Observações sobre o Varisstv de Mr. S. Hunt.
 
(por Roland Zurmely PY4ZBZ - F5NCB)

    Introdução importante: Quero aqui elogiar publicamente o programa MMSSTV do nosso colega JE3HHT, Makoto Mori , pelo fato der ser um verdadeiro programa democrático, onde qualquer um pode sugerir melhorias, e onde o USUÁRIO escolhe qual a configuração técnica que quer usar, entre inúmeras possibilidades de filtros, demoduladores, sistemas de sintonia, etc...e é de GRAÇA !  A maioria dos programas pagos NÃO tem mesmo esta quantidade de opções técnicas.
Por isso, Mako incluiu a opção do Varisstv deixando livre para o usuário usá-la ou não, ou melhor ainda, deixando para o usuário a opção de fazer testes precisos como eu fiz, e verificar se vale a pena. (O Mako não tem tempo como eu para fazer estes testes e confiou na idéia do Varisstv, portanto, as minhas observações se referem à idéia, não bem sucedida, do Mr Hunt, e apesar da sua boa intenção de tentar reduzir a carga do transmissor)

    A idéia do Varisstv é a primeira vista boa, ou melhor, a intenção é boa, mas o resultado NÃO.

    Quando o sinal recebido é forte (boa relação sinal/ruído), não se nota evidentemente nenhuma diferença entre sinais com ou sem o Varisstv. Porém, quando o sinal recebido é fraco (baixa relação sinal/ruído), o sinal com Varisstv é de pior qualidade que sem o Varisstv, para a mesma potência media transmitida, e portanto com o mesmo aquecimento do estagio de saída.
Lembramos que o calor produzido é proporcional a potencia média.
Observei isso em muitas imagens Varisstv recebidas com sinal fraco, como a do exemplo da figura 1, (obrigado Pires PS8KW !) onde pode se observar perfeitamente uma coloração amarela da barra branca, e muito ruído nas barras azul e vermelha, devido a pouca presença detes sinais, principalmenete o azul, que é muito atenuado em Varisstv. (a parte inferior da imagem é o sinal original transmitido).

  fig.1.

    A duas imagens seguintes foram feitas (recebidas) por Arnaldo PY4BL e também comprovam o defeito do Varisstv (a esquerda COM e a direita SEM o varisstv) :

 
    Só para lembrar, a figura 5 mostra as potências relativas dos sinais em Varisstv.
E nunca é demais lembrarmos que a potência é proporcional ao quadrado da tensão... E a media dos quadrados não é a mesma coisa que o quadrado da media !...
Observe que para pulsos de sincronismo com 100W, o sinal verde tem 34,8W, o vermelho tem 9W e o azul fica com apenas 1,2W !. E estes sinais todos juntos tem uma potência media de apenas 16W (para temporização Martin 1), o que seria a pretendida vantagem obtida com o Varisstv para não sobrecarregar o estagio de saída do transmissor.
 (5x100+147x(34,8+9+1,2))/446 = 16W, onde 5 é a duração do pulso de sincronismo e 147 a duração de cada uma das 3 componentes de cor, em mili segundos e Martin 1.

    Acontece que se um transmissor é capaz de fornecer por exemplo 100W PEP em SSB,(e esta seria a potência do sinal de sincronismo em Varisstv), ele é perfeitamente capaz de fornecer 25W (PEP/4) ou até mesmo 33W (PEP/3) em regime continuo (pelo menos por alguns minutos...), portanto mais que os 16W obtidos com o Varisstv.
E qual é o radioamador que tem um wattimetro capaz de medir a potência de pico, para ajustar a potência durante o pulso de sincronismo que dura só 5 ms em Martin 1, para que este não seja distorcido, ou então a potência media para o Varisstv, onde o wattimetro deveria ter um tempo de integração da ordem de 1 segundo ?
Portanto, como ajustar corretamente o transmissor em Varisstv ? : somente com a ajuda de um bom osciloscópio, calibrado e que funcione em RF. Novamente, quem tem um instrumento assim ?
Acontece que qualquer wattimetro simples é capaz de medir potência de um sinal continuo, como acontece em SSTV normal.

