Analog bildöverföring

Analog bildöverföring

De digitala signalerna tar över i allt fler sammanhang, men det finns fortfarande analoga motsvarigheter som är aktuella. Det kan dessutom vara bra att känna till grunden som de digitala signalerna härstammar från. Detta kapitel behandlar därför uppbyggnaden och överföringen av analoga bildsignaler.

Begreppen RGB och komponentvideo

Det råder stor förvirring kring begreppen RGB och komponentvideo. Till en början är komponentvideo egentligen ett samlingsbegrepp som innefattar alla uppdelade videosignaler. RGB och S-video är på så sätt också komponentvideo men det som begreppet i denna bok och i vardagligt tal syftar på är YUV, Y’UV, YPbPr eller YCbCr (se nästa sida).

RGB-signalen

RGB är en enkel förkortning av röd, grön och blå. Som hörs på namnet beskriver signalen hur en bild ser ut genom att ange hur starkt de respektive färgerna ska lysa. Varje bildelement i en datorskärm eller TV består av tre delar som representerar varsin färg. Ska exempelvis färgen röd visas så lyser den röda källan med full kraft medan de två andra är avstängda. Läs mer om detta här.

Exempel på hur olika färger kan åstadkommas genom additiv färgblandning.

YUV-signalen

YUV (komponentvideo) härstammar från färg-TV:ns genombrott. När färg­sändningarna startade gick det inte att tvinga alla att byta ut sina svart-vita TV-apparater. Det nya systemet var därför tvunget att vara bakåtkompatibelt med det äldre. Dessutom hade det blivit problem med den tillgängliga bandbredden om TV-signalen hade skickats som RGB. YUV består därför, istället för färger, av en svartvit-signal och två färgdifferenser som tillsammans kan översättas till de tre RGB-färgerna. Vid färg-TV-övergången gick det tack vare YUV att ge färg till TV-tittarna som hade nya TV-apparater, utan att förstöra för alla andra som hade äldre modeller.

Röd färgdifferens
Luma
Blå färgdifferens

Bokstaven Y i YUV motsvarar förenklat uttryckt bilden i gråskala. Den informationen gör att mottagaren vet hur den totala färgbilden ska se ut. Genom att även känna till de röda och blå färgdifferenserna (U och V) kan mottagaren matematiskt räkna ut den gröna färgen.

I dagens hembiosammanhang är det oftast komponentvideotekniken YPbPr som används för att skicka högupplöst analog videobild. På apparaternas utgångar står det ibland visserligen Y,B-Y,R-Y men det innebär samma sak. Däremot förväxlas YPbPr ofta med YCbCr som är en digital motsvarighet, vilken används vid kodning av bland annat DVD-film.

Vad som är bäst av RGB och komponentvideo lämnas osagt då det beror på omständig­heterna. Det som går att konstatera är att båda överföringssätten är mycket bra. När det gäller film och digital-TV är materialet ofta förkodat som digital komponent­video (­YCbCr). Kopplas källan till TV:n med komponentvideokabel kan bilden flyttas över direkt och väl framme i TV:n räknas om till RGB. Skickas en RGB-signal görs ­omvandlingen istället i DVD-spelaren eller digital-TV-mottagaren.

Gråskaleproblemet med S-video

För några år sedan var S-video mycket populärt eftersom det gav betydligt bättre bild än kompositvideo. Ibland dök det dock upp ett kompatibilitetsproblem som ledde till att bilden blev i gråskala. S-video skickar precis som YUV den svartvita signalen separat men kombinerar däremot färginformationen. S-video är därför även känt som ”Y/C” (ljusstyrka/färg).

Pinkonfiguration för S-videokontakten (hona):
1: Jord för luminans
2. Jord för krominans
3. Y: Luminans (ljusstyrka)
4. C: Krominans (färg)

Problemet kan ha ett flertal orsaker. Ibland är det bara en inställning som behöver ­ändras i TV:n (t.ex. typbestämma Scartingången) och ibland måste utmatningssignalen ändras på bildkällan. Det kan även handla om problem med TV-formatet (NTSC eller PAL).

Den vanligaste orsaken är dock att inte alla TV-apparater kan tolka S-videosignalen, utan tror att det rör sig om en kompositvideosignal. Då får TV:n bara informationen om luminans (ljusstyrka) och inte krominans (färg). TV:n vet alltså hur starkt bilden ska lysa med en färg men inte vilken färg det handlar om.

