Система PAL

PAL (от англ. Phase Alternating Line — построчное изменение фазы) — это аналоговая система цветного телевидения, разработанная в Германии и принятая в качестве стандарта вещания во многих странах Европы, Азии, Африки, Австралии и Южной Америки. PAL относится к классу систем цветного телевидения с одновременной передачей сигналов яркости и цветности, использующих частотное уплотнение. Основным техническим отличием PAL от системы NTSC является метод коррекции фазовых искажений цветового сигнала, что обеспечивает более стабильную цветопередачу при приёме в условиях помех и неравномерного распространения радиоволн.

История создания

Разработка системы PAL началась в 1962 году в лаборатории компании Telefunken (Германия) под руководством инженера Вальтера Бруха. К тому времени в мире уже существовали две основные системы цветного телевидения: американская NTSC (1953) и французская SECAM (разрабатывалась с 1956 года). NTSC страдала от чувствительности к фазовым искажениям, что приводило к заметным изменениям оттенков цвета на приёмнике. SECAM, напротив, была устойчива к искажениям, но требовала более сложной схемотехники и не обеспечивала совместимости с чёрно-белыми телевизорами на уровне простого декодирования.

Вальтер Брух предложил оригинальное решение: передавать сигнал цветности с чередованием фазы цветоразностных сигналов от строки к строке. Это позволяло автоматически компенсировать фазовые ошибки за счёт усреднения сигнала соседних строк в декодере телевизора. Первая публичная демонстрация PAL состоялась в 1963 году на Берлинской радиовыставке. В 1967 году система была принята как стандарт цветного телевидения в ФРГ, а затем — в Великобритании, Нидерландах, Швейцарии, Австралии и других странах.

Технические особенности

Принцип передачи цвета

В системе PAL, как и в NTSC, информация о цвете передаётся с помощью двух цветоразностных сигналов: R-Y (красный минус яркость) и B-Y (синий минус яркость). Они модулируют поднесущую частоту 4,43 МГц (для стандарта B/G) с использованием квадратурной амплитудной модуляции (QAM). Однако в PAL фаза сигнала R-Y изменяется на 180 градусов от строки к строке. Это означает, что в чётных строках сигнал R-Y передаётся в нормальной фазе, а в нечётных — в инвертированной. В декодере телевизора сигналы соседних строк усредняются, что приводит к взаимной компенсации фазовых ошибок, вызванных, например, многолучевым распространением сигнала или неидеальностью тракта передачи.

Параметры стандарта

Система PAL существует в нескольких вариантах, различающихся частотой кадров, числом строк и шириной канала. Основные параметры для стандарта PAL B/G:

• Число строк: 625.
• Частота кадров: 25 полных кадров в секунду (50 полей в секунду, чересстрочная развёртка).
• Ширина канала: 7 МГц (B) или 8 МГц (G).
• Частота поднесущей цвета: 4,43361875 МГц.
• Полоса пропускания яркостного сигнала: 5 МГц.
• Модуляция звука: частотная (FM) с несущей 5,5 МГц (B/G) или 6,0 МГц (I).

Отличия от NTSC и SECAM

Разновидности и модификации

Система PAL была адаптирована для различных телевизионных стандартов и регионов:

• PAL B/G — наиболее распространённый вариант, использовался в Западной Европе (кроме Франции), Австралии, Новой Зеландии, Индии, Китае, странах Африки и Ближнего Востока.
• PAL I — применялся в Великобритании, Ирландии, Гонконге, ЮАР. Отличается шириной канала 8 МГц и несущей звука 6,0 МГц.
• PAL D/K — использовался в Китае, а также в некоторых странах Восточной Европы (например, в Румынии) и бывшего СССР (в сочетании с SECAM). Отличается шириной канала 8 МГц и несущей звука 6,5 МГц.
• PAL M — вариант с 525 строками и частотой 60 полей, применялся в Бразилии, Аргентине, Уругвае, Парагвае. Поднесущая цвета — 3,58 МГц.
• PAL N — вариант с 625 строками и частотой 50 полей, но с поднесущей 3,58 МГц, использовался в Аргентине, Парагвае, Уругвае (до перехода на PAL M).

Применение и распространение

Система PAL стала доминирующим стандартом цветного телевидения в мире в 1970–1990-х годах. Её приняли более 100 стран, включая большинство государств Западной Европы (кроме Франции, использовавшей SECAM), Австралию, Новую Зеландию, Китай, Индию, страны Юго-Восточной Азии и Африки. В Южной Америке PAL использовался в Бразилии, Аргентине, Уругвае, Парагвае, а также в некоторых странах Центральной Америки. В Северной Америке PAL не применялся — там оставался стандартом NTSC.

В СССР и странах Восточной Европы (за исключением Румынии) официальным стандартом был SECAM, однако на практике многие телевизоры поддерживали приём PAL, особенно в приграничных регионах. После распада СССР и перехода к рыночной экономике в России и странах СНГ начался постепенный отказ от SECAM в пользу PAL, особенно в видеотехнике (видеомагнитофоны, видеокамеры, DVD-плееры). К началу 2000-х годов PAL стал фактическим стандартом для аналогового видеопроизводства и домашнего видео в этих странах.

Переход на цифровое телевидение

С начала 2000-х годов аналоговое телевидение, включая системы PAL, NTSC и SECAM, начало вытесняться цифровыми стандартами (DVB-T/T2, ATSC, ISDB-T). В большинстве стран PAL был полностью отключён в период с 2008 по 2015 год. В России аналоговое телевещание в стандарте PAL (наряду с SECAM) было прекращено 14 октября 2019 года. В Китае отключение аналогового телевидения завершилось в 2020 году. В настоящее время PAL сохраняется только в некоторых развивающихся странах, а также в качестве резервного или локального вещания.

Интересные факты

• Аббревиатура PAL также неофициально расшифровывалась как «Picture Always Lovely» (картинка всегда прекрасна) — в противовес NTSC, которую в шутку называли «Never The Same Color» (никогда одного цвета).
• Система PAL была разработана с учётом возможности приёма на чёрно-белые телевизоры — цветовой сигнал просто игнорировался, и изображение оставалось чёрно-белым.
• В некоторых странах (например, в Бразилии) PAL использовался с частотой 60 полей, что приводило к несовместимости с европейским видеоматериалом, снятым с частотой 50 полей.
• Для PAL не существовало единого мирового стандарта — каждая страна могла вносить локальные модификации (например, по частоте звуковой несущей или полосе пропускания).

Источники

• В. Брух. «PAL — система цветного телевидения с построчным переключением фазы». — Telefunken, 1963.
• К. В. Гласс. «Основы телевидения». — М.: Радио и связь, 1985.
• Дж. Уоткинсон. «Телевизионные системы: NTSC, PAL, SECAM». — Лондон: Focal Press, 1990.
• Стандарты ITU-R BT.470-6 (аналоговые телевизионные системы).
• Документация по стандартам вещания PAL B/G, I, D/K, M, N. — Международный союз электросвязи (ITU), 1998.