Материал: Видеотелевизионные системы. Сенаторов А.К., Скоробогатов В.С

Воронежский государственный технический университет

А.К. Сенаторов, В. С. Скоробогатов

ВИДЕОТЕЛЕВИЗИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2005

ББК 32.94

Сенаторов А. К., Скоробогатов В.С. Видеотелевизионные системы. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2005. 116 с.

В пособии изложены основные принципы формирования полного цветного телевизионного сигнала (ПЦТС), приведены структурные схемы его формирования и обработки в приѐмных и передающих системах. Рассмотрены системы видеозаписи и видеовоспроизвндения изображения, проведены анализ систем кабельного и спутникового телевидения и их элементной базы. Уделено внимание систем телевизионного наблюдения.

Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 210200 «Проектирование и технология электронных средств», специальности 210201 «Проектирование и технология производства РЭС», дисциплине «Приемоусилительные и видеотелевизионные системы».

Учебное пособие подготовлено в электронном виде в текстовом редакторе MS Word и содержится в файле «VTS.doc».

Табл. 13. Ил. 44. Библиогр.: 8 назв.

Научный редактор д-р техн. наук, проф. А. В. Муратов

Рецензенты: ГОУ ВПО ВГАСУ кафедра математического моделирования и вычислительной техники;

д-р физ.-мат.наук ВГУ, проф. А. М. Бобрешов

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

Сенаторов А. К., Скоробогатов В. С., 2005

Оформление. ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2005

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………………………………………………………4

1.Классификация телевизионных систем…………………………………………………………………..5

1.1.Формирование и обработка телевизионного изображения……………………………………………..5

1.2.Классы ТВ систем………………………………………………………………………………………….6

2.Принципы телевизионной передачи изображения………………………………………………………8

2.1.Параметры ТВ изображения. Осциллограммы ПЦТС…………………………………………………..8

2.2.Тестовые сигналы цветного телевидения………………………………………………………………..10

2.3.Изменение характеристик ТВ растра……………………………………………………………………..12

2.4.Измерение нелинейных и геометрических искажений ТВ растра……………………………………..14

2.5.Спектральные характеристики ПЦТС, чересстрочная развертка………………………………………15

3.Системы цветного телевидения…………………………………………………………………………..18

3.1.Сигналы цветного телевидения…………………………………………………………………………..18

3.2.Система СЕКАМ (последовательная цветная с памятью)……………………………………………...19

3.3.Система ПАЛ………………………………………………………………………………………………22

4.Передающие телевизионные устройства…………………………………………………………………23

4.1.Принцип действия видикона………………………………………………………………………………24

5.Телевизионные преобразователи сигнал-свет……………………………………………………………25

5.1.Черно-белые кинескопы……………………………………………………………………………………26

5.2.Цветные кинескопы………………………………………………………………………………………...26

6.Телевизионный приемник………………………………………………………………………………….30

6.1.Обобщенная структурная схема цветного телевизора…………………………………………………..30

6.2.Основные характеристики ТВ приѐмника………………………………………………………………..33

7.Новые технологии в зарубежных и отечественных телевизорах……………………………………….37

8.Техническое обслуживание и ремонт телевизоров………………………………………………………42

8.1.Особенности технического обслуживания современных телевизоров…………………………………42

9.Системы кабельного телевидения…………………………………………………………………………45

10.Спутниковое телевизионное вещание…………………………………………………………………….48

11.Состав и характеристики приемников СТВ………………………………………………………………51

11.1.Антенно-фидерные устройства…………………………………………………………………………..51

11.2.Конвертер спутникового приемника…………………………………………………………………….59

11.3.Тюнер спутникового приемника…………………………………………………………………………61

12.Системы видеозаписи……………………………………………………………………………………….64

12.1.Принципы магнитной записи сигналов изображения………………………………………………….64

12.2.Функциональная схема видеомагнитофона…………………………………………………………….66

12.3.Магнитные ленты и головки…………………………………………………………………………….67

12.4.Видеомагнитофоны формата VHS………………………………………………………………………68

12.5.Канал изображения видеомагнитофона формата VHS…………………………………………………69

12.6.Методика поиска неисправностей и обслуживание видеомагнитофонов…………………………….71

