컬러버스트
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1. 개요
컬러버스트는 NTSC, PAL, SECAM과 같은 아날로그 텔레비전 시스템에서 색상 정보를 전송하기 위한 신호이다. NTSC 방식은 3.57954 MHz의 주파수와 180° 위상을 가지며, PAL 방식은 4.43361875 MHz의 주파수를 사용하며 라인마다 위상이 변경된다. SECAM 방식은 컬러버스트 신호 없이 주파수 변조를 사용하여 채도 신호를 인코딩한다. 컬러버스트는 텔레비전의 색상 디코더에서 수정 발진기로 사용되었으며, 다양한 전자 기기에서도 활용되었다.
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| 컬러버스트 | |
|---|---|
| 컬러버스트 | |
 | |
| 개요 | |
| 종류 | 즉석 카메라 |
| 제조사 | 코닥 |
| 출시 | 1978년 |
| 단종 | 1985년 |
| 특징 | |
| 필름 종류 | 코닥 컬러버스트 인스턴트 필름/코닥 인스턴트 컬러 필름 |
| 배터리 | 필름 팩에 내장 |
| 렌즈 | 125mm f/9.6 플라스틱 렌즈 |
| 초점 | 고정 초점 |
| 셔터 | 전자식 |
| 노출 제어 | 자동 노출 |
| 플래시 | 내장 플래시 |
| 모델 | |
| 컬러버스트 100 | 코닥의 첫 번째 내장 전자 플래시가 있는 저가형 즉석 카메라 |
| 컬러버스트 200 | 100 모델과 유사하지만 "Ektar" 렌즈가 특징 |
| 컬러버스트 250 | 200 모델과 유사 더 나은 플래시 충전 추가 초점 보조 |
| 컬러버스트 300 | 더 크고 편안한 그립을 특징으로 함 |
| 컬러버스트 310 | 300 모델과 유사하지만 렌즈 보호용 도어가 특징 |
| 컬러버스트 350 | 300 모델과 유사하지만 클로즈업 렌즈가 특징 |
| 컬러버스트 인스턴트 카메라 | 1985년 판매, 이후 "스타" 시리즈로 대체 |
2. 컬러버스트의 원리
NTSC, PAL, SECAM 방식에서 컬러버스트 신호의 특징과 역할을 간략하게 설명한다. NTSC와 PAL 방식은 컬러버스트 신호를 통해 진폭 변화를 보상하고, SECAM 방식은 FM 인코딩을 사용하므로 컬러버스트 신호가 필요 없다.
2. 1. NTSC 방식
NTSC 방식에서 컬러버스트의 주파수는 정확히 315/88 = 3.579MHz이며 위상은 180°이다. 컬러버스트 신호는 알려진 진폭을 가지고 있으므로 전체 신호의 진폭 변화를 보상할 때 기준 레벨로 사용되기도 한다.2. 2. PAL 방식
PAL 방식은 정확히 4.43361875 MHz의 주파수를 사용하며, 라인마다 위상이 135°와 225° 사이를 번갈아 가며 변한다. 컬러버스트 신호는 알려진 진폭을 가지고 있으므로 전체 신호의 진폭 변화를 보상할 때 기준 레벨로 사용되기도 한다.2. 3. SECAM 방식
SECAM은 채도 신호가 FM을 사용하여 QAM 대신 인코딩되므로 컬러버스트 신호가 없는 독특한 방식을 사용하며, 따라서 신호 위상은 중요하지 않고 기준점이 필요하지 않다.3. NTSC 컬러버스트 주파수 결정 원리
RCA는[1] 색차 신호(색상) 정보를 라인 속도의 반 정수 배수인 반송파에 변조하면 신호 피크가 휘도 데이터의 피크 사이에 깔끔하게 들어맞아 간섭을 최소화할 수 있다는 것을 발견했다. 완전히 제거되지는 않았지만, 남은 간섭은 사람의 눈에 쉽게 보이지 않았다. (현대 텔레비전은 빗살 필터를 사용하여 이러한 간섭을 더욱 줄이려고 시도한다.)
색차 신호에 충분한 대역폭을 제공하면서도 휘도 신호의 가장 높은 주파수(따라서 가장 인지하기 어려운) 부분만 간섭하기 위해 약 3.6MHz 근처의 색차 부반송파가 바람직했다. 라인 속도의 227.5 = 455/2 배수는 적절한 숫자에 가까웠고, 455의 작은 인수(5 × 7 × 13)는 분배기를 쉽게 구성할 수 있게 했다.
