Bases_of_the_television (Литература - Основы телевидения и видеотехники)

Москатов Е. А. Основы телевидения. http://moskatov.narod.ruОсновыТелевидения1Москатов Е. А. Основы телевидения. http://moskatov.narod.ruМоскатов Е. А. Основы телевидения. (Краткий конспект лекций). Издание 1. –Таганрог, 2005. – 26 с., ил.Лицензионное соглашениеДанная книга распространяется по лицензии freeware. Книгу разрешаетсякопировать, размножать и печатать, если это делается на некоммерческойоснове и не извлекается выгода. В случае её коммерческого применения,например, если Вы хотите продавать, сдавать в прокат, аренду всю книгу илилюбую её часть, то на это требуется согласие её автора (Москатова ЕвгенияАнатольевича) за гонорар.

Перекомпоновка книги запрещается. Запрещаетсяизменять содержимое, удалять сведения об авторстве. Книга распространяется“как есть”, то есть её автор не несёт ответственности за возможный ущерб,упущенную выгоду и прочее. В случае некоммерческой публикации (например,на сервере бесплатных материалов) следует поставить автора в известность, атакже явно указать авторство и источник, с которого произведена публикация.Это же относится и к случаю публикации книги на диске (или ином носителеинформации) приложения к журналу.Если Вам интересно, то можете посетить мой официальный сайтhttp://www.moskatov.narod.ru, на котором можно найти техническиепрограммы, их исходные тексты, книги и много другой полезной информации.©Москатов Е.

А.2Москатов Е. А. Основы телевидения. http://moskatov.narod.ruФизические основы телевидения§ Физические основы передачи изображенияТелевидение – это передача изображения на расстояние с помощьюэлектронных устройств. При передаче изображения формируютсяэлектрические сигналы элементов изображения, при этом один кадризображения разбивается на строки. Количество строк строго фиксированно постандарту 625/50 или 575/60. При формировании отдельных строк элементыизображения преобразуются в электрические сигналы аналоговой илицифровой формы. Для преобразования элементов изображения в сигналприменяют приёмопередающие элементы, которые позволяют преобразоватьквант световой энергии в электрический сигнал.Световая энергия, полученная приёмопередающей трубкой (ППТ) (или,другое название, электронным “глазом”), вначале поступает на потенциальный(резистивный) рельеф изображения.

Он представляется в виде элементовматрицы. В каждый момент времени на рельеф поступает световая энергияопределённой интенсивности. Для преобразования световой энергии вэлектрическую каждого отдельного резистивного элемента изображенияприменяется электронный луч. Он обеспечивает ток в цепи, в которую включёнрезистор элементов изображения (рис. 1). Изображение со временем меняется,поэтому со временем меняется и ток в цепи каждого элемента изображения. Сучётом интенсивности световой энергии и величин потенциалов отдельныхрезистивных элементов соответственно будут изменяться величиныэлектрических сигналов.§ Приёмопередающая трубкаОсновными элементами ППТ являются:1.

Фоторезистивный слой (фотомишень).2. Мелкоструктурная сетка, обеспечивающая дискретное представлениефотомишени и находящаяся перед фоторезистивным слоем.3. Электронная пушка.4. Отклоняющая система, обеспечивающая формирование магнитного поля,которое изменяется по закону пилообразного напряжения.5. Катушкаиндуктивности,обеспечивающаялинейностьлучаиперпендикулярность попадания его на фотомишень по всей её плоскости.6. Токосъёмное кольцо, контактирующее со всем резистивным слоем.В результате в ППТ электронный луч перемещается строго по закону:слева направо, сверху вниз.

Изображение на экране прямоугольное. Дляобеспечения этого длительность одной строки строго фиксирована – ровно 64мкс.3Москатов Е. А. Основы телевидения. http://moskatov.narod.ru6543~URн 1+2-Рис. 1. Устройство приёмопередающей трубки.Принцип работы. Сформированный электронный луч под воздействиемположительного напряжения мишени обеспечивает ток в цепи, котораявключает в себя сопротивление элементов фотомишени и сопротивлениенагрузки Rн. Полезный сигнал элемента изображения снимаетсянепосредственно с токосъёмного кольца, так как при протекании тока черезсопротивление нагрузки Rн на ней образуется падение напряжения.§ Аппаратные средства формирования ПТСПолный телевизионный сигнал (ПТС) – сложный по структуретелевизионный сигнал, состоящий из синхроимпульсов строк, кадров,уравнивающих импульсов, гасящих импульсов строк и кадров, а такжевидеоинформации в виде аналоговых сигналов, изменяющихся от 10 до 70 %от уровня ПТС.При формировании ПТС строго по стандарту определяются длительностивсех сигналов, составляющих ПТС:•длительность строчных синхроимпульсов – 4,7 … 5 мкс;•длительность гасящих строчных импульсов – 10 мкс;•длительность кадровых синхроимпульсов – 160 мкс;•длительность гасящих кадровых импульсов – 1612 мкс.Для формирования ПТС как низкочастотного сигнала и последующейпередачи его в эфир применяют следующие аппаратные средства.1.

