6 грудня 2021р.
Предмет: Радіоелектроніка та основи телебачення.
Тема: Принцип передачі зображення.Сукупністъ оптичних, електронних i радіотехнічних пристроїв, за допомогою яких зображення перетворюєься на електричні сигнали, після чого вони передаються на відстань, синтезуються або обробляються для здобуття потрібної інформації, утворює телевізійну систему.За призначенням телевізійні системи можна поділити на системи телемовлення (побутового телебачення) та спеціалізовані.За якісними ознаками системи телебачення можуть бути монохромні (чорно-білі), колъорові, стереоскопічні монохромні, а також стереокольpoвi. Спещалізовані системи телебачення різноманітні як за структурою так i за технічними параметрами. За способами передавання й оброблення інформаіїп спещалізовані телевізійні системи буваютъ аналогові та цифрові; за спектральними характеристиками джерел інформації– оптичні й неоптичні; за виконуваними функціями — відеозв'язку, візуалізаії зображниъ неоптичних діапазонів та автоматичні. В спещалізованих системах телебачення застосовують стандартні (розглядаються нижче) i нестандартні способи розгортки зображень та розкладання ix на елементи.
Системи відеозв'язку мають поки що найбільше поширення. Їx використовують у різних видах диспетчеризації, у спостереженні за технологічними процесами на виробництві, відеотелеметрії (забезпечує вимірювання параметрів об'ектів з їx спостереженням в умовах, не доступних безпосередньому спостереженню: ядерна енергетика, підводний npoстip, космічні технології тощо). Для збільшення надійності телевізійного зв’язку на великих відстанях (наприклад, iз космічними об'ектами) застосовують цифpовi телевізійні системи.
Системи візуалізації дають змогу бачити зображення в променях, що лежать за межами оптичного диапазону: електронних, рентгенiвських, інфрачервоних, ультрафіолетових, акустичних тощо.
Особливість телевізійних автоматів полягає в тому, що перетворення відеосигналу на зображення в них не обов'язкове. Вони застосовуються для пошуку, розпізнавання i вимірювання осцилограм, голограм, графічнoi та друкованої інформації. Оброблення телевізійного сигналу в цьому разі здійснюється логічними пристроями i мікропроцесорами, які входять до складу телевізійного автомата.
Далі докладно розглядаються лише принципи побудови та структурні схеми побутових телевізійних систем.Для створення телевізійних систем треба було вирішити три найважливіші проблеми:
•перетворення зображення (променистої енергії) на електричний сигнал;
•передавання електричних сигналів на відстань;
•перетворення електричних сигналів на зображення.
Друга проблема
була вирішена побудовою перших радіопередавачів і радіоприймачів. Однак виршення першої з них, суто телевійшної,
почалося ще за 20 років до
демонстрації О. С. Половим першої лінії радіозв’язку.
Перший принцип телебачення — розкладання (розбиття) зображення на елементи — був висловлений ще в 1875 р. американцем Дж. Керра, який запропонував перетворити зображення на електричний сигнал за допомогою мозаїки селенових фотоелементів. Проте ця система була багатоканальною i тому не мала перспектив для технічної реалізації.
Уже через п'ять років після цього в кількох країнах, у тому числі росіянином П.I. Бахметьєвим, було запропоновано одноканальну систему перетворення зображення на електричний сигнал методом розгортання. Саме розгортання зображення в часі є другим принципом телебачення. Він ураховує інерційність сприйняття зором зображень, що дає можливість передавати інформацію про яскравість ycix елементів зображення не одночасно (паралельними каналами), а розгорнувши зображення в часі, тобто послідовно по одному каналу.
Однак yci механічні способи здобуття розгортки зображення,. в тому числі (запатентований поляком П. Ніпковим оптико-механічний диск, не могли бути перспективними внаслідок їхньої інерційності. Основу для електронного телебачення було закладено російським проф. Б. Л. Розінгом, який у 1907 р.запатентував, а у 1911 р. здійснив першу в. світі передачу зображення на відстань електричним способом. Таким чином, третій принцип телебачення полягає в електронному cnoco6i перетворення зображень на електричні сигнали i навпаки. Технічне втілення цього принципу було забезпечене створенням високочутливих передавальних телевізійних трубок, у найсучасніших з яких використовується ефект накопичення електричних зарядів.
Зусиллями багатьох учених та конструкторів Америки, Англії, Pociї протягом 1925 - 1940 pp. Були створені високочутливі передавальні трубки різних конструкцій, у тому числі сучасні відекони i суперортикони. В передавальних трубках зображення проектується об'єктивом на світлочутливу мішень, після чого за допомогою зчитувального електронного променя перетворюється на електричний сигнал яскравості.
Передавання та відтворення зображення здійснюються поелементно послідовним растровим розгортанням, при якому електронні промені в передавальній i приймальній (кінескопі) трубках синхронно переміщуються зліва направо й униз, швидко повертаючись ліворуч на початок наступного рядка. Після останнього рядка промінь повертажється на початок першого, креслячи при цьому за 1/25 с 625 рядків. Така кількість рядків є оптимальною, оскільки роздільна здатність ока становить 1,1, а кут поля зору без переміщення ока — 11°. За таких умов можна роздільно бачити не більш як 600 рядків. Оскільки відношення сторін у телевізійному кадрі прийнято 4/3, зображення одного кадру розкладається на
N = 6252 • 4/3 = 520 000 елементів (пікселів).
Кількістъ кадрів, яка передається за одиницю часу, визначається умовами відсутності миготіння під час сприймання зображення. Дослідження показують, що за умови інерційності екранів з післясвітінням 0,02 с критична частота кадрів лежить у межах 46. ..56 Гц. Для живлення від мережі змінного струму частоту кадрів синхронізують з частотою мережі, тобто зручно вибрати частоту кадрів 50 Гц. Це зменшує завади, які виникають у зображенні від електромережі у вигляі1 темних i світлих смуг.
Однак при частоті кадрів 50 Гц треба передавати за секунду 50•520 000 = 26 000 000 елементів зображення, що потребує вищої частоти смуги пропускання сигналу Fв = 13 МГц.
Рис.1. Принцип формування телевізійного растра
Телевізійний растр формується за допомогою пилкоподібних коливань струму, або напруги рядкової та кадрової частот, які забезпечують горизонтальне i вертикальне відхилення розгортальних променів у передавальному та приймальному пристроях. Частота горизонтальнї! розгортки становить 15 625 Гц, а вертикальної — 50 Гц. Для узгодження роботи генераторів розгортки в передавальному i приймальному пристроях використовують синхроімпульси рядкової та кадровї! частот, а для усунення спотворень сигналу зображення niд час зворотних ходів розгорток електронні промені гасять. Тривалість гасильних імпульсів мєе бути трохи більшою від тривалості зворотних ходів розгорток, щоб уникнути спотворень сигналу від нестабільностей частот.
Таким чином, повний телевізійний сигнал мєе нести, крім інформації про яскравість кожного елемента зображення, ще й рядкоі1 та кадрові синхрі!мпульси, а також імпульси гашення зворотних ходів рядків i полів (півкадрів).
Завдання: зробити конспект з принципів передачі зображення, В.М. Сисоєв "Основи радіоелектроніки" ст. 176-178.
Немає коментарів:
Дописати коментар