DESCODIFICADOR DE SISTEMA MACROVISIÓN

Empleado inicialmente por la CBS-Fox en las cintas de video VHS sistema PAL que contenían la película Cocodrilo Dundee, el sistema de cifrado denominado Macro Visión se está introduciendo gradualmente cada vez más por parte de las compañías que alquilan películas o vídeos para prevenir que los usuarios realicen copias piratas de las cintas de vídeo. Este artículo describe el funcionamiento básico del sistema Macro Visión y propone un circuito experimental que anula la señal de protección anticopia.

Introducción.

En un sistema de televisión PAL la imagen se transmite (y se graba) con un formato de 625 lineas entrelazadas. Actualmente, la imagen o cuadro se transmite en dos campos de 312.5 lineas cada uno a una velocidad de 25 campos por segundo (50 imágenes por segundo o lo que es lo mismo la frecuencia de campo es de 50 Hz). Sin embargo, no todas las lineas transmitidas son visibles sobre la pantalla del receptor. El intervalo de borrado vertical VBI (vertical blanking interval) consta del impulso de sincronismo vertical (VS) y de 17 lineas de borrado que producen una barra negra en la parte superior de la pantalla cuando se desplaza la imagen hacia abajo por medio del ajuste de posición vertical de la imagen. Esta barra negra se puede observar fácilmente actuando sobre el ajuste anteriormente comentado pero se recomienda no comprobarlo personalmente si no se quiere pasar un buen rato volviendo a ajustar el televisor.

A pesar de que estas 17 lineas contenidas en el VBI no son visibles, muchas estaciones emisoras de TV las emplean para transmitir la señal del Teletexto y/o para transmitir señales de sincronismo para los magnetoscopios.

Muchas cintas de video emplean el intervalo de borrado vertical de la señal para guardar de forma codificada los datos de información o registro de la cinta, así como multitud de etiquetas y mensajes propios, información que sólo se pueden volver a leer con ayuda de un equipo especial cuya propiedad guarda celosamente el fabricante de la cinta de video grabada.

Como ya habrán intuido muchos de nuestros lectores, el sistema de codificación Macrovisión también emplea las lineas disponibles en el intervalo de borrado vertical.

Alteración del control Automático de ganancia.

En las últimas de cintas codificadas con sistema MacroVisión, el contenido de hasta 5 lineas, incluyendo 14 siguientes al impulso de sincronismo de campo, contienen un pulso cuya intención es alterar el normal funcionamiento de los circuitos de grabación de un magnetoscopio. Los siguientes párrafos explican en detalle esta alteración.

La amplitud de la señal de color CVBS (Composite Video Blanking Synchronisation, sincronismo de borrado de la señal compuesta de video) empleada por los magnestoscopios está normalizada a 1 Vpp sobre una carga de 75 ohm. La amplitud instantánea más alta y más baja de la señal de salida corresponde respectivamente a la máxima intensidad (nivel de blanco) y a la mínima intensidad (nivel inferior del impulso de sincronismo). El nivel de negro normalmente está situado por encima del nivel superior del impulso de sincronismo a una amplitud de 0.3 voltios.

Normalmente, todos los magnetoscopios incorporan un circuito de control automático de la ganancia (C.A.G.) en la entrada de señal para optimizar la relación señal/ruido y lograr que el amplificador de grabación reciba una señal con la amplitud estándar. La gran mayoría de estos circuitos C.A.G. son capaces de corregir amplitudes de entrada comprendidas entre 0.5 Vpp y 2 Vpp, siendo precisamente esta característica la base del sistema de codificación Macrovisión.

Las figuras pretenden representar una serie de lineas de imagen con diferente información o contenido. La figura se puede tomar como referencia ya que representa la bien conocida señal de barras de grises. Recordamos brevemente el formato de una señal de televisión, podrá apreciarse que toda linea comienza con el impulso de sincronismo de linea (HS), seguido por el denominado pórtico anterior, que sirve como referencia del negro (En una señal de color, este pórtico anterior transporta la denominada salva de color o burst). La información de vídeo que transporta cada línea sigue de forma inmediata al pórtico posterior, que en este caso concreto corresponde según hemos anticipado con una escala de grises (comparar esta señal con la representada en la figura que muestra una linea sin información).

Finalmente, la otra figura representa la señal que transporta una linea codificada con el sistema Macrovisión. Como puede apreciarse, esta señal está compuesta de cinco transiciones del negro al blanco a una frecuencia aproximada de 48 KHz, con un nivel de negro por debajo del nivel de referencia estándar alcanzando el nivel inferior del impulso de sincronismo de linea, al mismo tiempo que el nivel de blanco de la señal codificada tiene alrededor de dos veces la amplitud del nivel de blanco estándar.

