Основы телевизионной передачи

Телевидение (tele - далеко и video - вижу) - область науки, техники и культуры, связанная с передачей на расстояние изображений объектов и звука при помощи радиосигналов или электрических сигналов, передаваемых по кабелю.

Процесс телевизионной передачи состоит из следующих этапов:

1) разложение оптического изображения объекта на отдельные элементы;

2) преобразование оптического изображения в электрическое;

3) последовательная передача в эфир по строкам видеосигналов, характеризующих заряд каждого элемента электрического изображения;

4) обратное синхронное преобразование видеосигналов по элементам и строкам в видимое изображение на экране телевизора.

Преобразование оптического изображения объекта в видеосигналы, несущие информацию об этом изображении осуществляется телевизионной передающей камерой (телекамерой), состоящей из объектива, “свет-сигнал” преобразователя, генератора телевизионных разверток, видеоусилителя и антенны.

1. Разложение оптического изображения объекта на отдельные элементы. Объектив телекамеры формирует оптическое изображение объекта на миниатюрных светочувствительных фотоэлементах, расположенных на поверхности сигнальной пластины.

2. Преобразование оптического изображения в электрическое. Фотоэлементы вырабатывают мгновенные значения электрических сигналов пропорционально освещенности объекта. Таким образом, образуется электрическая копия оптического изображения, состоящая из отдельных элементов. Каждый элемент изображения характеризуется тремя параметрами: яркостью, цветностью (цветовым тоном и чистотой цвета) и геометрическим местом (координатами точки в изображении).

3. Процесс последовательной передачи (воспроизведения) зарядов всех элементов изображения с определенной скоростью и в определенном порядке называют разверткой изображения.

В настоящее время, согласно принятому в России стандарту, изображение разбивается на 625 строк. Полное число строк составляет кадр; в одну секунду передается 25 кадров. Для предотвращения мелькания изображения на экране телевизора полное число строк одного кадра передается в два приема (двумя полукадрами). В первом полукадре передаются нечетные, а во втором - четные строки изображения. Такая развертка изображения называется чересстрочной. Для обеспечения синхронности разверток в передающих и приемных устройствах телевизионной системы в начале каждой строки и каждого кадра передаются управляющие строчные и кадровые импульсы.

Видеосигнал изображения, содержащий информацию о яркости элементов изображения усиливают, дополняют сигналом синхронизации и преобразуют в амплитудно-модулированные радиосигналы изображения, которые излучаются передающей телевизионной антенной в окружающее пространство на соответствующей несущей частоте.

Параллельно передаются частотно-модулированные радиосигналы звукового сопровождения на несущей частоте, отличающейся на 6,5 МГц от несущей частоты сигналов изображения. Совокупность этих двух несущих частот называют телевизионным каналом.

Для телевизионного вещания в мировой практике используют интервал частот 40-960 МГц. В России освоены два диапазона: метровый (48,5-230 МГц) и дециметровый (470-622 МГц). Участки этих диапазонов поделены на фиксированные полосы частот (радиоканалы телевещания). В диапазоне метровых волн таких каналов 12, в диапазоне дециметровых - свыше 40.

Совокупность нормированных характеристик и параметров, определяющих систему вещательного телевидения, определяет телевизионный стандарт вещательного телевидения. В настоящее время в мире действуют более 10 стандартов аналогового телевизионного вещания, обозначенных заглавными буквами латинского алфавита B, D, G, H, I, K, KI, L, M, N.

Телевизионные программы в России и большинстве других стран практически полностью передаются в цветном изображении. Системы цветного и черно-белого телевидения совмещены, т.е. передачи телевизионных сигналов цветных и черно-белых программ передаются по одним и тем же каналам связи и стандартам.

Принцип передачи и воспроизведения цветных изображений в телевидении основан на теории трехкомпонентности цветового зрения и аддитивном синтезе цветов, согласно которому все многообразие природных цветов можно воспроизвести оптически с помощью трех основных цветов.

В соответствии с этим принципом в телевизионной передающей камере цветное изображение разделяется на три одноцветных (монохромных) изображения основных цветов - красное, зеленое и синее. Затем их преобразуют в три исходных видеосигнала, пропорциональных соответственно красной, зеленой и синей составляющим цвета, анализируемого в процессе телевизионной развертки исходного оптического изображения. Для формирования телевизионного сигнала и передачи его в канал связи в системе цветного телевидения применяют специальные методы цветового кодирования информации.

