Материал: Видеотелевизионные системы. Сенаторов А.К., Скоробогатов В.С
Преимущество диапазона ДМВ состоит в том, что в нем можно расположить большое число телевизионных станций (40_60_100 станций вовсе не предел). Помимо указанного, вещание в диапазоне ДМВ обладает рядом преимуществ, к числу которых следует отнести более низкий уровень индустриальных помех и соответственно более высокое качество изображения, меньший уровень помех от передатчиков, работающих на одинаковых каналах в близко расположенных городах, объясняющиеся большим затуханием сигнала в этом диапазоне, значительно меньшее влияние атмосферных помех и некоторые другие положительные свойства.
На число принимаемых программ теоретически влияет мультисистемность и многостандартность.
В настоящее время в мире широко используются три системы цветного телевидения: американская NTSC, западногерманская PAL и советско-французская SECAM и ряд стандартов, различающихся по передаче сигналов и частотам разверток
(B,G,H,I,I,K,K1,I,D,M,I).
Число вариантов стандарта достигает 24.
Возможность приѐма дополнительной информации обеспечивается наличием декодеров телетекста и видеотекста.
Информация телетекста передается в цифровом виде, одновременно с телевизионным сигналом. Содержащаяся в телетексте информация разбивается на страницы, имеет оглавление и тематические разделы, например расписание движения транспорта, прогноз погоды, курсы валют, реклама и др. Принятая информация выводится на экран по желанию зрителя и может отображаться отдельно или совместно с принимаемой программой, однако для этого в телевизоре должен быть декодер телетекста.
Преимущество телетекста заключается также в том, что он может содержать субтитры для передач на разных языках или для глухих.
Всистеме телетекста пакет информации, соответствующий определенной тематике, называется страницей, а набор этих страниц образует журнал телетекста, который передаѐтся непрерывно.
Вмире имеется несколько различных систем телетекста, причем формат страницы зависит от выбранной системы. В нашей стране выбрана английская система WST(World System Teletext), где страница телетекста состоит из 25 строк (рядов) по 40 знаков в каждой строке. Знаки на экране индицируются в любом из 7-8 цветов в виде набора элементов матрицы (знакоместа).
Система телетекста имеет возможность постраничного "перелистывания" и встроенный блок памяти.
Возможность воспроизведения изображения и звука при подаче на вход телевизора сигналов от видеомагнитофона, видеопроигрывателя, видеокамеры, компьютера, видеоигр. Для этого в телевизоре имеются штекерные соединители или согласующий соединитель типа
SCART.
При подключении указанных источников к гнезду "Видео" высокочастотная часть телевизора не используется, и он работает как видеоконтрольное устройство.
РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
К основным радиотехническим характеристикам, обеспечивающим качественный прием, относятся: чувствительность, избирательность, уровень собственных шумов, стабильность приема.
Способность приема удаленных или "слабых" станций зависит от чувствительности.
Чувствительность, ограниченная усилением, - это наименьшее значение напряжения на входе приемника, которое необходимо для получения номинального
36
напряжения на управляющем электроде кинескопа. Измеряется чувствительность в микровольтах (мкВ). Чем меньше напряжение на входе (антенном гнезде), тем больше чувствительность телевизора. Способность отстраиваться от мешающих станций (помех)
характеризуется избирательностью.
Избирательность - это способность приемника ослаблять сигналы помех, расположенных вне полосы принимаемых частот. Измеряется в децибелах (дБ), для цветных телевизоров находится в пределах 40 дБ.
Стабильность приема (способность устойчивого приема телепередач). Под этим понимается стабильный приѐм телевизионного изображения, заключающийся в том, что изображение не меняется по своим основным характеристикам: контрастности, четкости, синхронизации, размеру и др., зависит от наличия автоматических устройств (АРУ, АПЧ), поддерживающих указанные характеристики в определенных пределах.
Собственные шумы телевизора - это нерегулярные колебания напряжений, подаваемых на оконечные устройства (кинескоп, динамическая головка), вызванные процессами, происходящими в самом аппарате. Измеряются в децибелах.
Собственные шумы возникают из-за флуктуационных помех, и их заметность зависит от отношения сигнал/помеха. Визуально флуктуационная помеха воспринимается как свечение множества отдельных точек ("снег"). Наличие такой помехи приводит к уменьшению четкости, контрастности и количества различимых градаций яркости.
Качество звучания, так же как и качество изображения, является понятием комплексным, включающим ряд характеристик. Качество звучания в основном оценивается по четырем характеристикам: звуковому давлению, диапазону частот (частотной характеристике), коэффициенту нелинейных искажений и уровню фона.
Звуковое давление определяет громкость звучания, измеряется в Паскалях (Па). Иногда, что менее правильно, в паспорте на телевизор указывается выходная электрическая мощность звукового канала в ваттах, которая дает косвенное представление о звуковом давлении. Мощности в 0,5...0,6 Вт достаточно для озвучивания площади в 10 м². Между выходной мощностью и звуковым давлением существует тесная взаимосвязь, однако она не подчиняется прямой пропорциональной зависимости. Поэтому и не существует переводного коэффициента.
