Содержание
Введение
1.Устройство цветных кинескопов
2.Принципы построения системы SECAM
Списокисточников
Введение
Все, чтомы видим вокруг себя, на самом деле представляет собой ничто иное, какотраженные от окружающих нас предметов лучи света. Именно поэтому, находясь вабсолютно темной комнате, где световые лучи отсутствуют, мы ничего не видим.Отраженный от предмета свет, определенной окраски (спектра) и интенсивности,несет информацию о нем. Эту информацию можно представлять и передавать в видеэлектрических сигналов на большие расстояния, так же, например, как звук, ввиде радиосигналов. Именно эта идея явилась основой для создания телевидения.
Ну, созвуком понятно: достаточно получить при помощи микрофона электрический сигнал,пропорциональный изменению давления созданного звуком, передать с помощьюрадиоволн, а затем, принять, усилить этот сигнал, и воспроизвести, например, спомощью динамика. А как же быть с изображением? Ведь оно образуется измножества отраженных лучей с различными спектрами и интенсивностями. Здесьодним простым сигналом не обойдешься. Возникла идея представить изображение ввиде достаточно тонких полосок и последовательно передавать их с помощьюэлектрического сигнала, а затем опять “собрать” эти полоски в цельную картинку.Именно таким образом изображение объекта съемки разлагается в видеокамере наузкие горизонтальные полоски – строки. В зависимости от используемоготелевизионного стандарта, строк может быть от нескольких сотен до тысячи иболее. При использовании большего количества строк увеличивается четкостьпередаваемого изображения по вертикали.
1. Устройство цветных кинескопов
Наиболеешироко распространенным в приемниках цветного телевидения в наши дни являетсятрехлучевой кинескоп с теневой (цветоделительной) маской. Упрощенный эскиз исхема прибора даны на рис. 1. В колбе кинескопа, сохранившей в основномконфигурацию колбы черно-белого кинескопа, располагаются три электронныхпрожектора (1), формирующих три электронных луча (2) в соответствие с тремяосновными цветами R, G и B. В состав каждого прожектора входят подогреватель(3), катод (4), модулятор (управляющий электрод) (5), ускоряющий электрод (6),фокусирующий электрод (7), анод (8). Общей для всех трех лучей являетсяотклоняющая система (9), содержащая две строчных и две кадровых отклоняющихкатушки. Блок полюсных наконечников (10) является частью системы радиальногосведения лучей.
Рисунок 1
Катоды,модуляторы, ускоряющие электроды каждого прожектора имеют независимые выводы нацоколе кинескопа. Все три фокусирующих электрода соединены внутри колбы вместеи имеют общий вывод на цоколе трубки. Анод является также общим для всехпрожекторов. Он состоит из графитового покрытия на стекле колбы внутри раструбаи передней части горловины, а также соединенных с этим покрытием трех цилиндрова, б и в.
Экранкинескопа (12) состоит из отдельных точек (элементов) трех видов. Точки однойгруппы способны при бомбардировке электронами светиться красным светом, точки другой– зеленым, а третьей – синим. В отечественном телевидении число элементовразложения составляет около полумиллиона. Таким образом, на экране цветногокинескопа имеется около 500 тыс. “красных”, 500 тыс. “зеленых” и 500 тыс.“синих” точек люминофора – всего не менее полутора миллионов.
Точкилюминофора располагаются строго регулярно, образуя так называемые триады. Вкаждую триаду входит по одной красной, зеленой и синей точке, расположенных поуглам равностороннего треугольника. Несоблюдение необходимой точностирасположения точек люминофора, даже их небольшое смещение в сторону отзаданного положения на экране, неизбежно приведет к искажениюцветовоспроизведения.
Передэкраном помешается цветоделительная маска (11) (рис. 1). Ее назначение –обеспечить прохождение лучей только на свои группы люминофорных точек. Маскаобеспечивает, например, попадание красного электронного луча только на красныелюминофорные точки и препятствует попаданию этого луча на зеленые и синиеточки. Так же обстоит дело и с двумя другими лучами.
