D. Monitor Waveform

Definizione

Il Monitor Waveform venne sviluppato in ambito Broadcast per Misurare un Segnale Video in Bianco & Nero in modo da poter eseguire Regolazioni & Verifiche; successivamente con l’introduzione dei Segnali Video a Colori, il Monitor Waveform venne utilizzato in Combinazione ad un altro Strumento, il Vectorscopio, sviluppato per Regolare & Verificare la Porzione di Colore nel Segnale Video.

I Monitor Waveform sono degli speciali Oscilloscopi utilizzati in ambito Broadcast; vengono solitamente utilizzati per misurare e visualizzare i Livelli di un Segnale Video nel Dominio del Tempo dove tali Livelli corrispondono alla Luminanza nell’Immagine.
Sono comunemente utilizzati per controllare l’Intervallo Verticale di Blanking o il Colorburst all’interno di ogni Singola Linea nel Segnale Video di conseguenza in ambito Broadcast sono utilizzati per i seguenti scopi:

1. Calibrazione Telecamere
2. Calibrazione in Studio
   Allineare & Configurare le Telecamere in modo da garantire la medesima resa durante le Riprese Video.
3. Correzione del Colore
4. Monitoraggio & Correzione dei Segnali Video nel TeleCimena
5. Monitoraggio dei Segnali Video nella Catena di Trasmissione
6. Diagnostica per le Apparecchiature di Studio
7. Installazione & Certificazione
   In ambito Broadcast: Strutture, Studi e Apparecchiature
8. Test di Produzione & Trasmissione Video

I Monitor Waveform vengono comunemente utilizzati in combinazione con un Vectorscopio; attualmente i moderni Monitor Waveform includono anche le funzionalità di un Vectorscopio.
In origine i Monitor Waveform erano dispositivi interamente analogici in cui il Segnale Video in Ingresso, dopo essere stato filtrato e amplificato, veniva utilizzato per pilotare l’Asse Verticale dello Strumento mentre un Circuito di Sincronizzazione Interno, per isolare gli Impulsi di Sincronismo & Colorburst nel Segnale, veniva usato per recuperare le Informazioni di Sincronizzazione da applicare all’Asse Orizzontale.
Alla luce considerazioni risulta evidente che i Monitor Waveform differiscono dagli Oscilloscopi fondamentalmente per la presenza di Circuiti di Trigger specializzati per l’Analisi dei segnali Video; tali Strumenti consentono anche l’uso di Riferimenti Esterni in modo che entrambi i Segnali di Synch & Bust saranno Sincronizzati con la medesima Sorgente.
Con l’avvento del Digitale, i Monitor Waveform hanno acquisito nuove Caratteristiche & capacità:

1. Modalità Immagine per valutare visivamente il Segnale Video
2. Modalità Controllo & Calibrazione della Gamma Colori
3. Modalità Audio per il Controllo dell’Audio Digitale
4. Modalità Jitter per Misurare i Parametri del Segnali Video Digitale
5. Modalità Livello di Protocollo per la Gestione Dati Ausiliari:.

• Protocollo di Trasmissione;
• MetaDati;
• TimeCode;
• SottoTitoli
• Doppio Audio
• Codifica
• Ecc...

Metodi di Misura

Descrizione

Nei Monitor Weveform un Reticolo di Misura con Scala a Linee Orizzontali Graduate viene comunemente utilizzato per valutare la Qualità del Segnale Video in ambito Broadcast; in Standard NTSC viene solitamente suddiviso in Unita IRE fra – 40 e 120 IRE ad Intervalli da 10 IRE con Rifermento del Nero a 7,5 IRE mentre in PAL viene utilizzato il Volt con Area di Misura compresa fra 0 e 1,2 Volt o fra – 0,3 e 1 Volt con Incrementi di 0,1 Volt.
Nella Descrizione delle Parti di un Reticolo di Misura prenderemo in considerazione lo Standard NTSC con Unitò di Misura in IRE (Institute of Radio Engineer in seguito rinominato IEEE - Istitute of Electrical and Electronics Engineers).

In un Segnale Video Analogico NTSC il Valore di 100 IRE corrisponde +714 mV mentre 0 IRE corrisponde alla Tensione di 0 mV che equivale al Valore del Segnale durante l’Intervallo di Blanking; l’Impulso di Sincronizzazione solitamente corrisponde a 40 IRE al di sotto di 0 IRE di conseguenza l’Intervallo Totale coperto dal Picco Massimo in un Segnale Bianco dovrebbe corrispondere a 140 IRE.

Nei Segnali Video NTSC l’Unità “IRE” viene utilizzata, in sostituzione delle Tensioni CC, per descrivere i Livelli di Ampiezza di conseguenza sulla base di un Segnale Video Composito da 1 Vpp che oscilla da -286 mV (Picco di Sync) a +714 mV (Picco Video), vine stabilita una convenzione fra Picco e Picco di 140 IRE; pertanto un Unità IRE corrisponderà a 7,143 mV (1/140 V o 7x(1/7) V) dove: -40 IRE equivale a -285,7 mV, +100 IRE a +714,3 mV e 0 IRE a 0 V mentre il Livello di Nero corrisponde a 53,57 mV (7,5 IRE).

