Compatibilidad Inversa

Antes de la televisión en color existía ya la televisión monocromática, con una definición de características ya establecidas (número de líneas, número de cuadros, ancho de banda de la señal de televisión, etc.), y con una infraestructura de difusión (distribución de canales de las señales de televisión, emisores y repetidores construidos para la aplicación a las señales de televisión monocroma ya definidas, etc.), que obligaban a que el nuevo diseño de televisión en color pudiese utilizar estos mismos equipos sin necesidad de realizar una nueva inversión en equipos.
Por tanto, si se pretendía que no resultara excesivamente costosa la instalación de un sistema de televisión en color, entonces había que tener en cuenta la posibilidad de utilizar la red de emisores y receptores de blanco y negro a la vez que los de color. Pero no únicamente eso, sino que, además, la señal transmitida debía poder ser captada tanto por los receptores monocromáticos como por los de color, ya fuese la señal transmitida sin croma o en color.
Así, habrá una compatibilidad directa donde la recepción monocromática no debe tener degradación ni molestias debidas a la presencia de información de color en los televisores monocromáticos. Paralelamente, la red de emisores monocromáticos existentes, han de poder transmitir las emisiones en color, con lo que el ancho de banda de estas emisiones deberán ser iguales.

Posiciones de los colores primarios adoptados para la televisión en color, según el grafico C.I.I. Con el rojo, el verde y el azul se pueden reproducir una gran cantidad de colores.

Esquema de funcionamiento del sistema secuencial de análisis de un sistema de televisor color.

Compatibilidad inversa, es aquella por la cual los receptores de TV color deben poder recibir, reproducciones monocromáticas sin ajuste especial alguno, las imágenes emitidas de acuerdo con el sistema de TV monocromático existente.
En 1946, se descubrieron ciertas propiedades del ojo como, por ejemplo, la aberración cromático donde el ojo no puede discernir las diferencias de los detalles finos de una imagen, ni distinguir matices de colores muy próximos. Estos descubrimientos, junto con los procedimientos de codificación en los que se demostró la posibilidad de transmitir un sistema compatible de TV color una información de luminancia "Y" y dos informaciones referentes al color, llamadas información de "crominancia", posibilitaron el desarrollo de los sistemas de TV color en general y, en particular, los sistemas actualmente en explotación (N.T.S.C., SECAM y PAL).
De acuerdo con los principios de tricromía, la imagen de una escena en color puede reconstruirse con una fidelidad satisfactoria superponiendo tres imágenes monocromáticas de la misma escena, cada una de ellas de un color primario cuidadosamente elegido. Así, la imagen se puede reproducir proyectando en una misma pantalla la imágenes monocromáticas obtenidas.

Para cumplir la condición de compatibilidad inversa (recepción de los programas monocromáticos con televisores de color), es preciso que las señales de crominancia" se anulen en los grises y en el blanco. Por ello, hay que elegir combinaciones tales como (R-Y) o (B-Y), fáciles de conseguir con simples matrices electrónicas.

Distribución discontinúa del espectro de energía de la señal de luminancia, donde se pueden intercalar las rayas de energía de la señal de "crominancia".

Se eligen estas dos ecuaciones porque (G-Y) es más pobre en información cromática. Para comprenderlo mejor, supongamos que tenemos una imagen con un verde primario (caso más favorable),
 

G = 1, con lo que B = 0 y R = 0.
Y = 0,59 -1 (G-Y) = 0,41; (B-Y) = - 0,59; (R-Y) = - 0,59
 

Que en valores absolutos demuestra que (G-Y) es con mucho la señal de menor valor cromático.
La información de luminancia Y, en un sistema de televisión en color, debe ser transmitida con las mismas características que para un sistema monocromático, si se busca la compatibilidad. Así, el ancho de banda de la señal de luminancia "Y", transmitida para un sistema monocromático ha de ser igual, en el caso de transmisión, al de un sistema de color.
Esto obliga a transmitir las señales de "crominancia" dentro del ancho de banda del espectro ocupado por "Y", pero por separado. El problema está en conseguir transmitir las dos señales de "crominancia" y la de luminancia sin que se produzcan interferencias entre ellas que dificulten la recepción, tanto en los equipos monocromos como en los equipos de color.
En su momento, se optó por modular una señal cuya frecuencia quedara dentro del espectro de la señal Y, por las señales de "crominancia" (R-Y) y (B-Y). Esta señal se denomina subportadora de "crominancia".
Todo esto se consiguió gracias a los trabajos realizados por Mertz y Gray que demostraron que el espectro de frecuencias de los sistemas de análisis secuencias de líneas no es continuo. Así, las rayas principales de energía del espectro de la señal de luminancia "Y" (tanto en color como en monocromático), están situadas en frecuencias que son múltiples enteros de la frecuencia de línea. De esta manera, se pueden utilizar los intervalos disponibles entre rayas del espectro eligiendo una frecuencia de subportadora,

Posición de la banda de frecuencias atribuidas a la señal de "crominancia" en el espectro de la señal de luminancia.

igual a un múltiplo entero impar de la semifrecuencia de línea. De este modo, las rayas de energía de las bandas laterales de la señal quedarán entrelazadas con las del espectro de luminancia.
El primer paso para convertir la imagen coloreada de una escena dada a señales eléctricas, viene dado por los dos sistemas de análisis de la imagen, el secuencial y el simultáneo. Esta conversión de señal luminosa en tensión se realiza en el interior de los tubos de imagen, que, dependiendo del método utilizado (secuencias o simultáneo), su diseño interno variará de unos a otros. La conversión ha de ser tal que el tubo de imagen de la cámara y del receptor puedan transmitir y recibir, respectivamente, las imágenes monocromáticas.
El segundo paso consiste en transmitir la información eléctrica de una imagen para que pueda ser recibida tanto por los televisores monocromáticos, como por los televisores en color. La conclusión obtenida es que es suficiente transmitir la señal de luminancia y dos señales de "crominancia", para que la recepción en ambos sistemas sea correcta.