Рисунок 2
Принципдействия маски поясняется на рис. 2. Маска представляет собой тонкий стальнойлист (толщина примерно 0,15 мм) со множеством круглых регулярно расположенныхотверстий (их диаметр в среднем 0,3 мм), причем их число равно числу элементов разложения(не менее 500 тыс. отверстий). Электронная оптика трубки устроена так, чтобыобеспечить схождение (сведение) всех трех лучей в общей точке на поверхностимаски. С этой целью, в частности, в кинескопе катоды всех трех электронныхпрожекторов располагаются под взаимными углами в 120° в плоскости,перпендикулярной оси трубки. Оси симметрии прожекторов имеют по отношению к оситрубки наклон 1° (с точностью не ниже 2').
Вотрегулированном кинескопе при наличии строчной и кадровой разверток все трилуча вместе должны проходить через одно и то же очередное отверстие. Этоусловие должно выполняться как в центральной, так и в периферической областяхмаски. После прохождения сквозь отверстия лучи расходятся, попадая каждый насвою точку люминофора. Если бы маска отсутствовала, каждый из лучей, двигаясьпо строкам и кадрам, возбуждал бы кроме своих и точки двух других люминофоров.Маска препятствует попаданию электронных лучей не на свои люминофорные точки.На рис. 3 для простоты изображен только один, например зеленый, луч в пятипромежуточных положениях: а, б, в, г и д. Когда под воздействием отклоняющегоноля электронный луч сходит с люминофорной точки (G, участок маски АБ закрываетточки В и R от попадания на них зеленого луча. Такая же картина происходит и сдвумя другими лучами, проникающими через отверстия маски на свои точкилюминофора. Поэтому маска и называется теневой.
Рисунок 3
В цветныхкинескопах последних лет отверстия в маске делаются не цилиндрическими, аконическими (рис. 4). Было установлено, что цилиндрическая форма отверстийприводит к снижению контрастности изображения, нарушению правильностицветовоспроизведения. На рис. 4а часть электронного луча abc, попадая на крайотверстия, отражается в сторону, попадая на несоответствующие этому лучуэлементы люминофора. При конической форме отверстий, имеющих больший диаметр,обращенный к экрану, подобное отражение отсутствует (рис. 4б). Меньший диаметротверстия равен приблизительно 0,25 мм, а больший – 0,33 мм.
Рисунок 4
Наличиетрех электронных прожекторов теневой, цветоделительной маски, мозаичного экранаделает цветной кинескоп значительно более сложным по сравнению с черно-белым.Важно подчеркнуть, что установка этих составных частей внутри колбы кинескопадля получения хорошего, неискаженного цветного изображения должна быть весьматочной. Тем не менее, даже в кинескопе с тщательно выполненной внутреннейарматурой без дополнительных мер не удается получить правильноговоспроизведения цветов. Во-первых, из-за расхождения электронных лучей при ихотклонении по строкам и кадрам, приводящего к рассовмещению цветных линий наизображении, без принятия соответствующих мер лучи, отклоненные на края растра,не сходятся в одной точке, в одном отверстии маски. Во-вторых, из-за нарушениятак называемой “чистоты цвета”, заключающейся в том, что даже при наличиитолько одного луча, например красного (два других луча отключены), весьсветящийся экран – растр – не будет равномерно окрашен красным цветом. Обычно вэтом случае на экране появляются пятна других цветов – синего, зеленого.В-третьих, при хорошем наложении совмещений двух цветных изображений, напримеркрасного и зеленого, синее изображение может оказаться сдвинутым.
Однакодаже при хорошем совмещении всех трех изображений полное изображениесопровождается геометрическими искажениями, проявляющимися обычно в том, чтовместо прямоугольной формы растр приобретает форму “подушки”, т. е. углы этогорастра оказываются вытянутыми, а его вертикальные и горизонтальные края – изогнутымивнутрь.
Для устраненияуказанных недостатков при работе масочного трехлучевого кинескопа неизбежноприходится принимать дополнительные меры, сложные как в конструктивном, так ив схемном отношениях. С этой целью снаружи цветного кинескопа, на его горловинеукрепляются дополнительные устройства (рис. 1а): электромагниты (13), служащиедля обеспечения сходимости лучей на всей поверхности маски, магниты чистотыцвета (14), магнит горизонтального перемещения “синего” луча (15).
