home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Programmer 7500 / MAX_PROGRAMMERS.iso / PROGRAMS / UTILS / BENCHMAR / TIMING.ZIP / TIMING.GVG
Encoding:
Text File  |  1988-04-19  |  58.9 KB  |  1,459 lines

  1. NTSC Studio Timing: Principles and Applications
  2.  
  3. Copyright Grass Valley Group, Inc. 1987
  4.  
  5. Editorial Staff: Mike Guess & David Colborn
  6.  
  7. The most critical design in every teleproduction facility is the system
  8. timing.  The final video product will always reflect the quality of the
  9. system design.  This booklet will review the principles of video, discuss
  10. system timing, and offer approaches to system timing design.  A
  11. definition of subcarrier to horizontal phase and an explanation of how to
  12. achieve and maintain SC/H phase is also included.
  13.  
  14. SECTION 1
  15.  
  16. Video Basics
  17.  
  18. The Camera and Pickup Tube
  19.  
  20. Light from a scene enters the camera through the lens and creates a
  21. pattern of electrical charges on the pickup tube's target.  An electron
  22. beam scans across the target and completes an electrical  circuit with the
  23. pattern of electrical charges on the target. Electrons representing the
  24. scene in lightness or darkness flow from the target and become the video
  25. signal.  In this way, the pickup tube inside the camera changes the varying
  26. brightnesses of light that it "sees" into varying electrical voltages called
  27. video.
  28.  
  29. Scanning
  30.  
  31. In order to accurately reproduce a scene, the scanning must be done in an
  32. organized way.  In both the camera and the television receiver, the
  33. scanning of the target or screen is done by an electron beam moving in
  34. horizontal lines across the target plate or screen.  At the same time, the
  35. electron beam gradually moves down the scene.  Between horizontal scans
  36. the beam returns to the left side of the viewer's screen (called "horizontal
  37. retrace" or "line flyback").  When the beam reaches the bottom of the
  38. scene, the beam is sent back to the top (called "vertical retrace" or "field
  39. flyback").  There are 525 horizontal lines in a complete picture.  
  40.  
  41.  
  42. Fields and Frames
  43.  
  44. Each scan of the scene is called a field and only involves half of the total
  45. 525 lines or 262.5 lines.  Two complete scans of the scene (525 lines) is
  46. called a frame.  Because the fields are scanned in rapid sequence (60 per
  47. second), the viewer only perceives the completed picture.
  48.  
  49. Field one is scanned as the beam moves from the top to the bottom of the
  50. screen.  The beam is then quickly returned to the top of the screen and
  51. field two is scanned.  The lines of the second field are "interleaved"
  52. between the lines of the first field.  This is called "interlaced scanning".
  53.  
  54. By the way, vertical retrace ( field flyback ) takes a certain amount of
  55. time so the actual number of lines displayed on the screen is less than
  56. 525.
  57.  
  58.  
  59. Horizontal and Vertical Sync
  60.  
  61. For accurate reproduction, both the camera and the television receiver
  62. must be synchronized to scan the same part of the scene at the same time. 
  63. At the end of each horizontal line the beam must return to the left side of
  64. the scene. This is called "horizontal retrace".  Coordination of the
  65. horizontal retrace is handled by the horizontal sync pulse.
  66.  
  67. At the bottom of the scene, when 262.5 horizontal lines have been
  68. scanned, it is time for the beam to return to the top of the scene.  The
  69. start of vertical retrace is signaled by the vertical sync pulse which is
  70. different in width than horizontal sync pulses.  Since the vertical retrace
  71. takes much longer than the horizontal retrace, a longer vertical
  72. synchronizing interval is employed.  
  73.  
  74.  
  75. Blanking
  76.  
  77. During the time when horizontal and vertical retrace are taking place, the
  78. electron beams in the camera and home TV are cut off.  This time period is
  79. called blanking.  Blanking means that nothing will be written on the
  80. television receiver screen.
  81.  
  82. During horizontal blanking, sync and "burst" (to be described in more detail
  83. later) occur.  During vertical blanking, vertical sync, vertical equalizing
  84. pulses, and vertical serrations occur. The equalizing pulses are inserted to
  85. cause the video fields to begin at the proper points to achieve interlace. 
  86. The vertical serrations keep the television receiver's horizontal sync
  87. circuitry from drifting off frequency during the time when no horizontal
  88. picture information is present.
  89.  
  90.  
  91.  
  92. Black and White Vs. Color
  93.  
  94. Black and white (monochrome) television was the first system to be
  95. successfully transmitted and many television sets had been purchased by
  96. the time color was being considered.  One of the constraints placed on the
  97. new color system was that it had to be compatible with the monochrome
  98. system.  Everything that we have considered so far is applicable to both
  99. monochrome and color television systems.  Both systems use interlace
  100. scanning, synchronizing, and blanking pulses.
  101.  
  102. In the illustration above you will recognize the sync pulses and the active
  103. video that we have already discussed.  You will also see a small segment
  104. identified as "burst".  We will be looking into the color system, along with
  105. the concept "burst", in the next few pages of the Video Basics section.
  106.  
  107. Carrier Waves
  108.  
  109. Ever since radio was invented, a "carrier" wave has been used to "carry"
  110. electrical information through the atmosphere.  A carrier wave is a signal
  111. that goes up and down in voltage very rapidly and evenly.  One complete up
  112. and down is a "cycle".
  113.  
  114. The carrier wave can be sent through the air for considerable distances
  115. and it can be easily picked up by a receiver like a radio or TV.
  116.  
  117.  The carrier wave is somewhat like a rapid and exaggerated ocean wave
  118.  
  119. Subcarrier
  120.  
  121. In the video signal, a subcarrier wave is included to carry the color
  122. information.  The subcarrier, with its color information, is combined with
  123. the black and white information and together they modulate (impress) the
  124. main carrier.
  125.  
  126. The subcarrier has a particular frequency (cycles up and down a certain
  127. number of times per second) and that frequency is abbreviated as 3.57MHz 
  128. (Mega Hertz).  Mega means a million times and Hertz means per second.
  129.  
  130.  
  131. Encoding Color Onto the Subcarriers
  132.  
  133. The color signal is composed of luminance (Y), red (R), green (G), and blue
  134. (B).  To make the total video signal more compact for broadcasting
  135. purposes, the Y, R, G, and B components of the color signal are combined as
  136. Y and two color difference signals called R-Y (V) and B-Y (U).  Each color
  137. difference signal contains the information for hue (color) and saturation
  138. (brightness of the color).  The amplitude values of the two color
  139. difference signals are modulated onto two subcarriers which have the
  140. same frequency but are 90 degrees apart in phase (see section on Phase
  141. below).  These two modulated subcarriers are then further combined to
  142. form one chrominance signal that changes in amplitude and phase (see
  143. illustration in margin).  The final transmitted signal contains both a
  144. lumininance (Y) and a chrominance component.  The original Y, R, G, & B
  145. components of the scene are decoded by the television receiver from the
  146. transmitted signals.  
  147.  
  148.  
  149. Phase
  150.  
  151. For our purposes, phase relates to a time comparison between two signals. 
  152. For example, signal A starts at zero microseconds and signal B begins
  153. several microseconds later.  Both signals are a sine wave like the carrier
  154. wave on the previous page.  A sine wave travels through a path that is
  155. described as 360 degrees (see sidebar below).
  156.  
  157. Signal A's starting point is 0 degrees and, depending on the time lag for
  158. the start of signal B, signal A's phase relationship to signal B is described
  159. in terms of degrees.  In the sidebar below the phase relationship between
  160. the first signal and the second is 90 degrees.  It is this phase relationship
  161. between two signals that is used to derive the color information in the
  162. television system.
  163.  
  164.  
  165. Burst/Color Burst
  166.  
