BAB III FRAME SYNCHRONIZER FA-9100 SEBAGAI KWALITAS SINYAL VIDEO

Transkripsi

1 BAB III FRAME SYNCHRONIZER FA-9100 SEBAGAI KWALITAS SINYAL VIDEO 3.1 Sinyal Video Sinyal video dihasilkan dari kombinasi antar sinyal-sinyal elektronik dan merupakan standar televisi. Sinyal video yang dinyatakan dalam gelap-terang disebut sebagai sinyal luminansi (Y). Sinyal luminan yang mengandung informasi kecerahan dihasilkan dengan menggabungkan sinyal merah, hijau, biru dari tabung kamera TV dan pada pengkodean, dengan perbandingan yang sesuai dengan kemampuan mata manusia untuk melihat warna putih. Perbandingan tersebut adalah 30% merah, 59% hijau, dan 11% biru. Sinyal (Y) harus 100% (R+G+B) = 30% + 59% + 11% = 100%. RED + BLUE + GREEN = WHITE ER = EG = EB = 1.0 Sinyal Luminan (Y) = 0.30 ER EG EB = 0.3 x x x 1.0 =

2 32 Sinyal video juga dilengkapi dengan sinyal pemadaman (blanking) dan sinkronisasi yang menghasilkan sinyal video komposit (Ycomp). Sedangkan sinyal krominan itu sendiri diperoleh melalui cara khusus dengan menggunakan sinyal selisih warna dari sinyal luminan yaitu : Merah dikurangi luminan (ER-Y), Hijau dikurangi luminan (EG-Y), Biru dikurangi luminan (EB-Y). Sehingga : (ER-EY) = = 0 (EG-EY) = = 0 (EB-EY) = = 0 Dari hasil perhitungan dapat dikatakan bahwa sinyal video yang sesuai dengan standart ITU adalah mempunyai level tegangan = 1 Volt dengan nilai level sinyal white = 0.7 Volt dan sinyal sinkronisasi (sync) 0.3 Volt. Gambar 3.1. Sinyal Video

3 Dasar Sinyal Video Gambar 3.2. Bagian dasar sinyal video Pada gambar 3.2 diatas merupakan bagian-bagian dasar pada sebuah sinyal video yang terdiri dari : Sinyal Colour Bar. White Peak yaitu level video maksimum pada saat scanning gambar putih, dimana putih bukan sinyal warna. Black Level yaitu daerah level yang membatasi daerah level sinyal video dengan daerah level sinkronisasi. Sinyal Sync yaitu isyarat yang berguna untuk mengemudikan kembali tiap-tiap mula perjalanan garis scanning / pengulasan. Sync Level yaitu besarnya tegangan sinyal sinkronisasi (0.3 Vp-p). Sync Tip yaitu batas terbawah sinyal sinkronisasi.

4 34 Front Porch yaitu daerah kosong sinyal video yang berguna untuk persiapan datangnya horisontal Re-trace. Back Porch yaitu daerah kosong sinyal video yang berguna untuk persiapan datangnya horisontal trace. 3.3 Frame Synchronizer Frame synchronizer atau biasa disingkat framesync sering ditemui sebagai bagian dari peralatan broadcast. Sesuai dengan namanya, frame sync adalah suatu alat yang digunakan untuk melakukan sinkronisasi frame. Alat tersebut biasa digunakan apabila ada suatu peralatan yang tidak mempunyai input reference dan outputnya akan dimasukan kedalam sistem yang sudah mempunyai reference sendiri. Contohnya apabila kita mau memasukan keluaran dari komputer kedalam sistem. Sebelum dimasukan kedalam sistem, maka output dari komputer tersebut dimasukan dulu kedalam input framesync (tergantung output dari komputernya, bisa composite, component atau SDI), setelah itu output framesync yang sudah diberi input reference dimasukan kedalam sistem. Apabila tidak dilewatkan dahulu kedalam framesync, maka yang terjadi adalah apabila input video tersebut di take, maka videonya tidak sync, sehingga tampilan video programnya berkedeip (tidak normal). Hal tersebut karena sync-nya terputus. Framesync ini sendiri dalam pertelevisian atau teknik penyiaran, merupakan salah satu alat yang berperan penting dalam menghasilkan kualitas gambar sinyal video yang maksimal. Pada stasiun televisi, framesync sering digunakan sebagai konsumen peralatan video ke sistem peralatan lainnya, ataupun dapat digunakan untuk menstabilkan sinkronisasi video apapun. Karena

