Для телевидения, как и для радиосвязи, также нужны передатчик и приёмник. Принцип их действия таков же, как и радиопередатчиков и приёмников, однако вместо микрофона и громкоговорителя используются видеокамераи видеомонитор. В XX веке они были, главным образом, вакуумными (электронно-лучевыми), а в настоящее время они полупроводниковые.
В электронно-лучевой видеокамеремозаичный экран 1 образован несколькими миллионами изолированных друг от другазёрен серебра, покрытых цезием. Они располагаются на слюдяной пластине 2, приклеенной к металлической пластине 3. Падающий на зёрна свет 5 способен «выбивать» из них электроны, которые «стекают» по коллектору 4.
В зависимости от яркости света каждое зерно приобретает больший или меньший положительный заряд. Заряды всех зёрен мозаики «описывают» изображение. Элементы слева-внизу видеокамеры создают сканирующий электронный луч. Последовательно попадая на зёрна, луч отдаёт свои электроны на место выбитых светом. Происходит «перезарядка» – зёрна меняют заряды с «+» на «–».
Как это устроено. LCD телевизор!
Заметим, что зёрна вместе с металлической пластиной 3 образуют множество микроскопических конденсаторов. При их последовательной перезарядке во внешней цепи между металлической пластиной 3 и коллектором 4 возникает меняющийся ток – видеосигнал.
В электронно-лучевом видеомониторе для превращения видеосигнала в изображение также применяют электронный луч. Его интенсивность (поток летящих электронов) меняется в соответствии с видеосигналом. Попадая на мозаичный экран, состоящий из зёрен вещества люминофора, электроны вызывают их свечение. Оно длится некоторое время, пока луч «обегает» другие зёрна на экране, что мы и воспринимаем как видеоизображение.
В этих приборах электронные лучи сканируют экраны синхронно с частотой 25 Гц, то есть пробегают их одновременно 25 раз в секунду (строку за строкой, подобно чтению книги). Это позволяет передавать и принимать быстро меняющиеся изображения.
В полупроводниковой видеокамере мозаичный экран (матрица) образован несколькими миллионами «электронных карманов» в кремниевой пластине р-типа, над которой расположены управляющие электроды. Если на них подать положительный заряд, то в кремниевой пластине под электродом карман «открывается», и в нём скапливаются высвобождающиеся под действием света электроны. Соответственно, дырки, образующиеся на местах высвобождения электронов, оттесняются электрическим полем в толщу пластины. Количество электронов, скопившихся в кармане, зависит от яркости падающего на него фрагмента изображения. Заряды всех карманов в совокупности «описывают» изображение.
Под действием управляющих сигналов особого микропроцессора осуществляется последовательное «считывание» заряда карманов. Как показано на рисунке, в момент «захвата» изображения заряд имеется только на первом электроде. Затем этот заряд переключается на следующий электрод, и электроны перемещаются в соседний карман. И так далее, до края экрана, где располагаются дополнительные электроды, на которые и «перетекает» видеосигнал.
Устройство телевизора
В полупроводниковом видеомониторе для превращения видеосигнала в световое изображение применяют слой «жидких кристаллов». Он заключён между особыми полупрозрачными плёнками с мозаичной сеткой из управляющих электродов. Микропроцессор поочерёдно распределяет видеосигнал на все элементы мозаики.
Электрические поля, возникающие между электродами, заставляют кристаллы каждого фрагмента мозаики по-разному поворачиваться в слое жидкости. В зависимости от этого меняется количество света, пропускаемого каждым элементом мозаики. В результате мы видим изображение, складывающееся из отдельных точек – пикселов.
К концу XX века чёрно-белое телевидение было вытеснено цветным. Егоосновные принципы остались прежними: мозаичный экран в передатчике и приёмнике, последовательное сканирование электронным лучом или микропроцессором элементов мозаики для формирования видеосигнала или светового изображения, передача видеосигнала радиоволнами. Усложнилась лишь мозаика экранов: каждый её элемент был заменён на красно-зелёно-синюю триаду элементов, способную передавать все оттенки цветов.