그러나 오디오 신호에서 추가 간섭이 발생할 수 있었다. 간섭을 최소화하기 위해 색차 반송파 주파수와 오디오 반송파 주파수 사이의 거리를 라인 속도의 반 정수 배수로 만드는 것이 바람직했다. 이 두 개의 반 정수의 합은 휘도 반송파와 오디오 반송파의 주파수 사이의 거리가 라인 속도의 정수 배수여야 함을 의미한다. 그러나 4.5MHz 반송파 간격과 15750Hz 라인 속도를 가진 원래 NTSC 표준은 이 요구 사항을 충족하지 못했다. 오디오는 라인 속도의 285.714배였다.
기존의 흑백 수신기는 다른 오디오 반송파 주파수를 가진 신호를 디코딩할 수 없었지만, 비디오 신호의 풍부한 타이밍 정보를 사용하여 약간 느린 라인 속도를 쉽게 디코딩할 수 있었다. 따라서 새로운 컬러 텔레비전 표준은 라인 속도를 4.5MHz 오디오 부반송파 주파수의 1/286, 즉 약 15734.2657Hz로 1.001배 줄였다. 이렇게 하면 프레임 속도가 30/1.001 ≈ 29.9700Hz로 줄어들고, 색상 부반송파는 4.5MHz 오디오 부반송파의 227.5/286 = 455/572 = 35/44에 위치하게 되었다.[2]
3. 1. 흑백 텔레비전과의 호환성
원래 흑백 NTSC 텔레비전 표준은 초당 30프레임 속도와 프레임당 525개의 라인, 즉 초당 15750개의 라인을 지정했다. 오디오는 비디오 신호보다 4.5MHz 높은 주파수로 변조되었다. 이것은 흑백이기 때문에 비디오는 휘도(밝기) 정보만으로 구성되었다. 그 사이의 모든 공간이 채워져 있었지만, 비디오 정보의 라인 기반 특성은 휘도 데이터가 주파수 도메인에 균일하게 분산되지 않고 라인 속도의 배수에 집중된다는 것을 의미했다. 비디오 신호를 스펙트럼에 플로팅하면 부드럽고 균일하기보다는 빗살이나 톱니바퀴 모양의 특징이 나타났다.[1]RCA는[1] 유사한 스펙트럼을 가진 색차 신호(색상) 정보를 라인 속도의 반 정수 배수인 반송파에 변조하면 신호 피크가 휘도 데이터의 피크 사이에 깔끔하게 들어맞아 간섭이 최소화된다는 것을 발견했다. 완전히 제거되지는 않았지만, 남은 것은 사람의 눈에 쉽게 보이지 않았다. (현대 텔레비전은 빗살 필터를 사용하여 이러한 간섭을 더욱 줄이려고 시도한다.)
색차 신호에 충분한 대역폭을 제공하면서도 휘도 신호의 가장 높은 주파수(따라서 가장 인지하기 어려운) 부분만 간섭하기 위해 약 3.6MHz 근처의 색차 부반송파가 바람직했다. 라인 속도의 227.5 = 455/2 배수는 적절한 숫자에 가까웠고, 455의 작은 인수(5 × 7 × 13)는 분배기를 쉽게 구성할 수 있게 한다.
그러나 추가 간섭은 오디오 신호에서 발생할 수 있었다. 거기서 간섭을 최소화하기 위해 색차 반송파 주파수와 오디오 반송파 주파수 사이의 거리를 라인 속도의 반 정수 배수로 만드는 것이 유사하게 바람직했다. 이 두 개의 반 정수의 합은 휘도 반송파와 오디오 반송파의 주파수 사이의 거리가 라인 속도의 정수 배수여야 함을 의미한다. 그러나 4.5MHz 반송파 간격과 15750Hz 라인 속도를 가진 원래 NTSC 표준은 이 요구 사항을 충족하지 못했다. 오디오는 라인 속도의 285.714배였다.
기존의 흑백 수신기는 다른 오디오 반송파 주파수를 가진 신호를 디코딩할 수 없었지만, 비디오 신호의 풍부한 타이밍 정보를 사용하여 약간 느린 라인 속도를 쉽게 디코딩할 수 있었다. 따라서 새로운 컬러 텔레비전 표준은 라인 속도를 4.5MHz 오디오 부반송파 주파수의 1/286, 즉 약 15734.2657Hz로 1.001배 줄였다. 이렇게 하면 프레임 속도가 30/1.001 ≈ 29.9700Hz로 줄어들고, 색상 부반송파는 4.5MHz 오디오 부반송파의 227.5/286 = 455/572 = 35/44에 위치하게 되었다.[2]
3. 2. 색차 신호 삽입
RCA는[1] 색차 신호(색상) 정보를 라인 속도의 반 정수 배수인 반송파에 변조하면 신호 피크가 휘도 데이터의 피크 사이에 깔끔하게 들어맞아 간섭이 최소화된다는 것을 발견했다. 완전히 제거되지는 않았지만, 남은 것은 사람의 눈에 쉽게 보이지 않았다.색차 신호에 충분한 대역폭을 제공하면서도 휘도 신호의 가장 높은 주파수(따라서 가장 인지하기 어려운) 부분만 간섭하기 위해 약 3.6MHz 근처의 색차 부반송파가 바람직했다. 라인 속도의 227.5 = 455/2 배수는 적절한 숫자에 가까웠고, 455의 작은 인수(5 × 7 × 13)는 분배기를 쉽게 구성할 수 있게 했다.