5 35 framesync pada dasarnya mengambil gambar pada setiap frame dari video yang masuk dan segera mensinkronisasikan sinyal yang keluar untuk mencocokkan dengan sistem video yang ada. Gambar 3.3. Gambar berkedip (tidak ada sinyal sync) 3.4 Kinerja Sistem Pada Frame Synchronizer Pada prinsipnya Framesync FA-9100 hampir sama dengan framesync jenis lain, yaitu digunakan sebagai antarmuka (interface) pada sistem-sistem yang ada di stasiun televisi, seperti dari suatu perangkat sistem yang berasal dari luar (eksternal) yang akan memasuki sistem lainnya (internal), dimana yang satu dengan yang lainnya masing-masing mempunyai perbedaan penguatan, sub carrier (SC), fase serta waktu (timing). Dan pada alat ini juga kita bisa melakukan fungsi delay audio secara analog milisecond dan mengatur tingkat level audio sesuai dengan kebutuhan Standard broadcast.

6 36 Pada gambar 3.4 akan memperlihatkan bagaimana posisi konfigurasi Frame Synchronizer FA-9100, sebagai antarmuka (interface) pada studio control fungsi on-air studio dengan receiver, sistem downlink dan distribusi sinyal video RECEIVER (DOWNLINK) Penerima 5 SNG VAN Stasiun Relay Teresterial FRAME SYNCH FA STUDIO CONTROL ROOM MCR UPLINK Stasiun Relay Teresterial TRANSMISSION LINE Teresterial Gambar 3.4. Frame Synchronizer sebagai pengaturan kualitas video sistem downlink yang dikirim oleh SNG (Satellite News Gathering) pada siaran langsung Berikut ini adalah blok diagram Siaran Langsung dengan SNG stasiun televisi SUN TV : 1. SNG mengirim sinyal video dan sinyal audio ke satelit, sinyal dikirim dalam frekuensi tinggi (Uplink) 6 GHz dan frekuensi turun (downlink) dipakai 4GHz. 2. Satelit meneruskan audio dan video ke pusat penerima gambar menuju stasiun bumi. 3. melalui sinyal elektromagnetik diteruskan ke studio, diterima dengan downlink receiver.

7 37 4. Dari downlink diteruskan ke framesync, semua sinyal video akan di adjust (setting) kualitas level video dan audionya sebelum dikirim ke sistem subcontrol studio. 5. Dari subcontrol studio, sinyal video dan audio dikirim ke master control (ruang kendali siar) melalui media kabel atau fiber optik untuk kemudian diteruskan ke pemancar satelit atau pemancar teresterial sebelum akhirnya diteruskan ke antena teresterial (rumah). Pada gambar 3.5. memperlihatkan sistematika kerja dari frame synchronizer FA-9100 sebagai parameter pengendali serta pengaturan kualitas video pada studio on-air.. Gambar 3.5. Frame Synchronizer sebagai parameter pengendali serta pengaturan kualitas video pada studio on-air Berdasarkan gambar 3.5, Frame Synchronizer digunakan sebagai pengatur kualitas gambar Studio On-Air. Dimana fungsi dari dari framesync tersebut adalah sebagai pengaturan sinkronisasi sinyal output video yang diterima dari sistem downlink dan output dari video mixer, sebelum dikirimkan

