Загальна характеристика телебачення

Основу телепередачі становлять три фізичні процеси: перетворення оптичного зображення в електричні сигнали; передача електричних сигналів через канали зв'язку; перетворення переданих електричних сигналів в оптичне зображення.

Телебачення ґрунтується на тому, що поверхню кожного предмету можна розглядати як комбінацію дуже великої кількості точок з різною яскравістю, пропорційно якій можна за допомогою фотоелемента дістати електричні сигнали і передати їх на відстань, а в місці прийняття сигналів перетворити їх знову на точки, що світяться з різною яскравістю і відносне розташування яких відповідає розміщенню їх в оригіналі.

Комплекс телевізійних засобів, що забезпечують передачу зображення і звуку від джерела інформації до її одержувача, називають телевізійним трактом. Структурна схема телевізійного тракту показана на рис. 1.31.

Рис. 1.31. Структурна схема телевізійного тракту: 1 - об'єктив; 2 - мікрофон; 3 - передавальна трубка; 4,17 - генератор рядкової розгортки; 5 - підсилювач звуку; 6 - відеопідсилювач; 7,14-генератори кадрової розгортки; 8 - перетворювач каналу; 9 - синхрогенератор; 10 - перетворювач приймача; 11 - селектор синхроімпульсів; 12 - канал звуку; 13 - підсилювач відеосигналу; 15 - гучномовець; 16 - кінескоп.

В нього входять три основних елементи: передавальний пристрій, лінія зв'язку і приймальний пристрій. Як і в передавальному, так і в приймальному пристроях виділяються три канали: канал зображення, канал синхронізації і розгортки, канал звуку. Канал зображення починається з телевізійної передавальної трубки 3, яка здійснює фотоелектричне перетворення. На трубку за допомогою об'єктива 1 проектується зображення, що передається. Сигнал зображення (відеосигнал), що створюється на виході передавальної трубки надходить на відеопідсилювач 6, де він підсилюється і формується для подальшого передавання каналом зв’язку. В приймачі телевізійний сигнал підсилюється в підсилювачі відеосигналу 13 і подається на кінескоп 16, який служить відтворюючим пристроєм.

Інформація про кожний елемент зображення передається послідовно в часі за рахунок розгортки, котра здійснюється на передавальному і приймальному боці генераторами рядкової розгортки 4, 17 і генераторами кадрової розгортки 7, 14, які переміщують електронні промені в передавальній і приймальній трубках по горизонталі уздовж рядків і по вертикалі. Узгодження руху електронних променів досягається застосуванням спеціальних синхронізуючих імпульсів (синхроімпульсів), що виробляються синхрогенератором 9 в передавальному пристрої, для управління роботою всіх генераторів розгортки. Очевидно, що синхронізуючі імпульси повинні бути передані і в приймальний пристрій. З цією метою вони змішуються у відеопідсилювачі з сигналами зображення. Цю суміш, щоб відрізнити від відеосигналу, називають телевізійним сигналом. У приймачі синхронізуючі імпульси відділяються від відеосигналу за допомогою селектора синхроімпульсів 11 і використовуються для управління роботою генераторів рядкової 17 і кадрової 14 розгорток.

У багатьох системах передавання сигналу зображення йде паралельно із звуковим супроводженням. Іноді звук передається окремим каналом зв'язку, але може передаватись і в загальному каналі, як показано на рис. 1.31. У цьому випадку звуковий сигнал з мікрофона 2 після проходження через підсилювач звуку 5 подається на перетворювач каналу 8 і разом з телевізійним сигналом загальним каналом зв'язку надходить в приймач. На виході перетворювача приймача 10 сигнал звуку відділяється від телевізійного сигналу, перетворюється і підсилюється в каналі звуку 12 і подається на гучномовець 15. У більшості випадків безпосередньо передавати телевізійний сигнал лінією зв'язку не можливо, тому його приходиться перетворювати до вигляду, придатному для цієї мети. В приймальному пристрої для відновлення вихідного телевізійного сигналу виконують зворотне перетворення. Лінія зв'язку разом із перетворювачами створюють канал зв'язку. Суть перетворень у перетворювачі каналу і перетворювачі приймача залежить від лінії зв'язку, що використовується, яка може бути кабельною, радіо, оптичною або якоюсь іншою, а також від методу передавання сигналів цією лінією.

В сучасних телевізійних пристроях в якості фотоелектричних перетворювачів переважно використовують передавальні телевізійні трубки. Серед них мають велике поширення видикони і їх модифікації. Будова видикона показана на рис. 1.32.