ППТ, предназначенная для преобразования излучаемой световой энергии вупорядоченную серию сигналов строк и кадров.2. Синхрогенератор, необходимый для формирования кадровых, строчных иуравнивающих синхроимпульсов (синхросмеси), а также кадровых истрочных синхроимпульсов.4Москатов Е. А. Основы телевидения. http://moskatov.narod.ru3. Генератор развёртки ППТ, который обеспечивает формирование сигналов.4. Промежуточный усилитель, который усиливает сформированные сигналыППТ.5.

Линейный усилитель, который формирует окончательно ПТС с учётомэнергетических уровней. Максимальный уровень синхросмеси – 100 %;максимальный уровень видеосигналов (уровень чёрного), соответствующийминимуму синхросмеси – 75 %; минимальный уровень видеосигналовизображения (уровень белого) составляет от 10 до 12 %.Передниеуравнивающиеимпульсы1 2 3 4 5 6UКадровыесинхроимпульсы1 2 34Задниеуравнивающиеимпульсы1 2 3 4 5 6СтрочныесинхроимпульсыУровеньчёрного5Уровень белого0tНечётные строкиUЧётные строки1 2 3 4 56112 34 562 3 4 5Кадровый гасящий импульс0Чётные строкиНижний край изображенияtНечётные строкиВерхний край изображенияРис.

2. Полный телевизионный сигнал чёрно-белого телевизора.Для обеспечения жёсткой синхронизации в область кадровыхсинхроимпульсов “врезают” 25 уравнивающих импульсов с частотой 30 кГц доКСИ и 25 – после, то есть всего 50 штук. А КСИ представляет собой пачку из 5импульсов. Для передачи в эфир этот низкочастотный сигнал ПТС подаётся намодулятор передатчика.

Для сужения спектра передачи ПТС телецентранижнюю боковую частоту несущей изображения, промодулированную высокойчастотой (ВЧ), подавляют при помощи фильтра. Усиленная верхняя боковаянесущая частота изображения подаётся в антенну для преобразованиявысокочастотных колебаний в электромагнитную волну. Передачаизображения осуществляется методом амплитудной модуляции.

Одновременносинхронно, в такт с изображением, передаётся звуковое сопровождениеметодом частотной модуляции. При этом несущая звука по отечественномустандарту больше, чем несущая изображения телецентра, на 6,5 МГц. Нижняябоковая частота полностью не подавлена, и она занимает ширину 1,25 МГц.Участок нижней боковой полосы оставлен ввиду того, что в случае егоотсутствия, в приборах, подавляющих нижнюю боковую полосу, возможны5Москатов Е. А. Основы телевидения. http://moskatov.narod.ruфазовые искажения, значительно ухудшающие качество изображения [6, с.

26].Это особенно заметно, если искажения возникают на частотах, близких кнесущей.К антеннеВыходнойкаскадППТГенераторЛУФПБУФСинхрогенераторМГенератор несущей частотыРис. 3. Функциональная схема телевизионного передатчика.EEyНесущая f звукаНесущая f изображения6,0 МГц0,75 МГц0,25 МГцF1,25 МГц6,375 МГц6,5 МГц8,0 МГцРис.

4. Частотная характеристика телевизионного сигнала.6Москатов Е. А. Основы телевидения. http://moskatov.narod.ruНа рисунке 4 EY – яркостный сигнал. Он позволяет получить на экранечёрно-белое изображение.§ Передача цветного изображенияВ основу цветного телевидения положен принцип расщепления цветовойэнергии от элемента изображения на три составляющих цвета – красный, синийи зелёный. В соответствии с волновой теорией цвета, красный цвет имеетдлину волны 687 нм, зелёный цвет – 527 нм, синий цвет – 485 нм.Для получения чистых красных, синих и зелёных цветов применяетсясистема дихроических зеркал (это специальные составные зеркала, которыепозволяют пропускать или отражать определённую волну света) [4, с. 42].В видеокамере применяют два дихроических зеркала, расположенныхвзаимно перпендикулярно.

При этом первое зеркало отражает красный цвет ипропускает зелёный и синий. Второе зеркало отражает синий и пропускаетоставшийся зелёный цвет.Для получения электрических сигналов аналоговой или цифровой формыER, EG и EB (R – red – красный, G – green – зелёный, B – blue – синий)отражённые цвета подаются на приёмопередающие трубки, которые иформируют электрические сигналы цветов каждого элемента изображения.BRGGBRBGRΣEB-YEYER-YРис. 5. Схема получения электрических сигналов цветного изображения.EY – яркостный сигнал.

Полученные сигналы обеспечивают формированиеЦПТС. Сигнал яркости EY передаётся основной несущей изображения. Этот7Москатов Е. А. Основы телевидения. http://moskatov.narod.ruсигнал является основным, который обеспечивает совмещение различныхтелевизионных систем. В телевизионном приёмнике получается сигналзелёного цвета EG, который не передаётся, а формируется по следующейформуле:EY = 0,3 ER + 0,59 EG + 0,11 EB.При передаче цветного изображения, независимо от системы, спектрЦПТС будет иметь следующий вид.EEyfни fподн.ER-Yfподн.EB-YfнзFРис. 6. Спектр ЦПТС.§ Физические основы построениятелевизионного приёмникаВ основу построения любого телевизионного приёмника положенаструктура ПТС и методы его передачи. В соответствии с общими принципамипостроения ПТС и его передачи телевизионный приёмник долженобеспечивать следующие виды работ.1.