  167. Burst or color burst is produced from a small section of the 3.57MHz
  168. subcarrier wave and is transmitted separately as the reference for the
  169. color information (hue).  The subcarrier is first subjected to a process
  170. called "phase splitting" which splits it into two signals, E'V and E'U, that
  171. have a 90 degree phase difference but an equal amplitude.
  172.  
  173. E'U is permanently inverted to -E'U.  Components -E'U and E'V are summed
  174. to form burst. Burst has a resultant degree position of 135 degrees.
  175.  
  176. Burst then acts as a constant reference.  The chrominance signal is
  177. compared to burst to determine the exact color that is being transmitted. 
  178. The color is determined by the number of degrees the hue information is
  179. shifted in relation to reference burst.
  180.  
  181. Burst is placed, as we've seen before, in the horizontal blanking interval
  182. following sync.  When a video signal contains burst and horizontal and
  183. vertical sync, it is said to be "composite video".
  184.  
  185.  
  186. Summary
  187.  
  188. All you have learned so far has stressed the point that all the equipment
  189. used in a television system must be synchronized together.  This is
  190. achieved by feeding each item one or more reference signals from a sync
  191. pulse generator (SPG).  When used as a master timing reference, the SPG
  192. must meet the performance specifications as required by the governing
  193. body.  (In the case of the NTSC system,  this is the National Television
  194. Standards Committee.)  The SPG must also be extremely reliable.  Many
  195. studios will use two SPGs combined with an automatic changeover switch
  196. that will switch to the backup SPG if the master should fail.
  197.  
  198. The outputs of sync pulse generators are as follows:
  199.  
  200. Mixed Syncs - Also known as Comp Sync or just Sync
  201.  
  202. This signal consists of combined horizontal and vertical synchronizing
  203. pulses.
  204.  
  205.  
  206. Mixed Blanking - Comp Blanking or Blanking
  207.  
  208. Combined horizontal and vertical blanking pulses.
  209.  
  210. Horizontal Drive - Line Drive
  211.  
  212. A signal that can be used to trigger the horizontal flyback in older
  213. cameras.
  214.  
  215. Vertical Drive - Field Drive
  216.  
  217. A pulse that can be used to trigger the vertical flyback in older cameras.
  218.  
  219. Burst Gate - Burst Flag
  220.  
  221. Pulse used to gate the burst onto the color black output.
  222.  
  223. Note:  All pulses should be selectable for 2 or 4 volt amplitude
  224.  
  225. Subcarrier - SC
  226.  
  227. A 3.57MHz sine wave that is used  as a phasing reference for chrominance
  228. signals.  Subcarrier should be selectable between 1 or 2 volts.
  229.  
  230.  
  231. Color Black - Black Burst
  232.  
  233. A signal that contains mixed syncs (H and V) and burst.  The color black
  234. signal should have provision for a white flag that indicates line one of
  235. field one.  This is explained in more detail in the SC/H Phase section.
  236.  
  237. Nearly all equipment designed today is designed to lock to color black. 
  238. This equipment will have controls for horizontal timing and subcarrier
  239. phasing and also provide the system designer with the opportunity to
  240. design flexible and expandable television systems.
  241.  
  242. SECTION 2
  243.  
  244. System Timing
  245.  
  246. It is imperative that all video signals arrive at the video switcher (the
  247. central combining point) in synchronization. This means that the scanning
  248. sequence of every source must start and stay in time.  Without this, the
  249. picture on the television receiver or monitor will roll, jump, tear, and/or
  250. have incorrect colors when the source video signals  are combined. Careful
  251. system design is necessary to assure synchronization at the point of input
  252. to a video switcher. 
  253.  
  254. The degree of accuracy with which these events must occur requires a 
  255. precision reference.  In all television facilities, this timing reference is
  256. provided by a synchronizing pulse generator.  Establishing and maintaining
  257. precise timing involves a multitude of variables that will be described in
  258. detail in this booklet. 
  259.  
  260. Advance and Delay
  261.  
  262. Defining advance or delay between two video signals is dependent on
  263. which signal is defined as the reference. Advance on Camera 1 means its
  264. output occurs earlier in time than Camera 2's output. If viewed from the
  265. other perspective, Camera 2 is delayed when referenced to Camera 1.  
  266.  
  267. It must be understood that advance is not  really possible.  Advance or
  268. negative time delay does not exist.  Video  signals take time to move just
  269. as you and I do.  A marathon  runner wins because he had the least delay in
  270. his running time.  On the other hand, he is the most advanced at the finish
  271. line,  but only because the other runners had more delay in their running
  272. times. Video frame synchronizers make video advance  appear possible,
  273. but in reality they introduce delay to achieve the apparent advance.  This
  274. is proven by the fact that the audio  associated with the video going
  275. through a frame synchronizer must also be delayed to avoid lip-sync
  276. errors.  
  277.  
  278.  
  279. Studio Planning 
  280.  
  281. Before the actual assembly of a teleproduction facility can  begin, a
  282. system plan must be completed.  This can only be  accomplished upon
  283. definition of studio timing requirements.  It  will be necessary to know
  284. the timing requirements of the  equipment to be installed.  This
  285. information is usually available from the manufacturer's published
  286. specifications. 
  287.  
  288. Most newer source equipment locks to color black.  This  implies the
  289. device has its own internal sync generator.  Typically this source 
  290. equipment will have adjustments to allow the video  output timing to be
  291. adjusted relative to the reference color  black.  You should verify that the
  292. adjustment range is sufficient for your requirements. 
  293.  
  294.  
  295. Planning For Timing Advances
  296.  
  297. The ability to lock to color black has not always existed.  In the early
  298. years of television, cameras needed separate  horizontal and vertical
  299. drive pulses from the sync generator to drive their scanning circuits.
  300. Sync, blanking, and subcarrier were also needed.  System design required
  301. that all drive pulses be advanced by the path length of the camera.  The
  302. delay from pulse input to video output may have been as long as one
  303. microsecond (a very long delay).  
  304.  
  305. These older cameras would receive pulses directly from the sync
  306. generator.  Drive pulses to other pieces of source equipment  would then
  307. have to be delayed to time that equipment.  This delay  could be several
  308. hundred feet of coaxial cable or some equivalent lumped delay.  
  309.  
  310. There are still cameras in use today that require sync, blanking and
  311. subcarrier (horizontal and vertical drive are now virtually obsolete). 
  312. These cameras have no internal timing adjustments so it is necessary to
  313. adjust the advanced pulse drives to time the camera.  One way to resolve
  314. this timing  requirement is to drive the camera with a source
  315. synchronizing generator.  New cameras lock to color black and have
  316. internal timing adjustments available. 
  317.  
  318. Until now, most character generators have required pulse drives and
  319. external adjustment of timing.  This is often done by dedicating a source
  320. synchronizing generator to the character generator. Newer character
  321. generator models, like other devices, are beginning to lock to color black. 
  322.  
  323. Digital video devices such as digital effects generators, time base
  324. correctors, and frame synchronizers work on the basis of storing digital
  325. video data.  This allows timing to be easily adjusted and as such, digital
  326. video devices are inherently able to time internally.  Color black locking is
  327. very common. 
  328.  
  329. Nearly all production switchers require sync, blanking and subcarrier. 
  330. Some switchers have some limited adjustment of horizontal (H) delay but
  331. still require advanced pulse drives.  Subcarrier phasing is normally built
  332. in and allows for color timing of the switcher.  Dedication of a source
  333. synchronizing generator to a switcher will simplify system design.  Some
  334. switcher designs now incorporate color black locking. 
  335.  
  336.  
  337. Planning For Timing Delays
  338.  
  339. Coaxial cable is necessary for the proper distribution of video, pulse and
  340. subcarrier signals.  Coax has an inherent  delay of up to 1.5 nanoseconds
  341. per foot. This is cumulative and must be considered in system design. Very
  342. long runs can  introduce significant delay.  Coaxial cable can be used for
  343. delay  but it should be remembered that coax introduces frequency
  344. response loss that increases with frequency and length. 
