Телевізійний прередавач та приймач

Битюцька Алла,31 група

Загальний опис (принцип дії)

На ранніх стадіях розвитку, телебачення використовувало поєднання оптичних, механічних та електронних технологій для отримання, передачі та показу візуальних зображень. Системи телебачення від кінця 1920-х років до сучасних систем використовують тільки оптичні і електронні технології. Однак, знання, отримані при роботі з електромеханічними системами, мали вирішальне значення в розвитку повністю електронного телебачення. До передавачів і приймачів відноситься-відеокамера,антена,кінескоп.

Кінескоп — електронно-променева трубка, яка призначена для відтворення телевізійного зображення. Застосовується в телевізійних приймачах, моніторах, індикаторах та інших радіоелектронних пристроях. Кінескоп Тимченка - один з перших у світі кіноапаратів Електронно-променева трубка складається з катода (1), анода (2), вирівнювального циліндру (3), екрану (4), регуляторів площини (5) та висоти (6). Під дією фото- або термоемісії з металу катода (тонка провідникова спіраль) вибиваються електрони. Оскільки між анодом та катодом підтримується напруга (різниця потенціалів) у декілька кіловольт, то ці електрони, вирівнюючись циліндром, рухаються у напрямку аноду (пустотілий циліндр). Пролітаючи крізь анод електрони потрапляють до регуляторів площини. Кожен регулятор — це дві металеві пластини, різнойменно заряджені. Якщо ліву пластину зарядити негативно, а праву позитивно, то електрони проходячи крізь них будуть відхилятися праворуч, і навпаки. Аналогічно діють і регулятори висоти. Якщо ж на ці пластини подати змінний струм, то можна буде контролювати потік електронів як у горизонтальній, так і вертикальній площинах. У кінці свого шляху потік електронів потрапляє на екран, де може викликати зображення. Пристрої (1) і (3) на малюнку за сукупністю носять назву електронної гармати. Приклади застосування.Якщо одночасно на пластини Х (на малюнку поз.5) подати пилоподібний імпульс, а на пластини У сигнал, на екрані осцилографа отримаємо амплітуду (форму) цього сигнала.

Якщо ж на пластини Х та У подати сигнали, отримані від направлених (рамкових) антен з однаковою фазою (без зміщення фази), на ЕПТ буде лінія пеленга на джерело сигналу.

Анте́на — радіотехнічний пристрій для приймання і передавання електромагнітних хвиль. Передавальна антена перетворює електричний струм радіочастотного діапазону на електромагнітні хвилі відповідної частоти. Відповідно приймальна антена перетворює електромагнітні хвилі на струм відповідної форми. Приймальна антена від передавальної відрізняється лише застосуванням. Дія антени основана на дипольному випромінюванні. Сигнал, який передається на антену від високочастотного генератора, створює в ній коливання густини заряду, що призводить до випромінювання електромагнітних хвиль. Відповідним чином при прийманні сигналу електромагнітні хвилі наводять в антені струми, які потім підсилюються і демодулюються приймачами. Характеристики антен Електромагнітне випромінювання, що створюється антеною, має властивості спрямованості і поляризації. Антена як двухполюсник володіє вхідним опором (імпедансом). Лише частину енергії джерела антена перетворює у електромагнітну хвилю, решта витрачається у вигляді теплових втрат. Для кількісної оцінки перерахованих і ряду інших властивостей антена описується набором електричних характеристик і параметрів. Основні типи антен

• Вібраторні антени • Симетричний вібратор (диполь) • Шунтовий вібратор • Петлевий вібратор ("Петлевий вібратор Пістолькорса") • Широкосмуговий "Диполь Надененко" • Несиметричний вібратор • Антена Ground Plane • Укорочена штирьова антена • Колінеарна антена • "Коаксіальна" антена • J-подібна антена[2] • Антена зенітного випромінювання • Діелектрична резонаторна антена • Антена PIFA[3] • Вертикальна антена верхнього живлення • Турнікетна антена • Директорна антена • Хвильовий канал (антена Уда-Ягі) • Антена СГ (синфазна горизонтальна) • Щілинна антена • Щілинний вібратор • Хвилеводно-щілинна антена • Апертурна антена[4] • Рупорна антена • Дзеркальна антена • Прямофокусна дзеркальна антена • Офсетна дзеркальна антена • Антена Кассегрена[5] • Антена Грегорі[6] • Зонтична антена • Рупорно-параболічна антена • Перископічна антена • Лінзова антена • Надширокосмугові антени • Антени з лінійними розмірами << λ • Магнітна антена • Рамкова антена • С феритовым осердям • Розподілені антени • Частково випромінюючий кабель [7] • Антени для перетворення енергії електромагнітної хвилі у електричну енергію і для засобів RFID • Псевдо-антени (антени з міфічними технічними характеристиками) • Ртутна антена • CFA-антена • EH-антена [8][9] • Концептуальні антени • Гравітаційна антена

