Diferansiyel faz

Diferansiyel faz renkli televizyon yayıncılığında renklerin doğru okunması için ölçülmesi ve düzeltilmesi gereken bir değerdir.

Renk sinyali

Video sinyal üç bileşenden oluşur

• Senkron darbesi vb. yardımcı sinyaller
• Renksiz görüntü sinyali
• Renksiz sinyal üzerine eklenen renk sinyali

Renk sinyali renk taşıyıcısını aralarında Türkiye'nin de olduğu birçok ülkede kullanılan PAL ve kimi ülkelerde kullanılan NTSC sisteminde karesel genlik modülasyonu, diğer bazı ülkelerdeki SECAM sisteminde ise frekans modülasyonu tekniği ile modüle eder. Renk taşıyıcısı Türkiye'de kullanılan B/G yayın sistemlerinde 4.43 MHz. dir. Diğer yayın sistemlerde de renk taşıyıcısı 4 MHz dolaylarındadır. Bu frekans video bandının yüksek frekans bolgesindedir.

PAL ve NTSC sistemlerinde renk sinyalinin fazı rengi (mavi, kırmızı, yeşil vb.) ifade eder. Alıcı renk fazını her satırın başında gönderilen ve burst adını alan bir pilot sinyale göre değerlendirir.

Diferansiyel faz sorunu

Elektronik devrelerde farklı düzeyde sinyaller farklı gecikmelere uğrayabilirler. Buna diferansiyel faz sorunu denilir. Burst sinyali kahverengi lacivert vb. koyu renkler düzeyindedir. Bu sebepten koyu renklerde genellikle sorun yoktur. Buna karşılık sarı pembe gibi açık renklerde düzey burst düzeyinden yüksektir. Bu sebepten devrede diferansiyel faz sorunu varsa açık renkler alıcı tarafından orijinalinden farklı algılanır. Ancak bu durum ölçülebilir ve yardımcı devreler yardımıyla sorun giderilebilir.

PAL sisteminde çözüm

PAL sisteminde sorunu çözmek için ters faz uygulaması yapılır. Buna göre birbirini izleyen iki satırda fazlar (renk sinyali ve burst sinyali) 180⁰ derece farklı fazda gönderilir. Böylece diferansiyel faz bozukluğu iki satırda farklı yönlerdedir. İlk satırda faz orijinaline göre ilerdeyse, ikinci satırda geridedir. Daha sonra bir devre her iki fazın ortalamasını alarak orijinal fazı bulur.

Şekilde bu durum görülmektedir. Matematiksel olarak, şayet $\theta$ orijinal faz ise ve $\beta$ devrenin sebep olduğu gecikme ise;

Orijinal sinyal

${\mbox{f(t)}}=sin(\omega t+\theta )$

İlk satırda algılanan sinyal

${\mbox{f(t)}}=sin(\omega t+\theta +\beta )$

Bir sonraki satırda algılanan sinyal (faz çevriminden sonra)

${\mbox{f(t)}}=sin(\omega t+\theta -\beta )$

Ortalama

${\mbox{f(t)}}={\frac {1}{2}}(\sin(\omega t+\theta +\beta )+\sin(\omega t+\theta -\beta ))=\sin(\omega t+\theta )\cdot \cos(\beta )$

Matematiksel analizden görüldüğü gibi ortalama almak suretiyle, orijinal faz elde edilmiştir. Ancak, renk sinyalinin kazancı da $cos(\beta )$ kadar düşmüştür. Renk sinyali kazancının bozukluğu diferansiyel kazanç bozukluğu olarak bilinir. Diferansiyel kazanç renklerin doyumu (canlılığı ) ile ilgilidir. Bu bozukluk izleyiciyi renk türünün değişmesi kadar etkilemez. Üstelik diferansiyel kazanç bozukluğunun ölçümü ve düzeltilmesi de kolaydır.