11 televízny prenosový reťazec
Princíp ČBTV
V televíznom prenose sa obraz rozkladá na obrazové prvky, t.j. tmavé a svetlé body. V snímacej elektrónke sa optický obraz premení na elektrický signál, ktorý sa potom postupne rozloží na obrazové prvky (impulzy). Elektrické impulzy obsiahnuté v každom riadku sa prenášajú metódou postupného prenosu. Náš súčasný televízny systém používa na vytvorenie obrazu 625 riadkov, ktoré pri pomere strán obrazovky 4:3 poskytujú 52000 obrazových prvkov. Výsledný efekt takéhoto systému prenosu závisí tiež od zotrvačnosti ľudského oka, pričom proces riadkovania sa musí odohrať dostatočne rýchlo. Preto je časový interval určený na prenos prvkov, ktoré tvoria jeden úplný obraz, 1/25s.(25 krát za 1 s.)
Prekladané riadkovanie: ak sa obraz vytvorený v TV kamere sníma takýmto spôsobom, že riadky snímaného lúča sú vždy susedné, celé tienidlo obrazovky bude presvetlené raz za 1/25s. Táto metóda, známa ako postupné riadkovanie, sa v súčasnom TV prenose nepoužíva, pretože je sprevádzaná blikaním obrazu. Tento nedostatok sa odstránil použitím prekladaného riadkovania.
Synchronizačné a zatemňovacie impulzy: Súčasne s obrazovými prvkami, ktoré sa rozkladajú do 625 riadkov, vysielajú sa aj synchronizačné impulzy na zabezpečenie synchrónneho pohybu elektrónového lúča v TV obrazovke s elektrónovým lúčom v snímacej elektrónke. Riadkové synchronizačné impulzy sa objavia na konci každého riadku. Riadkový generátor je zdrojom pílovitého prúdu, ktorý vychyľuje elektrónový lúč obrazovky, a tým vykresľuje riadkový aktívny a potlačený spätný beh. Frekvenciu riadkových synchronizačných impulzov dostaneme vynásobením počtu riadkov a počtu obrazov sa sekundu.
Pod pojmom televízia rozumieme sústavu technických prostriedkov, ktoré umožňujú prenos obrazu vo forme elektrického signálu – videosignálu elektromagnetickým vlnením na potrebnú vzdialenosť a v mieste príjmu premenu videosignálu späť na pôvodný obraz. Zdrojom videosignálu je snímacia elektrónka televíznej kamery.
Princíp týchto elektrónok
Vysvetlíme na príklade ikonoskopu, ktorý sa používal v začiatkoch televízie. Dnešné elektrónky majú obdobnú funkciu, ale sú zložitejšie. Schéma ikonoskopu je na obr. 1 . – Objektívom O kamery sa na citlivej vrstve snímacej elektrónky utvorí obraz snímaného objektu. Citlivú vrstvu tvorí mozaika M z polovodiča, ktorá sa v závislosti od osvetlenia elektricky nabíja. V miestach viac osvetlených je náboj buniek mozaiky väčší. Ďalšou časťou snímacej elektrónky je zdroj elektrónov Z, ktoré dopadajú v tvare lúča na citlivú vrstvu.
Elektrónový lúč
Sa vychyľuje magnetickým poľom cievok tak, že jeho stopa sa pohybuje po citlivej vrstve v riadkoch. Elektróny lúča postupne dopadajú ne všetky bunky mozaiky a zbavujú ich elektrického náboja. V dôsledku toho prechádza rezistorom R prúd, ktorého veľkosť je úmerná náboju buniek, čiže ich osvetleniu. Na rezistore takto vzniká napätie, ktoré je „elektrickým obrazom“ snímaného objektu, čiže videosignál. Antény vysielačov vyžarujú televízny signál, ktorý má dve zložky: obrazovú (videosignál) a zvukovú (akustický signál).
Nosné frekvencie
Obidvoch zložiek sa odlišujú. Rozdiel je aj v tom, že na prenos videosignálu sa používa amplitúdová modulácia a na prenos akustického signálu frekvenčná modulácia. Na príjem televízneho signálu sa používa televízny príjmač, ktorý podobne ako rozhlasový prijímač pracuje na princípe superheterodynu. Televízny signál zachytený anténou sa v televíznom prijímači rozdelí na akustickú a obrazovú zložku. Akustická zložka sa premení na zvuk v podstate rovnakým spôsobom ako v rozhlasovom prijímači.
