Бытовая видеоаппаратура

Бытовая видеоаппаратура

Бытовая видеоаппаратура включает электронные устройства для приема, записи и воспроизведения изображения со звуковым сопровождением. К ним относятся телевизоры, видеомагнитофоны, видеопроигрыватели (кассетные, дисковые и комбинированные), видеолы, видеокамеры, видеопроекторы.

1 Телевизоры

1. Понятие о телевидении

Передача на расстояние изображений объектов и звука называется телевидением. Сущность телевизионной передачи состоит в последовательном преобразовании отдельных элементов оптического изображения объекта в видеосигналы, а звукового сопровождения в аудиосигналы, передаче этих сигналов по каналам связи (радиоканалу или кабельному каналу) в пункт приема и их обратном преобразовании в видимое телевизионное изображение и звук.

Оптическое изображение объекта формируется и проецируется на поверхность электронно-оптического преобразователя, объективом телекамеры. Каждый элемент оптического (светового) изображения преобразуется каждым микроскопическим элементом электронно-оптического преобразователя, в электрический сигнал пропорционально освещенности объекта. Таким образом, оптическое изображение преобразуется в свою электрическую копию. Каждый элемент изображения характеризуется яркостью, цветностью и координатами в плоскости изображения. Для передачи и воспроизведения изображения в телевидении принят принцип по очередной и построчной (слева направо) передачи элементов изображения, основанный на инерционности человеческого зрения.

Процесс последовательной передачи (воспроизведения) всех элементов изображения с определенной скоростью и в определенном порядке называют разверткой изображения. Согласно принятому в России стандарту изображение (кадр) разбивается на 625 строк. В одну секунду передается 25 кадров. Полное число строк одного кадра передается в два приема (двумя полукадрами). Частота смены полей (полукадров) составляет 50 Гц. В первом полукадре передаются нечетные, а во втором -- четные строки изображения. Такая развертка изображения называется чересстрочной. Развертка, при которой весь телевизионный кадр формируется последовательно, одна строка за другой, называется построчной (прогрессивной). Для обеспечения синхронности разверток в передающих и приемных устройствах телевизионной системы в начале каждой строки и каждого кадра передаются управляющие строчные и кадровые импульсы.

Постоянное возрастание требований к качеству телевизионного изображения, с одной стороны, и совершенствование телевизионной аппаратуры, с другой, привело к появлению в некоторых странах системы телевидения, обеспечивающей высокую четкость изображения, -- Телевидения высокой четкости (ТВВЧ) -- и освоению выпуска телевизоров ТВВЧ.

Телевидение высокой четкости предусматривает формирование и передачу широкоформатного изображения (форматом 16:9), каждый кадр которого состоит из большого количества строк, например 1125, и воспроизводится с частотой 100 Гц.

Принцип передачи и воспроизведения цветных изображений в телевидении основан на теории трехкомпонентности цветового зрения, согласно которому все многообразие природных цветов можно воспроизвести оптически с помощью трех основных цветов: красного, зеленого и синего. 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. Для формирования телевизионного сигнала и передачи его в канал связи в системе цветного телевидения применяют специальные методы цветового кодирования информации. Способ передачи цветовой составляющей в телевизионном сигнале определяется используемой системой цветного телевидения.

В настоящее время в различных странах мира для организации цветного телевизионного вещания используются три основные системы аналогового цветного телевидения, совместимые с черно-белым телевидением, но не совместимые друг с другом, так как различаются способами и конкретными параметрами цветового кодирования: PAL (принята в ФРГ, Великобритании, Нидерландах и ряде других стран Западной Европы, а также в Австралии); SECAM (принята во Франции, России и некоторых странах Европы и Африки); NTSC (принята в США, Японии и других странах).

Совокупность нормированных характеристик и параметров системы вещательного телевидения определяет телевизионный стандарт. В настоящее время в мире действует более 10 стандартов аналогового телевизионного вещания, обозначенных заглавными буквами латинского алфавита В, D, G, Н, I, К, KI, L, М, N, а также различные аналого-цифровые и цифровые стандарты.

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.

В разных странах применяются различные варианты трех вышеуказанных систем, определяемые используемыми телевизионными стандартами. В России действует стандарт SECAM-D/K. В большинстве европейских стран, используется стандарт PAL-B/G. В США, Канаде, Японии, Южной

Корее и некоторых других странах телевизионное вещание осуществляется по стандарту NTSC-M.

Две буквы, идущие в обозначении через дробь после названия системы, например, SECAM-D/K, означают, что используются два стандарта, первый в диапазоне метровых волн (МБ), а второй в диапазоне дециметровых волн (ДМВ).

