ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ – ЧАСТЬ 2

October 31, 2011 by admin Комментировать »

Передающая телевизионная сеть страны оснащена телевизионными радиостанциями малой мощности ТРСАнР/12, РЦТА, РТДА (мощностью 100 Вт), ретрансляторами с демодуляцией ТРСА-12/12, ТРСН (мощностью 2 Вт), ТВР-преобразователями РПТН (мощностью 1 Вт) метрового диапазона и Р’ПТА (мощностью 100 Вт) дециметрового диапазона.

Наряду с модернизацией передающего оборудования ТВР проводится замена приемных телевизионных устройств новыми, применение которых значительно повысит качественные показатели ТВР с демодуляцией.

Спутниковые ТВР отличаются частотным диапазоном, в котором работает приемное устройство: 0,7 ГГц у системы «Экран» и 4 ГГц у системы «Москва», а также качественными показателями и типом ТВРС, на который поступает сигнал с ЧМ приемника.

Создаются новые автоматические ТВР типа РУТАН (ретранслятор унифицированный телевизионный автоматизированный необслуживаемый) с совместным усилением сигналов изображения и звукового сопровождения для различных вариантов ретрансляции с унифицированным блоком ПЧ и каскадом усиления мощности, выполненным полностью на полупроводниках с применением интегральных схем. При этом предусматривается расширенная номенклатура мощностей передающих устройств (1, 10, 100 Вт) для метрового и дециметрового диапазонов, что достигается добавлением унифицированных мощных блоков. Приемная часть ТВР может комплектоваться приемником на канал ретранслируемой мощной ТВРС или приемником ЧМ радиосигналов от ИСЗ.

Значительно усовершенствован парк телевизионных приемников. Текущее десятилетие характеризуется широким внедрением в телевизионную приемную технику полупроводниковых приборов, интегральных схем, более совершенных кинескопов и блочно-мо- дульных конструкций. Такое направление развития приемной те: левизионной техники позволило улучшить качество изображения, снизить потребляемую телевизорами электроэнергию, уменьшить массу и облегчить обслуживание возрастающего парка телевизоров.

В конце 70-х гг. началось производство нового поколения цветных телевизоров Ц-201, Ц-202 и т. д., полностью выполненных на полупроводниковых приборах и интегральных схемах с размером экрана по диагонали 61 ом (модели «Рубин», «Рекорд», «Березка», «Славутич», «Темп», «Чайка», «Кварц»).

Новое поколение цветных телевизоров значительно отличается от прежних разработок. В них использовано много новых деталей и элементов — линейные микросхемы, высоковольтные транзисторы, высокочастотные тиристоры и др. Блочно-модульная конструкция, при которой блоки создаются из более мелких функционально законченных узлов — модулей, подключаемых посредством разъемов, позволяет использовать их в телевизорах разных моделей, как цветных, так и черно-белых. Применение модулей значительно упрощает производство и ремонт телевизоров.

В эти же годы начато производство полупроводниковых телевизоров Ц-400 с размерами экранов по диагонали 32 см («Шиля- лис Ц-410», «Электроника Ц-401», «Юность Ц-404») и 25 см («Электроника Ц-432»). Эти телевизоры имеют кинескопы с щелевой маской, с планарным расположением прожекторов и самосведением лучей.

Создано семейство телевизоров на новой элементной базе — больших гибридных интегральных схемах, заменяющих функциональные узлы, выполненные на дискретных элементах, например полупроводниково-интегральный телевизор «Горизонт Ц-255». Использование фил ьтро в н а пов ер хностно – акустич есиих волн а х (ПАВ) решило задачу высокой повторяемости частотных характеристик радиотракта. Потребляемая мощность снижена на 60 Вт.

Начат выпуск нового цветного телевизора с размером экрана по диагонали 51 ом; предполагается, что он станет самым массовым. Первые представители этой серии — «Рекорд ВЦ-311», «Электрон Ц-380» полностью собраны на транзисторах и интегральных схемах, в них применен также кинескоп с щелевой маской и повышенной яркости.

Практически полный охват территории нашей страны телевизионным вещанием, возможность приема телевизионных программ в горных и других отдаленных районах, не обеспеченных электроэнергией, требуют разработки нового поколения экономичных телевизоров и ретрансляторов малой мощности в комплекте с источниками электропитания (например, в виде солнечных батарей с аккумуляторами, термогенераторов и др.).

Несмотря на то, что в последние годы достигнуто значительное повышение качества цветных кинескопов, можно предположить, что дальнейшее совершенствование их уже приближается к определенному пределу. Преобразователь сигнал—свет в виде плоского экрана при наличии таких свойств, как малые питающие напряжения, высокая четкость изображения, обеспечение требуемых светотехнических характеристик, является идеальным базовым элементом для приемных телевизионных устройств. Уже на протяжении ряда лет ведутся научно-исследовательские работы по созданию плоских экранов. В основу принципа действия такого экрана закладывают различные светогенерационные и электрооп- тичесюие эффекты в твердом теле и газах. Большое значение придается разработкам, направленным на увеличение размеров телевизионного экрана.

