Передача изображений наблюдаемых объектов в телевидении осуществляется электрическим способом, т.е. оптическое изображение объекта преобразуется в электрический сигнал, передаваемый по каналу связи, который затем в месте приема преобразуется в телевизионное изображение.
Для телевизионной системы, когда изображение непосредственно воспринимается наблюдателем, степень точности воспроизведения изображения рассматриваемого объекта ограничивается физиологическими характеристиками зрения: в первую очередь, разрешающей способностью глаза, его контрастной чувствительностью и инерционностью зрительного восприятия. Поэтому при телевизионной передаче изображение объекта условно разбивается примерно на 500 000 элементарных площадок, называемых элементами изображения.
Телевизионная система должна передавать информацию о яркости каждого элемента. При одновременной передаче сигналов яркости всех элементов в телевидении потребовалось бы число каналов, равное числу элементов изображения, что практически невозможно. Поэтому в телевидении используется последовательная передача сигналов яркости элементов изображения, называемая разверткой. В общем случае процесс развертки заключается в периодическом движении развертывающих элементов по передаваемому и воспроизводимому изображениям. Например, в случае использования в телевизионной системе вакуумных (электронно-лучевых) передающей и приемной трубок, например, видикона и кинескопа, развертка осуществляется с помощью электронного луча, перемещаемого в пределах анализируемого или воспроизводимого изображений.
Ремонт телевизора Supra делаем кадровую развертку
Однако в современных телевизионных системах, как на передающем конце, так и непосредственно в приемниках, все чаще применяются твердотельные матричные устройства. Например, в передающих камерах используются матрицы на основе приборов е зарядовой связью (ПЗС), а в воспроизводящих устройствах — жидкокристаллические панели и плазменные экраны. В этом случае телевизионная развертка обеспечивается формированием специальных напряжений, управляющих работой соответствующих матриц.
Рис. 5.1. Схема образования растра при прогрессивной развертке изображения
Для детального изучения особенностей телевизионной развертки рассмотрим более подробно процесс разложения и синтеза изображений в телевизионных системах с электронно-лучевыми трубками.
Способ перемещения электронных лучей по плоскости изображений может быть любым. Однако для геометрически правильного воспроизведения изображения закон движения электронных лучей при передаче и приеме изображений должен быть строго одинаковым, т.е. необходимо соблюдать синхронность и синфазность разверток.
В телевидении принята линейно-строчная развертка, при которой по всей площади изображения движение развертывающего элемента осуществляется одновременно по двум взаимно перпендикулярным направлениям: по горизонтали — вдоль оси x и по вертикали — по оси y (рис. 5.1). За счет движения электронного луча по горизонтали прочерчиваются параллельные прямые линии, называемые строками.
Как работает строчная развертка
Движение от начала к концу строки образует прямой ход строчной разверни, а возвращение развертывающего элемента от конца предыдущей строки к началу следующей называется обратным ходом, который необходим для подготовки к развертке следующей строки. В результате перемещения по вертикали, создаваемого кадровой (вертикальной) разверткой, все строки располагаются одна под другой и образуют геометрическую фигуру, называемую растром. Если все строки растра прочерчиваются последовательно одна под другой, то такая развертка называется построчной или прогрессивной. При построчной развертке за один период кадровой развертки происходит передача неподвижного изображения, называемого кадром.
Закон движения развертывающего элемента вдоль оси х как функция времени х= f(t) изображается в виде кривой пилообразной формы (рис. 5.2, а).
Рис. 5.2. Временные графики движения развертывающих элементов при прогрессивной развертке: а — для строчной развертки; б — для кадровой развертки
Чтобы строки растра были параллельными и располагались одна под другой, характер движения по вертикали также делается линейным. При этом строки растра оказываются несколько наклоненными по отношению к горизонтальной границе телевизионного изображения, что при большом числе строк разложения практически незаметно. Закон движения развертывающего элемента по вертикали как функция времени у = f(t) аналогичен закону движения по горизонтали и также является пилообразным (рис. 5.2, б). Аналогично строчной, кадровая развертка имеет прямой и обратный ходы.
При применении чересстрочной развертки чередование строк первого и второго полей достигается выбором нечетного числа строк в кадре, благодаря чему второе поле начинается с половины строки и все строки второго поля оказываются соответственно сдвинутыми по вертикали относительно строк первого поля (рис. 5.3).