8 38 ketransmitter. Jadi bisa dikatakan semua output dari kamera dan beberapa sumber gambar lain dikirim ke unit switcher (video mixer) untuk dipilih salah satu menjadi output program untuk On-Air. Video mixer merupakan suatu perangkat yang menggabungkan atau menyatukan beberapa output source video, untuk dikombinasikan menjadi satu output video. Fungsi video mixer adalah menggabungkan beberapa output source video, baik dari kamera, VTR, CG, downlink dan server-server lainnya. Output0output dari berbagai sumber ini akan dimasukkan ke setiap inputan video mixer untuk di kombinasikan, sehingga sinyal outputnya menjadi sebuah sinyal video yang baru. Output sinyal video mixer ini nantinya akan didistribusikan ke VTR untuk di rekam dan ke Master Control untuk kirim ke transmitter untuk dipancarkan. Namun sebelum didistribusikan ke master control, harus dimasukan ke framesync. Karena didalam framesync terdapat fungsi Sync adder (unit penambah pulsa sync ke sinyal gambar) yang mampu mencampur dan menambahkan pulsa-pulsa sinkronisasi, agar didapat suatu sinyal gambar yang lengkap atau Composite Video Signal (CVS). CVS adalah signal yang sudah lengkap mengandung informasi gambar, blanking dan sinyal sync. Digunakannya frame synchronizer karena setiap perangkat yang digunakan sebagai sumber video mempunyai frekuensi sama, namun timing/phase yang kemungkinan berbeda. Hal ini disebabkan pada saat menghidupkan (On) setiap peralatan tidak mungkin dilakukan dalam waktu yang bersamaan (dalam skala waktu mikro atau mili second). Sehingga untuk menyeragamkan /

9 mensinkronkan timing sync pulse ini, digunakan metoda generator locking atau sering disingkat Gen-Lock Perangkat Frame Synchronizer FA-9100 Pada gambar 3.6 dibawah ini akan memperlihatkan tampilan dan block diagram dari frame Synchronizer FA Gambar 3.6. Tampilan depan dan belakang Frame Synchronizer FA-9100 Gambar 3.7. Fungsi umum Frame Synchronizer FA-9100

10 Gambar 3.8. Block Diagram Frame Synchronizer FA

11 3.6 Parameter-parameter Pengaturan Kualitas Sinyal Gambar Pada Frame Synchronizer FA Pengaturan proses penguatan (Process Control) Pada gambar 3.6. memperlihatkan bagian dari pengaturan proses control. Dimana knob F1, F2, F3, F4 memiliki tombol unity, yang apabila di-on-kan akan berupa nilai preset atau nilai standart. Dan apabila di-off-kan akan menampilkan nilai dari processing control yang diinginkan (sesuai dengan setting yang diinginkan / sesuai standart). Dimana masing-masing knob berfungsi untuk mengatur / merubah nilai settingan. Adapun knob-knob tersebut pada saat menu process control adalah : F1 : Video Level F2 : Chroma Level F3 : Black level F4 : Chroma Phase Gambar 3.9. Bagian pengaturan Process Control

12 Penguatan Video Pada posisi tombol unity di-on-kan penguatan diset pada nilai penguatan standar dengan pengkalibrasian sendiri (internal calibration). Sedangkan pada posisi tombol unity di-off-kan, penguatan video dialokasikan berkisar pada 3 db pada sinyal input. Pada posisi ini kita dapat mengatur penguatan serta penurunan sinyal video sehingga memenuhi standar ITU-R yaitu 1 Vp-p. dengan demikian kita mendapatkan kualitas sinyal video yang baik/normal, seperti terlihat pada gambar 3.8. dibawah ini. Gambar Sinyal Video Gain Standar ITU-R Penguatan Warna (Chroma Gain) Sistem penguatan warna hampir sama dengan sistem penguata video (dalam hal pengoperasiannya), tetapi disini yang berubah adalah kepekatan dari tampilan warna, sehingaga sinyal warna menjadi pucat / krominan level rendah

13 43 atau sebaliknya sinyal warna menjadi lebih pekat / krominan level tinggi. Dengan mengatur parameter chroma gain, maka kita akan mendapatkan sinyal warna yang sesuai dengan standar sinyal yang direkomendasikan ITU-R. Dapat dilihat pada gambar 3.9. Gambar Sinyal Standar Chroma gain Fase Warna (Chroma Phase) Secara teknis pengoperasian parameter tetap sama dengan parameter diatas sebelumnya, hanya pada parameter ini fase warna sangat mempengaruhi kedudukan warna pada sinyal bayangan yang dihasilkan oleh lensa kamera, sehingga presisi warna pada aslinya akan menjadi berubah akibat dari bergesernya fase warna dari posisi yang telah ditentukan pada sistem PAL sesuai dengan standar ITU-R Lihat gambar 3.10.

