A linha de alternância de fase (PAL) é um sistema de codificação de cores para televisão analógica usada em sistemas de transmissão de televisão na maioria dos países, transmitindo em campo de 625 linhas / 50 (25 quadros) por segundo (576i). Outros sistemas de codificação de cores comuns são NTSC e SECAM.

Todos os países que usam o PAL estão atualmente em processo de conversão ou já converteram os padrões para DVB, ISDB ou DTMB.

Esta página discute principalmente o sistema de codificação de cores PAL. Os artigos sobre sistemas de transmissão televisiva e televisão analógica descrevem ainda as taxas de fotogramas, resolução de imagem e modulação de áudio.

História
Na década de 1950, os países da Europa Ocidental começaram a planejar a introdução da televisão em cores e se depararam com o problema de que o padrão NTSC demonstrou várias deficiências, incluindo mudança de tom de cor sob más condições de transmissão, o que se tornou uma questão importante considerando a geografia e o clima da Europa. particularidades. Para superar as deficiências do NTSC, foram criados padrões alternativos, resultando no desenvolvimento dos padrões PAL e SECAM. O objetivo era fornecer um padrão de TV em cores para a freqüência de imagem europeia de 50 campos por segundo (50 hertz) e encontrar uma maneira de eliminar os problemas com o NTSC.

O PAL foi desenvolvido por Walter Bruch na Telefunken em Hanover, na Alemanha, com contribuições importantes do Dr. Kruse e Gerhard Mahler (de). O formato foi patenteado pela Telefunken em 1962, citando Bruch como inventor, e revelado aos membros da European Broadcasting Union (EBU) em 3 de janeiro de 1963. Quando perguntado, por que o sistema foi chamado “PAL” e não “Bruch”, o inventor respondeu que um “sistema de Bruch” provavelmente não teria vendido muito bem (“Bruch” lit. significa “break”). As primeiras transmissões começaram no Reino Unido em junho de 1967, seguidas pela Alemanha Ocidental no final daquele ano. O primeiro canal da BBC que usou inicialmente o padrão de transmissão foi o BBC2, que foi o primeiro serviço de TV do Reino Unido a introduzir “625 linhas” em 1964. O Telefunken PALcolor 708T foi o primeiro televisor comercial PAL. Foi seguido por Loewe-Farbfernseher S 920 & F 900.

A Telefunken foi posteriormente comprada pela fabricante francesa de eletrônicos Thomson. A Thomson também comprou a Compagnie Générale de Télévision, onde Henri de France desenvolveu o SECAM, o primeiro padrão europeu para televisão em cores. A Thomson, agora chamada Technicolor SA, também possui a marca RCA e a licencia para outras empresas; A Radio Corporation of America, a criadora dessa marca, criou o padrão de TV em cores NTSC antes de a Thomson se envolver.

O termo PAL era freqüentemente usado informalmente e um tanto imprecisamente para se referir ao sistema de televisão de 625 linhas / 50 Hz (576i) em geral, para diferenciar do sistema de 525 linhas / 60 Hz (480i) geralmente usado com NTSC. Consequentemente, os DVDs foram rotulados como PAL ou NTSC (referindo-se à contagem de linhas e taxa de quadros), embora tecnicamente os discos não contenham sinal codificado por PAL ou NTSC. CCIR 625/50 e EIA 525/60 são os nomes próprios para esses padrões (contagem de linha e taxa de campo); PAL e NTSC, por outro lado, são métodos de codificação de informações de cores no sinal.

Codificação de cores
Tanto o sistema PAL como o sistema NTSC utilizam uma subportadora modulada em amplitude em quadratura que transporta a informação de crominância adicionada ao sinal de video de luminância para formar um sinal de banda de base de video composto. A freqüência desta subportadora é 4,43361875 MHz para PAL e NTSC 4,43, em comparação com 3,579545 MHz para NTSC 3,58. O sistema SECAM, por outro lado, utiliza um esquema de modulao de frequcia nas suas duas subportadoras de cor alternativa de 4.25000 e 4.40625 MHz.