Obrazová zložka televízneho signálu
Sa spracuje v obrazovej časti televízora, ktorá je schematicky zakreslená na obr. 2. Zosilnený televízny signál sa demoduluje a získaný videosignál sa po zosilnení obrazovým zosilňovačom OZ privádza na riadiacu elektródu televíznej obrazovky. Potenciál elektródy E sa mení, čím sa ovplyvňuje prúd elektrónov, ktoré v obrazovke dopadajú na tienidlo a spôsobujú jeho žiarenie. Elektrónový lúč sa opäť pohybuje po tienidle v riadkoch a podľa priebehu videosignálu sa mení jas tienidla a vzniká optický obraz.
Z obrazového zosilňovača sa získava aj pomocný signál na synchronizáciu obrazu, ktorý sa privádza do oddeľovača synchronizačných impulzov OSI . Odtiaľ vychádzajú impulzy, ktoré riadia činnosť generátorov pílového napätia pre riadkový (vodorovný) a snímkový (zvislý) rozklad.
Základy televízie
Sme vysvetlili na príklade televízneho prenosu čierno-bieleho obrazu. Prenos farebného obrazu je oveľa zložitejší. Vyplýva to z toho, že nestačí prenášať len informácie o jase obrazu, ale treba ich doplniť informáciou o farbe, t.j. o jej farebnom tóne a sýtosti. Vychádza sa z poznatku, že miešaním troch farieb – červenej , zelenej a modrej v rozličnom pomere možno utvoriť celú stupnicu farebných odtieňov, vrátane sivej a bielej.
V kamere pre farebnú televíziu
Sa získavajú tri základné farebné signály, z ktorých sa v prenosovej sústave utvárajú dva signály – jasový a farbonosný. Jasový signál zodpovedá v podstate signálu čierno-bielej televízie, čo umožňuje príjem vysielania farebnej televízie aj príjmačom na čierno-bielu televíziu.
V televíznom prijímači na farebný obraz
Sa utvára na tienidle obrazovky s veľmi jemnou štruktúrou. V nej sú pravidelne rozmiestnené plôšky, ktoré pri dopade elektrónu žiaria červeno, zeleno alebo modro. Vznikajú tak tri základné farebné obrazy, ktoré sa navzájom prelínajú. Keďže jemná štruktúra tienidla nie je z bežnej vzdialenosti okom rozlíšiteľná, vnímame výsledný farebný obraz, ktorý môže mať všetky odtiene farieb.
Rozdelenie frekvenčných pásem
Názov frekvenčného pásma |
Označenie |
TV norma |
Frekvenčné pásmo v MHz |
Číslo kanála |
Rozsah kanála v MHz |
I. televízne pásmo |
TV I |
CCIR-D |
48,5-66 |
R1 |
48,5-56,5 |
R2 |
58-66 |
||||
CCIR-B |
47-68 |
E2 |
47-66 |
||
E3 |
54-61 |
||||
E4 |
61-68 |
||||
II. televízne pásmo **** |
TV II |
CCIR-D |
76-100 |
R3 |
76-84 |
R4 |
84-92 |
||||
R5 |
92-100 |
||||
III. televízne pásmo |
TV III |
CCIR-D |
174-230 |
R6 |
174-182 |
R7 |
182-190 |
||||
R8 |
190-198 |
||||
R9 |
198-206 |
||||
R10 |
206-214 |
||||
R11 |
214-222 |
||||
R12 |
222-230 |
||||
CCIR-B |
174-230 |
E5 |
174-181 |
||
E6 |
181-188 |
||||
E7 |
188-195 |
||||
E8 |
195-202 |
||||
E9 |
202-209 |
||||
E10 |
209-216 |
||||
E11 |
216-223 |
||||
E12 |
223-230 |
||||
IV televízne pásmo |
TV IV |
CCIR-K, CCIR-G |
470-582 |
K21-K34 |
viz. 1) |
V. televízne pásmo |
TV V |
CCIR-K, CCIR-G |
582-790 |
K35-K60 |
viz. 1) |
VI. televízne pásmo |
TV VI |
- |
1170-12500 |
1-40 |