С математической точки зрения условия формирования чересстрочной развертки обеспечиваются следующими соотношениями:
где m — целое число; fz = zfK — частота строчной развертки; fк — частота смены кадров; fn — номинальная частота полей. В этом случае будет обеспечена жесткая связь частот развертки по строкам и по кадрам.
Рис. 5.3. Структура телевизионного кадра при чересстрочной развертке
Чересстрочная развертка, кратность которой равна 2: 1, применяется во всех системах вещательного телевидения для сокращения полосы частот, занимаемой телевизионным сигналом, в два раза.
Для отечественного вещательного телевизионного стандарта частота строчной развертки fz имеет следующее численное значение:
fz = 625 х 25 Гц = 15 625 Гц.
При этом период строчной развертки Tz равен
Tz= 1 /fz= 1/15 625 = 64 х 10 -6 мкс.
Причем Tz= Тz1 + Тz2, где Тz1, Тz2 — длительности соответственно прямого и обратного ходов строчной развертки. Во время обратного хода строчной развертки видеосигнал не передается и изображение не воспроизводится, поэтому это время желательно делать короче. Практически длительность обратного хода составляет 12 мкс. Период кадровой (вертикальной) развертки равен
где Тп1, Тп2 — длительности соответственно прямого и обратного ходов кадровой развертки. Время обратного хода кадровой развертки охватывает 25 периодов строк, которые не участвуют в образовании телевизионного растра, т.е. Тп2 = 25Tz = 64 х 10 -6 х 25 = 1, 6 мс. Если учесть, что в телевидении используется чересстрочная развертка, то в течение периода каждого кадра осуществляются два обратных хода по вертикали. Поэтому из номинального числа строк в одном кадре (z = 625) 50 строк не воспроизводятся на изображении, так как они приходятся на интервалы обратных ходов по вертикали.
Практика наблюдения телевизионных изображений показала, что разрешение мелких деталей по вертикали из-за дискретности растра несколько снижается. Потери вертикальной четкости при построчном разложении учитываются коэффициентом Келла (Ккел ≈ 0, 75. 0, 85).
Телевизионное изображение при чересстрочной развертке по качеству (с точки зрения вертикальной четкости) уступает изображению с построчной разверткой. В частности, это обусловлено временными характеристиками зрительной системы человека.
Временное интегрирование яркости светящихся точек экрана кинескопа на периоде поля из-за быстрого затухания свечения люминофора не дает желаемого эффекта. Вследствие этого при наблюдении чересстрочного телевизионного растра зритель воспринимает межстрочные мерцания яркости с частотой кадров, дрейф строк и частично замечает строчную структуру изображения.
Экспериментально установлено, что при переходе от стандарта с прогрессивной разверткой, с частотой кадров fк = 50 Гц и удвоенной частотой строк (2fz = 31 250 Гц) к стандарту с чересстрочной разверткой, с частотой кадров 25 Гц и вдвое меньшей частотой строк (fz = 15 625 Гц), коэффициент потери четкости Кпч ≈ 0, 63. При частоте смены полей 90 Гц потерь четкости уже нет и Кпч ≈ 1. Используя принципы линейной интерполяции, вычислим коэффициент потери вертикальной четкости из-за чересстрочной развертки при частоте полей 75 Гц. Из расчета следует, что Кпч ≈ 0, 85 [6]. Таким образом, при чересстрочной развертке с fк = 25 Гц (число воспроизводимых в секунду полей 50) для достижения качества телевизионного изображения, соответствующего построчному разложению с теми же параметрами, число строк развертки z должно быть увеличено примерно в 1, 6 раза. Данное соотношение практически справедливо при изменении яркости телевизионного изображения от 50 до 250 кд/м 2 . Поэтому, с учетом потерь вертикальной четкости из-за дискретности растра, за счет чересстрочной развертки число строк разложения в перспективных телевизионных системах должно определяться в соответствии с выражением [7]:
При fn = 50 Гц преобразование чересстрочного стандарта разложения телевизионного растра в построчный позволяет уменьшить число строк в растре примерно в 1, 6 раза при той же самой визуально воспринимаемой вертикальной четкости. Поэтому при разработке новых телевизионных систем иногда ставится вопрос об использовании только построчного разложения.
Источник: lektsia.com
Полный телевизионный сигнал и его параметры
Передаваемый телевизионный сигнал состоит из двух частей: непрерывно изменяющегося видеосигнала, содержащего информацию о самом изображении, и постоянной части, одинаковой во всех передатчиков.