O nome “Phase Alternating Line” descreve como a fase de parte das informações de cor no sinal de vídeo é invertida em cada linha, corrigindo automaticamente os erros de fase na transmissão do sinal, cancelando-os em detrimento dos sinais verticais. resolução de cor do quadro. As linhas onde a fase de cor é invertida em comparação com NTSC são freqüentemente chamadas de linhas de alternância de fase ou PAL, o que justifica uma das expansões da sigla, enquanto as outras linhas são chamadas de linhas NTSC. Os primeiros receptores de PAL confiavam no olho humano para fazer esse cancelamento; no entanto, isso resultou em um efeito tipo pente conhecido como barras de Hanover em erros de fase maiores. Assim, a maioria dos receptores agora usa uma linha de retardo analógico de crominância, que armazena as informações de cores recebidas em cada linha de exibição; uma média da informação de cor da linha anterior e a linha atual é usada para conduzir o tubo de imagem. O efeito é que os erros de fase resultam em mudanças de saturação, que são menos censuráveis ​​do que as alterações de matiz equivalentes do NTSC. Uma pequena desvantagem é que a resolução de cor vertical é mais pobre do que a do sistema NTSC, mas como o olho humano também possui uma resolução de cor muito inferior à sua resolução de brilho, esse efeito não é visível. Em qualquer caso, NTSC, PAL e SECAM todos têm largura de banda de crominância (detalhe de cor horizontal) reduzida consideravelmente em comparação com o sinal de luminância.

A frequência de 4,43361875 MHz da portadora a cores é o resultado de 283,75 ciclos de clock de cor por linha mais um offset de 25 Hz para evitar interferências.Como a frequência da linha (número de linhas por segundo) é de 15625 Hz (625 linhas × 50 Hz × 2), a freqüência da portadora colorida é calculada da seguinte maneira: 4,43361875 MHz = 283,75 × 15625 Hz + 25 Hz.

A portadora de cor original é exigida pelo decodificador de cores para recriar os sinais de diferença de cor. Como a portadora não é transmitida com a informação de vídeo, ela deve ser gerada localmente no receptor. Para que a fase deste sinal gerado localmente possa coincidir com a informação transmitida, é adicionada uma subtransportadora de cor de 10 ciclos ao sinal de video logo após o impulso de sincronização da linha, mas antes da informação da imagem, durante o chamado patamar de retorno. Esta explosão de cor não está realmente em fase com a subportadora de cor original, mas a conduz em 45 graus nas linhas ímpares e fica abaixo de 45 graus nas linhas pares. Esta explosão oscilante permite que o circuito decodificador de cores distinga a fase do vetor RY, que inverte todas as linhas.

PAL vs. NTSC
PAL geralmente tem 576 linhas visíveis em comparação com 480 linhas com NTSC, o que significa que o PAL tem uma resolução 20% maior, na verdade, até tem uma resolução maior do que o padrão Enhanced Definition (854 × 480). A maioria das saídas de TV para PAL e NTSC usa quadros entrelaçados, o que significa que até mesmo linhas atualizadas em um campo e linhas ímpares são atualizadas no próximo campo. Os quadros de entrelaçamento proporcionam um movimento mais suave com metade da taxa de quadros. O NTSC é usado com uma taxa de quadros de 60i ou 30p, enquanto o PAL geralmente usa 50i ou 25p;ambos usam uma taxa de quadros alta o suficiente para dar a ilusão de movimento fluido. Isso se deve ao fato de que o NTSC é geralmente usado em países com frequência de 60 Hz e PAL em países com 50 Hz, embora haja muitas exceções. Tanto o PAL quanto o NTSC têm uma taxa de quadros maior que o filme, que usa 24 quadros por segundo. O PAL tem uma taxa de quadros mais próxima da do filme, então a maioria dos filmes é acelerada em 4% para tocar em sistemas PAL, encurtando o tempo de execução do filme e, sem ajustes, elevando levemente o tom da faixa de áudio. Conversões de filmes para NTSC usam 3: 2 para espalhar os 24 quadros de filme em 60 campos entrelaçados. Isso mantém o tempo de execução do filme e preserva o áudio original, mas pode causar piores artefatos de entrelaçamento durante o movimento rápido.