13.Принципы построения и работы видеокамер и видеопроигрывателей………………………………..75

13.1.Видеокамеры……………………………………………………………………………………………..75

13.2.Видеопроигрыватели…………………………………………………………………………………….82

14.Цели и задачи телевизионного наблюдения……………………………………………………………..88

14.1.Основные цели и структура СТН……………………………………………………………………….88

14.2.Основные типы СТН, их состав и факторы его выбора……………………………………………….89

14.3.Анализ состава СТН………………………………………………………………………………………89

15.Компоненты и оборудование систем телевизионного наблюдения…………………………………….91

15.1.Телевизионные камеры и объективы……………………………………………………………………92

15.2.Оборудование передачи сигнала изображения…………………………………………………………92

15.3.Оборудование управления и коммутации сигналов изображения……………………………………95

15.4.Оборудование видеозаписи и архивирования………………………………………………………….97

15.5.Мониторы для телевизионного наблюдения (видеомониторы)………………………………………104

15.6.Дополнительное и вспомогательное оборудование……………………………………………………109

Заключение……………………………………………………………………………………………………..115

Библиографический список литературы……………………………………………………………………..116

3

ВВЕДЕНИЕ

Задачей видеотелевизионных систем на современном этапе развития техники является получение на приѐмном телевизионном устройстве изображения, соответствующего объекту передачи. Данная задача решается сложным комплексом аппаратуры преобразования, передачи, кодирования, декодирования, отображения и другими операциями по обработке визуальной информации.

Видеотелевизионные системы базируются на достижениях многих смежных областей знаний, таких как радиотехника, электронная техника, светотехника и других. Революционное развитие элементной базы телевизионной техники позволило значительно расширить функции телевизора, телевизионной камеры и составляющих каскадов. Так телевизор превращается в многоцелевое видеоустройство, работающий с компьютером, памятью и принтером.

В предлагаемом пособии рассмотрены классы телевизионных (ТВ) систем, формирование и обработки ТВ изображения, принципы телевизионной передачи изображения. Проведен анализ основных систем вещательного телевидения, рассмотрены передающие ТВ устройства, структурная схема, составляющие еѐ части и характеристики ТВ приемника. Уделено внимание перспективным направлениям: системам кабельного телевидения, спутниковому ТВ вещанию, системам видеозаписи и воспроизведения. Рассмотрен ряд специальных направлений: системы телевизионного наблюдения, их составляющие элементы, методы технического обслуживания видеосистем и др.

4

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕЛЕВИЗИОННЫХ СИСТЕМ

1.1 ФОРМИРОВАНИЕ И ОБРАБОТКА ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Телевизионная (ТВ) система представляет собой комплекс технических средств, обеспечивающая передачу и приѐм зрительной информации.

Обобщѐнные, характерные для любой ТВ системы (бытовое ТВ, промышленное ТВ, космическое ТВ) устройства и их взаимосвязи могут быть представлены следующей структурной схемой ТВ системой (рисунок 1).

Рис. 1 - Обобщенная структурная схема ТВ системы

C помощью объектива формируется плоское оптическое изображение на выходе фотоэлектронного преобразователя (ФЭП) (видикон, ПЗС матрица и др.) синтезирующего в общем случае яркостно-цветовой сигнал. Выходной сигнал ФЭП S1(t) в каждый момент времени зависит от функции распределения мощности излучения P( ) и спектральной чувствительности ( )

диапазон спектральной чувствительности.

В ФЭП осуществляется развертка изображения (по строкам и кадрам), в результате чего на выходе ФЭП образуется исходный сигнал состоящий из сигналов яркости EY и цветности Ec.

ЕS=EY+EC

Сигнал с выхода ФЭП подается на устройства формирования и передачи телевизионного сигнала (УФПС). Здесь он подвергается усилению и в него вводятся импульсы (в конце каждой строки и кадра), называемые сигналами гашения Uг, предназначенные для запирания ФЭП в перерывах между разверткой строк и кадров.

Для обеспечения синхронности разверток на передаче и на приеме используется принудительная синхронизация - один раз в течение длительности строки, один раз в течение длительности кадра U(t). Этот сигнал вырабатывается синхрогенератором (устройства развертки и синхронизации) во время передачи гасящих импульсов и передается в одном канале с телевизионным сигналом. Для этой цели импульсы синхронизации вводятся в область уровней «чернее черного». Сигнал, состоящий из яркостноцветового сигнала и сигнала синхронизации называют полным цветовым телевизионным сигналом (ПЦТС).

5