14 44 Gambar Sinyal Chroma Phase Black Level Parameter yang diatur pada Black Level adalah menjaga sinyal ini tetap pada tegangan Nol volt yang berada diantara batas sinyal sinkronisasi dengan sinyal video, dimana sinyal tersebut harus tepat berimpit pada posisi 30% dari keseluruhan sinyal video dan sinyal synchronisasi, yang keseluruhannya bernilai 1Vp-p. Efek dari ketidak presisian tersebut akan berpengaruh pada terang gelapnya kualitas sinyal video yang terlihat dilayar monitor menjadi blur / tidak fokus. Lihat gambar Gambar 3.13.a. Sinyal Standar Black Level

15 45 Gambar 3.13.b. Sinyal Black level yang mengalami perubahan Medan gambar (Field) Laju pengurangan gambar sebesar 30 setiap detik masih belum cukup cepat untuk mengatasi kedip pada level-level cahaya yang dihasilkan oleh layar tabung gambar. Penyelesaiannya sama dengan gambar bergerak, dimana setiap kerangka dibagi menjadi dua bagian, sehingga 60 pandangan adegan disajikan ke mata setiap detik. Dalam televisi, gambar direproduksi satu elemen pada satu saat. Sebaliknya efek yang sama diperoleh dengan menjalin garis-garis bernomor ganjil dan yang lain dengan garis-garis bernomor genap. Setiap kelompok garis-garis ganjil atau genap disebut median (field). Laju pengulangan medan-medanadalah 60 setiap detik, karena dua medan discanning selama satu periode kerangka selama 1/30 detik. Dalam cara ini 60 pandangan gambar diperlihatkan selama satu detik. Laju pengulangan ini adalah menghilangkan kedip.

16 Frame Freeze Suatu proses dalam televisi untuk mereproduksi gerak dalam adegan, bukan hanya setiap gambar yang terpotong-potong menjadi banyak elemen gambar tersendiri, akan tetapi layar discanning cukup cepat agar memberikan gambar-gambar lengkap setiap detik guna memberikan illusi gerak. Akan tetapi sebagai pengganti laju kecepatan setiap 24 kerangka setiap detik yang digunakan dalam praktek gambar bergerak, laju pengulangan kerangka adalah 25 setiap detik dalam sistem televisi. Laju pengulangan ini memberikan kontinuitas gerak yang diperlukan. Demikian juga hal yang terjadi dengan frame freeze, dimana setiap elemen gambar akan terlihat seperti posisi still setelah melewati proses ini. 3.7 Pengaturan Waktu dan Pengosongan (Timing Control and Blanking Control) Seperti yang terlihat pada gambar 3.12., interval yang ditandai dengan H adalah waktu yang diperlukan untuk men-scanning satu garis lengkap termasuk penjajakan dan pengulangan jejak. Dengan demikian waktu untuk H adalah 1/15625 detik atau 64 µs. Pulsa pemadaman horizontal lebarnya hanya 0.14 H sampai 0.18 H. Jika nilai rata-rata sebesar 16 persen maka waktu pengosongan horizontal adalah : 0,16 x 64 µs = 10,24 µs Sekarang dikurangkan nilai dari harga H sebesar 64 µs, sehingga : 64 µs 10,24 µs = 53,76 µs

17 47 Nilai ini adalah waktu yang diperlukan untuk scanning visibel, tanpa pengosongan dalam masing-masing garis horizontal. Untuk mengosongkan H diperlukan 10,24 µs agar waktu lagi untuk pengulangan scanning / pengulasan. Yang diletakkan diatas pulsa-pulsa pemadaman H adalah pulsa-pulsa penyelarasan H yang lebih sempit. Sedangkan pulsa-pulsa pengosongan vertikal mengubah amplitudo sinyal video menjadi hitam sehingga berkas scanning dikosongkan (blanked out) selama pengulangan jejak vertikal. Lebar pulsa pemadaman vertikal adalah 0,05 V sampai 0,08 V, dimana V adalah 1/50 s. jika sebagai maksimum sebesar 8%. Waktu pengosongan vertikal adalah : 0,08 x 1/50 s = 1600 µs. Waktu sebesar 1600 µs adalah waktu yang cukup lama untuk mencakup banyaknya garis scanning horisontal yang sebesar 625 garis. Maka jumlah garis yang dikosongkan pada saat vertikal blanking untuk 1 field adalah : 1600µs/64µs = 25 garis Gambar 3.14.a. Blanking Control