  345.  
  346. Distribution amplifiers (DAs) introduce delay that will need to be planned
  347. for. This can vary from 25 to 70 nanoseconds depending on  the model.
  348. Variable cable equalization adjustment will also affect electrical delay. 
  349. Equalization should be adjusted prior to final system timing. Special
  350. purpose video distribution amplifiers are available to provide delay 
  351. beyond 1 microsecond. These should be used because they have frequency
  352. response compensation that is superior to coax and  passive video delay
  353. lines. Pulse DAs are available to allow for adjustment of pulse delay of up
  354. to 4 microseconds and regenerate the pulse to eliminate distortion. 
  355.  
  356. Video processing amplifiers have a fixed electrical path  length even
  357. though regenerated sync and color burst are adjustable. The propagation
  358. delay of the GVG 3240 Video Processing Amplifier is about 225
  359. nanoseconds. 
  360.  
  361. Sometimes multiple studio facilities have the output of one  switcher
  362. feeding a second and both share some common video  sources.  In this
  363. instance, the common video sources to the second switcher will need to be
  364. delayed by the path length of the first switcher. This delay may be as
  365. little as 50 nanoseconds for a small routing switcher to 700 nanoseconds
  366. for a large production  switcher. 
  367.  
  368.  
  369. Final Considerations
  370.  
  371. There are products available to aid in system design.  One such product is
  372. the 3230 Isophasing System.  This is an automatic  delay distribution
  373. amplifier that will correct source timing  errors of up to 115nS.  The
  374. Isophasing System can provide  up to 32 channels with 5 outputs each,
  375. keeping all outputs within one degree of subcarrier phase.  The 3230
  376. simplifies  system design and daily system maintenance. 
  377.  
  378. Once all the timing requirements of the equipment are known, you can
  379. begin to actually  lay out a system plan on paper.  It is important  that a
  380. specific piece of equipment be defined as the zero timing point.  It will
  381. become the timing reference by which all calculations and measurements
  382. are made.  It is desirable to have this be a source in the plant that is not
  383. easily altered, such as the test output from the master reference sync
  384. generator.
  385.  
  386. It should be remembered that all equipment signal levels and frequency
  387. responses must be correct before the timing process is begun.
  388.  
  389.  
  390. System Design Using Delay 
  391.  
  392. The illustration below shows a small system that will use cumulative 
  393. delay to achieve system timing.  This system consists of a camera, a
  394. character generator, two 1/2" and one 3/4" video cassette  recorders
  395. (VCRs). All of the video cassette recorders have time base correctors that
  396. lock to the color black reference.  The color black signals come from the
  397. master synchronizing generator and is distributed by a DA.  These time
  398. base correctors provide ample timing adjustment for the VCRs.              
  399.  
  400. The sources in this system that are to be mixed, keyed or wiped with the
  401. video switcher must be exactly in time at the  switcher input.  Hence the
  402. obvious point of reference for this system is at the switcher input. This
  403. point is therefore designated the zero timing point, or time 0.
  404.  
  405. In the illustration below the timing requirements of the equipment have
  406. been  plotted relative to Time Zero.   
  407.  
  408. Camera 1 has 850 nanoseconds delay from its composite sync input  to its
  409. composite video output and represents the longest signal path of any
  410. source device in the system.  The character generator, switcher, and color
  411. bars will need delay added to make their total delays the same as the 
  412. camera.  Since the camera has the longest path length, the pulse drives
  413. will be provided directly from the sync generator so that the camera gets
  414. the most advanced pulses.  The camera has a subcarrier phase control for
  415. color timing adjustment. The Camera 1 output  becomes the reference
  416. input at the switcher.   
  417.  
  418. To make the video switcher internal color black and color background
  419. generator synchronize with the camera, both sync and blanking drives
  420. must be delayed to the switcher by 400 nanoseconds. This is accomplished
  421. with two adjustable pulse delay distribution amplifiers.  The switcher has
  422. a subcarrier phase control for color timing adjustment.   
  423.  
  424. Timing of the character generator can be handled in two ways.  Delay can
  425. be introduced either in the pulse drives, or in the video and key outputs of
  426. the character generator.  In this system, video delay  distribution
  427. amplifiers are added to the character generator video and key outputs.
  428. This method provides six timed outputs.  The amount of delay necessary is
  429. 250 nanoseconds as calculated in the illustration below. 
  430.  
  431. The last source to be timed is the color bars from the  master sync
  432. generator. The color bar output is 30 nanoseconds later than the sync
  433. output from the sync generator. With the camera as a reference, we can
  434. calculate that 820 nanoseconds delay  to the color bar output is required
  435. to match the camera's delay. 
  436.  
  437. The sync and subcarrier required as external reference inputs for the
  438. video processing amplifier should come from the distribution amplifiers
  439. feeding the switcher.  The video processing amplifier has sufficient
  440. timing range for both sync and subcarrier.   
  441.  
  442. The sync generator is a known SC/H phased source, and the color bar
  443. output will be SC/H phase correct.  Fine system timing can now begin by
  444. adjusting the color bars and the camera.  Measurements are made at the
  445. switcher output by selecting between the reference source and the source 
  446. under adjustment on the switcher.  An externally locked waveform
  447. monitor and vectorscope should be connected to the switcher output.  
  448.  
  449. The following steps, in this order, are necessary to ensure correct timing
  450. and SC/H phase of all sources.
  451.  
  452. The first step will be to adjust the color bar delay DA. Adjust so that
  453. the timing of the half amplitude 50% point of the color bar horizontal sync
  454. leading edges match the timing of the camera sync.  A timing match
  455. within 10nS is desirable.  
  456.  
  457.  
  458. Camera 1 subcarrier phase needs to be adjusted to match its burst phase
  459. to the color bar burst phase.   
  460.  
  461.   The switcher sync and blanking pulse delay DAs must be adjusted so    
  462. that the switcher color background sync 50% point and blanking are in
  463. time with the sync and blanking of Camera 1's output.  
  464.  
  465. Switcher color timing (internal color black and background) is    
  466. matched to Camera 1 with the switcher subcarrier phase control. 
  467.  
  468. The character generator video delay DA should be adjusted to match    
  469. the character generator and Camera 1 horizontal sync leading edges. 
  470.  
  471. Adjust the internal subcarrier phase to color time the character   
  472. generator. 
  473.  
  474. The key delay will be adjusted to center the character generator fill   
  475. video within the hole produced by the key signal.  
  476.  
  477. Finally, adjust the VCR time base corrector H and SC phase controls to
  478. match each VCR to Camera 1 at the switcher.   
  479.  
  480. The procedure will result in all sources being SC/H phase correct only if
  481. the color bar video signal is SC/H phase correct.  If an SC/H phase meter
  482. is available, the SC/H phase of all sources can be verified. This approach
  483. to system design is usually the least  expensive but does have serious
  484. deficiencies. We are distributing sync and subcarrier to equipment through
  485. many different paths.  This will make establishing and maintaining SC/H
  486. phase very difficult.  With the many variables in this system, SC/H phase
  487. may drift with time and temperature.  Additional source equipment may be
  488. difficult to integrate in the  future and could require major system design
  489. changes.  
  490.  
  491.  
  492. System Design Using Source
  493.  
  494. Synchronizing Generators
  495.  
  496. Most of the difficulties encountered in system design can be  avoided with
  497. a master/source sync generator system.  This system  provides maximum
  498. flexibility and the best SC/H phase stability.  The approach below will be
  499. used with the same equipment employed in the previous delay system. 
  500.  