В настоящее время в различных странах мира для организации цветного телевизионного вещания используются следующие три основные системы цветного телевидения, совместимые с черно-белым телевидением:

- ПАЛ (PAL; от начальных букв английских слов “Phase Alternation Line” - перемена фазы по строкам), принятая в ФРГ, Великобритании, Нидерландах и ряде других стран Западной Европы, а также в Австралии;

- СЕКАМ (SECAM; от начальных букв французских слов “Systeme en Couleur avec Memoire” - цветная система с запоминанием), принята во Франции, России и некоторых других странах Европы и Африки;

- НТСК (NTSC; от начальных букв английских слов “National Television Sistem Commitee” - Национальный комитет телевизионных систем), принята в США, Японии и других странах.

Общим для всех этих систем цветного телевидения является то, что в целях обеспечения совместимости информация о распределении яркости исходного оптического изображения передается с помощью сигнала яркости, аналогичного телевизионному сигналу черно-белого телевидения.

Дополнительная информация, необходимая для воспроизведения цветов передается путем частотного уплотнения сигнала яркости сигналом цветности. Все эти системы не совместимы и различаются способами и конкретными параметрами цветового кодирования.

Благодаря цифровой технологии обработки аналоговых сигналов в настоящее время создана и функционирует спутниковая система телепередач. Принцип действия спутниковой ТВ-системы состоит в следующем. Передающая станция кодирует первичную аналоговую телеинформацию цифровым кодом и посылает ее на один из спутников, находящийся на геостационарной орбите. Спутник находится в плоскости экватора на высоте 35 800 км и вращается с такой же угловой скоростью, как и земля. Поэтому с поверхности земли он кажется неподвижным.

На спутнике устанавливаются несколько антенн диаметром от 5 до 11 м. Спутниковые ретрансляторы преобразуют принимаемый сигнал на другую частоту, усиливают и ретранслируют его. Источником для электропитания аппаратуры служат солнечные и электрохимические батареи.

Каждый спутник транслирует сразу несколько телевизионных и радиоканалов. Часть из этих каналов передаются в цифровом виде, а часть в аналоговом (используется в основном система PAL). Некоторые каналы открыты для свободного доступа. Их можно смотреть бесплатно. Другие каналы закрыты, их невозможно принимать без специального спутникового декодера.

Для приема сигнала со спутника необходима специальная спутниковая антенна с конвертером и позиционером и спутниковый тюнер-ресивер.

Зеркало спутниковой антенны (тарелка) принимает пучок радиоволн и фокусирует его на конвертор. Конвертор - устройство, которое улавливает, усиливает и преобразует частоту принятого антенной сигнала.

Чем больше площадь зеркала антенны, тем выше коэффициент усиления сигнала в конверторе. На территории Европы используются антенны диаметром 45 см. По мере удаления на восток диаметр необходимой антенны постепенно увеличивается до 2 м.

Различают антенны осесимметричные с конвертором на оси зеркала и офсетные яйцевидной формы с конвертером, смещенным относительно оси. Последние эффективнее, так как конвертер в них не затеняет зеркало антенны, что несколько увеличивает коэффициент усиления.

Зеркала антенн могут быть изготовлены из стали, стеклопластика, из литого термопласта и алюминия. По целому ряду факторов алюминиевые антенны считаются наиболее эффективными.

Более совершенные антенны комплектуются позиционером. Это устройство, которое запоминает координаты спутников и по команде с пульта управляет положением антенны-тарелки.

Сигнал с конвертора по кабелю передается в спутниковый тюнер-ресивер, который служит для предварительного усиления сигнала до определенного уровня. Более совершенные тюнеры имеют встроенную систему подавления шумов, функцию воспроизведения стереозвука, память до 1500 программ с 64 спутников и очень высокую чувствительность к слабым сигналам.

Тюнер может принимать только открытые спутниковые программы. Для приема закрытых, самых интересных спутниковых программ, требуется подключение отдельного спутникового декодера.

Доступ к закрытым каналам можно получить после приобретения специальной карточки, которая вставляется в декодер и позволяет раскодировать принимаемый сигнал. Каждая карточка рассчитана на определенный срок действия, зависящий от оплаченной суммы. Если оплату не возобновить, декодер заносится в «черный список», при этом в эфир посылается радиосигнал, отключающий неплательщиков. После оплаты в эфир передается сигнал активации декодера, и передачи возобновляются.

Дата добавления: 2015-09-02