Рис. 1.32. Будова видикона: 1 - сигнальна пластина; 2 - фоторезистивний шар; 3 - колба; 4 - сітка; 5 - другий анод; 6 - перший анод; 7 - управляючий електрод; 8 - катод; 9 - фокусуюча котушка; 10 - котушки, що відхиляють.

Трубка видикона у вигляді циліндричної колби 3, із якої відкачане повітря. На торцеву внутрішню поверхню колби нанесене провідне напівпрозоре покриття 1, яке називається сигнальною пластиною, а поверх нього - фоторезистивний шар 2, який здатний під дією світла змінювати свою провідність. Сигнальна пластина з нанесеним фоторезистивним шаром створює мішень видикона.

З протилежного боку колби розміщені катод 8, управляючий електрод 7 і перший анод 6, які утворюють разом із другим анодом 5 електронний прожектор трубки, призначений для формування тонкого електронного променя. Другий анод закінчується сіткою 4, котра служить для створення однорідного електричного поля в області мішені. Фокусується електронний промінь на мішені за допомогою довгої фокусуючої котушки 9, яка створює однорідне магнітне поле, силові лінії якого направленіпаралельно осі трубки. В такому полі електрони рухаютьсяуздовж магнітних силових ліній, неначе навиваються на них, і попадають у центр мішені. Для переміщення електронного променя по всій поверхні мішені використовують дві пари відхиляючих котушок 10: одну для відхилення променя по горизонталі, іншу по вертикалі. Поля відхиляючих котушок, накладаючись на поле фокусуючої котушки, змінюють форму силових ліній, уздовж яких рухаються електрони, створюючи необхідне зміщення променя (рис. 1.32). На рис. 1.33 зображена еквівалентна схема мішені видикона.

Кожний елемент мішені, умовно визначуваний площею, що перекривається перерізом електронного променя, можна представити як паралельне з'єднання елементарних конденсатора С і фото резистора R. Електронний промінь по черзі оббігає всі елементи мішені і тим самим здійснює почергове підключення (комутацію) елементів мішені до навантаження R_н, яке послідовно увімкнене в коло сигнальної пластини. Під дією електронного променя зі струмом і ₁ потенціал правої обкладинки кожного елементарного конденсатораС (рис. 1.33.) доводиться до потенціалу катода. Післявідходу променя конденсатор починає розряджатися через шунтуючий його фоторезистор R, величина опору, якого залежить від освітленості даної дільниці мішені: чим більше світла, тим менше опір. На освітлених дільницях мішені конденсатор розряджається швидше, ніж на затемнених, тому при черговому циклі комутації для доведення потенціалу мішені до потенціалу катода на світлих ділянках буде потрібно більше електронів, а на темних менше.

Електрони, що використовуються з цією метою, створюють в колі навантаження струм сигналу і_с, який пропорційний освітленості даної ділянки мішені. Спад напруги U_с на резисторі R_н, викликаний цим струмом, утворює сигнал зображення. Невикористані електрони, що створюють струм і₂, повертаються назад уздовж силових ліній магнітного поля і поглинаються першим анодом 6. розподіл зарядів елементарних конденсаторів на поверхні мішені називають потенціальним рельєфом. Він адекватний розподілу освітленості у зображенні. Поряд з видиконом широко застосовуються: плюмбикон, глетикон, секон та інші, котрі різняться від розглянутої конструкції структурою мішені, яка забезпечує більш високу якість перетворення світло - сигнал.

Будова телевізора. Телевізор складається з таких блоків (рис. 1.34): 1. Приймач. 2. Звуковий супровід. 3. Відеопідсилювач. 4. Синхронізатор. 5. Кадрова розгортка. 6. Рядкова розгортка. 7. Кінескоп. 8. Випрямляч низьковольтний. 9. Випрямляч високовольтний. 10. Гучномовець.

Сьогодні телевізор є майже в кожнім будинку. Ми без особливих труднощів освоїли керування ним і знаємо: одна кнопка потрібна, щоб перемикати програми, за допомогою інших роблять настроювання, третьою регулюють гучність звуку. А що знаходиться усередині? Як виникає з радіохвиль зображення на екрані?