  501. This time, rather than using the camera as the reference at the  switcher
  502. input, the master synchronizing generator's color bars will be used. These
  503. color bars are fixed in their time relationship to the other outputs of the
  504. master sync  generator and thus make a rock solid, SC/H phase-correct
  505. reference. All the sources still need to be in exact time at the  switcher
  506. input. This time SC/H phased pulse drives will be provided to the camera
  507. and character generator by their own dedicated source sync generators. 
  508.  
  509. The source synchronizing generator has the convenience of a  single-line
  510. locking signal and output advance or delay relative to the lock reference
  511. provided.  This results in a much simpler system to design and maintain
  512. that uses far less cabling.  There is also redundancy in the system since
  513. the source sync generators will continue to freerun if the master should
  514. fail.
  515.  
  516. Camera 1 still requires drives which are advanced 850 nanoseconds to
  517. produce a timed, composite video output, but this advance will now come
  518. from the source synchronizing generator.  The same is true for the
  519. character generator and video switcher, provided they each have a
  520. dedicated source synchronizing generator. 
  521.  
  522. Final system timing is now a matter of looking at the switcher output and
  523. comparing each of the sources to the master sync generator's color bars. 
  524. Each source sync generator is adjusted to time  the source it is driving.  If
  525. the source device has a subcarrier phase control built in, you should
  526. adjust horizontal phase using the source sync generator and subcarrier
  527. with the source device's SC phase control. This will establish correct
  528. SC/H phase and afterwards only the source sync generator should need
  529. adjustment. A SC/H phase meter will allow the source to be SC/H phased
  530. prior to adjustment of the source synchronizing generator for final timing. 
  531.  
  532. Sync and subcarrier for the 3240 Video Processing Amplifier  should come
  533. from the switcher source sync generator.  The source  synchronizing
  534. generator on the video switcher could be removed  and the video switcher
  535. and processor could be driven directly from the master sync generator.
  536. This would require that about 430  nanoseconds of delay be placed in the
  537. color bar path going to the  switcher.  This is the amount of delay required
  538. to generate  switcher color black and background from the applied drives.
  539.  
  540.  
  541. Master/Source Reference Selection 
  542.  
  543. The single line reference signal for this master/source  synchronizing
  544. generator system can be color black or encoded  subcarrier.  Grass Valley 
  545. Group developed encoded subcarrier  to improve and simplify the locking
  546. of source synchronizing generators.  The encoded subcarrier signal
  547. consists of a continuous 3.579545MHz sine wave which contains two
  548. phase inverted cycles, once per color frame.  This brief phase inversion is
  549. very precisely positioned on the front porch of blanking preceding line 11
  550. on field 1 of the four field sequence.  The phase inversion thus
  551. communicates horizontal, vertical, and color frame information to the
  552. source synchronizing generators.  Encoded subcarrier provides a number of
  553. advantages over color black as a locking signal.  Subcarrier does not have
  554. to be regenerated form the  periodic color burst, so jitter becomes much
  555. less of a problem.  Non-ambiguous color frame lock is guaranteed.  Since
  556. encoded subcarrier is a single frequency, the group delay problem
  557. encountered with color black traveling through coaxial cables does not
  558. exist.  (Group delay will cause large SC/H phase errors if the coax is not
  559. equalized, and some SC/H phase error even when the coax is properly
  560. equalized.)
  561.  
  562. A color black reference sync generator must first regenerate subcarrier
  563. from the color burst.  Jitter can result if this is not done precisely. 
  564. Second, it must very precisely compare the regenerated subcarrier with
  565. the exact 50% point on the leading edge of horizontal and vertical sync to
  566. determine color frame.  If this process is not done precisely, the result
  567. may be SC/H phase instability, jitter, and color frame error.  A cheaper,
  568. less acceptable approach is to independently lock to sync and subcarrier. 
  569. An independent locking sync generator cannot provide a color frame output
  570. because the color frame was never determined.  The output SC/H phase
  571. will track reference input SC/H phase error.  Sometimes SC/H error
  572. indicators are provided to help overcome these deficiencies.
  573.  
  574.  
  575. Multiple Studio Timing
  576.  
  577. The illustration on the facing page shows a three studio system in which
  578. the timing of entire source clusters and studios can be changed.  This will
  579. allow one studio to feed any other studio which is in time.  It will also
  580. allow for the priorities to change very easily.
  581.  
  582. This entire system is being driven by a dual master reference synchronizing
  583. generator with an automatic changeover switch.  This provides additional
  584. security since each master sync generator is powered from a different
  585. circuit.  The master sync generators can have ovenized crystal oscillator
  586. options for higher frequency stability against temperature variations.  An
  587. external frequency reference option allows a rubidium or cesium
  588. frequency standard to be used as the frequency standard, with the internal
  589. oscillator as a backup.
  590.  
  591. Each of the three studios are similar to the one just designed.  The studios
  592. have some dedicated source devices, with additional cameras and/or video
  593. tape machines that can be assigned.  A routing switcher is used to assign
  594. these sources to the studios.  Every studio output is fed to a routing
  595. switcher input for assignment as a timed input to another studio.  Every
  596. studio is being driven by a reference synchronizing generator which will
  597. adjust the timing of that entire studio.  Each source cluster is driven by a
  598. source synchronizing generator so the source cluster timing will stay
  599. together.  The reference output from each studio reference synchronizing
  600. generator is sent to the routing switcher.  The reference input to any
  601. source cluster synchronizing generator can be assigned to any studio.  This
  602. automatically times the source cluster to the studio using it.  If the
  603. reference synchronizing generator has a phase preset option, the phase
  604. setting for every configuration can be stored and recalled.  A typical
  605. configuration could be Source Cluster 1 timed into Studio 1, the output of 
  606. Studio 1 and Source Cluster 3 timed into Studio 2, Source Cluster 2 timed
  607. into Studio 3, which is also a timed input to Studio 2.   These timing
  608. assignments can easily be interchanged with the phase preset option and
  609. routing switcher once the initial timing is completed and stored in each
  610. reference synchronizing generator.
  611.  
  612. This system provides maximum flexibility in tailoring each studio for the
  613. production it is to be used for.  The cameras would be assigned to a studio
  614. doing live production and the video tape machines could be used for post
  615. production in another studio.  Many more sources can be added when using
  616. this design without causing major system design problems.
  617.  
  618. Distributed synchronizing generator systems also provide what may be an
  619. important advantage: redundancy.  Should a failure occur in the master
  620. generator, the reference and source generators will freerun and thus the
  621. equipment being driven by them will continue to function.
  622.  
  623.  
  624. SECTION 3
  625.  
  626. Definition of SC/H Phase 
  627.  
  628. In the late 1940s the Electronic Industries Association  (EIA) established
  629. monochrome television standard RS-170. In recent years proposed color
  630. standard RS-170A has received increasing acceptance.  RS-170A fully
  631. outlines the phase relationship of the color subcarrier to horizontal sync.
  632. A graphic representation of this standard is included on pages 12 - 13.  If
  633. we look at the equation that relates horizontal sync to subcarrier and
  634. consider the number of lines in each frame, several conclusions can be
  635. made. 
  636.  
  637.                   H = 2 X 3579545 /455        
  638.  
  639. First, there are 227.5 subcarrier cycles per horizontal line, so subcarrier
  640. phase reverses every line.  This is desirable to reduce the visibility of
  641. color subcarrier on monochrome receivers.  Second, with 525 lines per
  642. frame, there are 119437.5 subcarrier cycles each frame. This causes
  643. subcarrier phase to reverse every frame.  Because of the extra half cycle
  644. of subcarrier, it takes two frames to complete one full four field color
  645. sequence, called a color frame.  It is clear from the horizontal frequency
  646. equation above that horizontal is frequency locked to subcarrier, but it
  647. does not define the phase  relationship between them. Proposed color
  648. standard RS-170A clearly defines SC/H phase as: the zero crossing of the
  649. extrapolated subcarrier of color burst shall align with the 50% point of
  650. the leading edge of horizontal sync.  For color field one, the extrapolated
  651. subcarrier zero crossing will be positive going on even lines.  This
  652. definition of sync to subcarrier phase (SC/H) is required for the
  653. unambiguous identification of the four field color sequence.  The
  654. operational  ramifications of these definitions are not obvious and require
  655. further explanation. 