Os receptores NTSC possuem um controle de matiz para realizar a correção de cores manualmente. Se isso não for ajustado corretamente, as cores podem estar com defeito. O padrão PAL cancela automaticamente os erros de matiz por inversão de fase, portanto, um controle de tom é desnecessário, mas o controle de saturação pode ser mais útil. Erros de fase de crominância no sistema PAL são cancelados usando uma linha de atraso 1H, resultando em menor saturação, que é muito menos perceptível ao olho do que os erros de matiz NTSC.

No entanto, a alternância de informações de cor – barras de Hanover – pode levar a imagens em imagens com erros de fase extremos, mesmo em sistemas PAL, se os circuitos do decodificador estiverem desalinhados ou usarem os decodificadores simplificados dos primeiros projetos (geralmente para superar restrições de royalties). Na maioria dos casos, essas mudanças extremas de fase não ocorrem. Este efeito será geralmente observado quando o caminho de transmissão é pobre, tipicamente em áreas construídas ou onde o terreno é desfavorável. O efeito é mais perceptível nos sinais UHF do que nos sinais VHF, já que os sinais VHF tendem a ser mais robustos.

No início da década de 1970, alguns fabricantes de aparelhos japoneses desenvolveram sistemas de decodificação para evitar o pagamento de royalties à Telefunken. A licença da Telefunken cobria qualquer método de decodificação que dependesse da fase de subportadora alternada para reduzir os erros de fase.Isso incluiu decodificadores PAL básicos que dependiam do olho humano para calcular a média dos erros de fase da linha ímpar / par. Uma solução foi usar uma linha de atraso analógico 1H para permitir a decodificação de apenas linhas ímpares ou pares. Por exemplo, a crominância em linhas ímpares seria comutada diretamente para o decodificador e também seria armazenada na linha de retardo. Então, em linhas pares, a linha ímpar armazenada seria decodificada novamente. Este método converteu efetivamente PAL em NTSC. Esses sistemas sofreram erros de matiz e outros problemas inerentes ao NTSC e exigiram a adição de um controle de matiz manual.

PAL e NTSC têm espaços de cores ligeiramente divergentes, mas as diferenças entre os decodificadores de cores são ignoradas.

PAL vs. SECAM
As patentes do SECAM são anteriores às do PAL por vários anos (1956 vs 1962). Seu criador, Henri de France, em busca de uma resposta aos conhecidos problemas de matiz NTSC, surgiu com ideias que se tornariam fundamentais para ambos os sistemas europeus, a saber: 1) a informação de cor em duas linhas de TV sucessivas é muito similar e a resolução vertical pode ser dividido à metade sem impacto sério na qualidade visual percebida 2) transmissão de cor mais robusta pode ser obtida espalhando informações em duas linhas de TV em vez de apenas uma 3) informações das duas linhas de TV podem ser recombi- dadas usando uma linha de atraso.

O SECAM aplica esses princípios transmitindo alternadamente apenas um dos componentes U e V em cada linha de TV e obtendo o outro da linha de atraso. O QAM não é necessário, e a modulação de frequência da subportadora é usada para maior robustez (a transmissão sequencial de U e V deve ser reutilizada muito mais tarde nos últimos sistemas de vídeo “analógicos” da Europa: os padrões MAC).

O SECAM está livre de erros de matiz e saturação. Não é sensível a mudanças de fase entre o burst de cor e o sinal de crominância e, por essa razão, às vezes era usado nas primeiras tentativas de gravação de vídeo colorido, onde as flutuações da velocidade da fita poderiam causar problemas aos outros sistemas. No receptor, ele não exigia um cristal de quartzo (que na época era um componente caro) e geralmente poderia fazer com linhas e componentes de atraso com menor precisão.

Transmissões SECAM são mais robustas em distâncias maiores que NTSC ou PAL. No entanto, devido à sua natureza de FM, o sinal de cor permanece presente, embora a uma amplitude reduzida, mesmo em porções monocromáticas da imagem, estando assim sujeito a uma cor cruzada mais forte.