У астрономії та радіолокації ефективно застосовують антенні ґратки. Видатні конструкції • Антена АДУ-1000 • Антена РТ-70 • Антена загоризонтної РЛС "Дуга" • Антена станції зондування іоносфери HAARP • Антена радіообсерваторії Аресібо • Антена радіотелескопу Грін-Бенк

       Дипольна телевізійна антена	 
       Антена типу «петлевий вібратор»	 
       Антена типу «Хвильовий канал»	 
       Телевізійна антена на даху	 
       Антена типу «випадковий дріт»	 
       Пірамідальна мікрохвильова рупорна антена	 
       Велика параболічна антена для зв'язку з космічним апаратом

Історична довідка

Пантелеграф Перші зображення, передані з використанням електрики, були відправлені давніми механічними факсами, у тому числі пантелеграфами, опрацьованими в кінці дев'ятнадцятого століття. Концепція передачі за допомогою електрики, рухомих телевізійних зображень, вперше з'явилася в 1878 році, невдовзі після винаходу телефону, як телефоноскоп. Думка, що, коли-небудь, світло можна буде передати по мідних дротах як звуки, у той час, була витвором уяви авторів наукової фантастики.

Ідея використовувати сканування для передачі зображень була фактично впроваджена в практику в 1881 році у пантелеграфах, за допомогою маятникоподібного механізму сканування. З цього часу сканування, у тій чи іншій формі, використовується майже в кожній технології передачі зображення, включаючи сучасні телевізор. Це концепція «растеризації», процес перетворення візуального образу в потік електричних імпульсів.

Телевізор Braun HF 1, Німеччина, 1958 У 1884 році Пауль Ґотліб Ніпков, 23-річний студент університету в Німеччині, запатентував першу електромеханічну систему телебачення, яка використовувала сканувальний диск, що обертався переміщаючи спіральні ряди отворів, через які здійснювалась растеризація. Отвори були розташовані в рівних кутових інтервалах, кожен оборот диска дозволяв світлу проникати через кожний отвір на світлочутливий селеновий сенсор, який виробляв електричні імпульси. Коли зображення фокусувалося на обертовому диску, кожна дірка здійснювала горизонтальний «зріз» всього зображення.

Винахід Ніпкова не використовувався у практиці аж до розвитку технології лампових підсилювачів. Пристрій надавався, як і раніше, лише для передачі півтонових зображень представлених рівновіддаленими точками різного розміру по телеграфних або телефонних лініях. Пізніше конструкції використовували рухомий дзеркальний барабанний сканер для зняття зображення та електронно-променеві трубки, як пристрій відображення, але передавання рухомих зображень, як і раніше, не було можливим через погану чутливість селенових давачів. 1907 року, російський вчений Борис Розінг, став першим винахідником, який використав електронно-променеві трубки (ЕПТ) у приймальнику експериментальної системи телебачення. Для передачі простих геометричних форм до ЕПТ він використав дзеркальний барабанний сканер.[2]