2. Принципы построения
системыSECAM
Разработкасистемы SECAM была начата во Франции в 1953 г. инженером Анри де Франсом. Дальнейшиеработы, проводимые во Франции, а с 1965г. совместные работы французских исоветских специалистов были направлены на доработку системы и оптимизацию еепараметров. В результате была создана система цветного телевидения SECAM,параметры которой в 1974г. были в СССР стандартизированы (ГОСТ 19432 – 74«Телевидение цветное. Основные параметры системы телевизионноговещания»). Цветное телевизионное вещание по системе SECAM началось в СССР1 октября 1976г. Кроме СССР и Франции, система SECAM принята для вещания в ГДР,ЧССР, НБР, ВНР, в ряде стран Северной Африки. Название системы SECAM произошлоот французских слов Sequence de Coleurs Avec Memoire – поочередность цветов спамятью.
Рис. 5 – Получениеодновременных сигналов с помощью линии задержки.
Возможностьпоочередной передачи цветовых сигналов основывается на особенностях зрительногоаппарата человека, позволяющего воспринимать полосу частот сигнала цветностиприблизительно до 1,5 МГц. Так как наименьшие по размеру детали передаютсясигналами с граничными частотами спектра, составляющими 6-6,5 МГц (сигнал ЕY), то окрашенныедетали будут иметь размер вдоль строки (6МГц/1,5 МГц), в 4 раза больший, чемсамые мелкие черно-белые детали. Аналогично можно считать допустимым увеличениев 3-4 раза размера окрашенных мелких деталей в вертикальном направлении. Наэтом основан принцип поочередной передачи цветоразностных сигналов в системеSECAM. В системе SECAM из сигналов, поступающих с цветной телевизионной камеры,ЕR, ЕG и ЕB формируются сигналы ЕY, ЕR-Y и ЕB-Y. Эти сигналы формируются непрерывнокодирующей матрицей, т.е. существуют одновременно. Сигнал ЕY передается непрерывно, как в черно-беломтелевидении, а сигналы ЕR-Y и ЕB-Y передаются поочередно: в течении одной строки– сигнал ЕR-Y, в течении следующей – ЕB-Y ит.д. Таким образом, для передачи используется только часть информации,выдаваемой цветной камерой. Половина строк растра представлена в цветовомсигнале компонентой ЕR-Y иполовина – ЕB-Y. Иными словами, для сигналов цветности развертка в полном кадребудет содержать вдвое меньше число строк, что приведет к соответствующемуувеличению размеров окрашенных деталей по вертикали. Однако общая четкостьизображения в вертикальном направлении сохранится, так как сигнал ЕY передается в полном спектре. В приемникецветного изображения на модуляторы кинескопа необходимо подавать одновременнотри сигнала ЕR-Y, ЕB-Y и ЕG-Y. Для получениянепрерывной последовательности сигналов ЕR-Y и ЕB-Y и формирования с помощью матрицы третьегоцветоразностного сигнала ЕG-Y вприемнике SECAM, используется ячейка памяти – линия задержки со временемзадержки на одну строку tзад = Тстр = 64 мкс. При воспроизведении цветного изображениякаждый сигнал цветности используется дважды: один раз он берется со входа линиизадержки, а другой – с ее выхода. Процесс формирования непрерывных сигналов ЕR-Y и ЕB-Y спомощью линии задержки поясняется рис. 5. Так как сигналы цветности передаютсяпоочередно через одну строку, а задержка линии равна длительности одной строки,сигналы цветности на входе и выходе линии оказываются разными, т.