Uma desvantagem séria para o trabalho de estúdio é que a adição de dois sinais SECAM não produz informação de cor válida, devido ao seu uso de modulação de frequência. Era necessário desmodular o FM e manipulá-lo como AM para mixagem adequada, antes de finalmente remodular como FM, ao custo de alguma complexidade e degradação de sinal. Em seus últimos anos, isso não era mais um problema, devido ao uso mais amplo de componentes e equipamentos digitais.

O PAL pode funcionar sem uma linha de atraso, mas essa configuração, às vezes chamada de “PAL do homem pobre”, não poderia ser compatível com o SECAM em termos de qualidade de imagem. Para competir com ele no mesmo nível, ele teve que fazer uso das principais idéias descritas acima e, como conseqüência, a PAL teve que pagar taxas de licença para o SECAM. Ao longo dos anos, isso contribuiu significativamente para os estimados 500 milhões de francos reunidos pelas patentes do SECAM (para um investimento inicial de 100 milhões de francos investidos).

Assim, o PAL poderia ser considerado como um sistema híbrido, com sua estrutura de sinais mais próxima do NTSC, mas sua decodificação tomando muito do SECAM.

Havia especificações iniciais para usar cores com o formato de linha 819 francês (sistema E). No entanto, “SECAM E” só existiu em fases de desenvolvimento. A implantação real usou o formato de linha 625. Isso facilitou o intercâmbio e a conversão entre PAL e SECAM na Europa. A conversão nem sempre era necessária, à medida que mais e mais receptores e videocassetes se tornavam compatíveis com os dois padrões, ajudados por etapas e componentes comuns de decodificação. E, além disso, quando o plugue SCART se tornou padrão, ele podia tomar RGB como uma entrada, efetivamente ignorando todas as peculiaridades dos formatos de codificação de cores.

Quando se trata de videocassetes domésticos, todos os padrões de vídeo usam o que é chamado de formato “cor abaixo”. A cor é extraída das altas frequências do espectro de vídeo e movida para a parte inferior do espectro disponível a partir da fita. A luminância então usa o que resta dela, acima da faixa de freqüência de cor. Isso geralmente é feito por heterodyning para PAL (bem como NTSC). Mas a natureza FM da cor no SECAM permite um truque mais barato: divisão por 4 da frequência da subportadora (e multiplicação no replay). Isso se tornou o padrão para gravação SECAM VHS na França. A maioria dos outros países continuou usando o mesmo processo heterodomo que PAL ou NTSC e isso é conhecido como gravação MESECAM (como era mais conveniente para alguns países do Oriente Médio que usavam as transmissões PAL e SECAM).

Em relação aos videodiscos antigos (analógicos), o padrão Laserdisc estabelecido suportava apenas NTSC e PAL. No entanto, em um formato de disco óptico diferente, o disco óptico transmissivo da Thomson fez uma breve aparição no mercado. Em algum momento, utilizou um sinal SECAM modificado (subportadora FM única a 3,6 MHz). O material flexível e transmissivo da mídia permitia o acesso direto a ambos os lados sem inverter o disco, um conceito que reapareceu em DVDs com várias camadas cerca de quinze anos depois.

Detalhes do sinal PAL
Para PAL-B / G, o sinal tem essas características.

Parâmetro	Valor
Largura de banda	5 megahertz
Polaridade de sincronismo horizontal	Negativo
Tempo total para cada linha	64.000 μs
Varanda da frente (A)	1,65 +0,4  −0,1 μs
Comprimento de pulso de sincronização (B)	4,7 ± 0,20 μs
Varanda de trás (C)	5,7 ± 0,20 μs
Vídeo ativo (D)	51,95 +0,4  −0,1 μs

(Tempo de sincronização horizontal total 12,05 µs)

Após 0,9 µs, é enviado um burst de 2,25 ± 0,23 μs de 10 ± 1 ciclos. A maioria dos tempos de subida / descida estão na faixa de 250 ± 50 ns. A amplitude é 100% para o nível de branco, 30% para o preto e 0% para o sincronismo. A amplitude elétrica CVBS é de Vpp 1,0 V e impedância de 75 Ω.

