ПЕРЕДАЧА І ПРИЙОМ ТЕЛЕВІЗІЙНИХ СИГНАЛІВ

Всі телевізійні системи мають загальні властивості, які характерні для будь-якого комплексу технічних засобів. Взаємозв'язок пристроїв телевізійної системи показаний на рис. 2.7.

Рис. 2.7. Структурна схема телевізійної системи

При передачі зображення по каналу зв'язку (КС) здійснюється синхронний і синфазноє рух електронного променя перетворювача "світло — сигнал" передавальної трубки (ПТ) і кінескопа (К) телевізійного приймача. Перетворювач "світло — сигнал" перетворить світлову енергію в електричні сигнали. Синхронізація руху електронних променів при передачі і прийомі здійснюється спеціальними синхронізуючими імпульсами, які поступають від блоків розгортки (БР).

До виходу перетворювача "світло — сигнал" підключено пристрій посилення і формування (УФ) сигналу, що подає телевізійні сигнали в канал зв'язку. До складу телевізійного сигналу, окрім синхроімпульсів, входять гасячі імпульси, призначені для замикання передавальної і приймальної трубок під час зворотного ходу рядкової і кадрової розгорток.

У телевізорі виробляють посилення і селекцію сигналів (блок ВУС), а також перетворюють за допомогою кінескопа електричні сигнали в оптичне зображення.

При роботі передавальних телевізійних трубок істотне значення мають фотоефект і вторинна електронна емісія.

Фотоефектом називають здатність деяких речовин змінювати свої електричні властивості під дією світла. Розрізняють зовнішній і внутрішній фотоефекти. При зовнішньому фотоефекті речовини випускають електрони під дією світлових променів. Це пояснюється тим, що у деяких речовин електрони зовнішніх оболонок слабо пов'язані з атомом. Тому при освітленні електрони, одержавши додаткову енергію, яка достатня для подолання сили тяжіння з боку ядер атомів, покидають атоми і йдуть з речовини в зовнішній простір.

Внутрішній фотоефект полягає в тому, що при освітленні електрони, що звільнилися, залишаються усередині речовини, збільшуючи його електропровідність. Пристрої, в яких використовують внутрішній фотоефект, називають фотоопорами.

При бомбардуванні електронами з великою швидкістю з металевої речовини вибиваються нові вторинні електрони. Такий процес називають вторинною електронною емісією. Відношення кількості вибитих вторинних електронів до кількості бомбардуючих (первинних) електронів називають коефіцієнтом вторинної електронної емісії.

Перша передавальна телевізійна трубка із зовнішнім фотоефектом була названа іконоскопом. На зміну цій трубці прийшов суперіконоскоп з великою чутливістю. Пізніше в телебаченні стали використовувати суперортікон і суперізокон. Ці передавальні трубки є електровакуумні прилади, в яких використовується розгортка зображення електронним променем. Їх вхідним елементом є світлочутлива поверхня (фотокатод), що володіє зовнішнім фотоефектом.

Під дією світла фотокатод випромінює фотоелектрони, кількість яких пропорційна його освітленості. Зображення передаваного об'єкта проектується на фотокатод, тому різні ділянки його випромінюють різну кількість фотоелектронів відповідно до їх освітленості. Розподіл потоку фотоелектронів, що створюється за допомогою фотокатода, називають електронним зображенням.

Електронне зображення з фотокатода системою електродів, що створюють прискорююче поле, переноситься на мішень. Надалі за допомогою електронного променя виробляється перетворення електронного зображення в електричні сигнали.

У передавальних телевізійних трубках з внутрішнім фотоефектом зображення передаваного об'єкта перетвориться як би в рельєф опорів, відповідний рельєфу яскравості об'єкта. Рельєф опорів прочитується також за допомогою електронного променя передавальної трубки. До таких трубок відносяться відікони, са-тікони, бівікони, які відрізняються простотою, невеликою вартістю, малими габаритами і масою.

До складу деяких конструкцій передавальних телевізійних трубок входять фотоелектронні помножувачі, в яких для посилення сигналів використовується явище вторинної електронної емісії. Коефіцієнт посилення струму у фотоелектронних помножувачах може бути дуже великим (до 10 000 000).

Важливим етапом в розвитку телевізійної техніки є впровадження твердотелих фотоелектричних перетворювачів, які приходять на зміну електровакуумним приладам. Вони володіють малими розмірами і високими технічними показниками, дозволяють легко суміщати зображення від декількох датчиків телевізійного сигналу, забезпечують багато видів обробки зображень. Будуються фотоелектричні перетворювачі на основі приладів із зарядовим зв'язком.

