NOŢIUNI DESPRE EMIŢĂTOARE DE TELEVIZIUNE

SCURT ISTORIC

Primul televizor din istoria televiziunii, total diferit fata de cel actual, a fost construit de inginerul scotian John Baird în anul 1926, care a utilizat un disc rotativ perforat, care se rotea cu mare viteza. Sistemul însa de tip electromecanic si care nu era susceptibil îmbunatatirii, a fost repede depasit de unul electronic inventat de Zworykin care a utilizat un iconoscop ca tub de captare si un cinescop pentru transformarea impulsurilor electrice în imagini luminoase.

În anul 1953 se naste în Statele Unite primul sistem de televiziune în culori cu adevarat modern, care functiona conform standardului NTSC (National Television System Committee = Comitetul National pentru Sistemul de Televiziune) care se difuzeaza si în Japonia, Canada si o parte din America Latina.

În România televiziunea în alb-negru a aparut în anul 1956.

Televiziunea în culori a aparut în Europa dupa anul 1967 sub forma de noi standarde: SECAM si PAL, care a încercat prin diverse cai sa corecteze defectele evidentiate în NTSC.

Standardul SECAM (Sequentiel Couleur A Mémoire = Sistem Secvential cu Memorie), inventat în Franta si difuzat în tarile din estul europei si în Rusia.

Standardul PAL (Phase Alternation Line = Alternare de Faza pe Linie), inventat în Germania de ing.Walter Brunch de la Telefunken, difuzat de tarile din Europa si de România.

Cele trei sisteme sunt incompatibile între ele, adica un televizor construit în Statele Unite si prevazut pentru sistemul NTSC, nu poate functiona în Europa unde se transmite în PAL si SECAM si viceversa.

Exista însa astazi televizoare care pot alege un tip de standard deoarece acestea sunt dotate cu trei tipuri de decodere.

Drumul spre televiziunea digitala a început în 1982 prin adoptarea unui standard unic pe plan mondial de codare digitala a semnalelor de imagine în cadrul studiourilor de televiziune.

Transmiterea imaginilor

Transmiterea imaginilor de televiziune se poate face în RF:

prin eter

prin cablu

prin satelit

în circuit închis

În ce ne priveste ne vom ocupa de transmiterea imaginilor de televiziune prin eter care în principiu functioneaza dupa cum este prezentat în figura urmatoare:

O camera video capteaza scena, transforma imaginea în semnal electric de televiziune care va modula o purtatoare de radiofrecventa (RF) si o transmite în eter prin antena.

O alta antena dimensionata pe frecventa emitatorului transmite receptorului semnalul de radiofrecventa (captat din eter), pe care televizorul o demoduleza si o retransforma într-o imagine conforma cu cea captata.

Semnalul de imagine prin structura sa are un spectru larg de frecvente, iar pentru transmiterea lui, este necesar ca circuitele care sunt traversate de semnal sa fie de banda larga.

Semnalul de luminanta moduleaza în amplitudine un semnal de RF, dar se transmite banda laterala dreapta (superioara) si o parte din banda laterala stânga (inferioara), care în acest caz este o banda laterala reziduala (BLR).

Semnalul audio moduleaza în frecventa (FM) o purtatoare mai mare decât cea de video cu 5,5 sau 6,5 MHz, ca în figura de mai jos.

Semnalele de culoare (crominanta) moduleaza o subpurtatoare cu frecventa de 4,43 MHz (pentru PAL).

În scopul redarii cât mai corecte a unei scene captate, semnalul de televiziune este supus în "drumul sau" de la sursa pâna la receptie la multe prelucrari. Fiecare prelucrare a semnalului video analog (suportul imaginii de televiziune), introduce la rândul ei distorsiuni, care se cumuleaza pe masura ce numarul prelucrarilor creste.

Singura cale de rezolvare a acestor probleme consta în trecerea la forma digitala de reprezent 747f58h are a imaginii de TV, folosind doar semnale de 0 si 1. Prelucrarea digitala a semnalului de imagine aduce un plus de calitate în televiziunea în culori prin nealterarea raportului dintre componentele de culoare.