  656.  
  657.  
  658. Operational Importance Of SC/H Phase 
  659.      
  660. The importance of SC/H phase lies primarily in the video tape editing
  661. environment.  If during playback the video signal coming off the tape is
  662. not of the same color frame as the house reference, the video at the
  663. machine's time base corrector output must be  shifted horizontally. The
  664. shift can be in either direction and be up to 140 nanoseconds (one half
  665. subcarrier cycle). This may result in narrowing of active picture and a
  666. widening of blanking since the output processor blanking is referenced to
  667. the house.  Even if the off-tape video is of the correct color frame, the
  668. machine-output video will be shifted horizontally to a smaller degree in
  669. an amount equal to any SC/H phase difference between the off-tape and
  670. house video. These horizontal shifts are troublesome in a tape editing
  671. environment, especially when editing scenes together of similar  content.
  672. At the edit point the background will appear to jump horizontally.  This is
  673. unacceptable and thus dictates the need for an entirely SC/H phased
  674. facility. 
  675.  
  676. To ensure the proper operation of the tape machine color framing circuits
  677. (to avoid incorrect color frame operation), the SC/H phase relationship of
  678. the video recorded on tape and house video must match.  As a matter of
  679. uniformity correct SC/H phase is defined by RS-170A. It is important that
  680. all recorded video have a constantly correct SC/H phase relationship.  The
  681. reference input to the tape machine should also be a stable SC/H phase
  682. source. 
  683.  
  684. Problems Achieving and Maintaining SC/H Phase 
  685.  
  686. Subcarrier timing in a studio is a well understood concept  in the industry;
  687. if it is not correct, there will be color hue shifts between sources.  If
  688. sync timing is not correct,  horizontal shifts will occur at the video
  689. switcher.  The concept of SC/H phasing in a studio requires a higher level
  690. of thought regarding each element within the studio.   
  691.  
  692. First, and most obvious, is the house sync generator. If the sync generator
  693. cannot generate consistent SC/H phased outputs, maintaining SC/H phase
  694. in the plant will never be possible. It is equally  important that all the
  695. sync generators in a multiple sync generator facility maintain correct
  696. SC/H phase and color frame  relationships.   
  697.  
  698. Once SC/H phase has been defined by the sync generator none of the
  699. elements in the system should alter the SC/H phase. Some elements are
  700. obvious such as the video processor which regenerates sync and burst.  If
  701. the phase of the regenerated sync or burst is different from the incoming
  702. video, the SC/H phase is altered.  Less obvious are sources which derive
  703. timing from externally applied sync and subcarrier.  If sync and subcarrier
  704. are fanned out through DAs, then their phase can be altered independently. 
  705. This dictates that the output of each source device be SC/H phased prior
  706. to or at the input of the switcher.  There are many distortions which make
  707. the determination of color frame and SC/H phase difficult. The most
  708. prominent is sync to subcarrier time base error. This can be generated by
  709. many devices, such as sync generators with noise in the horizontal sync
  710. circuits, linear and regenerative pulse DAs which suffer from pick-off
  711. jitter or low frequency response problems, or any  device that has
  712. separate sync and subcarrier regeneration  circuitry.   
  713.  
  714. Smear due to poor low frequency response, noise, hum, and power glitches
  715. are distortions that may occur in signal transmissions.  If these are not
  716. removed prior to sync separation, determination of the exact 50% point of
  717. sync will be difficult.
  718.  
  719. Video time base error is different than sync to subcarrier time base error.
  720. Sync to subcarrier time base error is seen when triggering a scope on the
  721. leading edge of sync and viewing color burst. What should be seen are two
  722. overlapping cycles of subcarrier that are not blurred. An example of sync
  723. to subcarrier time base error is shown in the accompanying oscilloscope
  724. photos.
  725.  
  726. If sync to subcarrier time base error occurs either on the reference pulses
  727. to a tape machine, or exists on the recorded video tape, color frame lock
  728. will be difficult.  In the normal playback mode, excessive sync to
  729. subcarrier time base error will cause the tape machine to shift horizontal
  730. lines by 279nS (subcarrier cycle) increments.  This phenomenon is seen as
  731. a tearing of the picture. 
  732.  
  733.  
  734. Building An SC/H Phased Plant 
  735.  
  736. The first consideration must be the heart of every system, the
  737. synchronizing generator. The requirements for the sync generator should
  738. include the following: 
  739.  
  740.      1)  Less than 1nS sync to subcarrier timebase error 
  741.  
  742.      2)  Less than 10nS long term SC/H phase stability 
  743.  
  744.      3)  Consistent SC/H phase regardless of operational mode or initial
  745.          conditions    
  746.  
  747.      4)  Compatibility with other equipment 
  748.  
  749.  
  750. Many studios use multiple sync generators to provide advanced drive
  751. pulses and subcarrier to various source equipment.  Every  source
  752. synchronizing generator must meet these requirements as  well as being
  753. able to precisely color frame lock to the master  reference synchronizing
  754. generator. 
  755.  
  756. This need has been met by the 9500 Series Synchronizing Generators.  The
  757. 9500 Series can address any system requirement,  including both ultra
  758. precise encoded subcarrier locking and color  black locking source
  759. synchronizing generators. Every model in  the 9500 Series is
  760. unconditionally SC/H phased, whether locked or  freerunning. 
  761.  
  762. Every video locking 9500 Series Synchronizing Generator will lock to a
  763. non SC/H phased reference and produce correctly SC/H phased outputs. 
  764. This is done by identifying color frame of the incoming video and
  765. assigning the nearest color frame. Once this has been achieved, the sync
  766. generator will tolerate SC/H phase drift beyond 100 degrees for the
  767. source synchronizing generator and over 330 degrees for the master.
  768. Should the incoming SC/H phase exceed the 100 degree limit, the source
  769. synchronizing generator will shift its horizontal phase by one-half
  770. subcarrier cycle to maintain color frame match to its reference.  The
  771. master generator will shift its horizontal timing by a full subcarrier
  772. cycle should the 330 degree limit be exceeded and thus not change color
  773. framing.  A stable reference is ensured under any condition.
  774.  
  775. The 9510 and 9520 Master Synchronizing Generators feature protected
  776. video genlock.  In this mode the generator achieves color frame lock and
  777. then maintains frequency lock to the color burst of the incoming video
  778. only. This mode provides immunity to incoming jumps in video sync which
  779. would otherwise cause severe disturbances in the generator's output. The
  780. transition out of protected video genlock into freerun will occur if the
  781. burst abruptly changes phase, disappears, or there is a complete loss of
  782. video. The transition to freerun will be smooth and not disturb the plant.   
  783.  
  784. Every model in the 9500 Series has a wide retiming range of  2.5 lines
  785. advance to 1.5 lines delay.  Output SC/H phase is correct at any timing
  786. setting.  A one line wide color frame pulse which occurs on line 11 of
  787. field one of the color frame is available on every model.  This color frame
  788. pulse provides absolute, positive identification of color framing to all
  789. equipment in the plant that will accept it.  All pulse outputs are negative
  790. going four volt peak-peak and are shaped.
  791.  
  792. The 9505 Source Synchronizing Generator is available for either color
  793. black reference or ultra precise encoded subcarrier reference.  Both
  794. models are unconditionally SC/H phased and have  superior performance
  795. specifications. 
  796.  
