NTSC vs PAL

From Atariki

Wśród użytkowników Atari, programistów i wszelkiej maści autorów podręczników narosło wiele mitów na temat różnic między modelami w wersjach PAL i NTSC, w szczególności zaś do częstotliwości taktowania CPU i długości ramek oraz linii. Poniżej znajduje się artykuł który wyjaśnia krok po kroku co wpływa na te różnice i jak obliczyć poprawne wartości, ergo rozwiać mity. Autorem oryginału jest osoba podpisująca się Greg (gnservice@.... pl) Na potrzeby Atariki lekko go przeredagowano.

NTSC

Atari zostało zaprojektowane w USA i stąd ścisła zależność pomiędzy częstotliwością zegara a systemem telewizyjnym NTSC.

Oryginalne ATARI w NTSC posiada na pokładzie kwarc o częstotliwości 3,57958 MHz i jest to dokładnie częstotliwość tzw. "podnośnej koloru NTSC" czyli częstotliwości na której modulowany jest sygnał koloru i mieszany z biało czarnym obrazem. (każdy kolorowy telewizor NTSC ma taki kwarc). Ta sama częstotliwość taktuje ANTICA i jest wewnętrznie dzielona przez 228 dla uzyskania częstotliwości synchronizacji poziomej czyli 15.6 kHz. Wynika z tego że w jednej linii mieści się 228 kolorowych punktów z czego 160 (70%) to treść obrazu , reszta to wygaszanie i synchronizacja pozioma.

Z uwagi na potrzebę synchronizacji ANTICA i CPU, do taktowania procesora jest używana ta sama częstotliwość podzielona po prostu przez dwa, czyli wynosi 1.78979 MHz.

PAL

Ponieważ "podnośna koloru" w PAL-u wynosi 4.433618MHz pojawił się problem z dostosowaniem komputera do tego systemu. Gdyby tylko zmienić kwarc na tą częstotliwość, zmieniła by się rozdzielczość pozioma (w jednej linii nie "mieściło" by się 228 punktów lecz: 4.433618Mhz/15.625kHz = 283 punkty, z czego treść, czyli ok. 70% to daje 200 punktów! czyli 50 znaków w trybie tekstowym.

Zegar CPU natomiast wynosiłby 4.433618/2 = 2,216809MHz czyli tyle ile podają błędnie niektóre źródła. Co do zegara to nie było by to takie złe! (szybsze CPU), ale brak kompatybilności jeśli chodzi o rozdzielczość poziomą spowodował, że inżynierowie ATARI zdecydowali się zastosować dwa kwarce: jeden do taktowania ANTICA, GTIA i CPU, drugi do generowania podnośnej PAL-u i tu pojawił się mały problem!

Częstotliwość podnośnej NTSC (3,57958MHz) nijak się ma do podnośnej PAL (4.433618) i oba kwarce pracowałyby niezależnie, a ponieważ na kolorowym obrazie widać lekko podnośną koloru w postaci siateczki, przy braku zsynchronizowania kwarcy "siateczka" ta przesuwa się płynnie po obrazie pogarszając jego jakość (Na ZX SPECTRUM występuje taki efekt). Wymyślono więc układ synchronizacji obu kwarców, ale do tego była konieczna lekka korekta częstotliwości kwarcu systemowego na 3.546894MHz

Wyjaśniam dlaczego akurat taka: 3.546894MHz po podzieleniu przez 4 daje 0,8867235MHz czyli 1/5 częstotliwości ponośnej PAL 4.433618MHz! Teraz łatwo można synchronizować oba kwarce, na 5 impulsów kwarcu 4.433618MHz przypadają cztery impulsy kwarcu 3.546894MHz. Kwarc systemowy 3.546894MHz podobnie jak poprzednio jest dzielony przez dwa, dając zegar CPU czyli 1,773447MHz.

Podsumowanie

Częstotliwość kwarcu systemowego:

NTSC = 3.579580MHz

PAL = 3.546894MHz

Częstotliwość linii:

NTSC = 3,579580MHz/228 = 15,699 kHz

PAL = 3.546894MHz/228 = 15,556 kHz

Częstotliwość ramek:

NTSC = 15.699/262 = 59.92Hz

PAL = 15.556/312 = 49.86Hz

I najważniejsze:

Częstotliwość CPU NTSC = 1.789790MHz Częstotliwość CPU PAL = 1.773447MHz

Jak widać różnica jest bardzo niewielka (komputer NTSC jest szybszy o ok. 1%), a podstawowa niekompatybilność obu komputerów polega na tym, że NTSC generuje przerwanie VBL co 262 linie obrazu (czyli ok. 60 razy/sek), a PAL co 312 linii (czyli ok. 50 razy/sek).