На рис. 2, а и б показана форма полного телевизионного сигнала. Слева на рис 2, а показан модулированный радиосигнал. После видеодетектора выделяется огибающая радиосигнала, которая далее и показывается. В модулированном радиосигнале следует обратить внимание на два характерных уровня: уровень «черного» сигнала и уровень «белого» сигнала.
В соответствии со стандартом на систему телевизионного вещания (ГОСТ — 7845 — 72) всё изображение передаётся по 625 строкам. Практически оказывается, что из 625 строк на обратный ход по вертикали (по кадрам) расходуется 50 строк.
Этот обратный ход по кадрам должен происходить во время действия кадрового гасящего импульса, в течение которого укладываются 23 — 25 строк из числа 312,5 строк одного поля (длительность одной строки 64 мкс. Собственно строчный синхроимпульс располагается выше уровня черного сигнала на строчном гасящем импульсе, который определяет время обратного хода луча кинескопа по строке. Параметры строчного импульса показаны на рис. 2, в и г. Видеосигнал изображения передаётся между строчными импульсами в пределах уровней радиосигнала 12,5 — 75%.
Обращает на себя внимание взаимное положение строчного синхроимпульса, предшествующего началу кадрового гасящего импульса. Временное расстояние между последним строчным и первым полустрочным импульсами равно либо Т (64 мкс), либо Т/2 (32 мкс). Такая сдвижка сигналов требуется для формирования чересстрочной развёртки.
В течение кадрового гасящего импульса, помимо строчных синхроимпульсов, передаются ещё 3 группы сигналов: передние уравнивающие строчные импульсы, кадровый синхросигнал и задние уравнивающие строчные импульсы. В течение времени передачи этих импульсов строчная развертка продолжает нормально работать без изменения скорости развертки. А в момент переднего фронта кадрового синхросигнала (отмечен стрелкой на рис. 2, а и б) должен начаться обратный ход по кадрам.
Синхронизация изображения по строкам производится передними фронтами строчных синхроимпульсов и спадами «врезок» кадрового синхроимпульса. Моменты синхронизации (моменты окончания прямых ходов по строкам) обозначены на рисунке точками. Мы видим, что момент синхронизации по кадрам (помечен стрелкой) либо совпадает с моментом синхронизации по строкам (рис2, б), либо находится в середине строки (рис. 2, а). Эта особенность синхросигнала позволяет обеспечить точную чересстрочную развертку.
Параметры части кадрового синхросигнала показаны на рис. 2, д.
Синхронизация изображения. Формирование чересстрочной развёртки
В современном вещательном телевидении повсеместно применяются чересстрочная развёртка изображения. В процессе развертки изображение преобразуется в 625 строк. Совокупность всех 625 строк образует один кадр. время, в течение которого формируется 1 кадр, равно 1/25 с. Таким образом, частота повторения кадров составляет 25 Гц. Время, отпускаемое на одну строку изображения, равно 1/(25Ч625) с = 64 мкс. Частота повторения строк составляет, таким образом, 15 625 Гц.
Частота кадров в 25 Гц оказывается всё же низкой для того, чтобы изображение было слитным и не замечалось бы мелькания при передаче движущихся изображений для устранения этого недостатка и используется чересстрочная развёртка, которая состоит в том, что при передаче и воспроизведении изображения все строки кадра развертываются в два этапа: сначала все нечетные строки, затем все четные. На рис. 3 а — г показаны все этапы формирования кадра при чересстрочной развёртке, а на рис. 3, д указаны соответствующие моменты времени.
Вначале формируется поле нечетных строк на прямом ходе кадровой развёртки (рис. 3, а), при этом конец луча на экране кинескопа перемещается по строкам прямого и обратного ходов от точки А до точки Б (прямые ходы, на которых разворачивается изображение, показаны сплошными линиями, обратные — штриховыми).
Начиная от точки Б, луч совершает обратный ход по кадрам (по вертикали). При этом, естественно, затрачивается некоторое количество строк из полных 625 строк. Очень важно, что прямой ход в нечетном полукадре закончился на середине последней (на рис. 3, б 621-й строки) строки. Тогда при целом числе строк обратного хода по кадрам луч попадает в точку В, тоже середину строки.
С этого момента начинается четный полукадр прямого хода (рис. 3, в).
Дописав вторую половину последней 625-й строки, луч начинает разворачивать четные строки. Заканчивается четный полукадр в точке Г, в конце обратного хода 620-й строки.
