동기신호

영상 장비들의 동기를 맞추기 위한 신호입니다. 영상신호는 수평으로 이어진 선(주사선)을 수직으로 내려가면서 표시하여 하나의 영상화면을 구성하게 됩니다. 영상화면을 정확하게 구성하기 위한 타이밍을 잡는 기준신호라고 할 수 있습니다.

이중 레벨 동기화

bi-level sync 또는 BB(Black Burst)라고 불리는 신호는 아날로그 비디오 화면의 동기를 맞추기 위한 신호입니다. 이중 레벨 동기화 신호는 검은색 화면을 나타내는 것처럼 보입니다. 검은색 파형 위에 수직 및 수평 동기화 펄스가 추가되어 있습니다.

• 수직 동기화 신호 : 화면의 프레임이 끝나고 다음 프레임이 시작되기 전에 수직 동기화 펄스가 포함되어 있습니다.
• 수평 동기화 신호 : 화면 라인의 시작과 끝에 수평 동기화 펄스가 포함되어 있습니다.

두 전압레벨을 갖는 펄스라는 의미에서 이중 레벨 동기화라는 이름을 갖습니다. 아래의 그림처럼 - 신호가 동기화 시스템의 트리거 신호입니다.(Figure1) 하지만 이 동기화 펄스신호를 찾는 것이 디스플레이 신호 프로세서의 까다로운 작업 중 하나였기 때문에, 동기화 처리 회로를 바이어싱하여 동기화 펄스를 비디오 신호 내의 다른 전압 레벨과 구별할 수 있도록 해야했습니다. 그래서 부득이 DC 오프셋을 도입합니다.(Figure2)

원리

• 신호의 형식: Black burst 신호는 비디오 신호의 동기화 정보만 포함된 신호입니다. 즉, 화면의 실제 이미지 정보는 없고, 동기화에 필요한 수직 및 수평 동기화 신호만 포함되어 있습니다. 이 신호는 일반적으로 검은색 화면을 표시하는 것처럼 보이기 때문에 'black burst'라는 이름이 붙었습니다.

• 동기화 정보: Black burst 신호는 비디오 신호의 수직 동기화(Vertical Sync)와 수평 동기화(Horizontal Sync) 정보를 포함합니다. 이 정보는 비디오 신호의 프레임과 라인의 시작과 끝을 정의합니다. 이렇게 함으로써, 여러 장비 간에 비디오 신호의 정확한 타이밍을 맞출 수 있습니다.

• 복제 및 분배: Black burst 신호는 주로 마스터 장비에서 생성되고, 이 신호를 여러 대의 장비에 분배하여 동기화를 맞춥니다. 예를 들어, 비디오 스위처, 녹화 장비, 편집 장비 등이 블랙 버스트 신호를 받아들여 동일한 동기화 신호를 유지하면서 작업을 수행합니다.

• 주파수와 규격: Black burst 신호는 특정 주파수와 규격을 가지고 있습니다. 일반적으로 525라인, 60Hz 시스템(NTSC)이나 625라인, 50Hz 시스템(PAL)에 맞춰져 있습니다. 이를 통해 다양한 장비가 동일한 표준에 맞춰 동작하도록 합니다.

한계

• DC 복원 성능 특성에 RGB 3개 채널의 일관된 동기신호 처리 어려움 발생, 이로 인해 잔류된 동기신호로 비디오 채널의 색상 균형을 방해
• 송신기가 동기 펄스를 전송하는데 상당한 전력을 소모하여 전력효율이 안좋음
• HDTV 개발 중 동기화 관리를 개선해야 할 필요성이 생겨 삼중 레벨 동기화의 발단이 됨

삼중 레벨 동기화

Tri-level sync 또는 Tri라고 불리는 삼중 레벨 동기화는 SMPTE 240 아날로그 HDTV 표준과 함께 도입되었습니다. 목표는 비디오 신호의 정확한 동기화 타이밍을 제공하는 것으로 HDTV의 구성요소인 Y,Pb,Pr의 세 채널을 모두 동기화 하는 것입니다.

삼중 레벨 동기화 신호는 아래 그림과 같이 연속적인 -300mV 신호와 +300mV의 신호로 표현됩니다.

이러한 대칭적인 설계로 인해 DC값은 0V(0볼트)가 됩니다. 이로서 이중 레벨 동기화에서 발생한 DC 오프셋을 제거하여 신호처리에 이점을 가져왔습니다.

FS(Frame Synchronizer)

방송장비간 동기 신호를 맞추기 위한 장치입니다. 또, 영상과 오디오 신호에 대한 싱크를 맞추기 위해서도 사용됩니다. 영상에서 보내는 BB Tri 신호를 기준으로 오디오 신호를 위한 WORD CLOCK으로 변경해, 각각의 오디오 장비의 기준 클락으로 받게 되는 역할도 합니다.