е. если вданный момент на входе имеется сигнал ЕR-Y, то на выходе ЕB-Y. Таким образом,линия задержки дает возможность всегда иметь одновременно оба сигналацветности. При этом, однако, предполагается, что в пропущенных строках цветовойсигнал практически не отличается от сигнала соседних. После восстановлениянепрерывности сигналов ЕR-Y и ЕB-Y можно получить с помощью матрицы сигнал ЕG-Y. Как видно изрис.5, сигналы ЕR-Y и ЕB-Y и на входе и на выходе линии задержкипериодически меняются местами. Отсюда возникает необходимость соответствующегопереключения сигналов так, чтобы на вход канала обработки сигнала R-Y всегдапоступал сигнал ЕR-Y, а на вход канала B-Y – сигнал ЕB-Y. Для переключения сигналов в приемникеSECAM используется электронный коммутатор. Принцип построения системы SECAM вупрощенном виде поясняется структурными схемами передающей и приемной части,показанными на рис. 6. Сигналы ЕR, ЕG и ЕB, полученные спомощью трех передающих трубок в камере, усиливаются и поступают на матрицу,где формируются сигналы ЕY, ЕR-Y и ЕB-Y. С помощьюэлектронного коммутатора, переключающегося после каждой строки, формируетсяпоследовательность чередующихся цветоразностных сигналов. Сигналы ЕR-Y и ЕB-Y поочереди управляют частотой генератора поднесущей. Полученный ЧМ сигнал в блокесложения смешивается с сигналом ЕY иобразуется полный цветовой сигнал. В телевизоре необходимо из принятогоцветового сигнала сформировать цветоразностные сигналы ЕR-Y, ЕB-Y и ЕG-Y. Полный сигнал, содержащий информацию ояркости, и сигнала цветности, передаваемые с помощью поднесущей, имеются навыходе видеоусилителя (рис. 6 б). С выхода видеоусилителя через полосовойфильтр этот сигнал поступает на вход линии задержки и на электронныйкоммутатор.
Рис.6 – Пояснение принципапередачи сигналов в системе SECAM.
Упрощенная функциональнаясхема кодирующего (а) и декодирующего (б) устройства системы SECAM
Электронныйкоммутатор имеет четыре входа и два выхода. Сигнал с выхода линии задержкиподается на входные зажимы (1 и 4), а сигнал со входа линии – на зажимы (2 и3). Если с видеоусилителя поступает сигнал ЕB-Y, то переключатели находятся в верхнемположении, как показано на рис. 6 б. В этом случае сигнал ЕB-Y поступает со входа (3) на выходной зажим (6) идетектор B-Y. Сигнал ЕR-Y, передаваемый в течении предыдущейстроки, берется с выхода линии задержки и поступает на детектор R-Y со входа (1).В течении следующей строки переключатели коммутатора находятся в нижнемположении, т.е. в замкнутом состоянии находятся контакты 2-5 и 4-6. В этомслучае сигналы на детекторы B-Y и R-Y поступают следующим образом. Сигнал ЕR-Y, который теперьимеется на выходе видеоусилителя (т.е. на входе линии задержки), череззамкнутые контакты 2-5 поступает на детектор R-Y. Сигнал ЕB-Y берется с выхода линии задержки и поступает насоответствующий детектор через контакты 4-6. С выхода детекторов сигналыпоступают на матрицу, формирующую третий цветоразностный сигнал ЕG-Y. Для управленияэлектронным коммутатором используются импульсы прямоугольной формы. Полный циклкоммутации осуществляется за время двух строк (в течение одной строкипереключатели находятся в верхнем положении, в течении другой – в нижнем),поэтому частота коммутирующих импульсов равна fстр/2. Нормальная работа приемного устройствавозможна лишь в том случае, когда порядок переключения коммутаторасоответствует очередности поступления цветоразностных сигналов. Это возможнолишь тогда, когда электронный коммутатор в телевизионном приемнике работаетсинфазно с электронным коммутатором кодирующего устройства. Для обеспеченияуказанной синфазности в приемник вместе с основным набором сигналов необходимопередавать дополнительный сигнал, с помощью которого можно установитьправильную фазу работы электронного коммутатора. Следует отметить, чтосинхронизация электронного коммутатора необходима для правильного приемацветовых сигналов. Синхронизация генераторов строчной и кадровой разверток вцветном телевизоре осуществляется с помощью строчных и кадровых синхроимпульсовтак же, как в приемнике черно-белого телевидения. Сигнал, устанавливающий фазуработы электронного коммутатора, называется сигналом цветовой синхронизации.
Список источников:
1.www.do.sssu.ru/virt/library/uchebnik/tv/colkin.html
2.www.era.ru
3.www.vlink.kharkov.ua/~on/tv/index.shtml
4.www.cctvfocus.ru