Системы телевидения. Основные понятия и принципы
Системами телевидения (ТВ) называются РТС ПИ, предназначенные для передачи и воспроизведения на расстоянии оптических изображений. В зависимости от назначения различают системы вещательного и прикладного ТВ. Последние применяются в народном хозяйстве, в космических исследованиях, в военном деле и других областях.
В системах ТВ используется поэлементный принцип передачи изображений, суть которого состоит в условном разбиении передаваемого изображения на совокупность малых элементов; преобразовании информации об элементах в электрические сигналы; последовательной передаче сигналов по линии связи; воспроизведении из сигналов изображения в приемнике.
В черно-белом ТВ в сигналы преобразуется энергетический параметр — яркость элемента изображения. В основе цветного ТВ лежит свойство трехкомпонентности цветового зрения человека. Это свойство состоит в том, что ощущение любого цветового тана можно получить путем сложения в определенной пропорции трех основных тонов: красного, зеленого и синего. Поэтому передача многоцветных изображений осуществляется путем разложения их на одноцветные в основных тонах. В приемнике многоцветное изображение образуется как композиция трех одноцветных.
Следует отметить, что цветное ТВ возникло в развитие черно-белого. В системах ТВ выполняются условия совместимости, а именно: обеспечивается прием цветных передач на приемники черно-белого изображения (без воспроизведения цветности); многие сооружения, построенные для черно-белых систем, используются для цветного ТВ. Такая совместимость является следствием преемственности в технических решениях, в структуре используемых сигналов. Учитывая сказанное, рассмотрим сначала принципы черно-белых систем, а затем обратимся к цветному ТВ.
Рис. 42
Структурная схема системы черно-белого телевидения показана на рис. 40. Передаваемое изображение с помощью оптического объектива проецируется на передающую электронно-лучевую трубку ЛТ, находящуюся в передающей ТВ камере ПК. Светочувствительное фотоэлектрическое устройство ЭЛТ преобразует оптическое изображение в электронное. Это изображение развертывается с помощью электронного луча, последовательно обегающего все элементы экрана фотоэлектрического преобразователя. В каждый момент времени образуется сигнал, пропорциональный яркости элемента изображения, соответствующего текущему положению луча. Из последовательности элементарных сигналов образуется непрерывный видеосигнал, несущий информацию об изображении. Развертка всей площади изображения осуществляется путем быстрого перемещения луча по горизонтали (по строкам) и медленного — по вертикали (по кадрам). В результате каждый кадр заполняется большим количеством строк. По заполнении кадра строками процесс повторяется. Для развертки изображения на отклоняющую систему передающей ЭЛТ подаются сигналы пилообразной формы, создаваемые в блоке развертки БР. Блок БР управляется импульсами синхрогенератора СГ. В ТВ-канале ТК, после усиления и коррекции искажений, в видеосигнал замешиваются управляющие (синхронизирующие и гасящие) импульсы, предназначенные для обеспечения согласованной работы приемников с передатчиком. В результате образуется полный ТВ сигнал. Полный сигнал используется для модуляции передатчика (ПРД). Модулированное СВЧ колебание излучается передающей антенной. Принятые сигналы селектируются, усиливаются и детектируются в приемнике (ПРМ). В селекторе синхроимпульсов ССИ из принятого сигнала выделяются импульсы синхронизации. Под управлением этих импульсов с помощью блока развертки в приемной трубке — кинескопе К создается ТВ-растр. Благодаря синхронизации электронный луч в кинескопе развертывается синхронно и синфазно с разверткой в передающей ЭЛТ. Сигналом яркости, усиленным видеоусилителем ВУ, модулируется интенсивность луча кинескопа и, как следствие, яркость свечения люминофоров его экрана. В результате на экране воспроизводится видимое изображение. Для ТВ-вещания по радиоканалам используются диапазоны метровых и дециметровых волн.