Лекции по курсу Основы телевидения (1143046), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Вряде случаев используется одна матрица микрозеркал с временнымразделением RGB потоков.3511IID21 – ксеноновая лампа2 – параболический отражатель3 – тепловой фильтр (без него всё сгорит)4 – вращающиеся светофильтры5 – матрица микрозеркал6 – поглотитель (некая чёрная полость с чёрной ребристой матовойповерхностью изнутри, которая очень хорошо преобразует световую энергиюв тепло и не даёт ей переизлучаться обратно)7 – проекционный объектив.Матрицы микрозеркал – довольно специфические суперклапанныесистемы: в отличие от обычных ЖК матриц, они работают не на просвет, а наотражение.Матрица микрозеркал может отражать свет от своей поверхности или впоглотитель, как на рисунке (пиксель чёрный), или в проекционный объектив(пиксель белый).
За счёт использования ШИМ можно изменять яркостьпикселя вплоть до полутонов.Зеркало цвета не имеет. Чтобы сформировать цветное изображение,нужно исходный световой поток окрашивать в его составляющие. Этосделано в большинстве подобных проекторов с помощью вращающихсяфильтров.
Диск вращается достаточно быстро, в момент прохождениязелёного сектора формируется рельеф на матрице, который соответствуетзелёной составляющей изображения, затем красной и т.д. Моторчик36IID11вращается достаточно быстро, и мы не успеваем заметить смену этихфильтров. Изображение воспринимается как полноцветное.
Но еслипокрутить головой в стороны, можно заметить, как изображение напроекторе раскладывается на 3 составляющие как минимум: красный,зелёный и синий.Принцип действия: свет от мощной ксеноновой лампы поступает наматрицу микрозеркал через диск с вращающимися светофильтрами.По мере прохождения RGB фильтров в световом потоке на матрицемикрозеркал последовательно формируется монохромное изображение,соответствующее этим цветам.Смена светофильтров происходит достаточно быстро. Человек незамечает её в силу инерционности зрения.Каждая из микрозеркал матрицы может занимать два крайнихположения:- отражает свет в поглотитель;- отражает свет в сторону проекционного объектива.Так формируются чёрные и белые пиксели.
Для передачи полутоновпользуются ШИМ. Матрица установлена в фокальной плоскостипроекционного объектива, которая формирует изображение на внешнемэкране.Преимущества:+ предельно высокая контрастность по сравнению с другимисветоклапанными системами+ технология производства – технология производства интегральныхсхем (хорошо отработанная)Недостатки:- относительная сложность проектора- принципиальная невозможность получения цветного изображения наодной матрице- невозможность создания конструкций иных, кроме проектора- артефакты при передаче быстродвижущихся объектов (цветоваяокраска контура за счёт относительно медленной смены светофильтров)Существуют профессиональные системы с использованием трёхматриц и трёх источников света для получения цветного изображения.237IID11Устройства управления матричными электронно-оптическимипреобразователями.2Задачи, решаемые устройствами управления:1).
Преобразование входного сигнала в вид, пригодный для подачи наэлектронно-оптический преобразователь.В большинстве случаев приходится преобразовывать уровень входногосигнала, как аналогового, так и цифрового. Входные уровни, как правило,очень низкие и неспособны управлять элементами ЖК матриц (единицывольт), тем более, плазменными панелями (сотни вольт).В большинстве случаев имеет место несоответствие физическогоразрешения матрицы (например, HD) и разрешение входного сигнала(обычно SD). Т.е. прямая адресация элементам матрицы невозможна,сигналы необходимо преобразовывать.Задачу преобразования уровней выполняют драйверы, выполненные ввиде отдельных микросхем или печатных плат с дискретными транзисторамипо периметру матрицы.Задачу преобразования форматов выполняет видеопроцессор сдостаточно большой буферной памятью.
В эту память записываетсятелевизионный кадр в формате, соответствующем входному разрешению.Видеопроцессор извлекает эти данные, осуществляет интерполяцию и выдаёттот же кадр уже в формате, соответствующем физическому разрешениюматрицы.2). Адресация. Устройство управления формирует команды,заставляющие «светиться» определённые элементы матрицы в определённыймомент времени. Это осуществляется через упомянутые выше драйверы.3).
Управление яркостью отдельных элементов.Принцип управления яркостью разных преобразователей существенноотличается. В плазменных панелях и матрицах микрозеркал (в проекторах)это ШИМ (PWM – pulse-width modulation (PWM)).В ЖК матрицах изменяется угол поляризации в отдельных ячейках засчёт изменения управляющего напряжения.В специализированных микросхемах драйверов ЖК матриц «дробят»напряжение питания на несколько фиксированных значений, которые иопределяют угол поворота поляризации.