Os horários verticais são:

Parâmetro	Valor
Linhas verticais	312,5 (total de 625)
Linhas verticais visíveis	288 (total de 576)
Polaridade de sincronismo vertical	Negativo (rajada)
Frequência vertical	50 Hz
Comprimento de pulso de sincronização (F)	0,576 ms (rajada)
Vídeo ativo (H)	18,4 ms

(Tempo de sincronização vertical total de 1,6 ms)

Como o PAL é entrelaçado, cada dois campos são somados para formar um quadro de imagem completo.

A luminância, Y, é derivada de sinais vermelhos, verdes e azuis (R’G’B ‘):

U e V são usados ​​para transmitir crominância. Cada um tem uma largura de banda típica de 1,3 MHz.

• 
• 

Sinal PAL composto  tempo onde  ..

Freqüência Subportadora  é de 4,43361875 MHz (± 5 Hz) para PAL-B / D / G / H / I / N.

Sistemas de transmissão PAL
Esta tabela ilustra as diferenças:

	PAL B	PAL G, H	PAL I	PAL D / K	PALMA	PAL N
Banda de transmissão	VHF	UHF	UHF / VHF *	VHF / UHF	VHF / UHF	VHF / UHF
Campos	50	50	50	50	60	50
Linhas	625	625	625	625	525	625
Linhas ativas	576	576	576	576	480	576
Largura de banda do canal	7 MHz	8 MHz	8 MHz	8 MHz	6 MHz	6 MHz
Largura de banda de vídeo	5,0 MHz	5,0 MHz	5,5 MHz	6,0 MHz	4,2 MHz	4,2 MHz
Subportadora de cor	4,43361875 MHz	4,43361875 MHz	4,43361875 MHz	4,43361875 MHz	3,575611 MHz	3,58205625 MHz
Espaçamento de portadora de som / visão	5,5 MHz	5,5 MHz	6,0 MHz	6,5 MHz	4,5 MHz	4,5 MHz

* Sistema I nunca foi usado em VHF no Reino Unido.

PAL-B / G / D / K / I
Muitos países desativaram as transmissões analógicas, portanto, não se aplica o seguinte, exceto o uso de dispositivos que emitem sinais de transmissão, como gravadores de vídeo. A resolução que o PAL forneceu pode ou não ser usada, mas HD ou full HD são mais comumente usados ​​em transmissões digitais.

A maioria dos países que usam PAL possuem padrões de televisão com 625 linhas e 50 campos por segundo, as diferenças dizem respeito à frequência da portadora de áudio e às larguras de banda do canal. As variantes são:

Os padrões B / G são usados ​​na maior parte da Europa Ocidental, Austrália e Nova Zelândia
Padrão I no Reino Unido, Irlanda, Hong Kong, África do Sul e Macau
Padrões D / K (junto com o SECAM) na maior parte da Europa Central e Oriental
Padrão D na China continental. A maioria das câmeras de CCTV analógicas é padrão D.
Os sistemas B e G são semelhantes. O sistema B é usado para canais de 7 MHz de largura em VHF, enquanto o Sistema G é usado para canais de largura de 8 MHz em UHF (a Austrália usa o Sistema B em UHF). Da mesma forma, os Sistemas D e K são semelhantes, exceto pelas bandas que usam: o Sistema D é usado apenas em VHF (exceto na China continental), enquanto o Sistema K é usado apenas em UHF. Embora o System I seja usado em ambas as bandas, ele só foi usado em UHF no Reino Unido.

PAL-M (Brasil)
No Brasil, o PAL é usado em conjunto com o sistema M campo 525, de 59,94 campos, usando (quase) a freqüência subportadora de cor NTSC. A frequência de subportadora de cor exata do PAL-M é 3,575611 MHz. Quase todos os outros países que usam o sistema M usam o NTSC.

