Основы телевизионной передачи

В настоящее время согласно действующему в России ГОСТ 7845—79 «Система вещательного телевидения» изображение разбивается на 625 строк. Полное число строк составляет кадр; в одну секунду передается 25 кадров. Для предотвращения мелькания изображения на экране телевизора полное число строк одного кадра передается в два приема (двумя полукадрами): в первом      полукадре — нечетные, а во втором — четные строки изображения. Такая развертка изображения называется чересстрочной. Для обеспечения синхронности разверток в передающих и приемных устройствах телевизионной системы в начале каждой строки и каждого кадра передаются управляющие строчные и кадровые импульсы.                                 

Совокупность нормированных характеристик и параметров,
определяющих систему вещательного телевидения, определяет
телевизионный стандартвещательного телевидения. В настоящее
время в мире действуют более 10 стандартов аналогового телевизионного вещания, обозначенных заглавными буквами латинского алфавита В, D, G, Н, I, К, KI, L, М, N и др.

Телевизионные программы в России и большинстве других стран
практически полностью передаются в цветном изображении. Системы цветного и черно-белого телевидения совмещены, т.е. передачи телевизионных сигналов цветных и черно-белых программ передаются по одним и тем же каналам связи и стандартам.                              

Принцип передачи и воспроизведения цветных изображений втелевидении основан на теории трехкомпонентности цветового зрения человека и аддитивном синтезе цветов, согласно которому все многообразие природных цветов можно воспроизвести опти­чески с помощью трех основных цветов.

В соответствии с этим принципом в телевизионной передающей камере цветное изображение разделяется на три одноцветных (мо­нохромных) изображения основных цветов — красное, зеленое и синее. Затем их преобразуют в три исходных видеосигнала, пропорциональных соответственно красной, зеленой и синей состав­ляющим цвета, анализируемого в процессе телевизионной раз­вертки исходного оптического изображения. Для формирования телевизионного сигнала и передачи его в канал связи в системе цветного телевидения применяют специальные методы цветового кодирования информации.

В настоящее время в различных странах мира для организации цветного телевизионного вещания используются следующие три основные системы цветного телевидения, совместимые с черно-белым телевидением:

PAL (от начальных букв английских слов phase alternation line — перемена фазы по строкам), принятая в ФРГ, Великобритании, Нидерландах и ряде других стран Европы, а также в Австралии;

SECAM (от начальных букв французских слов systeme en couleur avec memoire — цветная система с запоминанием), принятая во Франции, в России и некоторых других странах Европы и Африки;

NTSC (от начальных букв английских слов national television sistem commitee — национальный комитет телевизионных систем), принятая в США, Японии и некоторых других странах.

Общим для всех этих систем цветного телевидения является то, что в целях обеспечения совместимости информация о распределении яркости исходного оптического изображения переда­ется с помощью сигнала яркости, аналогичного телевизионному
сигналу черно-белого телевидения.

Благодаря цифровой технологии обработки аналоговых сигна­лов в настоящее время создана и функционирует спутниковая си­стема телепередач, или спутниковая ТВ-Система. Принцип дей­ствия спутниковой ТВ-системы состоит в следующем. Передающая Станция кодирует первичную аналоговую телеинформацию циф­ровым кодом и посылает ее на спутник, расположенный на гео­стационарной орбите. Спутник находится в плоскости экватора на высоте 35 800 км от поверхности Земли и вращается с такой же угловой скоростью, как и Земля, поэтому с поверхности Земли он кажется неподвижным.

На спутнике устанавливаются несколько антенн диаметром от 5 до 11 м (ретрансляторов), которые преобразуют принимаемый сигнал на другую частоту, усиливают и передают его. Источником для электропитания аппаратуры служат солнечные и электрохимические батареи.

Каждый спутник транслирует сразу несколько телевизионных и радиоканалов. Часть этих каналов передается в цифровом виде, а часть — в аналоговом (используется в основном система PAL). Одни телевизионные каналы открыты для свободного доступа (их можно смотреть бесплатно), другие каналы закрыты, их невоз­можно принимать без специального спутникового декодера (бло­ка обработки сигнала цветности).

Для приема сигнала со спутника необходима специальная спут­никовая антенна с конвертером и позиционером и спутниковый тюнер-ресивер.

Зеркало спутниковой антенны (тарелка) принимает пучок ра­диоволн и фокусирует его на конвертор— устройство, которое усиливает и изменяет частоту принятого антенной сигнала. Чем больше площадь зеркала антенны, тем выше коэффициент усиле­ния сигнала в конверторе.

На территории Европы используются антенны диаметром 45 см. По мере продвижения на восток диаметр необходимой антенны постепенно увеличивается до 2 м.

Различают антенны осесимметричные (круглые) с конверто­ром на оси зеркала и офсетные (яйцевидной формы) с конвертором, смещенным относительно оси. Последние эффективнее, так как конвертор в них не затеняет зеркало антенны, что несколько увеличивает коэффициент усиления.

Зеркала антенн могут быть изготовлены из стали, стеклопластика, литого термопласта и алюминия. По целому ряду факторов алюминиевые антенны считаются наиболее эффективными.

Наиболее совершенные антенны комплектуются позиционером. Это устройство, которое запоминает координаты спутников и по команде с пульта управляет положением антенны-тарелки.

Сигнал с конвертора по кабелю передается в спутниковый тюнер-ресивер, который служит для предварительного усиления сигнала до определенного уровня. Наиболее, совершенные тюнеры имеют встроенную систему подавления шумов, функцию воспроизведения стереозвука, память до 1ч500 программ с 64 спутников и очень высокую чувствительность к слабым сигналам.

