迎接混合运行环境的挑战
同步是视频设施中最基本也是最严格的调试步骤。系统中的各种设备，如摄像机、VTR、编辑机和切换器等，均应处于同步状态。在多格式运行环境中，正确地调整系统的定时，对实现和保持系统的同步十分重要，也是多格式运行环境中所面临的重大课题。通常将主同步脉冲发生器(SPG)的输出信号用来控制同步系统中的所有设备—这种状态即为同步发生器的锁定方式，或直接称为锁相。在典型的演播室或后期制作系统中，SPG应当提供各种各样的定时和同步信号，从而满足多格式、多标准设备即现在称之为混合系统运行环境的需求。在这篇应用文章中，包含了两部分内容。第一部分介绍模拟和数字系统的基本定时特性，第二部分介绍如何使用泰克公司SPG600和SPG300多功能同步脉冲发生器以解决混合视频系统中的许多定时和同步问题。SPG600/SPG300是一种多格式的同步脉冲发生器平台，它可以配置各种选购件，完全可以满足混合环境中模拟视频和标准清晰度(SD)—串行数字接口的各种同步和定时需求。
模拟和数字系统的基本定时特性
了解模拟定时
为了准确地再现视频图像，电视接收机应当与演播室中的摄像机同步，即在同一时刻扫描图像的同一部分（图1）。为了形成图像信号，需要使用两种不同的同步脉冲即行场同步脉冲来分别控制电子束的水平扫描（行）和垂直扫描（场）。
（注：在这篇应用文章中，术语“电子束”指的是典型CRT彩色视频监视器中使用的三色电子束（红、绿和兰），不过，在单色监视器中只使用了一种电子束；另外，还有一些新型的显示器件如LCD、等离子体等，在通常的显示中不使用电子束。）
在模拟视频信号的传送系统中，行同步脉冲与场同步脉冲组合在一起形成复合同步信号，应当采用这样的组合方式—要便于在接收端从视频信号中提取同步信号并有利于行、场同步脉冲的分离。在开发模拟电视信号的初期，限于当时的技术条件，只是采用了最基本的电路设计。那时，接收机中用来提取行驱动信号的同步分离器只是一种简单的微分电路。当水平（行）同步脉冲信号通过微分电路时，就会在其前后沿分别产生一个尖锐的脉冲，如图2所示。而后，在接收机的同步电路中，用对应于行同步前沿的负向尖脉冲以锁定于输入信号的负同步脉冲，正向尖脉冲则丢弃不用。为了防止行驱动电路的漂移，在整个场期间内都应当有行同步脉冲。在复合信号中，较宽的脉冲即宽脉冲，它是场同步脉冲，它区别于较窄的行同步脉冲，且在场同步期间，仍然存在着行同步脉冲。在宽脉冲的前面和后面，分别插入一些均衡脉冲，在奇数场和偶数场中，脉冲的形状是相似的。使用简单的积分电路，就可以提取场同步脉冲信号，如图3所示。
模拟定时参数
在模拟定时中，为建立同步基准和保证图像质量，需要采用三种基本的同步参数：
(1) 用于行定时的行同步
在每一视频信息行期间都存在着行消隐期。行消隐期是由行同步信号、前肩和后肩组成的。行前肩决定了视频电平设置为零的时间。在前肩处将视频电平设置为零，是为了避免视频信号对行同步提取的干扰。在行消隐期内，有足够的时间以使电子束在开始扫描下一行视频信号之前就返回到屏幕的左边（回扫）。在回扫期内电子束被消隐，以防止回扫线出现在显示器上。图4为PAL制式中行消隐期内的相对定时关系。此外，在每一消隐行的后肩上，还安置有色同步信号。通常认为消隐起点至行同步脉冲前沿之间的宽度为前肩宽度，从行同步脉冲前沿与消隐终点之间的宽度中再减去行同步宽度，就认为是后肩宽度。
(2) 用于场定时的场同步
垂直（场）同步信号是从场消隐期内的均衡脉冲和宽脉冲中提取的。在隔行扫描系统中，是通过场消隐期来区别奇数场和偶数场的。场消隐期有较长的时间，以保证显像管电子束有足够的时间返回到屏幕的上方。场消隐期标志着正程图像的结束和下一场图像的开始。图5为PAL制的场消隐期图示。
(3) 用于彩色同步的副载波
为了检测出图像中的彩色，在行消隐期的后肩上插入了彩色副载波同步脉冲，它用于彩色副载波的定时。为使彩色信号的发送和接收同步，应当使收发两端的副载波同步脉冲处于同相状态，并且锁定在带有特定“零定时（zero time）”基准点的行同步时间上。PAL制中，彩色副载波频率为4.43361875MHz。选定这样的频率是为了提高彩色信号和亮度信号间的隔离度，同时可以避免彩色对黑白电视信号的干扰。在NTSC制式中，经过四场之后，彩色副载波相位与行场同步脉冲之间的定时关系才有可能恢复到与原来一致的定时关系。而在PAL制中，同步脉冲和副载波需要经过八场后才能返回到原先的定时关系，这是由行同步和副载波之间的关系所决定的。
在加入一路视频信号源或者某路视频信号突然被另一路视频信号所替代时，例如在对视频信号进行编辑、切换或者是采用特技设备对视频信号进行组合时，这时PAL和NTSC场同步之间的色同步相位关系就显得特别重要。需要对场和彩色副载波相位作出正确的识别，这一严格的过程即所谓场消隐期对行同步相位（SCH）。有关这一问题可参见SCH相位应用文章20W-5613-2（NTSC）和20W-5614-1（PAL）。
模拟视频的同步锁相基准
通常利用带有色同步的黑场信号（black burst）来锁定视频设备。带有色同步的黑场信号是一种复合信号，它包含有行、场同步和NTSC或PAL彩色副载波信号（色同步脉冲）。称它为黑场色同步是基于这样的事实，即该信号的正程图像对应的信号电平是黑电平（对于PAL制黑电平为0mV，通常将黑场色同步信号作为彩色成帧的基准并由它提供彩色副载波的同步基准。在某些情况下，常用连续波（CW）信号用来锁定同步脉冲发生器(SPG)。CW信号是具有正弦波形状的时钟信号，通常可选用的频率为1、5或10MHz，具体取值由设备而定。这种正弦波信号不含H和V的定位信息，因为它仅仅是一种时钟信号。因此，如果从SPG中取消CW信号而后又再次加上，就不能保证SPG的定时输出。
在数字视频中没有模拟同步信号。数字环境中的同步是通过特定的编码字序列来实现的。这些编码字序列代表着有效视频的开始（SAV）和有效视频的结束（EAV）。在每个编码字序列中，都用3FF作为起始字，随后是000、000两个字，最后是XYZ字。在XYZ字中，包含有场序（F）、场消隐（V）和行消隐（H）信息，参见下表。在数字视频信号中，是利用上述数据来实现同步定时的。在图6中可以观察到F、V和H比特的指配使用情况。数字视频信号的行场计数从第一场的第一行开始