O sistema de cores PAL (banda base ou com qualquer sistema de RF, com a subportadora normal de 4.43 MHz ao contrário de PAL-M) também pode ser aplicado a uma imagem NTSC 525 (480i) para formar o que é conhecido como “PAL- 60 ”(às vezes“ PAL-60/525 ”,“ Quasi-PAL ”ou“ Pseudo PAL ”). PAL-M (um padrão de transmissão), porém, não deve ser confundido com “PAL-60” (um sistema de reprodução de vídeo – veja abaixo).

PAL-N (Argentina, Paraguai e Uruguai)
Na Argentina, Paraguai e Uruguai, a variante PAL-N é usada. Ele emprega a forma de onda de 625 linhas / 50 campos por segundo de PAL-B / G, D / K, H e I, mas em um canal de 6 MHz com uma frequência de subportadora de crominância de 3,582056 MHz muito similar a NTSC.

As fitas VHS gravadas a partir de uma transmissão PAL-N ou PAL-B / G, D / K, H ou I são indistinguíveis porque a subportadora convertida para baixo na fita é a mesma. Um VHS gravado fora da TV (ou lançado) na Europa tocará em cores em qualquer videocassete PAL-N e PAL-N na Argentina, Paraguai e Uruguai. Da mesma forma, qualquer fita gravada na Argentina, no Paraguai ou no Uruguai a partir de uma transmissão de TV PAL-N pode ser enviada para qualquer pessoa em países europeus que usam PAL (e Austrália / Nova Zelândia, etc.) e será exibida em cores. Isso também será reproduzido com sucesso na Rússia e em outros países do SECAM, já que a URSS exigiu a compatibilidade PAL em 1985 – isso se mostrou muito conveniente para os colecionadores de vídeo.

As pessoas na Argentina, Paraguai e Uruguai geralmente possuem aparelhos de TV que também exibem NTSC-M, além do PAL-N. A Direct TV também transmite convenientemente em NTSC-M para as Américas do Norte, Central e do Sul. A maioria dos reprodutores de DVD vendidos na Argentina, Paraguai e Uruguai também reproduz discos PAL – no entanto, isso geralmente é produzido na variante européia (frequência de subportadora colorida 4.433618 MHz), então quem possui um aparelho de TV que funciona somente em PAL-N (mais NTSC) -M na maioria dos casos) terá que assistir as importações de DVD PAL em preto e branco (a menos que a TV suporte RGB SCART), já que a freqüência da subportadora de cor no aparelho de TV é a variação PAL-N, 3.582056 MHz.

No caso em que um leitor de VHS ou DVD funciona em PAL (e não em PAL-N) e o aparelho de TV funciona em PAL-N (e não em PAL), existem duas opções:

imagens podem ser vistas em preto e branco, ou
um transcodificador barato (PAL -> PAL-N) pode ser comprado para ver as cores
Alguns aparelhos de DVD (geralmente marcas menos conhecidas) incluem um transcodificador interno e o sinal pode ser emitido em NTSC-M, com alguma perda de qualidade de vídeo devido à conversão do sistema de um DVD PAL 625/50 para a saída NTSC-M 525/60. formato. Alguns players de DVD vendidos na Argentina, Paraguai e Uruguai também permitem uma saída de sinal de NTSC-M, PAL ou PAL-N. Nesse caso, um disco PAL (importado da Europa) pode ser reproduzido em uma TV PAL-N porque não há conversões de campo / linha, a qualidade é geralmente excelente.

Os recursos estendidos da especificação PAL, como o Teletext, são implementados de maneira bem diferente no PAL-N. O PAL-N suporta um formato modificado de legendas ocultas 608 que é projetado para facilitar a compatibilidade com o conteúdo originado em NTSC transportado na linha 18, e um formato de teletexto modificado que pode ocupar várias linhas.

Alguns gravadores de vídeo VHS especiais estão disponíveis, o que permite aos espectadores a flexibilidade de desfrutar de gravações PAL-N usando uma TV em cores padrão PAL (625/50 Hz), ou mesmo através de televisores multi-sistema. Gravadores de vídeo como a Panasonic NV-W1E (AG-W1 para os EUA), AG-W2, AG-W3, NV-J700AM, Aiwa HV-M110S, HV-M1U, Samsung SV-4000W e SV-7000W apresentam um sistema de TV digital circuito de conversão.