За своєю будовою телевізор (від грецького слова (tеlе - удалину, далеко і латинського vіsо - дивлюся) набагато складніший від будь-якого радіоприймача: адже одночасно зі звуковим супроводом він приймає і сигнали зображення. Радіохвилі, що несуть «зашифровані» зображення і звук, збуджують у приймальній телевізійній антені високочастотні електричні коливання, які за допомогою кабелю попадають у телевізор.

Багато телевізійних центрів ведуть передачі декількох програм одночасно. Для вибору тієї або іншої програми в телевізорі мається блок настроювання (перемикач телевізійних каналів), що зв'язаний з високочастотним підсилювачем.

Оскільки сигнали зображення і звуку передаються на різних, що відрізняються одна від одної частотах, то після підсилення їхні високочастотні коливання розділяються і йдуть далі по окремих каналах. Коливання, що несуть сигнали звукового супроводу, попадають у звуковий блок. Тут вони перетворюються детектором звуку в коливання звукової частоти, які через підсилювач низької частоти приходять до динамічної головки гучномовця.

В блоці зображення детектор виділяє з високочастотних коливань відеосигнали. Через відеопідсилювач ці сигнали попадають на керуючий електрод кінескопа і, змінюючи інтенсивність електронного променя, відтворюють на його екрані зображення.

Переміщення електронного променя по рядках і кадрах кіне­скопа (розгорнення зображення) відбувається за рахунок струмів особливої пилкоподібної форми, що проходять через обмотки рядкових і кадрових котушок системи кінескопа, що відхиляє. Від звичайного змінного струму пилкоподібний струм відрізняється тим, що його сила падає значно швидше, ніж зростає. Якщо зобразити його графік, то вийде рисунок, що нагадує зуби пилки. Пилкоподібний струм виробляють генератори рядків і кадрів, що входять до складу блоку розгортки зображення. Свій рух електронний промінь починає з верхнього лівого кута екрана. Спочатку прокреслюється перший рядок. Дійшовши до його кінця, промінь швидко повертається назад і при цьому зміщується трохи нижче. Потім він знову проходить той самий шлях, але вже по другому рядку. Так рядок за рядком він оббігає весь екран кінескопа. І лише з нижнього правого кута промінь, що прокреслив 625 рядків, знову повертається у вихідне положення.

Однак змусити промінь тільки рухатися по екрані ліворуч, праворуч і зверху від нього - ще недостатньо для одержання правильного зображення. Необхідно також забезпечити синхронність (погодженість у часі) руху електронного променя кінескопа з рухом променя передавальної телевізійної трубки. В блоці зображення телевізора прийняті синхронізуючі імпульси виділяються з відеосигналу і направляються в блок розгортки для керування роботою генераторів рядків і кадрів.

Кольоровий телевізор складніший від чорно-білого. Він має спеціальний пристрій, що розділяє прийняту суміш кольорових відеосигналів на 3 групи сигналів, що відповідають червоному, зеленому і синьому кольорові. Ці сигнали подаються до кольорового кінескопа і створюють на його екрані багатокольорове зображення.

Чим відрізняється кольоровий телевізор від чорно-білого? Чи набагато він складніший? Звернемося до структурної схеми, що зображена на рис. 1.35. Вузли, виділені фарбуванням, - радіочастотний блок, що поєднує усі високочастотні ланцюги, відеодетектор, підсилювач відеосигналу, блок розгортки, каналзвуку - характерні і для чорно-білого телевізора, а вузли незафарбовані - блок кольоровості, пристрій, що відтворює зображення, блок зведення, лінія затримки - є специфічними для кольорового телевізора.

Відтворюючий пристрій кольорового телевізора представляє собою спеціальну трубку - кольоровий кінескоп. Застосовують пристрої із трьома кінескопами: з червоним, зеленим і синім світіннями. У кожному кінескопі відтворюється відповідне кольоророздільне зображення, а потім три зображення сполучаються на загальному екрані. Для точного сполучення кольоророзділених зображень застосовують блок зведення, що виробляє спеціальні сигнали.

Кількість і форма цих сигналів залежать від застосовуваного відтворюючого пристрою, наприклад, у пристрої з трьома кінескопами необхідно роздільно регулювати розміри, положення і форму кадру, а також лінійність розгорнення в кожнім кінескопі. Найбільш специфічний вузол кольорового телевізора - блок кольоровості. Функція цього блоку у всіх системах телебачення однакова: виділення сигналу кольоровості з повного телевізійного сигналу і його декодування. Однак структура блоку в різних системах відрізняється, оскільки розрізняються способи кодування кольорових сигналів.

Дата добавления: 2014-01-07