  797. Test signals are optional in every 9500 Series Synchronizing Generator.
  798. An optional Source Identification submodule can be added to the Test
  799. Signal Generator module to place up to a 14  character identification over
  800. the test signal output.  This identification is also positionable both
  801. vertically and horizontally.   
  802.  
  803. The 9520 will accept two Test Signal Generator/Source Identification
  804. options, a High Stability Ovenized Crystal Oscillator option, and an
  805. External Frequency Reference option. The External Frequency Reference
  806. option permits the 9520 to frequency lock to an external 3.579545, 5.0, or
  807. 10.0MHz atomic frequency source for superior timebase stability.
  808.  
  809.   The 9510 has a phase preset option that will store 16 different phase
  810. settings in a non-volatile memory.  These can be recalled via local or
  811. remote control.  This option permits retiming of a source device or entire
  812. studio with a single binary control. 
  813.  
  814. Conclusions
  815.  
  816. To achieve an SC/H phased plant, the timing of sync becomes as important
  817. as subcarrier, and each element should be viewed in that light.  To aid
  818. video tape editing, it is important to record video with proper SC/H phase
  819. and also supply SC/H phased reference to the machine in playback.  These
  820. criteria do not have to be compromised with the system approach offered
  821. by the Grass Valley Group. 
  822.  
  823. Measuring SC/H Phase 
  824.  
  825. The SC/H (subcarrier-to-horizontal) phase is the time relationship
  826. between the subcarrier and the leading edge of horizontal sync.  A properly
  827. adjusted SC/H phase occurs when the 50% points of the leading edge of
  828. sync and the subcarrier zero crossings are coincident.
  829.  
  830. The color frame pulse (V1) appears on line 11 of field 1.  V1 identifies
  831. field 1 of the 4 field color sequence.
  832.  
  833. Test Equipment Required
  834.  
  835. The following test equipment is required to perform the SC/H phase
  836. measurement procedure.  Equivalent test equipment may be substituted
  837. but must be equal to or superior in performance.
  838.  
  839.  
  840. Dual Trace Oscilloscope                  Tektronix 465
  841.  
  842. (with delayed sweep and
  843. one channel input inversion)
  844.  
  845.  
  846.  
  847. Switchable Delay Line                     Mathey 511
  848.  
  849.              or
  850.  
  851. Subcarrier Delay DA
  852.  
  853. (360! range)
  854.  
  855.  
  856. Test Procedure
  857.  
  858.      SC/H  Phase Measurement
  859.  
  860. 1.  Connect a video source requiring SC/H phase measurement to the   
  861. inverting channel of the oscilloscope.
  862.  
  863. 2.   Connect subcarrier (3.58 MHz continuous) to  the second channel of
  864. oscilloscope.
  865.  
  866. 3.  While observing the oscilloscope (triggered at a horizontal rate),
  867. adjust subcarrier to match amplitude of burst.
  868.  
  869. 4.  At the oscilloscope, invert the video display and set mode to alternate
  870. sweep.
  871.  
  872. Figure A shows inverted video (top) and continuous subcarrier (bottom).
  873.  
  874. 5.  Adjust the oscilloscope for A plus B mode.
  875.  
  876. 6.  Adjust subcarrier phase and fine level at the generator or delay line for 
  877. a null burst as shown in Figure B.
  878.  
  879. 7.  Adjust the oscilloscope for chop mode, noninverted video, and adjust 
  880. vertical positions to exactly overlay subcarrier and sync.
  881.  
  882. 8.  Adjust the oscilloscope delayed sweep for a display showing the
  883. leading edge of sync and the subcarrier.  A proper phase relationship
  884. requires coincidence at the 50% points of the leading edge of sync and the
  885. subcarrier zero crossings.  See Figure C.  An improper phase relationship
  886. is shown in Figure D.
  887.  
  888. Color Frame Pulse (V1) Identification
  889.  
  890. 9.  Adjust the SC/H phase as described in steps 1 through 8, for proper
  891. coincidence.
  892.  
  893. 10.  Trigger the oscilloscope on the leading edge of the V1 pulse with
  894. video and subcarrier connected to the two input channels.  See Figure E.
  895.  
  896. 11.  Increase the oscilloscope sweep rate and, using the delayed sweep
  897. option, view a display showing the first leading edge of sync following the
  898. trigger.
  899.  
  900. 12.  If the negative transition of the subcarrier is coincident with the
  901. leading edge of sync, the triggering V1 pulse is a color frame
  902. identification pulse that occurs on line 11 of field 1.  See Figure F.
  903.  
  904. NOTE:  The SC/H phase is easiest to observe on a display that is
  905. horizontally triggered.  Because of the low repetition rate of V1 and the
  906. fast sweep rates (50nS/div.) required, only the direction of subcarrier
  907. signal can be easily observed by triggering on V1.     
  908.  
  909. GLOSSARY OF TIMING TERMINOLOGY
  910.  
  911. APL
  912.  
  913. Abbreviation for average picture level.  The average luminance level of the
  914. part of a television line between blanking pulses.
  915.  
  916. Active Picture Period
  917.  
  918. That part of the video signal that produces the television picture, as
  919. distinguished from that portion of the video signal that occurs during
  920. blanking (horizontal and vertical retrace).
  921.  
  922. Amplitude Modulation (am)
  923.  
  924. Modulation in which the amplitude of a wave is made to vary.  In
  925. television, the color video signal modulates the subcarrier, causing its
  926. amplitude to vary.
  927.  
  928. Automatic Changeover Switch
  929.  
  930. Equipment that receives the outputs of two sync generators and
  931. automatically switches to the backup sync generator should there be a
  932. failure of the sync generator in use.
  933.  
  934. Backporch
  935.  
  936. The blanking signal portion which lies between the trailing edge of a
  937. horizontal-sync pulse and the trailing edge of the corresponding blanking
  938. pulse.  The color burst is located on the back porch.
  939.  
  940. Bandwith
  941.  
  942. The complete range of frequencies over which the television system can
  943. function.  The information carrying capability of a particular television
  944. channel.
  945.  
  946. Blanking
  947.  
  948. The time period when picture information is shut off.  Blanking is a
  949. voltage level at black picture level and acts as a signal to turn off the
  950. scanning beam.  synchronizing pulses which control invisible retrace of
  951. scanning are active during the blanking period.
  952.  
  953. Breezeway
  954.  
  955. That portion of the "back porch" between the trailing edge of the sync
  956. pulse and the start of the color burst.
  957.  
  958. Burst (Color Burst)
  959.  
  960. Nine cycles of 3.57MHz subcarrier, placed near the end of horizontal
  961. blanking, which is the color reference for the color signal.  Color timing
  962. refers to adjustment of the phase of the subcarrier.
  963.  
  964. Carrier Wave
  965.  
  966. A single frequency wave which is transmitted and modulated by another
  967. wave which contains the information.
  968.  
  969. Character Generator
  970.  
  971. A device used to generate text or captions for television broadcast.
  972.  
  973. Chrominance
  974.  
  975. That portion of the video signal that contains the color information
  976. (saturation and hue).
  977.  
  978. Clamping
  979.  
  980. The process that establishes a fixed reference level for the picture signal,
  981. normally keyed off the horizontal synchronizing pulses.  A major benefit
  982. of a clamp is the removal of low-frequency interference, especially power
  983. line hum.
  984.  
  985. Coaxial Cable
  986.  
  987. A cable with a noise shield around a signal-carrying conductor.  In
  988. television, the cable impedance is 75 ohms.
  989.  
  990. Color Background Generator
  991.  
  992. Circuit that generates a full-field solid color for use as a background in a
  993. video picture.
  994.  
  995. Color Bars
  996.  
  997. A video test  signal widely used for system and monitor setup.
  998.  
  999.  
  1000. Color Black (Black  Burst)
  1001.  
  1002. A composite video signal that produces a black screen when viewed on a
  1003. television receiver.  Composite video is a video signal that contains
  1004. horizontal, vertical, and color synchronizing information.