Передача на расстояние изображений объектов и звука осуществляется при помощи радиосигналов или сигналов (электрических, оптических), передаваемых по кабелю. Различают "эфирное" (наземное), сотовое, спутниковое и кабельное телевидение.

На сегодняшний день "эфирное", или наземное, телевидение остается самым распространенным средством доставки зрителям вещательных программ. Для передачи программ в "эфир" используют электрические колебания высокой частоты, которые в отличие от низкочастотных аудио и видеосигналов могут свободно распространяться в окружающем пространстве на значительные расстояния в виде радиоволн. Сигналы изображения и звука излучаются передающими антеннами телецентров, каждый на своей радиочастоте. Сигналы "эфирного" телевидения передаются при помощи ультракоротких (УКВ) радиоволн в полосе частот от 48 до 862 МГц. Эта полоса частот условно разделена на 5 диапазонов, объединенных в две группы: метровый, или MB (VHF) -- диапазоны I, II, III; и дециметровый, или ДМВ (UHF) -- диапазоны IV, V.

Из-за особенностей распространения ультракоротких радиоволн качественный прием программ "эфирного" телевидения может осуществляться только в зоне прямой видимости между приемной и передающей антеннами, называемой зоной уверенного приема.

Наряду с "эфирным" телевидением широко используется передача телевизионных сигналов по кабельным сетям. Для кабельного телевидения используются диапазоны, получившие название S-диапазон (Sonderkanal) и Н-диапазон (Hyperband). Использование кабеля позволяет уменьшить влияние внешних помех на полезный сигнал и, следовательно, передать его более качественно. В настоящее время широкое распространение получили локальные сети кабельного телевидения, функционирующие чаще всего в пределах небольшого населенного пункта, микрорайона, а иногда и одного здания, например многоквартирного дома или гостиницы. По этой сети с небольшой приемной телевизионной станции за абонентскую плату передаются программы "эфирного" и спутникового телевидения.

Спутниковое телевидение является на сегодняшний день самым динамично развивающимся способом передачи телевизионных сигналов на большие расстояния. Частоты, на которых передаются спутниковые программы гораздо выше частот наземного телевидения, поэтому для их приема необходима специальная антенна и ресивер (receiver). Спутниковый ресивер предназначен для преобразования спутникового сигнала в сигнал воспринимаемый обычным телевизором. В последние годы развивается новый способ "эфирной" трансляции телевизионных программ -- сотовое телевидение. Свое название он получил из-за принципа покрытия сигналом территории обслуживания, аналогичного принципу положенному в основу сотовой телефонной связи. Абонентское оборудование состоит из антенны со сверхвысокочастотным (СВЧ) приемником (конвертором), объединенными в единый компактный блок, и традиционного спутникового тюнера, работающего в диапазоне частот 950-2050 МГц. По каналам сотового телевидения можно передавать как аналоговые сигналы систем PAL, SECAM, NTSC, так и цифровые нового стандарта DVB. Радиус распространения сигналов достигает до 3-6 км. Поэтому для покрытия сигналом больших площадей используют сеть маломощных передатчиков. Наличие множества ячеек сети позволяет предлагать пользователям в каждой из них свой набор телевизионных программ, что выгодно отличает сеть сотового телевидения от существующих "эфирных систем".

1.2 Устройство и принцип  работы телевизора

Телевизионный приемник -- устройство для приема телевизионных сигналов и их преобразования в визуально-звуковые образы.

Телевизор состоит из устройства отображения визуальной информации (кинескопа, жидкокристаллической или плазменной панели); шасси -- платы, которая содержит основные электронные блоки телевизора (телетюнер, декодер с усилителем аудио- и видеосигналов и др.), корпуса с расположенными на нем разъемами, кнопками управления и громкоговорителями.

Телевизионные радиосигналы, принятые антенной, подаются на радиочастотный (антенный) вход телевизора. Далее они поступают в радиочастотный модуль, называемый также тюнером, где из них выделяется и усиливается сигнал именно того канала, на который в этот момент настроен телевизор. В тюнере также происходит преобразование радиочастотного сигнала в низкочастотные видео- и аудиосигналы.

Видеосигнал после усиления подается в модуль цветности (только в телевизорах цветного изображения), содержащий декодер цветности, а затем на устройство отображения визуальной информации. Декодер цветности предназначен для декодирования сигналов цветности той или иной системы (PAL, SEC AM, NTSC).