Источник: energ2010.ru
Как устроено телевидение: принципы работы
Телевидение – технология передачи на расстояние изображения и звука от объектов окружающего мира с помощью электромагнитных волн (сигналов) по металлическим проводникам (кабелям), излучением через пространство в радиодиапазоне или в оптическом диапазоне, а также по оптическим волоконным проводникам (кабелям).
Принципы телевидения для получения, записи, хранения и передачи видимого изображения и слышимого звука от объекта окружающего мира с помощью технических устройств заинтересовали учёных и инженеров, начиная с 19 века.
В конце 19 века португальский учёный А. ди Пайва и независимо от него русский учёный П. И. Бахметьев дали ответ на поставленный вопрос, сформулировав основной принцип работы телевидения:
- в начальном пункте изображение объекта преобразуется в электрические сигналы последовательно (процесс назван анализом изображения), затем электросигналы передаются по каналу связи в конечный пункт, где в обратном порядке выполняется преобразование последовательности электросигналов в изображение (процесс назван синтезом изображения).
Общая схема современной телевизионной системы
Научные открытия и изобретения, а также многочисленные опытно-конструкторские работы учёных и инженеров в области физики электромагнитных волн и создания технических устройств для их приёма, преобразования и передачи в привели к реализации принципа работы телевидения в современной системе телевизионного вещания, которая в общем виде выглядит следующим образом.
Общие сведения о телевизионном сигнале
Телевизионный сигнал в современной системе телевидения передаётся в цифровом виде, то есть является цифровым (дискретным) сигналом – таким образом реализованы принципы работы цифрового ТВ.
Цифровой сигнал (дискретный сигнал) – это сигнал, имеющий точное значение и количество этих значений конечно.
Физически цифровой (дискретный) сигнал имеет 2 или 3 значения. В первом случае цифровой (дискретный) сигнал является двоичным, а во втором – троичным.
В цифровых системах используются двоичные сигналы, в которых положительный потенциал (+) соответствует значению «1». Значению «0» в этом случае физически соответствует низкий уровень напряжения (около 0 В).
При передаче данных в большинстве случаев применяются троичные сигналы со значениями (+), (0), (-). Здесь «1» представляется отсутствием потенциала в канале, тогда как «0» характеризуется положительным (+) или отрицательным (-) импульсом.
В форме троичного цифрового сигнала осуществляется:
- кодирование передаваемых цифровых данных;
- синхронизация работы цифрового канала связи;
- проверка целостности переданных цифровых данных.
Получение и формирование телевизионного изображения
Принцип работы телевидения основан на прямой и обратной функциях преобразования (анализе и синтезе) изображения:
- перед передачей телевизионного изображения в эфир его необходимо преобразовать в последовательные электрические сигналы – выполнить так называемый анализ изображения;
- для того чтобы переданное телевизионное изображение отобразить на экране телевизионного приёмника (телевизора), необходимо преобразовать переданные последовательные электрические сигналы в изображение – выполнить так называемый синтез изображения.
Процесс получения цифрового телевизионного изображения технически реализован следующим образом.
- Изображение объекта внешнего мира в виде светового пучка воспринимается объективом цифровой видеокамеры.
- Далее световой пучок направляется через систему линз и диафрагму видеокамеры на специальную матрицу CCD (аббревиатура от английского Charged Coupled Device).
Матрица CCD (или преобразователь свет-электрический сигнал) – электронное устройство прямоугольной формы, состоящее из светочувствительных элементов, каждый из которых при попадании на него света выполняет функцию преобразования светового сигнала в аналоговый электрический сигнал.
- Затем полученные аналоговые электрические сигналы изображения объекта необходимо преобразовать в цифровые электрические сигналы изображения объекта. Для этого используется аналого-цифровой преобразователь.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП, ADC от английского Analog-to-digital converter) – электронное устройство, выполняющее функцию преобразования аналогового электрического сигнала, поступающего на его вход, в цифровой электрический сигнал, поступающий на его на выход.
- Далее цифровой сигнал обрабатывается процессором цифровой видеокамеры. Через процессор проходят и обрабатываются цифровые потоки сигналов изображения.