Современный телевизор должен не только обеспечивать возможность воспроизведения телевизионных программ, но и выполнять ряд дополнительных функций. К нему должны подключаться средства бытовой видеозаписи, телевизионные игровые автоматы. В дальнейшем получат распространение устройства для вывода на экран различной буквенно-цифровой, графической и другой информации. Таким образом, перспективный телевизор—это многоцелевой дисплей для отображения многих видов визуальной информации.

В последние годы достигнут заметный прогресс в повышении качества цветного изображения на большом экране, соизмеримом с киноэкраном. Для этого используется мощный независимый источник и модулятор света.

Значительному повышению качества приема сигналов телевизионных программ будут способствовать системы кабельного телевидения. Централизованное распределение телевизионных программ, предназначенных для демонстрации на больших экранах, потребует разработки новых телевизионных систем высокой четкости, выделения широкополосных частотных каналов, по-видимому, в диапазоне миллиметровых и световых волн. Исследуются способы передачи телевизионных сигналов с помощью волоконно- оптических линий связи.

В прошедшие годы достигнут прогресс в области телевизионных измерений. Это связано с быстрым развитием передающей и приемной телевизионной сети, и в первую очередь с широким внедрением цветного телевидения, разработками в области цифрового телевидения. Разрабатывается новая контрольно-измери- тельная техника.

Созданы устройства, способные полностью автоматизировать процесс измерений основных качественных показателей различного телевизионного оборудования, т. е. осуществлять их без участия оператора на протяжении всего цикла измерений (например, приборы К-2-35, К-3-2). Непрерывный контроль основных качественных показателей во время передачи программы достигается благодаря использованию «измерительных» строк; для этого отводится несколько строк в каждом -поле.

Как показано на рис. 4, в 17-ю строку кадрового гасящего импульса вводятся прямоугольный импульс В2, синус-квадратичный импульс Вь сложный синус-квадратичный импульс F и пятиступенчатый сигнал Di. В 18-ю строку вводится сигнал для измерения амплитудно-частотных характеристик на дискретных частотах С\ и С2. В 330-ю строку вводятся прямоугольный импульс В1, синус-квадратичный импульс В2 и пятиступенчатый сигнал с насадкой цветовой поднесущей D\. В 331-ю строку вводятся на пьедестале трехуровневый сигнал цветовой поднесущей G2 или Gi и опорный сигнал цветовой поднесущей Е.

Рис. 4. Измерительные строки

Наличие ‘измерительных импульсов в сигнале, излучаемом передающей телевизионной радиостанцией, позволяет организовать контроль качества работы ретрансляторов и телевизионных каналов в приемной сети, а в дальнейшем — сквозной допусковый контроль на всей сети подачи сигналов телевизионных программ.

Ряд новых задач перед телевизионной контрольно-измерительной техникой выдвинули системы спутниковой связи. При введении на входе земной передающей станции измерительных строк в состав передаваемого телевизионного сигнала спутниковый ретранслятор кроме своих основных функций также может одновременно выполнять функции генератора эталонных измерительных сигналов, обеспечивающих возможность сквозного контроля основных характеристик телевизионных каналов во всей сети земных приемных пунктов.

Одним из основных направлений развития современной техники телевизионных измерений является создание новых автоматизированных приборов. Процесс автоматизации идет по пути включения непосредственно в состав приборов микропроцессоров (МП) или микро-ЭВМ. Встроенные МП позволяют не только повысить точность измерений и упростить эксплуатацию приборов, но и расширить функциональные возможности самих приборов путем реализации методов автоматической корректировки погрешностей, •самокалибровки, самодиагностики, цифровой обработки измерительной информации. Таким образом, применение МП изменяет всю технологию разработки и конструирования прибора, его компоновку и управление, процесс обработки данных.

Современная телевизионная контрольно-измерительная аппаратура выполняет большое число логических и арифметических операций. (Включение в ее состав МП позволяет обеспечить управление алгоритмом оптимальной обработки телевизионного и измерительного сигналов, автоматический выбор требуемого участка сигнала и т. п. С помощью заданной программы проводится цикл измерений нужного параметра или группы параметров, усреднение результатов измерений, приведение ‘величин к определенной размерности, вычисление функций и т. д. Микропроцессоры способствуют совершенствованию периферийного оборудования автоматизированных систем контроля и измерений.

Переходя к прогнозированию дальнейшего развития телевидения, следует в первую очередь отметить цифровое телевидение. В течение многих лет в телевидении используют аналоговый сигнал, который на выходе преобразователя свет—сигнал является электрическим аналогом изображения, поэтому основные требования к передаче телевизионных сигналов сводятся к обеспечению %их минимальных искажений.