În prezent, cât si într-un viitor apropiat, televiziunea digitala se va generaliza.

Crearea centrelor de TV complet digitale nu va exclude prezenta semnalului analog de televiziune la intrarea modulatoarelor emitatoarelor de TV, întrucât televizoarele analogice vor ramâne înca mult timp în exploatare. Etapa de introducere completa a televiziunii digitale se va încheia odata cu crearea receptorului digital de televiziune.

1. PRINCIPIUL TRANSMISIEI TV

1.1. INTRODUCERE

O transmisie TV (radiodifuzata) presupune transmiterea la distanta a imaginii si a sunetului însotitor.

Pentru a fi transmisa o imagine, mai întâi, informatia de stralucire este transformata în semnal electric (semnal video) cu care se moduleaza purtatoarea de radiofrecventa ce urmeaza a fi transmisa. Transmiterea sunetului este posibila dupa ce vibratiile sonore au fost transformate în semnale electrice care, la rândul lor, vor modula o alta purtatoare de radiofrecventa.

În figura 1 este data schema bloc foarte simplificata a unui emitator de TV.

Imaginea care urmeaza a fi transmisa este captata de un dispozitiv optic (camera de luat vederi), care transforma semnalul luminos (imaginea) în semnal electric (semnal video). Acesta este introdus în emitator. Dupa o serie de prelucrari (1) ale semnalului video, acesta moduleaza (2) o purtatoare de radiofrecventa f₁ generata de un oscilator (4) care apoi este amplificata (3) si aplicata diplexerului (8) si care la rândul lui este conectat la antena. Semnalul de radiofrecventa (RF) modulat si amplificat contine semnalul video corespunzator imaginii captate f_i (frecventa imagine).

Sunetul însotitor este captat de microfon si transformat în semnal electric. Semnalul este introdus în emitator, prelucrat (5), dupa care acesta moduleaza (6) o alta purtatoare de radiofrecventa f₂ generata de oscilator (4), amplificata (7) si apoi aplicata diplexerului (8). si în cazul sunetului, semnalul de radiofrecventa (RF) (f_s) rezultat dupa modulare va contine informatia captata de microfon.

1.2. SEMNALUL DE TELEVIZIUNE

În televiziune se foloseste metoda de transformare a valorilor de stralucire si culoare din imaginea optica în valori de curent electric.

Modul de reconstituire a imaginii la receptie (pe ecranul tubului cinescop) impune majoritatea caracteristicilor tehnice ale unui lant TV

Imaginea TV este reconstiutita (deci analizata si transmisa) "punct cu punct". La un moment dat emitatorul transmite o informatie numai asupra stralucirii unui anumit punct al imaginii care va fi reconstituit la receptor. Într-un anumit interval de timp se vor transmite informatii asupra tuturor punctelor imaginii care vor reconstitui imaginea pe ecranul receptorului.

Deoarece transmiterea se face "punct cu punct", este foarte important ca modul de parcurgere al imaginii de catre punctul luminos care o reconstituie (spot, fascicul) sa fie bine determinat si controlat. Conditia de "sincronism" între punctul analizat la emisie si cel redat la receptie este determinanta pentru a reconstitui o imagine fidela, în concordanta cu cea transmisa.

Modul de parcurgere a ecranului atât ca traectorie cât si ca viteza de catre fascicul se numeste explorare.

Principiul explorarii (baleiajul) consta în analiza succesiva a tuturor elementelor imaginii într-o ordine determinata si cu o viteza stabilita. În acest proces, informatia corespunzatoare stralucirii si culorii fiecarui element este transformata în curent electric si transmis pe canalul de comunicatie. Aceasta operatiune este realizata de camera de luat vederi.

Explorarea imaginii se face de catre un fascicul electronic.