그러나 추가 간섭은 오디오 신호에서 발생할 수 있었다. 거기서 간섭을 최소화하기 위해 색차 반송파 주파수와 오디오 반송파 주파수 사이의 거리를 라인 속도의 반 정수 배수로 만드는 것이 유사하게 바람직했다. 이 두 개의 반 정수의 합은 휘도 반송파와 오디오 반송파의 주파수 사이의 거리가 라인 속도의 정수 배수여야 함을 의미한다. 그러나 4.5MHz 반송파 간격과 15750Hz 라인 속도를 가진 원래 NTSC 표준은 이 요구 사항을 충족하지 못했다. 오디오는 라인 속도의 285.714배였다.
기존의 흑백 수신기는 다른 오디오 반송파 주파수를 가진 신호를 디코딩할 수 없었지만 비디오 신호의 풍부한 타이밍 정보를 사용하여 약간 느린 라인 속도를 쉽게 디코딩할 수 있었다. 따라서 새로운 컬러 텔레비전 표준은 라인 속도를 4.5MHz 오디오 부반송파 주파수의 1/286, 즉 약 15734.2657Hz로 1.001로 줄였다. 이렇게 하면 프레임 속도가 30/1.001 ≈ 29.9700Hz로 줄어들고 색상 부반송파는 4.5MHz 오디오 부반송파의 227.5/286 = 455/572 = 35/44에 위치하게 되었다.[2]
3. 3. 주파수 최적화
RCA는[1] 유사한 스펙트럼을 가진 색차 신호(색상) 정보를 라인 속도의 반 정수 배수인 반송파에 변조하면 신호 피크가 휘도 데이터의 피크 사이에 깔끔하게 들어맞아 간섭이 최소화된다는 것을 발견했다. 완전히 제거되지는 않았지만, 남은 것은 사람의 눈에 쉽게 보이지 않았다. (현대 텔레비전은 빗살 필터를 사용하여 이러한 간섭을 더욱 줄이려고 시도한다.)색차 신호에 충분한 대역폭을 제공하면서도 휘도 신호의 가장 높은 주파수(따라서 가장 인지하기 어려운) 부분만 간섭하기 위해 약 3.6MHz 근처의 색차 부반송파가 바람직했다. 라인 속도의 227.5 = 455/2 배수는 적절한 숫자에 가까웠고, 455의 작은 인수(5 × 7 × 13)는 분배기를 쉽게 구성할 수 있게 한다.
그러나 추가 간섭은 오디오 신호에서 발생할 수 있었다. 거기서 간섭을 최소화하기 위해 색차 반송파 주파수와 오디오 반송파 주파수 사이의 거리를 라인 속도의 반 정수 배수로 만드는 것이 유사하게 바람직했다. 이 두 개의 반 정수의 합은 휘도 반송파와 오디오 반송파의 주파수 사이의 거리가 라인 속도의 정수 배수여야 함을 의미한다. 그러나 4.5MHz 반송파 간격과 15750Hz 라인 속도를 가진 원래 NTSC 표준은 이 요구 사항을 충족하지 못했다. 오디오는 라인 속도의 285.714배였다.
기존의 흑백 수신기는 다른 오디오 반송파 주파수를 가진 신호를 디코딩할 수 없었지만 비디오 신호의 풍부한 타이밍 정보를 사용하여 약간 느린 라인 속도를 쉽게 디코딩할 수 있었다. 따라서 새로운 컬러 텔레비전 표준은 라인 속도를 4.5MHz 오디오 부반송파 주파수의 1/286, 즉 약 15734.2657Hz로 1.001로 줄였다. 이렇게 하면 프레임 속도가 30/1.001 ≈ 29.9700Hz로 줄어들고 색상 부반송파는 4.5MHz 오디오 부반송파의 227.5/286 = 455/572 = 35/44에 위치하게 되었다.[2]
4. 컬러버스트 수정 발진기
NTSC 또는 PAL 텔레비전의 색상 디코더에는 컬러버스트 수정 발진기가 포함되어 있다. 1960년대부터 2000년대 초반까지 많은 아날로그 컬러 TV가 생산되었기 때문에 규모의 경제로 인해 컬러버스트 수정의 비용이 줄어들었고, 따라서 발진기용 마이크로프로세서 또는 아마추어 무선 등 다양한 다른 응용 분야에서 자주 사용되었다.
4. 1. 다양한 활용
(일반적으로 각 장치의 NTSC 버전에서만 해당):''f'' = 315 MHz/88 = 3.579 MHz