Використовуючи диск Ніпкова, шотландському винахідникові Джону Лоґі Берду в Лондоні в 1925 році вдалося продемонструвати передачу зображення рухомого силуету.[3] і рухомого монохроматичного зображення в 1926 році. Сканувальний диск Берда, з подвійною спіраллю лінз, давав зображення з роздільною здатністю 30 ліній, достатньою, щоб розгледіти обличчя людини.[4] Це демонстрація Берда, зазвичай, вважається першою у світі справжньою демонстрацією телебачення, хоч механічні телевізійні пристрої віддавна не використовуються. Примітно, що в 1927 році Берд також винайшов першу у світі систему відеозапису «відеофон» (англ. Phonovision): шляхом модуляції вихідного сигналу його телекамери до звукового діапазону, він був в змозі записати сигнал на 10-дюймовому восковому аудіо дискові за допомогою звичайної технології аудіозапису. Кілька записів з Бердового «відеофону» вижили, були в 1990-х роках розшифровані і рендеровані, з використанням сучасних технологій обробки цифрових сигналів, у видимі зображення.[5]

У 1926 році угорський інженер Кальман Тіганий (угор. Kálmán Tihanyi) розробив телевізійну систему, яка використовувала повністю електронні елементи сканування і відображення, використовуючи принцип «накопичення заряду» в сканері (камері).[6][7][8][9]

У 1927 році російський винахідник Лев Термен розробив телевізійну систему з дзеркальним барабанним сканером, яка давала зображення з роздільною здатністю 100 рядків з переплетенням (100i).[10]

Крім того, у 1927 році, Герберт Івс (англ. Herbert E. Ives) з Bell Labs передавав рухомі зображення зняті диском з 50 отворами з частотою 16 кадрів на хвилину кабелем з Вашингтона до Нью-Йорка, і по радіо з Уіппані, Нью-Джерсі. Івс використовував екрани розміром 60 на 75 см. Суб'єктом трансмісії був Герберт Гувер, тоді міністр торгівлі, пізніше президент США. Журналісти могли бачити Гувера і розмовляти з ним.

У 1927 році Філо Фарнсуорт зробив першу у світі діючу телевізійну систему з електронними як скануванням, так і пристроєм відображення.[11] Цю систему він вперше продемонстрував для преси 1 вересня 1928 року.[11][12]

Справжній прорив у техніці електронного телебачення здійснив учень Б. Розінга В. К. Зворикін (емігрував після революції в Америку і працював на RCA) — в 1923 році він подав заявку на телебачення, засноване повністю на електронному принципі, а в 1931 році створив першу в світі передавальну електронну трубку з мозаїчним фотокатодом, названу «іконоскопом», поклало початок розвитку електронного телебачення. Іконоскоп — перша електронна передавальна телевізійна трубка, що дозволила почати масове виробництво телевізійних приймачів. Далі Зворикін зайнявся створенням повністю електронної телевізійної системи. Для повного успіху потрібно було провести велику роботу з удосконалення іконоскопа і кінескопа (приймальної трубки), систем перетворення і передачі електричних сигналів, рішенням технологічних проблем, пов'язаних з отриманням необхідної фоточутливої структури, тощо.

У 1936 році Олімпійські ігри в Берліні передавалися кабелем до телевізійних станцій в Берліні і Лейпцизі, де публіка могла подивитися ігри наживо.[13]

У 1935 році німецька фірма Fernseh AG і американська фірма Farnsworth Television, яка належала Філо Фарнсворту підписали угоду про обмін патентами і технологіями, щоб прискорити розвиток телевізійних передавачів і станцій у своїх країнах.[14]

Регулярне телебачення з'явилося в Німеччині 1935 року[15]. Націонал-соціалістичне телебачення проіснувало з березня 1935-го до вересня 1944-го. Його сигнал приймали близько 700 телевізійних апаратів по всій Німеччині.

2 листопада 1936 BBC почало передачі першого у світі публічного регулярного телебачення високої чіткості з вікторіанського Александра-палас на півночі Лондона. [16] У зв'язку з цим, BBC стверджує, що є батьківщиною телебачення у сучасному розумінні.[16]

У 1936 році Кальман Тіганий описав принцип плазмового дисплея, першого дисплея з плоскою панеллю.[17][18]

Мексиканський винахідник Гільєрмо Гонсалес Камарена також відіграє важливу роль у ранній історії телебачення. Його експерименти з телебаченням почалися у 1931 році і призвели до патенту на «trichromatic field sequential system» (систему кольорового телебачення) 1940 року[19], а також до винаходу дистанційного керування.[джерело?]

В Україні працювали короткометрові механічні телепередавачі в Одесі, Києві й Харкові, з 1932 телефільми, з 1934 зі звуковим супроводом.

