalizadores (WSS: wide screen signalling) e informações adicionais (modo de som, etc.) são adicionados à
primeira metade da linha 23, permitindo que o receptor se adapte ao formato de exibição. O sinal WSS
também é usado no sistema PAL 16/9 onde os receptores apenas modificam a amplitude vertical de acordo
com o formato [5].

A Motivação para a TV Digital

O estímulo inicial para troca do sinal analógico pelo sinal digital foi à conversão de padrões, por exemplo, de
525 linhas e 30 quadros por segundo do NTSC para 625 linhas e 25 quadros por segundo do PAL, que se
constitui um processo extremamente difícil no domínio analógico. Processamento de sinais em escala exige
domínio digital e para realizar essa tarefa hardware de alta velocidade pode ser desenvolvido. Outros fatores
que contribuíram para haver essa mudança foram à possibilidade de transmitir vários canais de TV Digital na
largura de banda destinado há apenas um canal analógico, a capacidade de transportar serviços de maior
resolução como a TV de alta definição em um único canal e a integração de uma série de serviços interativos
para transmissão da televisão [7].

Do ponto de vista da comunicação, a transmissão digital tem muitas vantagens. Em particular, ela oferece
imunidade considerável a ruídos. Considere o sinal analógico mostrado na figura 3. O sinal analógico é
perturbado pelo ruído. Se o ruído está na mesma faixa de frequências do espectro do sinal ele é chamado de
ruído de banda e para eliminá-lo é muito difícil [7].

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