Тюнер может принимать только открытые спутниковые программы. Для приема закрытых, самых интересных спутниковых программ  требуется подключение отдельного спутникового декодера.  Доступ к закрытым каналам можно получить после приобретения, специальной карточки, которая вставляется в декодер и позволяет раскодировать принимаемый сигнал. Каждая карточка рассчитана на определенный срок действия, зависящий от внесенной суммы. Если оплату не возобновить, декодер неплательщика заносится в «черный список», при этом в. эфир посылается paдиосигнал, отключающий этот декодер. После оплаты в эфир передается сигнал активации декодера и передачи возобновляются.

Синхронное преобразование видеосигналов по элементам и стро­кам в видимое изображение на экране телевизора.

Телевизор (ТВ, TV) состоит из телетюнера, кинескопа, усилителя аудио- и видеосигналов и громкоговорителей.

Телетюнер— радиоэлектронное устройство, предназначенное , для приема и преобразования радиосигналов вещательного телевидения в видеосигналы и электрические сигналы звуковой частоты.

Кинескопыподразделяются на монохромные (черно-белые) и цветные.

Экран черно-белого кинескопа изнутри покрыт сплошным слоем люминофора, обладающего свойством светиться белым цве­том под воздействием потока электронов. Тонкий электронный луч формируется электронным прожектором, размещенным в горловине кинескопа. Управление электронным лучом осуществляет­ся электромагнитным способом, в результате чего он в ходе раз­вертки последовательно сканирует экран по строкам, вызывая свечение люминофора. Интенсивность (яркость) свечения люминофора в ходе сканирования изменяется в соответствии с электрическим сигналом (видеосигналом), несущим информацию об изображении.

Экран цветного кинескопа изнутри покрыт дискретным слоем, люминофоров (в форме кружков или штрихов), светящихся красным, зеленым и синим цветом под действием трех электронных пучков, формируемых тремя электронными прожекторами. Все кинескопы цветного изображения перед экраном имеют цветоделителъную теневую маску. Она служит для того, чтобы каждый из трех электронных лучей, одновременно проходящих через многочисленные отверстия маски в ходе сканирования, точно попадал на свой люминофор (первый — на зерна люминофора, светящиеся красным цветом, второй — на зерна люминофора, светящиеся зеленым цветом, третий — на зерна люминофора, светящиеся синим цветом).

Функциональные возможности телевизоров с цифровой обработкой видеосигнала часто обеспечивают электронный останов изображения (стоп-кадр), его пошаговый показ (стробирование), скачкообразное или постепенное увеличение изображения, а также параллельную демонстрацию двух и более изображений на экране (режимы PIP, POP). После введения коррективов видеосигнал снова переводится в аналоговую форму.                                                                     

100-герцевая технология заключается в том, что каждый кадр
телевизионного изображения воспроизводится на экране телевизора с удвоенной частотой, что практически полностью исключает мерцание. Для удвоения частоты кадров аналоговый сигнал сначала переводится в цифровую форму («оцифровывается») и
запоминается. Затем этот видеосигнал считывается, преобразует­ся в аналоговую форму и дважды воспроизводится на экране. На основе 100-герцевой технологии построена борьба с шумами. Шумом в изображении называют «снег» или «муар».                                           

Цифровая система шумоподавления (digital noise reduction —
DNR) находит все белые люминофоры («снег») в окружении цветных и приписывает им средний по окраске цвет. В результате картинка становится чище и резче. Алгоритм DNR обеспечивает почти полное подавление мерцаний неподвижных элементов изображение.

Более высокое, чем DNR, качество изображения позволяет получить плазменная панель,которая устанавливается вместо традиционной электронно-лучевой трубки.

Плазменная панель представляет собой матрицу из множества миниатюрных газоразрядных лампочек – пикселей. Импульс зажигания заставляет светиться заключенный в них ионизирован­ный газ. Ионизированные молекулы газа называются плазмой. По­этому газоразрядные панели получили название плазменных па­нелей или плазм.

Плазменные панели имеют ряд других преимуществ перед традиционными кинескопами:

намного безопаснее, так как отсутствует высоковольтный источ­ник напряжения (25 000 В), необходимый для функционирования обычного кинескопа и являющийся главной причиной создания вредных электрических полей и рентгеновского излучения;

универсальны; благодаря тому, что большинство плазменных панелей выпускается с форматом изображения 16x9, их можно использовать в качестве телевизоров, дисплея персонального ком­пьютера, экрана для домашнего кино, мультимедиа и игровых приставок; современные Модели комплектуются компьютерным дисководом или устройством считывания смарт-карты, что по­зволяет загружать необходимую информацию без помощи компь­ютера;

исключительно компактные размеры: толщина панели с диагональю экрана в 1 м не превышает 10... 15 см, что позволяет использовать их в настенном варианте;

одна из последних моде­лей плазменных панелей (fujitsu PDS-4212E) имеет габаритные размеры 1050 х 640 х 80 мм;

надежность панелей в 2 раза выше, чем надежность традиционных кинескопов; их технический ресурс составляет не менее 30 тыс. ч.

Единственным серьезным недостатком плазменных панелей является их высокая цена.

Новая цифровая технология буквально вытесняет аналоговые
передачи.

Оцифрованные сигналы практически не подвержены электрическим и магнитным помехам, поэтому качество приема изображения и звука в цифровом телевидении намного выше, чем в аналоговом.                                                                                                            

Сигналы звукового сопровождения в телевизорах формируются, как и в радиоаппаратуре, по каналу УКВ.