Електричний сигнал перетвориться у видиме зображення приймальною телевізійною трубкою (кінескопом), пристрій якої описаний в першому томі даного підручника.

Можливі два способи передачі сигналу: позитивний, коли найбільшій яскравості відповідає найбільша амплітуда сигналу, і негативний, коли найбільшій яскравості відповідає найменша амплітуда сигналу. Гідність негативного способу полягає в тому, що перешкоди на екрані кінескопа менш помітні, чим при позитивному способі. Якщо передача здійснюється за негативним способом, то при зміні сигналів за рахунок перешкод на екрані будуть темні смуги або крапки. При позитивному способі передачі такі ж перешкоди на екрані матимуть вид світлих смуг або крапок. Суб'єктивно чоловік більше помічають світлі смуги і крапки. Тому застосовують негативний спосіб передачі.

Сформований і підготовлений до передачі телевізійний сигнал повинен мати чотири складові: 1) сигнал зображення, що містить інформацію про яскравість елементів зображення; 2) рядкові і кадрові імпульси синхронізації генераторів розгортки; 3) рядкові і кадрові імпульси гасіння електронного променя кінескопів; 4) постійну складову.

У інтервалі часу і (рис. 2.8) передається сигнал зображення, який відповідає яскравості окремих елементів одного рядка. Тривалість передачі цього сигналу складає 53,8 мке, а миттєві значення його розташовуються між рівнями білого і чорного.

Рис. 2.8. Форма телевізійного сигналу на тимчасовому інтервалі, де Відсутні кадрові імпульси

Період рядкової розгортки рівно 64 мкс. За час и.пс = 64--53,8=10,2 мкс передається рядковий гасячий імпульс, який гасить електронний промінь на час зворотного ходу по рядку. На рядковому гасячому імпульсі розташований рядковий синхронізуючий імпульс тривалістю 1с.стщ = 5,1 мкс. Амплітуди імпульсів синхронізації складають 25 % всього розмаху i/max телевізійного сигналу, що забезпечує їх надійне відділяння від сигналів зображення, оскільки імпульси синхронізації мають постійні амплітуди і не залежать від змісту зображення. Синхроімпульси забезпечують синхронний і синфазноє рух електронних променів передавальної камери телецентру і кінескопа телевізора.

Сигнали зображення не повинні бути більше рівня чорного, оскільки буде важко відокремити синхроімпульси від сигналів зображення. Якщо не гасити електронний промінь під час зворотного ходу по рядку, то помітно підсвічуватимуться темні місця зображення і погіршає його контрастність. Тому вершини гасячих імпульсів знаходяться на рівні чорного, щоб замикати електронний промінь кінескопа під час зворотного ходу рядкової розгортки.

Рядкові гасячі імпульси призначені також для передачі постійної складової телевізійного сигналу, яка модулює гасячі імпульси по амплітуді.

Період кадрової розгортки складає 20 мс, а тривалість кадрового гасячого імпульсу, який замикає електронний промінь під час зворотного ходу кадрової розгортки, — 1,5 мс. За відсутності кадрових гасячих імпульсів на зображенні будуть видно рідкісні світлі смуги. Це викликано тим, що електронний промінь під час зворотного ходу переходить з нижньої частини зображення на верхню, а генератор рядкової розгортки при цьому продовжує працювати. Тому на одному напівкадрі буде накреслено 1500 : 64 = 23,5 рядки, а на кадрі, який складається з двох напівкадрів, — 23,5x2 = 47 рядків. За наявності кадрових гасячих імпульсів (рис. 2.9) 47 світлих смуг на зображенні будуть відсутні.

Рис. 2.9. Форма кадрових гасячих імпульсів

На кадровому гасячому імпульсі розташований кадровий синхроімпульс, тривалість якого рівна трем рядкам, тобто 64x3 = 192 мкс. Амплітуди кадрових синхроімпульсів також складають 25 % всього розмаху телевізійного сигналу. Кадрові синхроімпульси набагато довше за рядкові синхроімпульси, що дозволяє використовувати в схемі телевізора прості схеми їх виділення.

Якщо під час зворотного ходу кадрової розгортки не передавати рядкові синхроімпульси, то можливі значні відхилення частоти автоколебаній генератора рядкової розгортки, а це приведе до спотворення рядків у верхній частині екрану телевізора і до нестійкості положення деталей зображення. Тому рядкові синхроімпульси розташовують на кадровому гасячому імпульсі. Щоб не припинялася синхронізація рядкових схем розгортки при передачі кадрового синхроімпульса, усередині нього є врізання, які в телевізорі перетворяться в рядкові синхроімпульси.

