Anforderungen an eine (Bauer) Projektorregelung

[Regular8]

Am 2.1.2025 um 11:02 schrieb Friedemann Wachsmuth:

Ich hab gestern Abend auch alle geplanten Frequenzen (inkl. der krummen 24000/1001 fps für NTSC) implementiert bekommen, und zwar mit 0 ppm im Algorithmus. Das heißt jegliche Ungenauigkeit kommt nachher allein vom temperaturkompensierten Quarz (<2.5 ppm). Damit läuft der Projektor dann deutlich genauer als die meisten Quarzuhren. 🙂

 

Also ist die Frequenz tatsächlich periodisch? Und tatsächlich 24/1001x1000?
Wow, ich ziehe mienen Hut vor so viel NTSC-Ingenieursdämlichkeit. Sorry. Aber das ist für mich unfassbar.
Das hebt die ansonsten immer als "23,976 fps" kommunizierte Bildfrequenz auf ein ganz neues Master-Level der Absurdität.
Okay, trotzdem: Gutes Gelingen bei der Umsetzung der Einbindung der benötigten Frequenzen!

[Renzo Dal Bo]

19 hours ago, Friedemann Wachsmuth said:

Es ist also jede einzelne Renzo-Box handkalibriert. 

Schöne Sache, wenn das auch bei wechselnden Temperaturen und Alter stabil läuft!

Seit dem ersten Prototypen im Jahr 2018 habe ich davon, nur auf Anfrage, mehr als 50 Stück in verschiedenen Ausführungen (für Elmo GS1200 und für Braun Visacustic) gebaut und glücklicherweise wurde mir keines davon zur Neukalibrierung zurückgeschickt. Ich führe außerdem eine Datenbank mit den Kalibrierungsparametern jeder Sync Box. Aus dieser können Sie ersehen, dass die Abweichungen in den Parametern minimal sind, auch wenn sie entscheidend sind.

[Friedemann Wachsmuth]

vor 3 Stunden schrieb Regular8:

Also ist die Frequenz tatsächlich periodisch? Und tatsächlich 24/1001x1000?
Wow, ich ziehe mienen Hut vor so viel NTSC-Ingenieursdämlichkeit. Sorry. Aber das ist für mich unfassbar.
Das hebt die ansonsten immer als "23,976 fps" kommunizierte Bildfrequenz auf ein ganz neues Master-Level der Absurdität.

 

Die 30*1001/1000 (29,97 Halbbilder/s) wurden gewählt, um abwärtskompatibel mit den (30 fps) SW-Fernsehern zu bleiben, und trotzdem die Farbinformationen  übertragen zu können, ohne mit Interferenzen aus dem 60Hz Stromnetz rechnen zu müssen. 999/1000 hätte kein harmonisches, interferenzresistentes Ergebnis der Farbträgerfrequenz mit der (bestehenden) Zeilenfrequenz (15,734 kHz) ergeben.

[Regular8]

Danke für die Erklärung, auch wenn ich sie nicht ganz nachvollziehen kann.
Warum sollte 1001/1000 weniger Interferenzen erzeugen als 1000/999... weil das Delta der beiden Frequenzen auch periodisch ist? *grübel*
Gott bin ich froh im PAL-Raum zu leben.
 

[Friedemann Wachsmuth]

Sorry, das war schlecht erklärt — ich versuche wiederzugeben, wie mir der Kollege vom Premiere-Team erklärt hat:

 

Ursprünglich hatte Schwarzweiß-Fernsehen in den USA 30 Vollbilder/s mit 525 Zeilen/Bild. 30 * 525 ergibt 15,75 kHz, der ursprünglichen Zeilenfrequenz. 

Der springende Punkt ist, dass das Farbsignal (Chrominanz) im gleichen Frequenzband "mitläuft" wie Teile der Helligkeitsinformation (Luminanz). Es wird quasi in eine Lücke im Luminanzspektrum hineingelegt ( der "Color Subcarrier"). Damit kein Moiré-Effekt entsteht, muss die Phasenlage der Farbinformation von Zeile zu Zeile so variieren, dass sich diese Störungen beim Betrachten ausmitteln. Um Moirés zu vermeiden, wurde die Farbträgerfrequenz als "455/2 * Zeilenfrequenz" festgelegt (also 227,5 × Zeilenfrequenz = 3,579545 MHz). Dadurch verschiebt sich die Phase des Farbträgers von Zeile zu Zeile um exakt 180°. Diese halbe Wellenlänge sorgt dafür, dass sich die Störungen in zwei aufeinanderfolgenden Zeilen visuell gegenseitig aufheben.

Damit dieser spezifische Faktor 227,5 eingehalten werden konnte und auch der Tonträger an seiner Stelle blieben konnte, musste man die Bildfrequenz um 1000/1001 absenken, denn sonst hätte man keinen einfachen Bruch zwischen Zeilenfrequenz und Farbträger gefunden, der zugleich rückwärtskompatibel war und störungsarme Farbwiedergabe ohne Moiré ermöglichte. 

 

Die exakte Synchronisation zwischen Chrominanz und Luminanz (und natürlcih Ton, um beim Thema zu blieben 😉 ist der Schlüssel, um sichtbare Störmuster (Schwebungen, Moiré-Effekte) zu vermeiden. Hierfür musste das Frequenzverhältnis ganz genau passen. Da sich dieses Verhältnis mit der ursprünglich starren 30-Hz-Bildrate nicht einstellen ließ, wurde die Frequenz minimal gesenkt.