18 48 Gambar 3.14.b. Blanking Control Fase Coarse dan Fine Horizontal (Coarse and Fine Horizontal Phase) Sinyal crominan termodulasi ditentukan oleh sudut fasenya yang berubah-ubah berkenaan dengan sudut fase yang konstan dari burst sinkronisasi chroma (coarse & fine). Pada gambar 3.13, diperlihatkan bahwa corak burst sinkronisasi sesuai dengan kuning hijau. Bila informasi dari coarse ini sedang pada saat proses scanning, sudut fase dari sinyal chrominan memiliki sudut fase berbeda. Seberapa banyak sudut fase berbeda dengan fase burst sinkronisasi, menentukan bagaimana corak tersebut berbeda dari kuning hijau. Pada gambar tersebut, sudut fase dari sinyal chrominan menunjukkan corak dari ungu, merah antara sudut-sudut untuk biru dan merah. Sudut fase ini diperoleh dari hasil penjumlahan modulasi U + V. Sudut-sudut fase corak ditunjukkan dalam cara-cara yang berbeda. Ukuran estándar dari sudut-sudut yang dicacah, berlawanan arah jarum jam sebagai arah positif dari nol (gambar 3.13). maka, B Y adalah pada 0º dan burst

19 49 sinkronisasi dan chroma adalah pada 180º. Akan tetapi karena fase burst merupakan acuan, sering sudut-sudut fase corak dicacah searah jarum jam dari sinyal burst. Maka fase B Y adalah 180º. Pada sumbu-sumbu demodulasi penerima pada gambar 3.13, sudut-sudut ditunjukkan oleh beberapa banyak mereka berada diluar sumbu horizontal dan vertikal. Metoda ini memperlihatkan selisih sudut (angular) anatara sumbu-sumbu chroma yang berbeda. Gambar 3.15 Sumbu chroma yang digunakan untuk pemodulasian pada pesawat penerima Gambar Sumbu Chroma yang dibagi dalam 4 kuadran

20 Fase Pengendali Warna (Burst Phase) Sebelum dipancarkan frekuensi sub carier terlebih dahulu ditekan untuk menghindari pola yang tidak diinginkan pada tabung gambar, yang dipancarkan hanya informasi side band. Dengan demikian pesawat penerima tidak mengetahui fase side band yang dipancarkan. Untuk mengatasi permasalahan ini dipancarkan cycle frekuensi sub carier selama interval back forch sesudah pulsa sinkronisasi, seperti terlihat pada gambar pada pesawat penerima, burst dari sub carier membuka dan menyamakan fase lokal osilator agar bekerja pada frekuensi 4,43 MHz. Fungsi lain dari burst ini adalah untuk meng-invert sinyal V yang terjadi apabila bernilai positif atau negatif, dari garis ke garis berikutnya. Pesawat penerima akan mengetahui garis yang mana yang mengandung sinyal V yang di-invert atau tidak di-invert. Fase sinyal burst juga berubah sesuai dengan perubahan sinyal V, perubahan tersebut +45ºdari sumbu U. Gambar Pulsa penyelarasan / Sinkronisasi

21 51 Selama pulsa sinkronisasi vertikal tidak ada back porch, sehingga tidak perlu memancarkan burst, jadi dikosongkan untuk 9 garis sesudah akhir dari bingkai seperti terlihat pada gambar urutan tersebut telah dipilih apabila burst muncul kembali setelah interval pulsa vertikal sinkronisasi selalu pada fase +V. Gambar Sinyal Burst / Sinyal pengendali Warna