Большая энциклопедия техники
Шрифт:
В кинотеатре изображение передается со скоростью 24 кадра в одну секунду, что воспринимается как непрерывное изображение. В телевидении также электрические сигналы передаются от элементов поочередно в промежуток времени, равный 0,05—0,1 с.
Телевидение, как и радиовещание, является массовым средством распространения информации. Основа трех принципов телевидения – преобразование света в электрические сигналы, передача их по каналам связи и преобразование сигналов в световые импульсы, была заложена еще в конце XIX в.
В 1873 г. У. Смит открыл внутренний фотоэффект, в 1888 г. А. Г. Столетов установил закономерности внешнего фотоэффекта. В 1895 г. А. С. Попов изобрел радио, в 1907 г. Б. Л. Розинг разработал систему, при которой изображение передавалось на расстоянии при использовании электронно-лучевой трубки, и уже через два года доказал на практике свои научные теоретические изыскания.
Первое телевидение передавало яркостную характеристику каждого элемента изображения. В черно-белом телевидении видеосигнал
В отличие от черно-белого в цветном телевидении осуществляется передача не только составляющей яркости, но и информация о цвете каждого элемента изображения. В телевизионной передающей камере находятся три трубки, создающие яркость и цветность сигналов. Это связано с тем фактом, что все природные краски можно передать с помощью трех основных цветов – красного, синего и зеленого. Цветная приемная телевизионная трубка обладает тремя лучами и мозаичным экраном.
Местом рождения электронной телевизионной системы считается не одна страна, а сразу несколько. До сих пор идут жаркие споры на тему, какой же стране принадлежит право называть себя страной-изобретательницей телевидения. Многие отдают предпочтение Германии, Великобритании, Венгрии и даже Узбекистану. Русские историки настаивают на том, что телевидение было изобретено петербургским профессором Б. Л. Розингом, а уже последующее развитие и коммерческое внедрение принадлежит по праву ученику Розинга В. К. Зворыкину. Сам Зворыкин, родившийся в России, свои разработки в области телевидения делал в Америке, поэтому в итоге получилось, что телевидение изобрел американский ученый. Он считается отцом телевидения, хотя сам всю жизнь это отрицал и претендовал только на роль изобретателя кинескопа. Вторым отцом телевидения считается также русский, точнее, белорусский инженер Д. Сарнов. Поворотом в его судьбе стал момент, когда в 1912 г. молодой еще телеграфист Сарнов принял сигналы SOS с тонущего «Титаника». Но на этом его роль в истории не закончилась. Проработав в компании знаменитого Г. Маркони несколько лет, Дэвид заработал много денег и вложил их в телевизионные разработки Зворыкина. Поэтому в 1944 г., когда на первом собрании Общества телевизионных вещателей его назвали отцом телевидения, он не отказался от своего титула. Третьим отцом телевидения, по мнению американцев, считается У. Пейли, также выходец из России. Удачно женившись в США на дочери газетного магната, Пейли стал основателем компании CBS. Изобретение цветного телевидения принадлежит по праву армянскому инженеру О. Адамяну. В 1907 г. он запатентовал аппарат двухцветного телевидения. Это устройство передавало красно-белое изображение по проводам на расстояние 600 км. В нем находились две газосветовые трубки, одна из которых излучала красный свет, другая – белый. В 1925 г. Ованес изобрел трехцветный прибор «эратес», что в переводе с армянского означает «дальновидец». Изображение передавалось вращающимся диском с прорезями, т. е. механическим, а не электронным способом.
Телевизионная антенна
Телевизионная антенна – это антенна, передающая и принимающая сигналы телевизионных вещательных программ, т. е. радиосигналов телевизионного изображения и его звуковой дорожки. Телевизионная антенна имеет вид горизонтального вибратора, такого, как штырь и т. д.
Телевизионные антенны бывают приемные и передающие, работающие в метровом и дециметровом диапазоне. Передающая антенна изготавливается в виде системы горизонтальных вибраторов. Величину коэффициента усиления и форму диаграммы направленности антенны определяют схемой питания и расположением вибраторов. В горизонтальной плоскости диаграмма направленности телевизионной антенны имеет форму круга, а в вертикальной – лепестка, который имеет направление вдоль земной поверхности. В метровом диапазоне используются турникетные антенны при небольших размерах поперечного сечения опоры антенны. В других случаях применяются телевизионные антенны панельного типа, которые собираются из отдельных панелей. Панели образуются вибраторами и несколькими вспомогательными элементами.
В зависимости от формы диаграммы направленности антенны панели размещаются равномерно или хаотично, радиоволны излучаются ими с фазовыми сдвигами. Еще одним видом передающей антенны являются антенны, которые представляют собой радиальные штыри, т. е. штыревые антенны. Штыри в антенне распределены по всей окружности поперечного сечения башни и находятся перпендикулярно ее поверхности.
