NTSC
Chi tiết kỹ thuật > Mã hóa màu

Để tương thích ngược với truyền hình đen trắng, NTSC sử dụng hệ thống mã hóa độ chói - độ sáng được phát minh năm 1938 bởi Georges Valensi. Các ba tín hiệu hình ảnh màu sắc được chia thành Luminance (có nguồn gốc về mặt toán học từ ba tín hiệu màu riêng biệt (Red, Green và Blue)) thay thế cho tín hiệu đơn sắc ban đầu và Sắc độ mang chỉ thông tin màu. Quá trình này được áp dụng cho từng nguồn màu từng bằng Bộ ghép màu riêng của nó, do đó cho phép quản lý nguồn màu tương thích như thể nó là một nguồn đơn sắc thông thường. Điều này cho phép máy thu đen trắng hiển thị tín hiệu màu NTSC bằng cách bỏ qua tín hiệu sắc độ. Một số TV đen trắng được bán ở Hoa Kỳ sau khi giới thiệu tính năng phát sóng màu năm 1953 được thiết kế để lọc sắc độ, nhưng các TV đen trắng đầu tiên đã không làm điều này và sắc độ có thể được coi là một 'mô hình chấm' trong các khu vực có màu sắc cao của hình ảnh.
Trong NTSC, sắc độ được mã hóa bằng hai tín hiệu màu được gọi là I (cùng pha) và Q (theo phương trình cầu phương) trong một quy trình gọi là QAM. Hai tín hiệu, mỗi tín hiệu có biên độ điều chỉnh các sóng mang 3,58 MHz lệch pha nhau 90 độ và kết quả được cộng lại với nhau nhưng với bản thân các sóng mang bị triệt tiêu. Kết quả có thể được xem như một sóng hình sin đơn với pha thay đổi so với sóng mang tham chiếu và với biên độ thay đổi. Pha thay đổi thể hiện sắc màu tức thời do camera TV ghi lại và biên độ thể hiện độ bão hòa màu tức thời. Sau đó, sóng mang con 3,58 MHz này được thêm vào Độ sáng để tạo thành 'tín hiệu màu tổng hợp' điều chỉnh tín hiệu video sóng mang giống như trong truyền đơn sắc.
Để TV màu khôi phục thông tin màu sắc từ sóng mang con màu, nó phải có tham chiếu pha bằng 0 để thay thế sóng mang bị triệt tiêu trước đó. Tín hiệu NTSC bao gồm một mẫu ngắn của tín hiệu tham chiếu này, được gọi là colorburst, nằm ở 'hiên sau' của mỗi xung đồng bộ hóa ngang. Cụm màu bao gồm tối thiểu tám chu kỳ của sóng mang con màu không điều chế (pha và biên độ cố định). Bộ thu TV có "bộ tạo dao động cục bộ", được đồng bộ hóa với các chùm màu này. Việc kết hợp tín hiệu pha tham chiếu này bắt nguồn từ cụm màu với biên độ và pha của tín hiệu sắc độ cho phép khôi phục các tín hiệu 'I' và 'Q' mà khi kết hợp với thông tin Độ sáng cho phép tái tạo hình ảnh màu trên màn hình. TV màu được cho là thực sự là TV màu vì phần độ sáng của hình ảnh được tách biệt hoàn toàn khỏi phần màu sắc. Trong TV CRT, tín hiệu NTSC được biến thành ba tín hiệu màu được gọi là Red, Green và Blue, mỗi tín hiệu điều khiển súng điện tử màu đó. TV có mạch kỹ thuật số sử dụng các kỹ thuật lấy mẫu để xử lý tín hiệu nhưng kết quả là như nhau. Đối với cả bộ kỹ thuật số và bộ tương tự xử lý tín hiệu NTSC tương tự, ba tín hiệu màu ban đầu (Đỏ, Lục và Lam) được truyền bằng ba tín hiệu riêng biệt (Độ sáng, I và Q), sau đó được phục hồi dưới dạng ba màu riêng biệt và được kết hợp dưới dạng hình ảnh màu .
Khi một bộ phát phát tín hiệu NTSC, nó sẽ điều chỉnh biên độ sóng mang tần số vô tuyến với tín hiệu NTSC vừa mô tả, trong khi nó điều chỉnh tần số sóng mang cao hơn 4,5 MHz với tín hiệu âm thanh. Nếu méo phi tuyến tính xảy ra với tín hiệu phát sóng, thì sóng mang màu 3,579545 MHz có thể beat với sóng mang âm thanh để tạo ra một mẫu chấm trên màn hình. Để làm cho mẫu kết quả ít bị chú ý hơn, các nhà thiết kế đã điều chỉnh tốc độ quét 15.750 Hz ban đầu xuống hệ số 1,001 (0,1%) để phù hợp với tần số sóng mang âm thanh chia cho hệ số 286, dẫn đến tốc độ trường xấp xỉ 59,94  Hz. Sự điều chỉnh này đảm bảo rằng sự khác biệt giữa sóng mang âm thanh và sóng mang phụ màu (sản phẩm điều biến có vấn đề nhất của hai sóng mang) là bội số lẻ của một nửa tốc độ đường truyền, đây là điều kiện cần thiết để có các dấu chấm trên các đường liên tiếp ngược pha, khiến chúng ít được chú ý nhất.t.
Tỷ lệ 59,94 được lấy từ các tính toán sau. Các nhà thiết kế đã chọn đặt tần số sóng mang phụ sắc độ là bội số n + 0,5 của tần số đường truyền để giảm thiểu nhiễu giữa tín hiệu độ chói và tín hiệu sắc độ. (Một cách khác, điều này thường được nêu là tần số sóng mang phụ màu là bội số lẻ của một nửa tần số đường truyền.) Sau đó, họ chọn đặt tần số sóng mang phụ âm thanh thành bội số nguyên của tần số đường truyền để giảm thiểu nhiễu có thể nhìn thấy (xuyên điều chế) giữa âm thanh tín hiệu và tín hiệu sắc độ. Tiêu chuẩn đen trắng ban đầu, với tần số đường truyền 15.750 Hz và sóng mang phụ âm thanh 4,5 MHz, không đáp ứng các yêu cầu này, do đó, các nhà thiết kế phải tăng tần số sóng mang phụ âm thanh hoặc hạ thấp tần số đường truyền. Việc tăng tần số sóng mang phụ âm thanh sẽ ngăn các máy thu (đen trắng) hiện có điều chỉnh chính xác tín hiệu âm thanh. Việc giảm tần số đường truyền tương đối vô hại, bởi vì thông tin đồng bộ hóa ngang và dọc trong tín hiệu NTSC cho phép máy thu chịu được một lượng thay đổi đáng kể về tần số đường truyền. Vì vậy, các kỹ sư đã chọn tần số dòng được thay đổi cho tiêu chuẩn màu. Trong tiêu chuẩn đen trắng, tỷ lệ giữa tần số sóng mang phụ âm thanh và tần số đường truyền là 4,5 MHz⁄15.750 Hz = 285,71. Trong tiêu chuẩn màu, giá trị này được làm tròn thành số nguyên 286, có nghĩa là tốc độ dòng của tiêu chuẩn màu là 4,5 MHz⁄286 ≈ 15,734 Hz. Duy trì cùng số dòng quét trên mỗi trường (và khung), tốc độ dòng thấp hơn phải mang lại tốc độ trường thấp hơn. Chia 4500000⁄286 dòng mỗi giây cho 262,5 dòng mỗi trường sẽ cho khoảng 59,94 trường mỗi giây.