Аудиосоставляющая подается в канал звукового сопровождения, где происходит выделение звукового сигнала и его необходимое усиление. После усиления аудиосигнал подается на громкоговоритель (динамик), преобразующий электрический сигнал в слышимый звук. Если телевизор рассчитан на воспроизведение стерео или многоканального звука, в составе его канала звукового сопровождения имеется соответствующий декодер многоканального звука, который разделяет звуковую составляющую на каналы.

Кинескопы бывают черно-белого изображения и цветного изображения, отличаются они по конструкции.

Экран кинескопа черно-белого изображения изнутри покрыт сплошным слоем люминофора, обладающего свойством светиться белым цветом под воздействием потока электронов. Тонкий электронный луч формируется электронным прожектором, размещенным в горловине кинескопа. Управление электронным лучом осуществляется электромагнитным способом, в результате чего он последовательно в ходе развертки сканирует экран по строкам, вызывая свечение люминофора. Интенсивность (яркость) свечения люминофора в ходе сканирования изменяется в соответствии с электрическим сигналом (видеосигналом), несущим информацию об изображении.

Экран кинескопа цветного изображения изнутри покрыт дискретным слоем люминофоров (в форме кружков или штрихов), светящихся красным, зеленым и синим цветом под действием трех электронных пучков, формируемых тремя электронными прожекторами. Все кинескопы цветного изображения перед экраном имеют цветоделительную теневую маску. Она служит для того, чтобы каждый из трех электронных лучей, одновременно проходящих через многочисленные отверстия маски в ходе сканирования, точно попадал на "свой" люминофор (первый -- на зерна люминофора, светящиеся красным цветом, второй -- на зерна люминофора, светящиеся зеленым цветом, третий -- на зерна люминофора, светящиеся синим цветом).

Каждый электронный луч модулируется "своим" видеосигналом, что соответствует трем составляющим цветного изображения. Поступая на кинескоп, видеосигналы управляют интенсивностью электронных пучков и, следовательно, яркостью свечения люминофоров (красного, зеленого и синего). В результате на экране цветного кинескопа воспроизводятся одновременно 3 одноцветных изображения, создающих в совокупности цветное изображение.

К современным средствам отображения визуальной информации относят жидкокристаллические экраны, проекционные системы, плазменные панели.

В жидкокристаллических телевизорах LCD (Liquid Crystal Display) изображение формируется системой из жидких кристаллов и поляризационых фильтров. С тыльной стороны жидкокристаллическая панель равномерно освещается источником света. Управление ячейками (пикселями) жидких кристаллов осуществляется матрицей электродов, на которую подается управляющее напряжение. Под действием напряжения жидкие кристаллы разворачиваются, образуя активный поляризатор. При изменении степени поляризации светового потока, изменяется его яркость. Если плоскости поляризации жидкокристаллического пикселя и пассивного поляризационного фильтра отличаются на 90°, то через такую систему свет не проходит.

Цветное изображение получается в результате использования матрицы цветных фильтров, которые выделяют из излучения источника белого цвета три основных цвета, комбинация которых дает возможность воспроизвести любой цвет. Жидкокристаллические телевизоры отличаются компактностью, отсутствием геометрических искажений, вредных электромагнитных излучений, малой массой и потребляемой мощностью, но в то же время имеют малый угол обзора изображения.

В проекционных телевизорах изображение получается в результате оптической проекции на просветный или отражающий экран телевизора яркого светового изображения, создаваемого проектором. Проекторы, используемые в проекционных телевизорах, могут быть построены на электроннолучевых кинескопах, жидкокристаллических матричных полупроводниковых элементах, а также лазерных проекционных трубках.

Основными недостатками проекционных телевизоров являются их громоздкость, высокая потребляемая мощность, низкая четкость увеличенного изображения и узкая зона размещения зрителей перед экраном телевизора.

В основу работы плазменного телевизора положен принцип управления разрядом инертного газа, находящегося в ионизированном состоянии между двумя расположенными на небольшом расстоянии друг от друга плоскопараллельными стеклами ячеистой структуры. Рабочим элементом (пикселем), формирующим отдельную точку изображения, является группа из трех пикселей, ответственных, соответственно, за три основных цвета. Каждый пиксель представляет собой отдельную микрокамеру, на стенках которой находится флюоресцирующее вещество одного из основных цветов. Пиксели находятся в точках пересечения прозрачных управляющих электродов, образующих прямоугольную сетку. При разряде в толще инертного газа возбуждается ультрафиолетовое излучение, которое, воздействуя на люминофоры первичных цветов, вызывает их свечение. Изображение последовательно, точка за точкой, по строкам и кадрам развертывается на экране.