Pentru deplasarea fascicului de explorare se folosesc circuite speciale denumite circuite de deflexie. În acest mod fasciculul parcurge suprafata tubului videocaptor de la stânga la dreapta (deplasare pe orizontala - H) si de sus în jos (deplasare pe verticala - V), întocmai cum se citesc paginile unei carti fig. 2.

Fig.2 Ilustrarea principiului explorarii întretesute

Parcurgerea pe orizontala a suprafetei (ecranului) de explorat (baleiat), corespunde unei linii. La sfârsitul liniei, fasciculul se întoarce într-un timp extrem de scurt (17% din durata liniei) din nou în partea stânga si începe sa parcurga urmatoarea linie s.a.m.d. În cazul normei CCIR durata unei linii cu întoarcere cu tot este de 64 μs, din care cca. 12 μs dureaza cursa de întoarcere.

Simultan cu miscarea stânga-dreapta, apare o miscare a spotului de sus în jos, cu o viteza mult mai mica, asa fel ca liniile sa apara una sub alta, la distante egale, iar imaginea sa fie perceputa de la o anumita distanta ca fiind continua. Timpul de parcurgere a ecranului de sus în jos în cazul normei CCIR este de 20 ms (50 Hz). Totalitatea liniilor descrise pe tot ecranul formeaza un cadru.

În realitate, pentru ca structura de linii a imaginii sa nu fie suparatoare la ochi s-a adoptat o transmisie cu semicadre cu linii întretesute.

Pentru reconstituirea unei imagini (un cadru) aceasta se transmite în doua secvente (semicadre sau câmpuri). Un semicadru va contine liniile impare, iar cel de al doilea liniile pare. Acest mod de transmisie cu linii întretesute prezinta avantajul ca elimina fenomenul de pâlpâire al imaginii pe de o parte, iar pe de alta parte conduce la micsorarea benzii de frecventa video rezultate.

Explorarea este complexa, numarul de linii din care este formata imaginea (un cadru) este de 625 (pentru norma CCIR) din care o parte - circa 8% sunt pasive, pe durata lor având loc întoarcerea spotului din partea de jos în partea de sus a ecranului.

1.2.1. Frecventa cadrelor si a liniilor

nu este aplicat practic, dar prezinta interes pentru rationament

Pentru ca la receptie perceptia sa fie sub forma unei imagini continue, s-a ales frecventa de succesiune a cadrelor f_k = 50 cadre/sec. În acest caz timpul necesar pentru transmiterea unui cadru (perioada cadrelor) este:

Numarul liniilor de explorare într-un cadru este determinat, în primul rând de acuitatea vizuala. Pentru a nu fi observata structura discreta a cadrului, sunt necesare un numa de 500-600 de linii de explorare. În normele CCIR si OIRT numarul de linii n = 625.

Sa determinam frecventa de succesiune a liniilor.

Pentru f_k = 50 cadre/s si n = 625 linii, frecventa de succesiune a liniilor f_l va fi:

1.2.2. Banda de frecventa necesara

Calitatea reproducerii imaginii este functie de particularitatile destinatarului. Sub acest aspect, distorsiunile introduse de canalul de comunicatie sunt admisibile în masura în care efectul lor de înrautatire a calitatii imaginii nu este perceput de ochi.

Din aceste considerente se determina banda de frecventa care este necesar sa fie transmisa în sistemul de televiziune.

În ceea ce priveste limita inferioara a spectrului, e necesar sa se transmita chiar si componenta continua (f = 0) a semnalului care va da o informatie de stralucire. Cea mai joasa frecventa f_min care trebuie transmisa este f_k =50 Hz. Frecventa maxima f_max (frecventa video maxima) este egala cu numarul de perioade descrise de semnal într-o secunda.

Pentru a gasi aceasta valoare, se determina numarul de puncte pe care le contine imaginea, apoi la câte puncte corespunde o perioada completa a semnalului si în sfârsit câte imagini se transmit într-o secunda.

 

Fig. 5a. Impuls sincro si stingere linii cu burst