- После процессорной обработки цифровое изображение преобразуется конвертером, сжимающим кадры изображения. Сжатие выполняется, чтобы увеличить число хранимых кадров цифровой видеосъёмки.
- Полученное сжатое изображение объекта съёмки записывается на носитель памяти цифровой видеокамеры и может использоваться для передачи на ЭВМ (компьютер) для просмотра, обработки, хранения и дальнейшей передачи в эфир цифрового телевизионного вещания.
Современное телевидение: цифровой формат
Похожие записи:
- Спектр излучения – формулы в таблице
- Кинетическая энергия вращательного движения – полная формула
- Консервативные силы – примеры, определение
- Строение атома – схема с объяснением, основные сведения
Источник: kupuk.net
Презентация по физике на тему: «История развития современного телевидения»
Основные принципы и устройство. Предшественники телевидения. Телевидение уходит в массы. Цветное телевидение. Развитие телевидения.
Скачать:
 istoriya_razvitiya_sovremennogo_televideniya_tretyakova.ppsx |
643.41 КБ |
Предварительный просмотр:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
История развития современного телевидения Работу выполнила ученица 11 класса ГБОУ СОШ № 1465 и мени адмирала Н.Г. Кузнецова Третьякова Анастасия Учитель физики: Л.Ю. Круглова
Телевидение— комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние.
Основные принципы Телевидение основано на принципе последовательной передачи элементов изображения с помощью радиосигнала или по проводам. Разложение изображения на элементы происходит при помощи диска Нипкова, электронно-лучевой трубки или полупроводниковой матрицы. Количество элементов изображения выбирается в соответствии с полосой пропускания радиоканала и физиологическими критериями.
Телевизионный тракт в общем виде включает в себя следующие устройства: Телевизионная передающая камера. Служит для преобразования изображения, получаемого при помощи объектива на мишени передающей трубки или полупроводниковой матрице, в телевизионный видеосигнал. Телекинопроектор. Преобразует изображение и звук на киноплёнке в телевизионный сигнал, и позволяет демонстрировать кинофильмы по телевидению. Видеомагнитофон. Записывает и в нужный момент воспроизводит видеосигнал, сформированный передающей камерой или телекинопроектором .
Видеомикшер. Позволяет переключаться между несколькими источниками изображения: камерами, видеомагнитофонами и другими. Передатчик. Несущий сигнал высокой частоты модулируется телевизионным сигналом и передается по радио или по проводам. Приёмник — телевизор.
С помощью синхроимпульсов, содержащихся в видеосигнале, телевизионное изображение воспроизводится на экране приемника (кинескоп, ЖК-дисплей, плазменная панель).
Кроме того, для создания телевизионной передачи используется звуковой тракт, аналогичный тракту радиопередачи. Звук передаётся на отдельной частоте обычно при помощи частотной модуляции по технологии, аналогичной FM-радиостанциям . В цифровом телевидении звуковое сопровождение, часто многоканальное, передаётся в общем потоке с данным изображением .
Копирующий телеграф Год появления Создатель 1843 Александр Бен Значение В качестве устройства, отправляющего и принимающего изображения, здесь были использованы сургучно-металлические пластины, изготовленные из небольших кусков изолированной проволоки, которую Бен набивал на прямоугольную раму, и залитые жидким сургучом. Это изобретение уже содержало в себе некоторые существенные признаки телевизионных систем: в конструкции копирующего телеграфа впервые осуществлялась задача электрической передачи изображения на большое расстояние. Но из-за своей сложности и высокой цены устройство не получило практического применения.
Ф отоэффект Год появления Создатель 1873 Уиллоуби Смит Значение Его суть заключалась в том, что при освещении некоторые полупроводники меняли электрическое сопротивление. В 1873 г. англичанин Смит сообщил о проведённых им опытах с кристаллическим селеном, в результате которых выяснилось, что при освещении из атомов селена выделилась часть электронов, и полупроводник селен приобрёл свойства проводника. Открытие, сделанное Смитом, стало использоваться в телевизионных системах.