  1005.  
  1006. Color Frame
  1007.  
  1008. In NTSC color television it takes four fields to complete one color frame. 
  1009. For a detailed definition, see the SC/H PHASE section.
  1010.  
  1011. Composite Sync (CS)
  1012.  
  1013. Horizontal and vertical sync pulses combined.  Often referred to simply as
  1014. "sync".  Sync is used by source and monitoring equipment.
  1015.  
  1016. Composite Video
  1017.  
  1018. A video signal that contains horizontal, vertical, and color synchronizing
  1019. information.
  1020.  
  1021. Color Track Frame Pulse
  1022.  
  1023. A pulse laid down on video tape by a video tape recorder to enable the
  1024. machine to lock up correctly when played back.
  1025.  
  1026. Cut
  1027.  
  1028. A transition between two video pictures which is nearly instant, without
  1029. any gradual change.
  1030.  
  1031. DC Restoration
  1032.  
  1033. The reestablishment by a sampling process of the DC and the
  1034. low-frequency components of a video signal which have been suppressed
  1035. by AC transmission.
  1036.  
  1037. DC Signal Bounce
  1038.  
  1039. Overshoot of the proper DC voltage level of the blanking pulse due to
  1040. multiple AC couplings in a signal path.  Causes sudden brightness in
  1041. picture.
  1042.  
  1043. Delay Distribution Amplifier
  1044.  
  1045. An amplifier that can introduce adjustable delay in a video signal path.
  1046.  
  1047. Distribution Amplifier
  1048.  
  1049. Device used to multiply (fan out) a video signal.  May also include cable
  1050. equalization and/or delay.  Referred to as a DA.
  1051.  
  1052. Drive Pulse(s) (Pulse Drives)
  1053.  
  1054. A term commonly used to describe a set of signals needed by source
  1055. equipment such as a camera.  This signal set may be composed of any of
  1056. the following: sync, blanking, subcarrier, horizontal drive, vertical drive,
  1057. and burst flag.
  1058.  
  1059. Equalization
  1060.  
  1061. Process of altering the frequency response of a video amplifier to
  1062. compensate for high-frequency losses in coaxial cable.
  1063.  
  1064.  
  1065. Equalizing Pulses
  1066.  
  1067. A series of pulses occurring at twice the line frequency before and after
  1068. the serrated vertical synchronizing pulse.  Their purpose is to adjust the
  1069. scanning sequence for proper interlace.
  1070.  
  1071. Fade
  1072.  
  1073. A gradual transition of the video picture (and signal) to black.
  1074.  
  1075.  
  1076. Field
  1077.  
  1078. Half of the horizontal lines (262.5 in NTSC system) needed to create a
  1079. complete picture.  Two interlaced fields create a complete frame.
  1080.  
  1081.  
  1082. Fill
  1083.  
  1084. The video information that fills the "hole" cut in the video picture by the
  1085. key signal.
  1086.  
  1087.  
  1088. Flyback (retrace)
  1089.  
  1090. The movement of the camera or television monitor electron beam back to
  1091. the starting point for the next line or field.
  1092.  
  1093.  
  1094. Frame
  1095.  
  1096. A complete picture composed of two fields.  In the NTSC system, 525
  1097. interlaced horizontal lines of picture information.
  1098.  
  1099.  
  1100. Frame Synchronizer
  1101.  
  1102. A digital buffer that by storage, comparison of sync information to a
  1103. reference, and timed release of video signals, can continuously adjust the
  1104. signal for any timing errors.
  1105.  
  1106.  
  1107. Frequency
  1108.  
  1109. The number of cycles of a waveform in a given length of time.
  1110.  
  1111. Frequency Modulation (fm)
  1112.  
  1113. Modulation in which the frequency of a carrier wave is made to vary.
  1114.  
  1115.  
  1116. Front Porch
  1117.  
  1118. The blanking signal portion which lies between the end of the active video
  1119. picture information and the leading edge of sync.
  1120.  
  1121. Frequency Response
  1122.  
  1123. The maintenance of a uniform video signal level (amplitude) over a range
  1124. of frequencies.
  1125.  
  1126. Gate
  1127.  
  1128. A signal used to trigger the passage of other signals through a circuit.
  1129.  
  1130.  
  1131. Group Delay
  1132.  
  1133. A defect in a video signal caused by different frequencies having differing
  1134. propagation delays (delay at 1MHz is different than delay at 5MHz).  In the
  1135. television picture, group delay will cause an object's color to shift
  1136. outside the object's outline.
  1137.  
  1138. Harmonic
  1139.  
  1140. A wave having a frequency that is an integral multiple of the fundamental
  1141. frequency.  For example, a wave with twice the frequency of the
  1142. fundamental is called the second harmonic.
  1143.  
  1144. Hertz
  1145.  
  1146. Unit of measurement for the number of cycles of a  waveform in one
  1147. second.
  1148.  
  1149.  
  1150. Horizontal Sync Pulse
  1151.  
  1152. The synchronizing pulse at the end of each line that determines the start
  1153. of horizontal retrace.
  1154.  
  1155.  
  1156. Hue
  1157.  
  1158. The actual color that appears on the screen.  Hue defines color on the basis
  1159. of its position in the spectrum - i.e., whether red, blue, green, or yellow,
  1160. etc.  One of the three characteristics of television color.  See Saturation
  1161. and Luminance.
  1162.  
  1163. Impedance
  1164.  
  1165. The total opposition (resistance and reactance) a circuit offers to the
  1166. video signal at a given frequency.
  1167.  
  1168. Key
  1169.  
  1170. A signal that can electronically "cut a hole" in the video picture to allow
  1171. for insertion of other elements such as text or a smaller video picture.
  1172.  
  1173. Linear and Regenerative Pulse DAs
  1174.  
  1175. Linear pulse DA will handle up to 4V p-p signals (pulses) but is limited to
  1176. amplifying and fanning out the signal.  Regenerative pulse DA reconstructs
  1177. the signal and allows for adjustment of delay.
  1178.  
  1179. Luminance (brightness)
  1180.  
  1181. The brightness of the picture or area of the television screen being
  1182. considered.  See Hue and Saturation.
  1183.  
  1184.  
  1185. Master Reference Synchronizing Generator
  1186.  
  1187. A synchronizing pulse generator that is the precision reference for an
  1188. entire teleproduction facility.
  1189.  
  1190. Microsecond (uS)
  1191.  
  1192. One millionth of a second: 1 x 10 to the negative sixth or 0.000001 second.
  1193.  
  1194.  
  1195. Modulator/Demodulator
  1196.  
  1197. Modulator is a circuit that modulates or impresses the carrier wave by
  1198. amplitude and/or frequency.  Demodulator is a circuit that demodulates or
  1199. decodes the amplitude and/or frequency information from the carrier
  1200. wave.  In television, the information typically modulated and demodulated
  1201. are the hue and saturation components of the color signal.
  1202.  
  1203. Monochrome (black and white)
  1204.  
  1205. The video signal which represents the brightness values (luminance) in the
  1206. picture, but not the color (chrominance) values in the picture.
  1207.  
  1208. Nanosecond (nS)
  1209.  
  1210. One-billionth of a second: 1 x 10 to the negative ninth or 0.000000001
  1211. second.
  1212.  
  1213. NTSC
  1214.  
  1215. National Television System Committee which worked on formulation of
  1216. standards for present United States television system.  Now describes the
  1217. American system of color telecasting which is used mainly in North
  1218. America, Japan, and parts of South America.
  1219.  
  1220. Ovenized Crystal Oscillator
  1221.  
  1222. A crystal oscillator that is surrounded by a temperature regulated heater
  1223. (oven) to maintain a stable frequency in spite of external temperature
  1224. variations.
  1225.  
  1226.  