На рис. 2.10 приведена спрощена структурна схема монохромного (чорно-білого) телевізора, на основі якої можна розглянути основні особливості обробки сигналу в приймальному тракті каналу телевізійного віщання. Сигнали з виходу антени (А) поступають на підсилювач високої частоти (УВЧ) блоку перемикача телевізійних каналів (ПТК). УВЧ підсилює сигнали зображення і звуку, які сприймаються антеною. Далі сигнал поступає на змішувач (СМ), до якого подаються також коливання від гетеродина (Г).

Рис. 2.10. Структурна схема телевізійного приймача

Частоту гетеродина /г вибирають вищою, ніж частота сигналу, що поступає від антени телевізора. Тому проміжні частоти зображення /пи і звуку /п.3 на виході змішувача будуть:

де /„.и і /н.з — що несуть частоти відповідно зображення і звуку.

Отже, в спектрі проміжної частоти /„,,>/„, /п.,-38 Мгц, /„., =31,5 Мгц.

Сигнали зображення і звуку посилюються підсилювачем проміжної частоти (УПЧ) і потім поступають на амплітудний детектор (ПЕКЛО), на виході якого відновлюється початковий спектр сигналів зображення зі всіма необхідними імпульсами. За рахунок биття сигналів з частотами /п.л і fu.3 на виході амплітудного детектора виділяється також різницева частота /р = /п.и-/п.з = 38-31,5= = 6,5 Мгц. Сигнали різницевої частоти, як і проміжної частоти звуку, будуть промодуліровани по частоті. В даному випадку несуча проміжна частота зображення виконує роль гетеродина для сигналів звукового супроводу телебачення.

Після амплітудного детектора повний телевізійний сигнал посилюється відеопідсилювачем (ВУ). За допомогою фільтру, налаштованого на частоту 6,5 Мгц, виділяють сигнали різницевої частоти, які далі поступають на підсилювач різницевої частоти (УРЧ) і частотний детектор (ЧД). Потім сигнали звукового супроводу програми поступають на підсилювач низької частоти (УНЧ) і гучномовець (Г).

Щоб сигнали різницевої частоти не поступали до електроду кінескопа (К) телевізора, що управляє, між відеопідсилювачем і кінескопом ставлять загороджуючий фільтр, налаштований на частоту 6,5 Мгц. Сигнали, які подаються на електрод кінескопа, що управляє, несуть інформацію про яскравість елементів зображення. За допомогою амплітудного селектора в блоці синхронізації (БС) виробляється виділення імпульсів кадрової і рядкової синхронізації, які відповідно подаються до генератора кадрової розгортки (ГКР) і генератора рядкової розгортки (ГСР). Вихідний каскад кадрової розгортки (ВКК) і вихідний каскад рядкової розгортки (ВКС) підсилюють сигнали з метою отримання необхідних пилкоподібних струмів у відхиляючих котушках кінескопа.

При спільній роботі рядкової і кадрової розгорток на екрані кінескопа утворюється растр. Переміщення електронного променя кінескопа в горизонтальному напрямі забезпечується схемою рядкової розгортки, а у вертикальному напрямі — кадровою розгорткою.

Для живлення анода кінескопа необхідна дуже висока напруга (15...20кВ). Таку напругу можна одержати від окремого джерела живлення, що приведе до ускладнення і дорожчання схеми. Оскільки споживання енергії в ланцюзі високої напруги мало, то його одержують за допомогою випрямляння імпульсів рядкової розгортки. Щоб одержати необхідну високу напругу, використовують трансформатор, що підвищує, і помножувач напруги, який одночасно випрямляє і умножає його. У деяких конструкціях телевізорів схема високовольтного живлення (В) кінескопа містить трансформатор імпульсів рядкової розгортки, що тільки підвищує, і випрямляч.

Гідність розглянутого способу перетворення частоти при виділенні звуку полягає не тільки у відсутності необхідності мати окремі гетеродин і змішувач, але також і в тому, що для отримання неспотвореного відтворення звуку не потрібна точна настройка приймача. У даній схемі відхилення частоти гетеродина від номінального значення приводить до однакової зміни проміжних частот відеосигналу і звуку, а різницева частота залишається постійною і рівною 6,5 Мгц.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
СПЕКТР ЧАСТОТ ТЕЛЕВІЗІЙНОГО СИГНАЛУ	\|	СИСТЕМИ КОЛЬОРОВОГО ТЕЛЕБАЧЕННЯ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.