viz. 2 |
Pásmo telekomunikačných družíc * |
Ku |
- |
10950-11700 |
- |
- |
I. medzi frekvencia satelitného príjmu ** |
I. MF |
- |
950-1750 *** |
- |
- |
Meranie frekvencie
Rozdelenie metód
-merací prístroj podľa meranej frekvencie (podľa merateľných pásem frekvencie)
Názov pásma |
frekvencia |
Veľmi nízke |
10-3-5(10) [Hz] |
Technické |
5(10)-1000 [Hz] |
Stredné (tóńové) |
20-20 000 [Hz] |
Vysoké a veľmi vysoké |
až niekoľko [GHz] |
-silnoprúd- jazýčkové a ručičkové frekventometre (i registračné- súčasť ručičkových)
-
priama metóda: elektronické frekventometre
-
nepriama metóda:
-
porovnávacie metódy(napr. záznejová, osciloskopom, stroboskopická )
-
mostíkové metódy(Belfisov rezonančný a upravený Wienov mostík)
-
počítadlom frekvencie
1.Interferenčné metódy merania frekvencie
Princíp:
Ak privedieme do zmiešavača dva signály s frekvenciami f1 a f2 objaví sa na jeho výstupe
frekvenčné spektrum v ktorom okrem iných frekvencií je aj zložka fi= f1-f2, túto frekvenciu
nazývame interferenčná frekvencia alebo záznej.Základom takéhoto merania je vlnomer na obrázku,
je to vlastne oscilátor vybavený doplnkovým zariadením,aby bolo možné interferenčnou metódou
nastaviť jeho frekvenciu na rovnakú hodnotu akú má meraná neznáma frekvencia fx.Pri meraní
meníme frekvenciu oscilátora tak,aby pri zmiešavaní vznikla frekvencia : fi=fx-f0=0,potom platí,že
fx=f0.Záznej s frekvenciou f0 nazývame nulový záznej.
Bloková schéma interferenčného vlnomera:
O - oscilátor ,ZM - zmiešavač , KO – kryštátový oscilátor , NFZ – nízkofrekvančný zosilnovač
2. Rezonančné:
používa sa v rozsahu 50kHz až 110MHz tam, kde je dostatočný výkon danej frekvencie (vysielače). Princíp je vo fakte, že pri dostatočne silnej frekvencii je jej striedavé magnetické pole schopné rozkmitať rezonančný LC obvod – a to na rovnakú frekvenciu. Je to podobné, ako je ľudský hlas spievajúci jeden tón schopnýcez vzduch rozkmitať strunu gitary v tej istej miestnosti. Tam to prenesú mechanické kmity, tu sú to magnetické kmity. Rezonančný vlnomer sa skladá zo snímacej cievky, ktorá pomocou magnetického poľa prenáša kmity meranej frekvencie do
merného rezonančného obvodu. Ten tvoria cievka a premenlivý kondenzátor. Pri meraní frekvencie priblížime meraciu cievku k zdroju meranej frekvencie, tá sa dostane do rezonančného obvodu a rozkmitá ho. Našou úlohou je meniť kapacitu kondenzátora dovtedy, kým nie je obvod v rezonancii – vtedy sú obe frekvencie – meraná i merná – v rezonancii. Rezonanciu zistíme tak, že ručička mikroampérmetra je na maxime. Kondenzátor je ociachovaný priamo v Hz.
3. Osciloskopom:
a) Klasicky: na obrazovke odčítame z tvaru signálu dĺžku jednej periódy T v sekundách a frekvencia f=1/T.
b) Lissajoussovými obrazcami: používa sa špeciálny režim osciloskopu X-Y, keď jedna - známa -
frekvencia vychyľuje lúč zhora nadol, a neznáma zľava doprava. Obrazec vznikne, ak je pomer oboch frekvencií celé číslo P, a z obrazca sa dá odčítať vydelením počtu priesečníkov obrazca s osou X a Y.