Величина шага определяетсяразрядностью матрицы (обычно 6-8 бит, реже 10 и более).Фотошоп имеет разрядность всего 8 бит на каждый цвет, но этоговполне хватает.3811IID2HDMI – High Definition Multimedia Interface.LVDS – low-voltage differential signaling – низковольтнаядифференциальная передача сигналов. Это витые пары, которые имеют делос очень маленькими сигналами. Преодоление границы 0,3 В плюс – 0,3 Вминус – это и есть «0» и «1». Достаточно большая помехоустойчивость. Засчёт того, что витых пар можно передавать достаточно быстро любоеколичество данных. Минус – протокол LVDS живёт только внутри одногоустройства, их нельзя соединять на большом расстоянии.Принцип работы схемы следует из задач, перечисленных выше.Кроме них, устройство управления позволяет выбрать источниксигнала (аналоговый или цифровой) с помощью электронного коммутатора,осуществить приём радиосигнала (аналогового или цифрового),преобразовать все аналоговые сигналы в цифровой вид.Обычно оцифровываются RGB составляющие видеосигнала илияркость и два цветоразностных сигнала.Видеопроцессор, память, АЦП, схема выбора входов, входные разъёмырасположены на отдельной печатной плате.
От неё сигналы управлениядрайверами передаются по кабелю по протоколу LVDS непосредственно наматрицу, по периметру которой расположены драйверы в виде бескорпусныхмикросхем или печатных плат с дискретными радиоэлементами.LVDS – высокоскоростной протокол для быстрого обмена даннымивнутри одного устройства. Пример – шлейф, идущий к крышке ноутбука.3911IIDСинхронизация в телевидении.2Требования к устройствам синхронизации:Развёртывающие устройства на приёмной и передающей сторонедолжны работать синхронно и синфазно.
В телевидении это достигаетсяпринудительной синхронизацией. Для этого на развёртывающее устройствона приёмной стороне передаются сигналы синхронизации, заставляющиесрабатывать их в строго определённое время.Система синхронизации должна обеспечивать:- требуемые параметры разложения: число строк в кадре, число кадровв секунду, тип развёртки (построчная или чересстрочная)- стабильные частоты анализа и синтеза изображенияЧастота строчной развёртки в ТВ стандартной чёткости около16 кГц,требуемое отклонение этой частоты 0,16 Гц.
это стабильность 10T . У кварцабольше.- максимальную геометрическую достоверность (полный размер иотсутствие разрывов)- форму сигналов, пригодную для передачи по одному каналу сизображением, простоту разделения- высокую помехозащищённость.Способы синхронизации передающих и приёмных ТВ устройствразличны.Все устройства студии синхронизируются от общеговысокостабильного синхрогенератора по отдельным кабельным линиям, вполностью цифровых студиях сигналы синхронизации интегрированы вобщий световой поток.Для синхронизации ТВ приёмников на телецентре формируетсядостаточно сложный сигнал, представляющий собой смесь строчных икадровых синхронизирующих и гасящих импульсов, которые передаются водном канале с видеосигналом.Гасящие импульсы запирают канал связи на время обратного ходаразвёртки (строчной и кадровой).
В эти же моменты времени передаютсястрочные и кадровые синхроимпульсы (более короткие). Вершины гасящихимпульсов служат для них пьедесталами, т.е. сигналы синхронизации всегда«чернее чёрного», поэтому не видны.Уровень сигналов синхронизации – порядка 30% от размахавидеосигнала. Это позволяет легко отделять так называемую синхросмесь отинформационной составляющей видеосигнала с помощью простогоамплитудного селектора.4011IID2Разница в длительности строчных и кадровых синхроимпульсовпозволяет разделять их с помощью простейших RC цепочек(дифференцирующих и интегрирующих).Короткие импульсы пройдут через дифференциатор CR.Длинный импульс пройдёт через интегратор RC.УГИ – 5%УСИ – 25-30% от уровня видеосигналаССИ расположены на вершине СГИ, КСИ – на вершине КГИ.Процесс разделения строчных и кадровых синхроимпульсов.Во время прохождения длительного кадрового синхроимпульсавозможен срыв строчной синхронизации (ССИ просто отсутствуют).
Чтобыэтого не происходило, длинный КСИ разбивают на части короткимиимпульсами-врезками, идущими со строчной частотой. Это никак не влияетна кадровую синхронизацию, но обеспечивает устойчивую строчнуюсинхронизацию в любой момент времени.41IID11Простейший амплитудный селектор – компаратор, либо транзистор снулевым смещением.Кривые напряжения на выходе дифференциатора и интегратора длясинхронизации развёрток в чистом виде непригодны. Чтобы придать импрямоугольную форму, используют пороговые амплитудные ограничители.Стабилитрон работает в обратном включении. Стабистор работает впрямом включении. Все низковольтные стабилитроны – это на самом делестабисторы.Всё существенно усложняется при чересстрочной развёртке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
