Принцип на телевизията

Чрез зрението си човек получава над 80% от информацията за околната среда. Това определя централното място на телевизията сред съвременните средства за масово осведомяване. Терминът телевизия (от гр. теле - далеч и от лат. визио - виждам) означава предаване на образи на разстояние посредством радиовълни. При осъществяването на такова предаване се решават три основни физични задачи:
1. Светлинната енергия на идващите от обекта лъчи се преобразува в електрична енергия на съвкупност от последователни електрични сигнали (променлив ток), наречена видеосигнал.
2. Видеосигналът се пренася на разстояние от радиовълни, подобно на звуковия сигнал при радиопредаването.
3. В телевизионния приемник видеосигналът се преобразува отново в светлина и се получава образ на обекта.


Телевизионна камера


Увеличи

Основните части на телевизионната камера са обективът и фотоелектрическият преобразувател, който превръща оптичния образ във видеосигнал. Едни от най-разпространените фотоелектрически преобразуватели са вакуумните предавателни тръби - разновидност на електроннолъчевата тръба. Обективът проектира оптичния образ на обекта върху тънък светлочувствителен слой, нанесен върху вътрешната повърхност на стъклена тръба. Под действие на светлината от слоя се отделят електрони: колкото по-силно е осветен даден участък от слоя, толкова повече електрони се отделят от него. Успоредно на светлочувствителния слой е разположен полупроводников слой с дебелина няколко микрона, който служи за мишена. С помощта на електрични и на магнитни полета отделените електрони се ускоряват и се насочват към мишената. Те избиват от нея вторични електрони и тя се зарежда положително. Участъците на мишената, които са разположени срещу светлите участъци от оптичния образ, получават по-голям положителен заряд, защото върху тях попадат повече електрони и се избиват съответно по-голям брой вторични електрони. На по-тъмните участъци от оптичния образ съответстват участъци от мишената с по-малък заряд. По този начин върху мишената се създава електронен образ на обекта.
След това заредената мишена се обхожда (сканира) от електронен лъч, който представлява постоянен електричен ток l1. Част от електроните от падащия лъч неутрализират положителния заряд на мишената, а останалите се отразяват от нея. От закона за запазване на електричния заряд за тока l2 на отразения лъч следва равенството l2 = l1 - lв, където lв е токът, който неутрализира положителните заряди на мишената и носи информация за тяхното разпределение, т.е. lв е видеосигналът. (Когато лъчът попадне върху участък от мишената с голям положителен заряд, токът lв нараства, а когато лъчът премине върху участък с малък заряд, токът lв намалява.) Отразеният лъч попада в електронен умножител, който усилва около 1000 пъти тока l2 и отделя неговата променлива съставяща (видеосигнапа lв).
Електронният лъч пробягва общо 625 реда и неутрализира целия заряд на мишената. След това върху мишената се създава електронно копие на следващия оптичен образ и т.н. - за една секунда се сменят 25 образа (кадъра).
В съвременните телевизионни камери вакуумните предавателни тръби все повече се изместват от твърдотелни фотоелектрически преобразуватели, които използват специални силициеви фотодиоди. Те имат редица преимущества: малки размери, голяма икономичност и надеждност, малка инерционност и др.

Предаване и приемане на видеосигнали

Телевизионният сигнал има две съставящи: видеосигнал и звуков сигнал. Предаването и приемането на звуковия сигнал става по същия начин, както при радиовръзките, които вече разгледахме. По подобен начин чрез амплитудна модулация (АМ) на носещата електромагнитна вълна се пренася и видеосигнапът. Неговата честота обаче, за разлика от честотата на звуковия сигнал, се изменя в много широки граници (от 50 Hz до 6,5 MHz). Затова за видеосигнапа се използват само носещи вълни с много висока честота - от метровия или дециметровия диапазон на спектъра. Опростена схема на предаването и приемането на видеосигналите е показана на фигурата в ляво.
След демодулация и усилване видеосигналът се подава на кинескопа на телевизора, който, както знаем, е друга разновидност на електроннолъчевата тръба. Електронният лъч на кинескопа пробягва върху екрана 625 реда за 1/25 от секундата в синхрон с електронния лъч на предавателната тръба. Видеосигналът управлява големината на тока на електронния лъч. Екранът е покрит с луминофор, който свети под действие на бомбардиращите го електрони. Участъците, в които попадат повече електрони, светят по-ярко, а там, където попадат по-малко електрони, екранът е по-тъмен. По този начин върху екрана се появява мозайка от много голям брой малки светли или тъмни петна, които човешкото око възприема като непрекъсната картина. Тази картина възпроизвежда оптичния образ на обекта. Бързата смяна на 25 отделни картини (кадъра) за 1 s окото възприема като „движеща се картина" (както при гледане на кинофилм).





















Цветна телевизия

Цялата гама от цветове може да се получи чрез смесване на трите основни цвята: червен, зелен и син. Затова цветната телевизионна камера съдържа три предавателни тръби вместо една. Чрез система от филтри и огледала идващата от обекта светлина се разделя на лъчи от трите основни цвята, които попадат в трите различни предавателни тръби. Така се формират три „цветни" видеосигнала.

В кинескопа на цветния телевизор трите видеосигнала управляват големината на тока на три различни електронни лъча. Върху екрана във вид на отделни зърна са нанесени три луминофора, всеки от които излъчва червена, зелена или синя светлина. Зърната са групирани по тройки, наречени триади, чиито брой е много голям (например около 1 400 000). Чрез магнитни полета, създадени от постоянни магнити и намотки с ток, трите лъча се управляват така, че всеки от тях да попада и да предизвиква светене само на зърната от „своя" луминофор. Ако зърната от една триада светят еднакво силно, при смесването на техните лъчи се получава бяла светлина. Всеки цвят може да бъде възпроизведен в даден участък от екрана чрез необходимата комбинация от основните цветове.

Атанас Илиев Вичко Чолаков WebCounter Школа А&Б