Известные ограничения, связанные с .накоплением искажений при передаче аналогового телевизионного сигнала, в значительной мере могут быть преодолены путем перевода сигнала в цифровую форму. Поэтому в последние годы все ‘большее внимание уделяется цифровому телевидению — области телевизионной техники, в которой операции обработки, консервации и передачи телевизионного сигнала связаны с его преобразованием в цифровую форму.

Первым шагом на пути унификации и стандартизации параметров вещательных систем цифрового телевидения можно считать разработку в МККР Рекомендации 601, в которой приводятся значения основных параметров цифрового кодирования телевизионного сигнала для аппаратно-студийных комплексов телецентров, работающих со стандартом разложения 625 или 525 строк. Частота дискретизации должна быть кратна строчным частотам систем с разложением на 525 и 625 строк. С другой стороны, эта частота должна быть по возможности низкой, чтобы не увеличивать скорость цифрового потока.

Наименьшее общее кратное строчных частот /стр(б25)= 15625 Гц и /стР(525) =’15734,26573 Гц соответствует 2,25 МГц = 144/Стр(б25> = = 143/стр(525). Поэтому для дискретизации сигналов яркости пригодны частоты 11,25, 13,5 и 15,75 МГц, кратные 2,25 МГц (множители 5, 6 и 7). Из них выбрана частота 13,5 МГц, поскольку это значение является единственным, которое обеспечивает перечисленные требования и позволяет получить 864 отсчета в строке с разложением на 625 строк и 858 отсчетов при 525 строках.

Частота дискретизации цветоразностных сигналов равна половине частоты дискретизации сигнала яркости, т. е. 6,75 МГц. Этот стандарт цифрового кодирования условно обозначается соотношением 4:2:2, что отражает двоичное соотношение частот дискретизации сигнала яркости и двух цветоразностных сигналов, а также одновременность их передачи.

Предусматривается линейное восьмиразрядное кодирование сигнала яркости и каждого цветоразностного сигнала. Суммарный цифровой поток яри стандарте цифрового кодирования 4:2:2, получаемый путем объединения потоков сигнала яркости (13,5X8 = =’108 Мбит/с) и двух цветоразностных сигналов (6,75x8x2 = = 108 Мбит/с), равен 216 Мбит/с.

Как при непосредственном, так и три раздельном кодировании полного цветового телевизионного сигнала, ширина спектра цифровых телевизионных сигналов оказывается чрезвычайно большой и (передавать их по существующим линиям связи .практически невозможно. Поэтому главной задачей является уменьшение в несколько раз скорости передачи символов цифрового сигнала. Она решается путем устранения избыточности, имеющейся в телевизионном сигнале, и использованием эффективных методов модуляции. С учетом международного стандарта на цифровое кодирование телевизионного сигнала разработана аппаратура цифрового АСК. При этом стандартный аналоговый телевизионный сигнал появляется только на входе линий связи и телевизионных передатчиков, поскольку на данном этапе предусматривается сохранение парка аналоговых телевизоров.

Следует отметить, что внедрение цифровых методов в телевидение весьма эффективно. Уже создаются цифровые декодирующие устройства, в которых аналоговый телевизионный сигнал с выхода детектора с помощью АЦП предварительно преобразуется в цифровую форму. Путем соответствующей обработки цифрового сигнала можно значительно улучшить качественные показатели сигналов яркости и цветности, повысить отношение сигнал-шум, контрастность изображения и другие параметры.

В дальнейшем основные узлы телевизоров станут цифровыми на базе сверхбольших интегральных схем. Все цифровые устройства будут управляться микро-ЭВМ, которая также станет выполнять функции авторегулировки телевизора.

Широкое внедрение цифровых методов обработки и передачи сигналов в телевизионное вещание способствует созданию систем массового информационного обслуживания. Объединение в этих системах техники телевидения и передачи данных позволит существенно расширить возможности использования домашних (абонентских) радиотехнических средств, предоставить новые услуги.

Передача зрителю дополнительной информации с выводом ее на телевизионный экран во многом меняет традиционный взгляд на функции и возможности справочных и информационных служб ка:к для населения, так и для государственных организаций.

Цифровые сигналы дополнительной информации вводятся в интервалы кадрового гашения телевизионного сигнала на передающей стороне, а выделяются из телевизионных сигналов в специальном устройстве телевизора или в приставке к нему, используются для отображения буквенно-цифровой информации, неподвижных или медленно меняющихся изображений или для управления другими абонентскими устройствами. Цветные изображения могут просматриваться или накладываться на изображения передаваемой телевизионной программы.

Системы передачи буквенно-цифровой и графической информации с отображением ее на экране телевизора получили название видеографических. МККР определил два наиболее распространенных типа таких систем.