La realización práctica del decofidicador/borrador del sistema Macrovisión sobre el circuito impreso representado en la figura no deberá presentar mayores problemas, no requiriendo más comentarios que los inherentes a la presencia de los seis puentes de hilo qúe deberán efectuarse.

Para gran agrado de muchos de nuestros lectores, el presente decodificador no precisa de ajustes si se emplean las resistencias del 1% y los condensadores de poliestireno y baja tolerancia referenciados en la lista de materiales.

El periodo de activación de los monostables MMVI y MMV2 se ha fijado a propósito más largo y más corto respectivamente de lo normal para compensar las posibies tolerancias de los componentes pasivos empleados.

Cuando se emplean condensadores y resistencias en los circuitos de retardo con una tolerancia mayor del 5%, algunas señales de interferencia del sistema MacroVisión pueden alcanzar a los circuiios de grabación del magnetoscopio, dado que el interruptor ES2 o bien conmuta demasiado tarde o bien deja pasar la señal de video demasiado pronto. En este caso, se pueden emplear potenciómetros multivuelta en lugar de R30 y R31 para lograr un mejor ajuste de los tiempos de retardo. Asimismo, se puede utilizar para IC1 circuitos integrados del modelo 74HC4066 en lugar de 74HCT4066. Para tal efecto, también puede funcionar correctamente el modelo LOCMOS HEF4066, pero este tipo de circuito no ha sida comprobado en la práctica.

Como podrá entenderse fácilmente, casi todos los circuitos de C.A.G. no funcionarán correctamente al intentar corregir una señal de este tipo, cuyo efecto de interferencia se incrementa debido a la variación del nivel máximo del blanco.

Los circuitos de C.A.G. de la gran mayoría de los magnestoscopios emplean el impulso de sincronismo horizontal como referencia para ajustar la amplitud de la señal de video. El nivel del pórtico anterior se mide con referencia al nivel inferior del impulso de sincronismo y se ajusta alrededor de 0,3 V. En las lineas afectadas por la señal anticopia del sistema MacroVisión, el nivel más bajo de la señal iguala al nivel inferior del impulso de sincronismo, originando que los circuitos de grabación del magnestoscopio tomen estos niveles como auténticos impulsos de sincronismo.

Ante estos falsos impulsos desincronismo, los circuitos de C.A.G. del magnestoscopio ajustan la ganancia del amplificador de entrada en base al siguiente nivel de negro, que realmente no es un nivel de negro sino que corresponde con el máximo nivel de blanco de la señal anticopia. Como podrá entenderse, los circuitos de C.A.G. no actúan correctamente y reducen la amplitud de la señal de tal forma que la imagen se vuelve negra y dificilmente sincronizable. El nivel de blanco tan elevado empleado en el sistema MacroVisión puede también hacer efecto sobre los sistemas de protección de sobrecarga de los C.A.G., reduciendo la amplitud de la señal incluso aún más.

Efectividad de la codificación

El grado de interferencia originado por la señal anticopia del sistema Macrovisión situada en el VBI varia de un magnetoscopio a otro. Además de este hecho, parece sorprendente que la señal anticopia afecte sólo a los circuitos de entrada de los magnestoscopios y no a la gran mayoría de los equipos receptores de televisión.

Parece lógico entrever de la exposición anterior que el efecto de la interferencia originada por la señal anticopia del sistema MacroVisión depende principalmente del funcionamiento dinámico de los circuitos C A.G. de los magnestoscopios. En efecto, este funcionamiento se define por la constante de tiempo de regulación del circuito. Algunos magnestoscopios poseen C.A.G. de respuesta rápida, mientras que otros disponen de circuitos C.A.G. relativamente lentos. Estos últimos modelos son bastante insensibles a las señales presentes en el VBI, por lo que pueden emplearse para copiar cintas de video, incluso si están protegidas por el sistema Macrovisión.

Generalmente, los modernos equipos receptores de televisión no sufren inestabilidad por el sistema de codificación MacroVisión debido a que el funcionamiento del generador interno, controlado por PLL, de Sincronismos de linea normalmente no está afectado por los pulsos de interferencia, dado que el nivel de referencia del negro se deduce correctamente de la señal de entrada. Además de esta situación, normalmente en estos receptores de televisión no existen circuitos de protección de sobrecarga de los circuitos C.A.G., ya que simplemente los niveles de señal que exceden al máximo nivel de blanco permitido se recortan.

Decodificador/borrador del sistema MacroVisión

La principal tarea encomendada al decodificador/borrador presentado consiste en el reconocimiento de la señal anticopia del Sistema Macrovisión en el VBI de 10 lineas sucesivas, reemplazado esta señal anticopia con una señal sin información o en blanco (nivel de negro), de ahí el nombre de borrador asignado simultáneamente al de decodificador.

Una vez planteada de forma tan sencilla la función a realizar, en el desarrollo del presente decodificador Se pudo ver claramente la gran dificultad de su puesta en práctica. El circuito propuesto a continuación es relativamente complejo ya que fue diseñado con la idea de emplear componentes discretos y fácilmente disponibles en el mercado, en lugar de utilizar circuitos integrados especializados, que por supuesto son mucho más caros y, en muchas ocasiones, casi imposible de localizar.

El funcionamiento básico del decodificador/borrador del sistema Macrovisión se detallará tomando como referencia el diagrama de bloques representado en la figura y el diagrama eléctrico del circuito mostrado en la otra figura.

En la sección de entrada del circuito, los transistores T1 y T2 forman un amplificador-búffer de ganancia 2. Seguidamente, la señal Se recorta por medio de Dl y se aplica al comparador IC2 (amplificador operacional BiMos modelo CA3130) dónde se filtran y separan los impulsos de sincronismo horizontal (H) y vertical (V).

Los impulsos de sincronismo de linea u horizontales se aplican a través de la red de filtraje formada por C5-L2-T5 a la entrada de control del conmutador electrónico ES4. Similarmente, los impulsos de sincronismo de campo o verticales Se aplican al transistor T6 después de haber pasado por un filtro LC paso bajo. Los impulsos de sincronismo de campo presentes en el comienzo del intervalo de borrado vertical sirven para definir el intervalo de tiempo disponible para capturar la señal MacroVisión.

El flanco de subida del impulso de sincronismo de campo disparan el monostable MMV1, el cual introduce un retardo de 300 pS al tiempo de la cuarta linea (ver figura), que como se ha comentado anteriormente es donde comienza la señal de interferencia del sistema Macrovisión. Una vez transcurrido el tiempo de retardo, la señal de salida del monostable MMV1 dispara al segundo monostable MMV2 cuya salida controla a los conmutadores electrónicos ES1, ES2 y ES3.

Durante la señal anticopia del sistema Macrovisión, el conmutador ES2 bloquea la señal de vídeo mientras que el conmutador ES1 inserta el nivel de negro, obtenido por medio del divisor resistivo R7-R8, al búffer de salida formado por T3-T4.

Los impulsos de sincronismo de línea necesarios para las líneas en blanco insertadas se generan por medio del transistor T5 a través del conmutador ES4, situado la puerta del transistor T3 a masa.

El tiempo de activación del monostable MMV2 está dimensionado en 589 pS, equivalente a la duración de 9 de las 10 líneas empleadas por el sistema Macrovisión. Una vez que se ha sustituido el contenido de estas líneas por lineas con un nivel de negro continuo, el conmutador ES2 deja pasar de nuevo la señal normal de vídeo hasta que el decodificador se dispare de nuevo.

Obsérvese que no es posible borrar exactamente la señal durante 640 VS (10 líneas) puesto que originaria errores de pureza de color en el borde superior de la imagen. En algunos casos, el sistema Macrovisión también afecta a la salva de color.

La presencia de los indicadores LED incorporados al decodificador/borrador evitan la necesidad de emplear un osciloscopio para comprobar rápidamente si una cinta de vídeo está codificada con el sistema Macrovisión. Cuando se aplica una señal de vídeo correcta o sin codificar al decodificador/borrador presentado, los LED de respuesta a los impulsos de sincronismo horizontal y vertical lucen ligeramente, mientras que el LED de Cinta Protegida parpadeará cuando se reconozca una señal Macrovisión.

El búffer de salida del decodificador/borrador puede atacar hasta dos cargas de 75 Ohm. El amplificador de entrada del decodificador/borrador deberá ser atacado desde una fuente de 75 Ohm con una amplitud máxima de 1 Vpp (puede ser necesario el empleo de un preamplificador o un atenuador para asegurar el cumplimiento de estos niveles).

Lista de componentes

* siemens serie B31063 13n9: ±2.5%; 10n: ±5%)

^{Última actualización Junio de 1997}