    Resolvi fazer testes e medidas precisas de potência media e relação sinal/ruído, nos quais fica evidente a inferioridade da qualidade global do Varisstv, principalmente em condições de sinal fraco, em relação ao SSTV normal, e condições exatamente iguais de potência media transmitida e relação sinal-medio/ruído recebidas. Para medidas precisas de sinais e ruído (limitado numa banda de 300 Hz a 3 kHz), utilizei o analisador de espectro CoolEdit da Syntrillium.
Após detalhada analise, posso garantir que existem pelo menos dois enganos na teoria do Varisstv:
1- os coeficientes aplicados aos sinais de cada cor, e    2- o reforço dos pulsos de sincronismo:

  1 - Realmente, como diz o Mr. Hunt, uma imagem preto e branco (ou o sinal  Y de luminância de uma imagem monocromática), quando feita a partir de uma câmera colorida, é realizada com 59% da componente verde + 30% da componente vermelha + 11% da componente azul desta imagem colorida. (e isto apenas para se conseguir um sinal semelhante ao que seria obtido por uma câmera acromática para efeitos de compatibilidade com o sistema preto e branco, e não tem nada a ver com a resposta do olho humano, mas com o transdutor foto-elétrico da câmera acromática). Acontece que em SSTV não se usam mais imagens monocromáticas, sendo por exemplo o Martin e o Scottie dois modos a cores mais usados atualmente.
E uma imagem colorida é feita com 100% de cada uma das três componentes !
Ou seja, as três cores tem o mesmo peso ou coeficiente na formação da imagem colorida.
Se aplicarmos os coeficientes usados para gerar o sinal de luminância monocromático a uma imagem colorida, o efeito seria o que se vê na imagem seguinte (figura 2), comparada com o original (figura 3). Observe como a barra branca fica amarelada, exatamente como acontece com o Varisstv em condição de sinal não muito forte.

E observe na imagem 4 que o ruído na faixa azul é muito mais visível do que nas outras, e não apenas 11% de visibilidade, como afirma o autor do Varisstv.
Portanto, não faz absolutamente nenhum sentido aplicar estes coeficientes numa transmissão colorida !
Somente faria sentido se na recepção a imagem colorida fosse convertida e apresentada em preto e branco ! Somente neste caso, a imagem monocromática seria realmente feita usando os coeficientes acima e reduziria a visibilidade do ruído para 11%.

  2 - Nos modernos modos de SSTV, o pulso de sincronismo horizontal NÃO é mais usado como tal, mas apenas para auxiliar a sintonia em SSB, pois é o único sinal cuja freqüência é fixa e portanto pode ser usado como referencia para sintonia. (um erro de sintonia nos modos baseados em GBR como o Martin ou RGB como o Wraase, provoca mudança no brilho (luminosidade) da imagem sem alterar o matiz, e nos modos baseados em Y-C como os Robot e PD, provoca além de alteração de brilho, alterações no matiz (cor) da imagem).
O único pulso de sincronismo realmente usado pelo soft de recepção de SSTV é o primeiro (combinado ou não com o VIS), para marcar o inicio da primeira linha (e obter a fase correta para a seqüência GBR ou RGB ou Y-C), sendo que a varredura do resto da imagem toda é livre e independente do pulso de sincronismo recebido.
(apenas o JVComm32 por exemplo, monitora o pulso e pára a varredura se este desaparecer por um determinado numero de vezes, o que alias não é vantagem, pois a imagem apesar de ruim, continuaria com sincronismo perfeito, desde de que o ajuste de slant esteja ok).
Nenhum dos softs modernos (como por ex. o MMSSTV e outros) usa o pulso de sincronismo para sincronizar horizontalmente a imagem.
Portanto, não faz nenhum sentido reforçar o seu nível, a não ser o do primeiro (e o VIS).
 