Видеография вещательная — телетекст — цифровая система передачи данных, предназначенная в основном для отображения текста или элементарного графического материала (мозаичных, геометрических и рисуночных фигур в двумерной форме) на экранах соответствующим образом оборудованных телевизоров. В этой системе используется циклическое повторение (с обновлением или без него) имеющейся в распоряжении информации. Выбор конкретного вида информации и способа вывода ее на телевизионный экран предоставляется зрителю.

Видеография интерактивная (информация выдается по запросу абонента) — видеотекс — информационно-поисковая система передачи данных по коммутируемым телефонным каналам общего пользования, в основном предназначена для отображения текста или элементарного графического материала на экранах соответствующим образом оборудованных телевизоров. Обратный канал передачи данных в системе видеотекса используется зрителем для оперативного управления системой — запроса из банка данных конкретной информации и для вывода ее на телевизионный экран.

Системы передачи неподвижных телевизионных изображений (НТИ) предназначаются для воспроизведения на экране телевизора диапозитивов и фотографий, фиксированных кадров телевизионных программ (стоп-кадры), специально получаемые НТИ релортажного типа, буквенно-цифровых знаков, текстов документов, .рисунков и набросков от руки и т. п. Передача НТИ может быть использована для демонстрации изображений в тех случаях, когда не предусматривается показ подвижных объектов. Основное отличие таких НТИ от неподвижных изображений систем телетекста и видеотекста состоит в том, что они получаются в результате преобразования свет — сигнал и позволяют передавать фрагменты «жизненных ситуаций», используя узкополосные каналы связи, изображения телетекста и видеотекста формируются электронными методами.

Важным направлением развития телевидения является повышение качества изображения. Дополнительная аналоговая и цифровая обработка телевизионных сигналов на передаче и приеме, использование устройств памяти на кадр в телевизионных приемниках будут способствовать созданию совместимых систем высококачественного телевидения. Повысить качество цветного телевизионного изображения можно также с помощью новых методов передачи сигналов, учитывающих специфику системы распределения сигналов телевизионных программ и в первую очередь систем спутникового телевизионного вещания. При этом можно будет использовать кодирование телевизионных сигналов, которое позволит устранить такие недостатки, как заметность поднесущей на экране, перекрестные искажения типа «яркость—цветность», повышенный уровень шумов «в канале цветности и др. В таких системах можно отказаться от использования поднесущей для передачи сигналов цветности и применить временное уплотнение, при котором сжатые во времени сигналы цветности будут поступать в тракт передачи, в интервал строчного гашения. !В приемнике после соответствующей «растяжки» они будут преобразовываться в стандартные сигналы.

Исследования систем телевидения высокой четкости показали, что для большинства телезрителей, находящихся от экрана с форматом 4/3 на расстоянии четырех высот экрана, оптимальное число строк в кадре оказывается примерно равным 1250, т. е. по крайней мере вдвое превышает число строк, используемое в настоящее время в системе вещательного телевидения. Наиболее приемлемым можно считать экран ‘высотой от 0,5 до 1 м при соотношении сторон от 5/3 до 2/1.

Разработка телевизионной системы высокой четкости с большим плоским широкоформатным экраном телевизора явится этапом в коренном повышении качества телевизионного изображения. Необходимо исследовать и определить оптимальные параметры системы, возможные способы ее сопряжения с существующими стандартами и разработать принципиально новые приборы и оборудование с исключительно высокими качественными показателями для всех звеньев телевизионного тракта от передающих камер и средств видеозаписи до устройств с плоскими телевизионными экранами площадью до 1 .м2. Многие из этих вопросов требуют международной стандартизации.

В настоящее время уже наметились пути создания систем стереоскопического телевидения. Существующие приемники цветного телевидения могут принимать также’стереоскопическое черно-бе- лое изображение. Для этого сигналы правого изображения подаются на один из прожекторов кинескопа, а сигналы левого изображения — на два других. Восприятие стереоизображения достигается при помощи очков дополнительных цветов (анаглифов). Условия наблюдения изображений, удобные для неподвижно сидящего зрителя в кинотеатре, требующие определенной фиксации головы наблюдателя, по-видимому, вряд ли подходят для вещательного телевидения, так как не создают комфорта при просмотре телевизионных передач в домашних условиях. Поэтому надо изыскивать более совершенные методы создания в телевидении стерео ск о п и че ск о г о э фф е кт а.

Наиболее естественное изображение может быть достигнуто с помощью телевизионных систем, с использованием принципов голографии, но пока не найдены пути решения ряда задач.

Итак, можно утверждать, что технические средства телевизионного вещания по ряду направлений будут основываться на принципиально новых концепциях, методах и средствах, коренным образом отличающихся от существовавших долгие годы.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты