Телевизоры

      ТЕЛЕВИЗОР (от греческого tele — вдаль, далеко и латинского viso — способность зрения, зрение, видение) — специальное электронное устройство, которое преобразовывает сигналы телевизионных программ в звук и изображение.

По одной из версий первый телевизор появился в 1911 г. Но он был очень далек от привычных для  нас устройств, поэтому имя изобретателя и сведения о нем не сохранились.
 Историю телевизора также связывают с работой немецкого инженера П. Нипкова, который в 1884 г.  предложил систему механической  развертки луча. Такое устройство  представляло собой электромеханическую систему, в которой вращался  диск. С его помощью в одном месте  элементы изображения превращались в электрические сигналы, которые передавались по каналам связи  в другое место. Там они преобразовывались в картинку. Так транслировались элементы изображения на  расстоянии.
 В 1897 г. немецким ученым  Ф. Брауном была создана электронно-лучевая трубка. В1911 г. Б. Розинг  использовал ее для первой в мире  передачи. По некоторым источникам  он и считается изобретателем телевизора.
В 1923—1924 гг. В. Зворыкин сконструировал иконоскоп (передающую электронную трубку) и кинескоп (принимающую трубку). Эти изобретения и послужили основой телевизора.
Внутренняя сторона его принимающей трубки была сделана в виде ячеек.
С помощью электронно-лучевой трубки они освещались, «бомбардировались». В результате точки на экране начинали светиться.
    Сначала телевизоры были черно-белыми. Это связано с работой прожектора, прибора способного собирать свет в определенном месте. Для цветных моделей вместо одного использовалось три прожектора, которые создавали красное, зеленое и синее свечение. Но так как расстояние между разноцветными точками было очень маленьким, то они смешивались и давали яркую картинку. Трехкомпонентную систему предложил еще в 1900 г. А. Полумордвинов.
В 1957 г. В. Зворыкин предложил ученым новый вариант электронного микроскопа. Благодаря ультрафиолетовому из лучению исследователи могли получить цветное изображение  рассматриваемых клеток.
    Первый телевизор для продажи появился в 1939 г. Его корпус был сделан из орехового дерева. Первый пластмассовый корпус появился только в 1950-х гг.
    Цветные телевизоры получили распространение в 1950-х гг. Но небольшие детали на общем плане все равно оставались серыми, так как в цветном телевидении мелкие предметы не могли окрашиваться.
    Первый портативный телевизор появился в 1948 г. и представлял собой коробку с крышкой, которая не позволяла маленькому экрану разбиться. В 1950-х гг. крышки уже не было, а экран занимал всю поверхность одной из сторон телевизора. В 1970-х гг. для хорошего приема сигнала в портативных моделях стали применять выдвижные антенны.
У современных телевизоров есть пульты дистанционного управления.
Впервые появились они в 1950 г. благодаря одной из американских компаний.
Но тогда они соединялись с телевизором с помощью шнура. И уже в 1955 г. появились беспроводные модели, посылающие луч на систему управления телевизором. Но только в 1970-х гг. были изобретены пульты, которые могли не только переключать каналы и регулировать громкость, но и выполнять настроечные функции.
    У первых телевизоров экран был очень маленьким (12,7 см), а сам корпус, в который он помещен, большой. В конце 1940-х гг. эту проблему удалось устранить с помощью линзы. Он размещался перед экраном и представлял собой «емкость», которую заполняли водой. За счет этого изображение, получаемое на экране, увеличивалось. Но со временем такие недостатки устранили. Некоторые современные модели  представляют собой большой плоский экран, на задней части которого и находятся система управления.
Некоторые из них являются плазменными. Такое название происходит от устройства, которое используется  в такого рода телевизорах.
        Она представляет собой две  стеклянные панели, между  которыми расположены особые ячейки, заполненные газом (неоном или ксеноном). В такой среде происходит особый разряд, создающий излучение, а потом и свечение экрана. Но, несмотря на все новшества, в телевизорах все равно используются только три цвета (красный, синий, зеленый), которые и создают картинку.
Современные модели телевизоров представляют собой целые кинотеатры. Сначала их можно было встретить только в исследовательских центрах, например, космических. Сегодня такие модели появляются и дома. Благодаря размещению колонок, по которым идет звук к зрителю, можно создать ощущение, что ты находишься не дома, а в кинотеатре.
 

В основе телевидения лежат три физических процесса:

— преобразование оптического изображения в электрические сигналы,

— передача электросигналов на расстояние по каналам связи;

— прием электросигналов и обратное преобразование их в оптическое изображение.

В телевидении используются две особенности зрения человека — сравнительно низкая разрешающая способность глаза и инерционность зрения.

Инерционность зрения равна приблизительно 0,1 с, поэтому достаточно уменьшить интервал между световыми импульсами и свет будет ощущаться как непрерывный.

В современном телевидении изображение разбивают приблизительно на 500 тыс. элементов, расположенных в 625 строк.

Считывание этих сигналов производится последовательно (по элементам и строкам) электронным лучом. Электронный луч обегает все элементы со скоростью 1/25 с (25 кадров в секунду). Затем изображение уже в виде электрических импульсов направляется в антенну и далее в виде электромагнитных колебаний в пространство.

В телевизоре эти колебания преобразуются в оптическое изображение.

В основе цветного телевидения лежит трехкомпонентная теория цветного зрения.

Весь видимый цветной спектр, в том числе и белый цвет, может быть получен путем смешивания в определенных пропорциях трех основных цветов — зеленого, красного и синего.

Глаз человека содержит три вида рецепторов (колбочек), чувствительных к цвету: одни из них чувствительны к зеленой, другие — к красной, третьи — к синей части спектра.

При равном возбуждении всех трех видов рецепторов человек 3 видит белый цвет; при различном — цветное изображение.

Спектральная чувствительность глаза неодинакова. Наиболее чувствителен он к зеленому цвету, меньше — к красному, еще меньше — к синему.

Важным свойством цветного зрения, которое используется в телевидении, является неспособность глаза различать цвета очень мелких деталей.

Поэтому в цветном телевидении мелкие детали можно передавать в черно-белом виде.

Рис. Общая схема передачи и приема черно-белого телевизионного изображения

Изображение объекта (1) при помощи оптической системы (2) проецируют на передающую трубку (3), где и образуется видеосигнал (оптическое изображение преобразовалось в электрический сигнал) (рис. 33).

Видеоусилитель (4) усиливает сигнал и далее сигнал поступает в модулятор (5). Генератор (6) вырабатывает высокочастотные колебания, которые модулируются сигналом по амплитуде.

Телевизионный сигнал — это амплитудно-модулированные высокочастотные колебания.

В приемной телевизионной антенны электромагнитные колебания преобразуются в электрические и поступают в приемное устройство телевизора (9). Здесь они усиливаются и детектируются; из телевизионного сигнала выделяется видеосигнал.

Видеоусилитель (10) усиливает сигнал и направляет на кинескоп (11), где он преобразуется в оптическое изображение.

Блоки 7 и 13 осуществляют строчную и кадровую развертку гелеизображения по горизонтали и по вертикали.

Для обеспечения синхронизации в движении электронного луча в передающей и приемной трубках используют синхронизатор (8 и 12).

Передачу изображения ведут в УКВ-диапазоне с амплитудной модуляцией, а звукового сопровождения в УКВ-диапазоне с частотной модуляцией.

Согласно действующему стандарту на телевизоры, каждый кадр телевизионного изображения должен содержать 625 строк и состоять из двух полукадров с чересстрочным чередованием.

Кадры меняются с частотой 25 раз в секунду. Формат кадра — 3:4 (отношение высоты к ширине). Разложение изображения по строкам ведется в пятичастотных диапазонах, первые три расположены в области метровых волн, остальные в дециметровых.

Кинескопы черно-белого изображения

В кинескопе видеосигнал преобразуется в оптическое изображение. Кинескоп — это колба из высококачественного тугоплавкого стекла. Для исключения возможного разрушения на кинескоп надет металлический бандаж. Экран кинескопа изнутри покрыт тонким слоем вещества, способного светиться под действием электронной бомбардировки, — люминофором. Прожектор состоит из нескольких электродов: катода подогревного типа, управляющего, ускоряющего электрода, фокусирующего и анода. Сформированный на катоде кинескопа узкий пучок электронов — электронный луч, попадая на малый участок электрона, 1 вызывает свечение люминофора. На анод и катод кинескопа подается большое напряжение 12—18 В. На горловину кинескопа надета отклоняющая система, в результате действия которой 1 электронный луч последовательно пробегает по всему экрану.