Перші телевізійні передачі з використанням електронної системи з високою чіткістю зображення розпочато 1951 у Харкові (у Москві з 1946) групою радіоаматорів під керівництвом В. Вовчанка. З кінця 1951 почав діяти телецентр у Києві. З лютого 1960 почався регулярний обмін телепрограмами між Москвою і Києвом, а з 1961 між Києвом й іншими містами СРСР. З 1967 телецентри УРСР тільки приймали кольорові передачі, а з 1969 Київський, а з 1976 також і Львівський телецентри пересилають кольорові програми. З 1978 всі передачі центральної програми з Москви кольорові.

В 1996 році 21 листопада встановлено Всесвітнім днем телебачення на честь дати проведення першого Всесвітнього телевізійного форуму в Організації Об'єднаних Націй.

Технічні характеристики

Отримання телевізійного сигналу базується на скануванні зображення від оптичної системи телевізійних камер й перетворення коливань світлового потоку в електричний сигнал. Результатом сканування є одновимірний сигнал, що розбивається на кадри й рядки. Послідовність рядків і кадрів може записуватися на носій інформації або, в традиційному ефірному телебаченні, поступати до передавачів, де низькочастотний телевізійний сигнал зазвичай модулює високочастотні коливання, які випромінюються в простір за допомогою антен. Модульований високочастотний сигнал збуджує коливання в антенах приймальних пристроїв, і від антен поступають на вхід телевізора, де сигнал демодулюється, в ньому виділяються кадри й рядки, і відображається на екранах телевізорів. До головних параметрів та характеристик антен належать: • Діаграма спрямованості, що обумовлює розподіл у просторі потужності електромагнітного поля, випромінюваного (прийнятого) антеною • Коефіцієнт підсилення • Ефективна площа розсіювання • Коефіцієнт спрямованої дії. Розрізняють спрямовані та неспрямовані антени • Шумова температура • Опір випромінювання • Характеристики з боку лінії живлення: • тип лінії живлення, номінальний вхідний опір антени • резонансна частота, робоча смуга частот (за якістю погодження) • вхідний імпеданс антени і коефіцієнт стоячої хвилі (КСХ) в лінії живлення • максимальна допустима потужність на вході антени • Передавальні характеристики: • коефіцієнт корисної дії (ККД) • діюча висота антени • векторна імпульсна характеристика, векторна передавальна характеристика • Ефективна ізотропно випромінювана потужність • Конструктивні характеристики: • маса, координати центру мас, момент інерції • габаритні розміри, максимальний радіус розвороту • парусність (вітрове навантаження) • об'єкт установки, спосіб кріплення • застосовані матеріали Для локаційних антен найважливішою характеристикою є роздільна здатність, що залежить передусім від розмірів антени L та довжини хвилі λ. Конструкції антен[ред. • ред. код] Конструкція антени залежить від довжини хвилі сигналу. Довгі хвилі (довжина хвилі від 1000 до 10000 метрів) можна приймати на довгих дротових антенах, середні хвилі (довжина від 100 до 1000 метрів) можна приймати на стержні або диполі, для прийому мікрохвиль також використовують диполі — часто з відбивачами в формі рамки або гостроспрямованими параболічними тарілками.

Сфера застосування

Разом з радіомовленням телебачення є одним з наймасовіших засобів інформації, освіти, політичного і культурного виховання людства; також одним з основних засобів зв'язку, широко використовуваним у наукових дослідженнях при обсервації об'єктів з віддалі, в техніці, промисловості, транспорті, будівництві, сільському господарстві, метеорології, космічних і нуклеарних дослідженнях, у військовій справі тощо. Телебачення буває монохроматичним (чорно-білим) і кольоровим.

Фото, відео-матеріали

Відео про Електро-променеву трубку [1] Відео про кінескоп [2] Принцип роботи кінескопа [3]

Список використаних джерел

1.Косач Ю. Проблеми сучасного українського документального фільму. — К., 1974. 2.Григораш Д. Журналістика у термінах і виразах. — Львів, 1974. 3.Юровский О. Телевидение — поиски и решения. — М., 1975. 4.Вікіпедія https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B1%D0%B0%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D1%8F 5.https://youtu.be/KRz7a_xU11M