Lösningen på problemet är att slå samman signalen till en kompositvideosignal. För detta finns färdiga adaptrar som kopplas in på kabeln. Adaptern kan även tillverkas på egen hand genom att löda samman stiftparen till en RCA-kontakts mittledare och skärm enligt ritningen (en kondensator på 170 pF måste även kopplas in).

Kopplingsschema för övergång mellan S-video och kompositvideo. Det finns även färdiga adaptrar för detta ändamål.

Kvalitetsskillnader mellan analoga kablar

Det är inte bara överföringssättet som är viktigt att tänka på för att få så bra bild som möjligt. Kabelns egenskaper har också stor påverkan, framförallt när det gäller analoga signaler. Sådana kan lätt störas av andra intilliggande kablar, magnetfält och radiovågor. Här följer några tumregler för att få så bra bild som möjligt med analog bildöverföring.

  • Använd korta kablar. Med en lång kabel blir bilden sämre än med en kort. Undvik att använda så långa kablar att de måste snurras ihop i slutet. Undvik även om möjligt att skarva analoga signalkablar och koppla dem inte heller genom apparater i onödan (t.ex. analog videosignal genom receiver).
  • Använd kablar med bra skärmning. Denna punkt är mer eller mindre väsentlig beroende på vilken typ av signal det är som går genom kabeln.
  • Välj kablar med högkvalitetsledare. Generellt sett är det bättre ju grövre de är men även materialet spelar stor roll. De senaste årens utveckling på kopparpriset har gjort det dyrt att använda tjocka koppar­ledare. Många enklare kablar har därför inblandningar av andra metaller. Exempelvis är det vanligt med aluminium­inblandning då de två nämnda metallerna har ganska lika elektriska egenskaper.

    ρ(Al) = 0,026 • 10-6 Ωm

    ρ(Cu) = 0,017 • 10-6 Ωm

Inblandning av andra metaller än ren koppar är dock inte optimalt för bilden. ­Framförallt inte om exempelvis stål blandas in då stållegeringar har betydligt högre resistivitet.

Kontakterna på premiumkablar och i finare apparatur är generellt guldpläterade. Det är inget som ger bättre signal i sig, men guld oxiderar inte och garanterar därför en perfekt anslutning över tid.

Med analog signal kan det vara svårt att bedöma om bilden är optimal eller inte. Blir det störningar på en digital motsvarighet märks det tydligare. Analoga bildsignaler som överförs med dåliga kablar blir framförallt oskarpa, men färgerna kan också smeta ut sig och bilden kan bli vågig. Vad som händer med den digitala signalen behandlas i nästa kapitel.

Skillnader mellan antennkablar

Precis som övriga signalkablar förekommer det antennkablar av olika kvaliteter. Det är väldigt vanligt att kabeltillverkare erbjuder dels en enklare antennkabel och dels en finare ­antennkabel, vilken missvisande ibland kallas 100 Hz-kabel. Den sistnämnda motiveras med att den är ­optimal för 100 Hz TV-apparater och att den skulle ge en mer flimmerfri bild. Detta stämmer inte!

Det förekommer stor variation i kvaliteten mellan olika antennkablar, men det handlar ­framförallt om kabelns dämpning och skärmning. I TV-teknik 4.1 visas hur olika ­kvaliteter på antennkablar dämpar antennsignaler olika mycket. Om 100 Hz-kabeln har lägre dämpning skulle den kunna väljas av den anledningen. Den skulle till och med ­kunna väljas för att den är bättre skärmad och därmed är lämpligare för analoga TV-signaler i kabel-TV-nät. Den gör dock varken från eller till i 100 Hz-sammanhang. Som det beskrevs i Hembio 6.5 är 100 Hz en bildbehandlingsteknik där TV:ns dator lägger till datoruträknade bildrutor för att ge bilden ett bättre flyt. Signalen in till digital-TV-mottagaren är alltså fortfarande densamma. Signalen i antennätet förändras på intet vis bara för att TV:n har en bildoptimeringsfunktion.

Notera avslutningsvis att 100 Hz är en bilduppdateringsfrekvens och inte en radiofrekvens, ­vilket är det som skickas i antennkabeln. Radiofrekvensen för TV-sändningar som tas emot med vanlig antenn ligger mellan 47 MHz och 786 MHz.

Senast ändrad: 2015-11-17