Телевизионная антенна, принимающая радиосигналы, бывает индивидуального или коллективного вида. Примером индивидуальных антенн могут служить антенны спутниковой связи и телескопические комнатные антенны. Коллективной, как правило, выступает антенна типа волнового канала, обычно с одним направлением и в наружном исполнении. Антенны могут быть много– и одноканальными, широкополосными. Многоканальные телевизионные антенны работают в полосе частот нескольких телевизионных каналов. Линейные или петлевые вибраторы используются в качестве индивидуальных
При скором изготовлении комнатной телевизионной антенны, которая должна работать в метровом диапазоне волн, применяются гетинакс или фольгированный стеклотекстолит. Ненужную фольгу удаляют пассатижами или с помощью ножа. Частотная характеристика антенны легко регулируется благодаря конструкции.
Эфирная телевизионная антенна представляет собой металлическую конструкцию, которая устанавливается на крыше здания и принимает эфирные сигналы. Наземные телевизионные сигналы получаются антенной в пределах видимости телецентра. Качество телевизионного приема зависит от расстояния между антенной и телецентром, помех из-за передающих устройств, рельефа местности и т. д.
Спутниковая антенна состоит из головки приемника и параболического зеркала, т. е. отражающей тарелки. Головка приемника преобразует сигналы. Геостанционные спутники посылают цифровые импульсы на антенны, в результате чего осуществляется прием изображения.
Телевизионная передающая камера
Телевизионная передающая камера – это устройство, преобразующее оптическое изображение объекта в видеосигнал. Видеосигнал при передаче поступает в канал связи или в устройство видеозаписи. Телевизионная передающая камера состоит из передающей телевизионной трубки, объектива, видеоусилителя и генератора разверток. Сокращенно устройство называется телекамерой.
Телевизионные передающие камеры делятся на вещательные камеры и телекамеры для промышленного телевидения. Под вещательными камерами понимаются такие типы камер, как камеры для показа фильмов, дикторские, студийные, внестудийные камеры и т. д. В промышленном телевидении применяются телекамеры подводного телевидения, для космических исследований, для черно-белых и цветных передач и т. д. Телекамеры, которые используются в подводном телевидении, достаточно герметичны, выдерживают разнообразные давления и имеют дополнительные источники освещения для проведения съемок на глубине. Телекамеры, применяющиеся для работы в космосе, способны проводить съемки при любых температурных перепадах, при высоком уровне радиации и даже в абсолютном вакууме. В вещательной телекамере присутствует видоискатель с кинескопом для удобства обслуживания камеры оператором. На экране кинескопа отображается передаваемое телекамерой изображение. Телевизионные передающие камеры, которые предназначены для цветных передач, обязательно имеют дополнительную информацию о цвете определенного участка сцены. В подобных камерах, как правило, содержится три передающие телевизионные трубки, формирующие сигналы. Сигналы соответствуют трем цветам светового потока – зеленому, синему и красному. Разделяет световой поток на цвета, т. е. компоненты, цветоделительная оптическая система. Она представляет собой многогранную призму, которая покрыта либо системой дихронических зеркал, либо дихроническими пленками. Система зеркал находится между светочувствительным элементом передающей телевизионной трубки и объективом. Видеосигналы после передающей телевизионной трубки усиливаются и передаются по кабелю на кодирующее устройство и камерный канал. В этих устройствах формирование телевизионного видеосигнала завершается. Изображения, которые формируются тремя передающими телевизионными трубками, геометрически совмещаются автоматически или вручную в специальных устройствах.
В последнее время телевизионные передающие камеры совершенствуются, масса и габариты уменьшаются, автономность увеличивается. В результате модернизации были созданы цветные телевизионные передающие камеры с одной трубкой и кодирующим оптическим фильтром, их размеры максимально приближены к размерам кинокамер. Автономность телекамер достигается за счет удлинения камерных кабелей. Кроме того, телекамера может представлять собой самостоятельный блок с кодирующим устройством и синхрогенератором. Полный сигнал с телекамеры записывается переносным магнитофоном либо передается по радиоканалу.
В современных телекамерах часто применяются не сами передающие телевизионные трубки, а их аналоги, матричные и однострочные приборы, у которых имеется зарядовая связь. Вариообъектив проецирует изображение объекта на светоделительный блок, разделяющий световой поток на три составляющие. Основным элементом каналов с кадровым переносом зарядов является матрица, которая преобразует распределение светового потока в секцию накопления. В секции накопления находится потенциальный рельеф, который представляет собой поверхностное распределение фотогенерированных носителей заряда. Когда кадровый гасящий импульс движется, зарядное поле перемещается в зоны хранения, в секцию памяти.