    Para tirar qualquer duvida, observe (imagem 4) o resultado de duas transmissões feitas exatamente com a mesma potência média , e com a mesma relação potência media do sinal/ruído (S/N), no caso de 8dB.
O teste foi feito propositadamente com baixa relação sinal/ruído para mostrar melhor a diferença,
que não aparece evidentemente para boas relações sinal ruído.
Nestas condições, o sinal Varisstv apresenta as seguintes relações sinal/ruido:
- sincronismo: 16 dB ótimo, mas não serve para nada (a não ser o primeiro)
- verde : 11,4 dB.
- vermelho : 5,5 dB.
- azul : -3,2 dB, Péssimo!!! neste exemplo o sinal está abaixo do ruído...
E não adianta aumentar o sinal todo, pois o azul sempre estará 19,2 db (quase 100 vezes) abaixo do sinal de sincronismo.
Um sinal normal de SSTV, com a mesma potência media e constante teria:
- sincronismo = verde = vermelho = azul = 8 dB de S/N: todos os sinais tem a mesma relação positiva sinal/ruido.
E neste caso, poderíamos transmitir com 33W contínuos e a relação passaria para 11 dB para todos os sinais de cor, portanto muito melhor que para Varisstv ! Observe que uma transmissão Varisstv com 33W médios terá 200W para o pulso de sincronismo, e se o transmissor for de 100W PEP, estaria muito saturado durante os pulsos de sincronismo e a vantagem do baixo ciclo de utilização desaparece.

    Vê-se nitidamente (imagem 4) que a transmissão com Varisstv oferece uma imagem pior do que sem ele: a imagem com Varisstv tem ruído maior nas faixas magenta, vermelho, azul e preto, apesar de apresentar menos ruído nas faixas cyan e verde, mas ainda apresenta uma coloração amarelada no branco ou nas barras cinzas claras, e uma coloração azulada nas barras cinzas escuras e preta.
Observe que este teste foi feito com a mesma carga media no estagio final do transmissor, pois só assim é possível comparar corretamente os resultados.

    O MMSSTV permite facilmente verificar visualmente a quantidade de ruído nas três componentes de uma imagem do tipo GBR (como em Martin 1 na figura seguinte), usando a função SYNC, onde se obtém um negativo da varredura acromática da imagem, do jeito que ela é transmitida. Observe que toda a imagem colorida é na verdade transmitida sem cor nenhuma ! porque na recepção, cada parte será atribuída a um ponto da cor correspondente no tubo de raios catódicos ou no LCD.
A esquerda, a linha branca vertical é o pulso de sincronismo, seguido pela imagem da componente verde, depois a azul e finalmente a direita a vermelha.
Nota-se perfeitamente a péssima relação sinal ruído no azul , durante a onda de QSB no meio da varredura da imagem, transmitida por PY6AWV com Varisstv ! :

As respectivas amplitudes (V) dos sinais sinc, G, B e R podem ser vistas no oscilograma acima.

Na imagem seguite, fiz uma inversão de uma outra imagem vista com a função Sync, para virar positiva  e mudei a relação de aspecto para melhor visualização das três componentes :

    Conclusão: o Varisstv fornece a mesma qualidade de sinal que o SSTV normal, quando a relação sinal/ruído é alta, mas fornece resultados piores com baixas S/N, isto-é, com sinais fracos, isto com a mesma carga do transmissor (e portanto com o mesmo aquecimento) do que sem o Varisstv.

Portanto e infelizmente, não há vantagem nenhuma no uso do Varisstv.

E cá entre nós : SSTV é uma transmissão em FM desde que surgiu há muito tempo, e em FM a potência do sinal é constante : para que mudar a sua amplitude ???  Se FM não serve, então usemos outro modo.

Então, o que precisamos, é criar um novo modo de SSTV , talvez totalmente DIGITAL (sim, porque os modos atuais são ANALÓGICOS), com transmissão em QAM ou MT63 ou ...? : deixo a resposta para os grandes ENTENDIDOS no assunto !
Eu sou apenas um curioso...
Mas ao meu ver, uma transmissão assim, sem QRM, sem QSB, etc... não tem graça, e já existe na WWW...