Кинескопы цветного изображения

В кинескопе цветного изображения имеется три прожектора. Экран покрыт мельчайшими люминофорными точками в виде мозаики в строго определенном порядке. На пути электронных лучей, формируемых прожекторами, помещена маска (масочный кинескоп). В одном из отверстий маски три луча сходятся, а затем расходятся, попадая каждый на свой люминофор. Масочные кинескопы имеют недостатки: сложная система динамического» сведения лучей, малый коэффициент светоотдачи экрана. Эти недостатки в значительной степени устранены в кинескопе с компланарным (линейным) расположением прожекторов и щелевой цветоделительной маской. Щелевая маска имеет вертикальные прорези (щели). На экране люминофоры нанесены в виде чередующихся вертикальных полос «красного», «зеленого» и «синего» люминофоров. В кинескопе с линейным расположением прожекторов проще сведение лучей. Это дало возможность перейти к выпуску кинескопов с самосведением лучей.

Существующие системы черно-белого и цветного телевидения предусматривают преобразование непрерывных электрических сигналов, являющихся электрическими аналогами передаваемых изображений. На рубеже тысячелетий на смену телевизору классической конструкции с электронно-лучевой трубкой приходит техника с принципиально иными технологиями видеоизображения. В настоящее время прочные позиции в технологии обработки информации занимает цифровая электронная техника.

Сущность цифровой обработки телевизионного сигнала заключается в его дискретизации, т. е. в дроблении непрерывного аналогового сигнала на части. В эфир передаются микроимпульсы, которые передают информацию обо всех параметрах изображения — яркости, контрастности, цветности и др.

Цифровое телевидение обладает высокой надежностью, обеспечивает высокое качество изображения.

К системам видеовоспроизведения предъявляются новые требования: предельная совместимость (телевизоры должны работать с любым видеосигналом), многофункциональность (могут быть использованы как для бизнеса, так и для дома).

Основные параметры телевизоров

Параметры формируют потребительские свойства телевизоров, зависят от конструкции, качества комплектующих деталей, технологии и качества сборки телевизоров. Параметры нормируются стандартами раздельно для стационарных и переносных телевизоров.

Основные параметры: разрешающая способность, количество переключаемых каналов, размер экрана, чувствительность, контрастность, выходная и потребляемая мощность телевизора.

Разрешающая способность характеризуется четкостью изображения мелких деталей.

Размер изображения выражается размером диагонали экрана. Размер диагонали указывается в маркировке кинескопа.

В отечественных типах кинескопов диагональ экрана может иметь длину 16, 23, 25, 31, 32, 40, 50, 51, 61, 67 см. В импортных телевизорах диагональ экрана указывают в дюймах (1 дюйм = = 2,54 см). Для правильного просмотра передач необходимо, чтобы расстояние до экрана равнялось пятикратной длине его диагонали. Количество переключаемых каналов в современных телевизорах может быть 60 и более.

Яркость свечения выражается максимальной яркостью участков телевизионного растра или изображения в канделах на квадратный метр (кд/м²).

Контрастность определяется отношением яркости светлого участка изображения к яркости темного. Частотная характеристика воспроизводимых звуковых частот характеризует качество звучания телевизоров (для цветных телевизоров — 80—12 500 Гц).

Чувствительность — это способность принимать сигналы телецентра на определенном от него расстоянии; выражается в микровольтах (мкВ). Выходная мощность определяется громкостью звучания, составляет от 0,15—5,0 Вт в разных моделях.

Потребляемая мощность зависит от типа телевизора, особенностей схемы, характеризует его экономичность. Для современных телевизоров она составляет 17—250 Вт.

Для цветных телевизоров важными параметрами являются качество воспроизводимых цветов, баланс белого цвета (достоверность воспроизведения белого цвета цветным телевизором), статическое динамическое сведение электронных лучей (характеризуется точностью сведения трех цветных изображений в одно многоцветное).

На потребительские свойства телевизоров оказывают влияние габариты, масса, наличие сервисных функций. Сервисные функции современных телевизоров: экранное меню на русском языке, таймер включения и выключения, игровые функции, калькулятор, автоматическое выключение при отсутствии сигнала, автоматический выбор напряжения и др. Большое значение имеют безотказность, надежность, безопасность, ремонтопригодность телевизора.

Классификация и ассортимент телевизоров.

По виду изображения различают черно-белые и цветные телевизоры.

По типу питания — сетевые, с автономным и универсальным питанием.

По оформлению — стационарные и переносные.