С этого момента начинается последнее поле обратного хода по кадрам после четного полукадра. Затратив целое число строк (на рис. 3, г показаны по две строки «прямого» и «обратного» ходов), луч снова попадает в исходную точку А, и процесс развертки начинается снова.
Если мы мысленно наложим все рассмотренные четыре поля друг на друга, то получим полную картину развертки изображения. Единственное упрощение, которое сделано при рассмотрение, состоит в том, что в реальных телевизорах различных типов число строк, затрачиваемых на обратные ходы по кадрам, может сильно различаться. Зависит от точности настройки телевизора на заводе и конструктивных параметров. Обычно на обратные кадровые развёртки затрачивается 30 — 50 строк (на оба полукадра).
Таким образом, мы видим, что для формирования чересстрочной развертки необходимо, чтобы выполнялись определенные временные соотношения между параметрами синхросигналов и развертками в процессе отклонения луча. Рассмотренный синхронирующий сигнал позволяет генераторам развертки работать без изменений частоты или фазы генерируемых колебаний, что автоматически обеспечивает окончание той или иной стоки на определенном месте.
На рис. 3, д точками показаны моменты окончания прямых ходов развертки по строкам, а контурными стрелками — аналогичные моменты синхронизации по кадрам. Отсюда мы видим, что благодаря различному положению переднего фронта кадрового синхроимпульса окончание кадра на середине строки происходит автоматически (точка Б). В отличие от рис. 3, б на рис.
3, д показано, что на обратный ход затрачиваются две полные строки (расстояние между точками Б и В), однако это не влияет на точность синхронизации.
Источник: studbooks.net
Мощные транзисторы в строчной развертке
Несмотря на многообразие мощных силовых транзисторов для строчной развертки, большинство из них схожи по своим характеристикам и подбор аналога, пусть даже и не полного, не составит большого труда.
Никто не спорит, что замена неисправного транзистора на аналогичный, это лучший вариант, но при необходимости заменить сгоревший мощный транзистор строчной развертки и если именно такого в наличии нет, а ремонт телевизора откладывать не хочется, я поступаю так (при наличии интернета это не составит труда):
- Анализирую схему (обвязка строчного транзистора);
- Просматриваю даташит неисправного транзистора;
- Просматриваю даташиты имеющихся транзисторов.
Из нескольких вариантов выбираю наиболее близкий по параметрам.
На что нужно обращать внимание?
В мощных транзисторах используемых в строчной развертке, кроме наиболее важных параметров: напряжения и тока (в своей статье «Транзисторы для импульсных блоков питания телевизоров» я описывал подбор транзисторов для замены в блоках питания, здесь аналогично), необходимо также учитывать наличие диода (коллектор — эмиттер) и сопротивления база – эмиттер.
Если диод имеется практически во всех импортных транзисторах, то при подборе транзистора необходимо обратить внимание на его сопротивление.
Давайте рассмотрим схему включения строчного транзистора 2SD2499 (D2499) в телевизоре Erisson 21F2.
Согласно даташиту транзистора D2499 его внутреннее сопротивление база – эмиттер равно 40 Ом,
совместное сопротивление с резистором R404 будет менее 20 Ом и это сопротивление будет сохраняться практически всегда при установке любого другого мощного транзистора в строчной развертку этого телевизора.
Если такой внешний резистор в цепи базы отсутствует, то транзистор следует подбирать с как можно близким сопротивлением база – эмиттер к неисправному транзистору.
Не забывайте про параметры напряжение и максимальный ток коллектора.
Однако, даже если у вас нет подходящего транзистора, можно поставить практически любой, при этом добавить недостающие элементы навесным монтажом. Например, чтобы заменить транзистор в строчной развертке D2499 транзистором BU508A (без встроенного резистора и диода) необходимо между базой и эмиттером на плате установить резистор в 40 Ом, см. рисунок
а между коллектором и эмиттером добавить два последовательно спаянных диода типа КД226Д или 1N4007 (1- ампер 1000 вольт). Для установки транзистора BU508D достаточно добавить один резистор.
Не забывайте проверить температурный режим (нагрев) транзистора после включения телевизора. Если транзистор чрезмерно нагревается, то дело может быть как в самом транзисторе, так и в неисправных элементах его обвязки (ТДКС, конденсаторы).
Источник: xn--80aanab4adj2bicdg1q.xn--p1ai