BAB II

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 + 0.59 EG + 0.11 EB
= 0.3 x 1.0 + 0.59 x 1.0 + 0.11 x 1.0
= 1.0
31
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) = 1.0 – 1.0 = 0
(EG-EY) = 1.0 – 1.0 = 0
(EB-EY) = 1.0 – 1.0 = 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
33
3.2 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.
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
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 4-200 milisecond dan mengatur tingkat level audio
sesuai dengan kebutuhan Standard broadcast.
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.
2
1
3
SNG VAN
RECEIVER
(DOWNLINK)
Stasiun Relay
Penerima
Teresterial
5
STUDIO
CONTROL
ROOM
FRAME SYNCH
FA-9100
MCR
UPLINK
4
Teresterial
Stasiun Relay
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.
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
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 /
39
mensinkronkan timing sync pulse ini, digunakan metoda generator locking atau
sering disingkat Gen-Lock.
3.5 Perangkat Frame Synchronizer FA-9100
Pada gambar 3.6 dibawah ini akan memperlihatkan tampilan dan block
diagram dari frame Synchronizer FA-9100.
Gambar 3.6. Tampilan depan dan belakang Frame Synchronizer FA-9100
Gambar 3.7. Fungsi umum Frame Synchronizer FA-9100
40
Gambar 3.8. Block Diagram Frame Synchronizer FA-9100
41
3.6 Parameter-parameter Pengaturan Kualitas Sinyal Gambar Pada Frame
Synchronizer FA-9100
3.6.1 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
42
3.6.2 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 3.10. Sinyal Video Gain Standar ITU-R
3.6.3 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
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 3.11. Sinyal Standar Chroma gain
3.6.4 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.
44
Gambar 3.12. Sinyal Chroma Phase
3.6.5 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 3.11.
Gambar 3.13.a. Sinyal Standar Black Level
45
Gambar 3.13.b. Sinyal Black level yang mengalami perubahan
3.6.6 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.
46
3.6.7 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
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
48
Gambar 3.14.b. Blanking Control
3.7.1 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
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 3.16. Sumbu Chroma yang dibagi dalam 4 kuadran
50
3.7.2. 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
10 + 1 cycle frekuensi sub carier selama interval ”back forch” sesudah pulsa
sinkronisasi, seperti terlihat pada gambar 3.15. 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 3.17. Pulsa penyelarasan / Sinkronisasi
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 3.16. urutan tersebut telah dipilih apabila
burst muncul kembali setelah interval pulsa vertikal sinkronisasi selalu pada fase
+V.
Gambar 3.18. Sinyal Burst / Sinyal pengendali Warna