  1227. Overshoot
  1228.  
  1229. Amplitude of the first maximum excursion of a pulse beyond the 100%
  1230. level.  Pulse exceeds its defined level temporarily, before settling to the
  1231. correct level.  Overshoot amplitude is expressed as a percentage of the
  1232. defined level.
  1233.  
  1234.  
  1235. PAL
  1236.  
  1237. Abbreviation for Phase Alternating Line.  PAL is the name for the color
  1238. television system in which the E'V component of burst is inverted in phase
  1239. from one line to the next in order to minimize hue errors that may occur in
  1240. color transmission.  PAL-B is a European color TV system featuring 625
  1241. lines per frame, 50 fields per second, and a 4.43361875 MHz subcarrier. 
  1242. Used mainly in Europe, China, Malaysia, Australia, New Zealand, and parts
  1243. of Africa.  PAL-M is a Brazilian color TV system with phase alternation by
  1244. line, but using 525 lines per frame, 60 fields per second, and a
  1245. 3.57561149 MHz subcarrier.
  1246.  
  1247.  
  1248. Phase
  1249.  
  1250. The relative timing of a signal in relation to another signal.  If the time
  1251. for one cycle of a signal is represented as 360 degrees along a time axis,
  1252. the phase position for the second signal is called phase angle, expressed
  1253. in degrees.
  1254.  
  1255.  
  1256. Path Length or Propagation Delay
  1257.  
  1258. The time it takes for a signal to travel through a piece of equipment or a
  1259. length of cable.
  1260.  
  1261.  
  1262. Phasing (Timing)
  1263.  
  1264. Adjusting the delay of a video signal to a reference video signal to ensure
  1265. they are synchronous.  This includes horizontal timing and subcarrier
  1266. phasing.
  1267.  
  1268.  
  1269. Pick-Off Jitter
  1270.  
  1271. Jitter is a random aberration in the time period due to noise or time base
  1272. instability.  Pick-off means sample point.
  1273.  
  1274.  
  1275. Processing Amplifier/Proc Amp
  1276.  
  1277. (See Video Processing Amplifier)
  1278.  
  1279.  
  1280. Pulse Width
  1281.  
  1282. Measured between the 50% amplitude points of the leading and trailing
  1283. edges.
  1284.  
  1285.  
  1286. Reference Video Signal
  1287.  
  1288. A composite video signal used to compare all other video signals to, for
  1289. timing purposes.
  1290.  
  1291.  
  1292. Rise Time
  1293.  
  1294. Time required for a pulse edge to rise from 10% to 90% of the final value.
  1295.  
  1296.  
  1297. Return Loss
  1298.  
  1299. At a connecting point in a video system, the difference between the signal
  1300. amplitude on the connection and the signal amplitude reflected from the
  1301. connection.  The difference is measured in decibels (dB).
  1302.  
  1303.  
  1304. Saturation (chroma, chroma gain)
  1305.  
  1306. The degree of purity of a color.  Adding white to a color reduces its degree
  1307. of saturation.
  1308.  
  1309.  
  1310. SC/H Phase
  1311.  
  1312. The phase relationship of the subcarrier to the leading edge of horizontal
  1313. sync.  Alignment of the zero degree crossing of subcarrier with the 50%
  1314. point of the leading edge of sync.
  1315.  
  1316.  
  1317. SECAM
  1318.  
  1319. Abbreviation for sequential couleur a'memorie (sequential with memory). 
  1320. A color-tv system with 625 lines per frame and 50 fields per second
  1321. developed by France and the U.S.S.R. and used in some countries that do not
  1322. use either NTSC or PAL systems.
  1323.  
  1324.  
  1325. Source
  1326.  
  1327. Video producing equipment such as a camera, tape recorder, or character
  1328. generator.
  1329.  
  1330.  
  1331. Source Synchronizing Generator
  1332.  
  1333. A synchronizing pulse generator used to drive a specific piece of source
  1334. equipment.  It is referenced to a master reference synchronizing
  1335. generator.
  1336.  
  1337.  
  1338. Spurious Signals
  1339.  
  1340. Any portion of the signal that is not part of the fundamental video signal
  1341. and its harmonics.  Spurious signals include transients and noise.
  1342.  
  1343.  
  1344. Switcher, Production Switcher, Vision Mixer
  1345.  
  1346. Device that allows transitions between different video pictures.  May also
  1347. contain special effects generators.
  1348.  
  1349.  
  1350. Subcarrier
  1351.  
  1352. A continually cycling waveform at 3.57MHz on which color information is
  1353. added or encoded; subcarrier is added to the monochrome signal to carry
  1354. color information.
  1355.  
  1356.  
  1357. Synchronizing Pulse Generator (SPG)
  1358.  
  1359. Equipment that generates synchronizing pulses needed by source
  1360. equipment.  Also known as a sync generator.
  1361.  
  1362.  
  1363. Time Base Corrector
  1364.  
  1365. Device used to stabilize the video picture on replay from a tape machine.
  1366.  
  1367.  
  1368. U
  1369.  
  1370. Color difference signal (B-Y) used to modulate "U" component of
  1371. subcarrier.
  1372.  
  1373.  
  1374. V
  1375.  
  1376. Color difference signal (R-Y) used to modulate "V" component of
  1377. subcarrier.
  1378.  
  1379.  
  1380. Vertical Serrations
  1381.  
  1382. A vertical synchronizing pulse contains a number of small notches called
  1383. vertical serrations.  These serrations provide horizontal synchronization
  1384. during the vertical interval.
  1385.  
  1386.  
  1387. Vertical Sync Pulse
  1388.  
  1389. The synchronizing pulse at the end of each field which signals the start of
  1390. vertical retrace.
  1391.  
  1392.  
  1393. Video Processing Amplifier
  1394.  
  1395. A device that stabilizes the composite video signal, regenerates the
  1396. synchronizing pulses, and can make other adjustments to the video signal.
  1397.  
  1398.  
  1399. Zero Timing Point
  1400.  
  1401. The point at which all the video signals must be in synchronization
  1402. (typically the switcher input).
  1403.  
  1404.  
  1405.                                NTSC REFERENCE TIMING DATA
  1406.  
  1407.  
  1408. Subcarrier Frequency           3.579545MHz
  1409.  
  1410. Subcarrier Period         279.37nS
  1411.  
  1412. Horizontal Frequency          15.734264KHz
  1413.  
  1414. Horizontal Period          63.5565S
  1415.  
  1416. Vertical Frequency          59.94Hz
  1417.  
  1418. Vertical Period                  16.683mS
  1419.  
  1420. Vert. Equalizing Pulse Width   2.35S
  1421.  
  1422. Horizontal Sync Width           4.75S
  1423.  
  1424. Horizontal Blanking Width     10.95S
  1425.  
  1426. Vertical Sync Width          27.15S
  1427.  
  1428. Vertical Blanking Width          21 lines
  1429.  
  1430. Front Porch Width           1.55S
  1431.  
  1432. Breezeway                   0.65S
  1433.  
  1434. Burst Width                   2.55S
  1435.  
  1436. Color Back Porch Width           1.65S
  1437.  
  1438.  
  1439. Color Timing Data:
  1440.  
  1441.  
  1442.    1! = .776nS
  1443.  
  1444.    1nS = 1.289!
  1445.  
  1446. For Cable With 66% Propagation Factor
  1447.  
  1448.    1! = 6.035" = .503'
  1449.  
  1450.    1nS = 7.778" = .648'
  1451.  
  1452. Zero SC/H phase is the coincidence of the zero crossing of a subcarrier the
  1453. same phase as color burst with the 50% point of the leading edge of
  1454. horizontal sync.  On color frame one, the subcarrier zero crossing will be
  1455. negative going on odd numbered lines.
  1456.  
  1457.  
  1458. Your Feedback Is Appreciated
  1459.