Год появления Создатель Значение 1887 Генрих Герц Обнаружил влияние света на электричество. Он подробно описал свои наблюдения, но объяснить это явление так и не сумел . 1888 Александр Столетов Провел опыт наглядно демонстрирующий влияние света на электричество. Выявил несколько закономерностей этого явления. Разработал прообраз современных фотоэлементов, так называемый «электрический глаз»
Диск Нипкова Год появления Создатель 1884 Пауль Нипков Значение Устройство являло собой вращающийся непрозрачный диск, диаметром до 50 см, с нанесенными по спирали Архимеда отверстиями. Таким образом происходило сканирование изображения световым лучом, с последующей передачей сигнала на специальный преобразователь. Для сканирования же хватало фотоэлемента.
Количество отверстий иногда доходило до 200. В телевизоре процесс повторялся в обратном порядке — для получения изображения опять-таки использовался вращающийся диск с отверстиями, за которым находилась неоновая лампа. При помощи столь нехитрой системы и проецировалось изображение.
Телевидение уходит в массы
Первый электронный телевизор, пригодный для практического применения был разработан в американской научно-исследовательской лаборатории RCA, возглавляемой Зворыкиным, в конце 1936 года. Несколько позже, в 1939 году, RCA представила и первый телевизор, разработанный специально для массового производства. Эта модель получила название RCS TT-5. Она представляла из себя массивный деревянный ящик, оснащенный экраном с диагональю в 5 дюймов.
Телевидение в СССР и России В Советском Союзе первый телевизор, выпущенный в апреле 1932 года, назывался Б-2. Эта была механическая модель. Первый же электронный телевизор — легендарный КВН-49 был создан в 1949 году. Он был оснащен маленьким экраном и перед ним устанавливалась специальная линза, которую нужно было наполнять дистиллированной водой.
В дальнейшем появилось и множество других, более совершенных моделей. В середине 1967 года в СССР началось производство цветных телевизоров.
Цветное телевидение Цветное телевещание по системе NTSC было запущено 18 декабря 1953 г. в США. Первый пригодный к продаже цветной телевизор создала в 1954 году все та же RCA. Эта модель была оснащена 15- дюймовым экраном. Несколько позже были разработаны модели с диагоналями 19 и 21 дюйм. Стоили такие системы дороже тысячи долларов США, а, следовательно, были доступны далеко не всем.
Из-за сложностей с повсеместной организацией цветного телевещания, цветные модели телевизоров не могли быстро вытеснить черно-белые, и долгое время оба типа производились параллельно. Единые стандарты (PAL и SECAM) появились и начали внедрятся в 1967 году.
Первые регулярные телепередачи начались в 1936 году в Великобритании и Германии, в 1941 году в США. Однако массовое распространение в Европе телевещание получило лишь в 1950-е. В Советском Союзе первый опытный сеанс телевещания состоялся 29 апреля 1931 года. 1 октября 1931 г. в СССР началось регулярное телевизионное вещание . В 1937 году был организован первый телецентр на улице Шаболовке, с 1938 года осуществлявший экспериментальное телевещание на основе электронных систем, а с 1939 года — регулярное телевещание (первой передачей стала демонстрация фильма об открытии 18-го съезда ВКП(б)).
В первой половине 1990-х годов началась реорганизация телевещания, появились первые автономные формы — общественное вещание и коммерческое вещание (существующее за счёт рекламы). В 1990 году образована Всероссийская государственная телевизионная и радиовещательная компания (ВГТРК). ВГТРК организовала телеканалы «Россия» (1991) и «Российские университеты» (1992-1996 ). Генеральная Ассамблея ООН в марте 1998 г. в ознаменование даты проведения I Всемирного телевизионного форума объявила 21 ноября Всемирным днём телевидения . Сегодня традиционное аналоговое телевидение практически исчерпало свои возможности. К 2015 году телевидение в России полностью перейдет на цифровой формат вещания, что позволит увеличить количество каналов в несколько раз. Специалисты отмечают, что Россия хорошо подготовлена к «цифровой революции».
Источник: nsportal.ru