 

15,75 kHz Bildfrequenz * 1000/1001 sind 15,73426 kHz. Nah genug dran für SW-Fernseher.
1575*1000/1001 * (455/2) = 3,579545 MHz, die Farbträgerfrequenz.

Mit 999/1000 hätte die Farbträgerfrequenz 450 Hz zu hoch gelegen und der Phasenlagentrick nicht mehr funktioniert, es hätte Moiré gegeben. 

 

Die 60 Hz Netzfrequenz hätten übirgens zusätzlich noch dabei gestört, die Farbe dem alten Modell "unterzujubeln". 

 

Das man die 30*1000/1001 bzw 24*1000/1001 fps heutzutage leider nicht einfach durch herunterteilen von 16 MHz Systemtakt erzeugen kann, hat die Herren des NTSC damals offenbar nicht interessiert. 🙂 Aber ich kann mich auf 0.000000000004 Hz genau randithern.

Die Herren des PAL hatten da einfach mehr Glück mit den Zahlen des Altsystems. (Und verschoben die Farbhilfsträgerphase ja bei jeder neuen Zeile "manuell" um 180°: Phase Alternating Line).

 

[Regular8]

Wahnsinn!
Was ein Aufwand.
Und wir halten bis heute weltweit an dieser Frequenz fest, owbohl es durch Digitaltechnik längst nicht mehr nötig wäre und Luminanz und Chrominanz in völlig getrennten Kanälen verarbeitet werden.
23,976023976023976023976023976023976023976023976023976023976023976023976023976023976023976023... fps

 

Danke für die ausführliche Erklärung.

[Friedemann Wachsmuth]

Ich brauche mal Denkhilfe / Input zu einem Detail.

 

Meine Bauer-Sync-Lösung erlaubt es, die (gequarzten) Geschwindigkeiten zu wechseln, während der Projektor schon läuft. Startet man ihn also mit 18 fps und wechselt dann auf 24 fps, laufen beide Frequenzen Quarzstabil. Die offene Frage ist, wie ich nachregele. Im Grunde gibt es zwei Optionen:

 

A: Der Projektor versucht behält die Synchronität zu einem z.B. parallel laufenden CD-Spieler, in dem er so lange "rennt" (oder bremst) bis er wieder in sync mit dessen (imaginären) Pulsen ist. In der Praxis heisst das: Wenn ich einen Film ab Startmarke versehentlich mit 18 fps abspiele, und merke das der Ton davon läuft, kann ich einfach auf 24 fps schalten, und der Projetor holt solaneg auf, bis der Ton wieder synchron läuft.

 

B: Das Steuergerät "vergisst" die bereits gezählten und geregelten Impulse und fängt ab Wahl der neuen Geschwindigkeit einfach wieder sofort mit quargenauem Einhalten der Wunschgeschwinigkeit an. 

 

In jedem Falle werden bereits gezählte Impulse vergessen, sobald man den Projektor anhält.

 

Was ist besser?

Vorteil A: Eine Startmarke muss für einen Geschwindigkeitswechsel nicht neu angefahren werden, die Synchronität mit einem gequarzt laufenden Ton wird automatisch immer gewährleistet, bis man den Projektor stoppt.

Nachteil A: Der Prjoektor "rennt" oder "kriecht" ggf. eine Weile, bis wieder Synchronität besteht. Der quarzgenaue Betrieb wird also später erreicht.

 

Vorteil B: Jeweils das Gegenteil. Der Projektor ist schnellstmöglich im gequarzten Betrieb (gut um ggf abzufilmen), aber man verliert beim Geschwindigkeitswechsel die Synchronität mit einem Ton, falls einer läuft.

 

Ich tendiere eher zu Variante A, da man die Zähler ja manuell jederzeit resetten kann, entweder durch kurzen Projektorstopp, oder durch eine Tastenkombi, falls einem Synchronität mit frei laufendem Ton egal ist. (Alternativ ginge auch Variante B als Default, und ein Geschwindigkeitswechsel "mit Shift-Taste" würde (auf expliziten Wunsch eben) die Synchronität ne diesem Wechsel beibehalten.

 

Was meint ihr?

 

[Helge]

Ich würde beides ermöglichen, daher Default A und B per Reset-Taste

[Eremitage]

Ich würde unbedingt den Zeitfaktor beachten. Falls ich die falsche Geschwindigkeit gewählt habe und entsprechend nach ein paar Sekunden meinetwegen von 18 auf 24 Bilder/Sekunde auf die richtige Bildfrequenz umschalte, kann es ja nicht allzulange dauern bis bei Variante A

die Synchronität von Bild und Ton durch nachregeln wieder ausgeglichen ist.

Wie schaut das aus wenn ich zum Beispiel durch Ablenkung erst nach etwa einer Minute bemerke, dass ich die falsche Bildfrequenz gewählt habe.

Wenn das dann mehrere Minuten dauert bis die Synchronität von Bild und Ton wieder hergestellt ist, würde ich eher auf Reset gehen und einen Neustart von Bild und Ton anstreben. Das wäre dann Variante B - Einfach nach Umschalten der Bildfrequenz quarzstabieler Motorlauf.

Film zurück laufen lassen und alle Systeme nach gemeinsamer Startmarke neu Anlaufen lassen.

Nächstes mal passt man dann eh besser auf, dass ein Fehlstart nicht zustande kommt.🫣

Bearbeitet Samstag um 18:39 von Eremitage (Änderungen anzeigen)

[Friedemann Wachsmuth]

Danke für Euren Input. So mache ich es.