A differenza del Segnale Video NTSC il PAL oscilla solitamente fra -300 mV e +700 mV pertanto un Unita PAL IRE corrisponde a 7 mV dove: -43 IRE equivale a -300 mV di Picco Sync e +100 IRE a +700 mV di Picco Video mentre il Livello di Nero sarà uguale al Livello di Blanking a 0 mv (0 IRE).

I Reticolo di Misura convenzionalmente utilizzato presenta le seguenti Caratteristiche:

• Linee Orizzontali di Misura, partendo d’Alto verso il Basso, da 100 a – 40 IRE; convenzionalmente suddivise in 2 Aree funzionali:

1. Area compresa fra Zero e 100 IRE per la Misura del Segnale,
2. Area compresa fra Zero e – 40 IRE per la Misura dei Segnali di Sincronismo.

• Scala Graduata di Misura sulla Linea di Riferimento a Zero IRE utilizzata per le Misure sul Segnale Video.
• Linea di SetUp (Pedestal) a 7.5 IRE corrispondente alla Linea Tratteggiata sul Reticolo compresa fra Zero e la Linea a 10 IRE.
• Super Nero (Super Black): Area compresa fra le Linee Zero e 7,5 IRE.
• Super Bianco (Super Bianco): Area compressa fra le Linee 100 e 120 IRE in sono visualizzati gli eventuali Picchi di Luce molto Forti.

Convenzionalmente il Bianco corrisponde al 100 IRE e il Nero a 7,5 IRE mentre nei Segnali HD il Nero corrisponderà a 0 IRE; nella pratica comune, sui Monitor, il Bianco avrà un Valore compreso fra 75 e 85 IRE in relazione al contenuto visivo dell’Immagine di conseguenza nella realtà il Valore di 100 IRE corrisponderà alle Luci che sono contenute normalmente in un Immagine.

Calibrazione Strumento

Calibrazione B & W

Il Segnale di Test a Scalini con Livelli in IRE, da Sinistra verso Destra, rispettivamente di: 0, 20, 40, 60, 80 e 100; in cui il Gradino a Sinistra corrisponde al Nero, il Successivo al Grigio Scuro fino all’Ultimo Gradino che corrisponde al Bianco Brillante, di conseguenza avremo:

Calibrazione con Color Bar SMPTE

La Color Bar SMPTE, convenzionalmente utilizzato per la Calibrazione in ambito Broadcast, presenta le seguenti caratteristiche:

• Striscia Superiore composta da seguenti Colori: Bianco, Ciano, Verde, Magenta, Rosso & Blu; così Classificati:

1. Colori Primari: Rosso, Verde && Blu;
2. Colori Secondari (Additivi o Sottrattivi): Giallo, Ciano & Magenta.

• Seconda Striscia duplica la Striscia Superiore in Ordine Inverso ma con solo 4 Patch: Blu, Magenta, Ciano & Bianco; solitamente utilizzato per Calibrare i Monitor.

• Striscia Inferiore composta alcune Barre distinte:

1. Barra I di Colore Blu Scuro;
2. Barra Super White a 100 IRE;
3. Barra Q+ di Colore Viola;
4. 1°Barra Nera;
5. Barra Pluge a 3 Strisce con Livelli da 3.5, 7.5 & 11.5;
6. 2°Barra Nera.

Applicando il Segnale di Test Color Bar SMPTE avremo sul Monitor Waveform:

• Striscia Superiore nella Color Bar SMPTE:

1. Impostazione Flat sul Monitor Waveform,
   Waveform a Destra relativa alle Color Bar SMPTE con Segnali di Crominanza (Colore) & Luminanza (Bianco & Nero) Sovrapposti.
2. Impostazione IRE o Filter sul Monitor Waveform
   Waveform a Sinistra medesimo Segnale con Segnale Chroma Cancellato in questo Modo sarà visibile solo la Luminanza; solitamente utilizzata per facilitare la Completa Valutazionredei Livelli di Bianco & Nero in modo da procedere alla Corretta Regolazione.

• Seconda Striscia nella Color Bar SMPTE,
  Visualizzata sul Monitor Waveform attraverso una Segnale Discendente a 4 Scalini, da Sinistra a Destra.

• Barra Super White a 100 IRE nella Striscia Inferiore della Color Bar SMPTE,
  Visualizzata sul Monitor Waveform attraverso un Segnale a Gradino sulla Linea a 100 IRE.

• Barre Nere relative 5 Neri presenti nella Color Bar SMPTE,
  Visualizzata sul Monitor Waveform attraverso i 5 Scalini Neri presenti sulla Linea Tratteggiata (SetUp) a 7,5 IRE.

Né consegue che la Corretta Calibrazione del Segnale Video si avrà solo quando i 5 Scalini Neri, sul Monitor waveform, saranno presenti sulla Linea Tratteggiata (SetUp) a 7,5 IRE.