Частотная характеристика - это показатель, определяющий полосу эффективно производимых звуковых частот. В настоящее время цветные телевизоры эффективно воспроизводят диапазон частот от 60 до 12500 Гц.
Коэффициент нелинейных искажений - показатель, определяющий верность,
воспроизведения тембра. Измеряется в процентах. Нелинейные искажения возникают из-за нелинейности амплитудной характеристики усилителя низкой частоты, т.е. нарушения пропорциональности между величинами электрического напряжения.
Фон - помеха, возникающая в системах усиления сигналов. Чаще всего фон при акустическом воспроизведении сигнала звуковой частоты прослушивается в виде низкого гудящего призвука. Часто возникает из-за плохой фильтрации выпрямленного тока. Измеряется в децибелах (дБ). Успехи, связанные с качеством изображения в современных телевизорах, потребовали адекватного улучшения качества звучания. Появился ряд решений определяемых цифровой обработкой звукового сигнала.
7.НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ЗАРУБЕЖНЫХ И ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ТЕЛЕВИЗОРАХ
Вогромном парке зарубежных телевизоров, представленных в нашей стране, одно из ведущих мест занимают японские телевизоры, выпускаемые такими известными фирмами, как
SONY, РАNАS0NIС, Т0SHIВА, SANYО, JVC и др.
37
Схемотехника японских ТВ очень разнообразна. В них используются комплекты микросхем как собственного производства, так и различных других фирм. А такая фирма, как JVC, применяет микросхемы только других фирм.
До 1980 года Япония выпускала в основном телевизоры с декодерами цветности системы NТSС 3,58 для внутреннего рынка и рынка США. Однако вскоре японские фирмыпроизводители стали ориентироваться на выпуск телевизоров для стран, в которых действуют другие цветовые системы и стандарты. При разработке новых микросхем многие японские фирмы стремятся создать сверхбольшие микросхемы, включающие в себя многосистемный канал цветности, видеопроцессор, а также синхроселектор и задающий генератор строчной и кадровой развертки. Например канал цветности телевизора Тоshibа 205 QМ5 выпуска конца 80-х годов содержит микросхему типа ТА7698АР, выполняющую роль декодера РАL-NТSС, видеопроцессора, синхроселектора и задающего генератора строк и кадров.
Для обработки сигналов системы SЕСАМ, которая является не основной для большинства зарубежных стран, канал цветности часто дополняется отдельным субмодулем SЕСАМ (микросхема типа М51397АР).
Более совершенной микросхемой является микросхема ТА8653 или еѐ модернизация ТА8659, широко применяющаяся во многих японских и европейских моделях телевизоров. Кинескоп типа «тринитрон» (рис.17)отличается от традиционных кинескопов (планарных с щелевой маской) наличием всего одной пушки (1) с тремя катодами, электростатических пластин сведения (2) и теневой маски (3), выполненной в виде натянутых на прочный металлический каркас струн. Такая маска, называемая теневой решеткой, обеспечивает точное совмещение электронных лучей с люминофором. Она мало подвержена деформации при нагреве, что способствует уменьшению цветовых искажений, более прозрачна для потока электронов, в результате повышается яркость изображения.
Рис.17—Принцип действия тринитрона
Рис. 17 поясняет отличительные особенности теневой маски тринитрона и обычного кинескопа (рис.17б). Что же касается формы экрана, то, в отличие от обычных кинескопов, экраны которые представляют собой часть поверхности шара, экран тринитрона представляет собой поверхность цилиндра. Благодаря такой поверхности экрана у кинескопов типа «тринитрон» полностью отсутствует кривизна по вертикали, что обеспечивает неискаженное изображение при расположении зрителя под любым углом к поверхности экрана, а также предотвращает отражение посторонних лучей света в глаза зрителя.
38
а) |
б) |
|
Рис. 18—Теневая решетка тринитрона (а) и щелевая маска обычного кинескопа (б) |
||
Структура люминофорного экрана-4 |
(см. рис. |
14б) не отличается от |
планарного кинескопа и представляет собой чередующиеся полоски люминофора красного, зеленого и синего цветов.
Существуют несколько разновидностей кинескопов типа «тринитрон»:
Вlаск Тrinitrоnэто тринитрон с черным передним стеклом, обеспечивающим повышенный контраст изображения. Специальная S-лучевая пушка и метод «панорамной фокусировки» способствуют повышению четкости изображения.
HI Вlаск Тrinitron-модернизация кинескопа типа Вlаск Тrinitron с еще более черным передним стеклом. Кинескоп поглощает большую часть внешнего источника света, обеспечивая дальнейшее повышение контраста изображения.
Super Вlаск Тrinitron - это кинескоп типа HI Вlаск Тrinitron с еще более плоским экраном. В этом кинескопе применяется электронная пушка типа Super Pan Focus, значительно снижающая диаметр электронного луча, что в свою очередь повышающую способность кинескопа по всей площади экрана.
При производстве кинескопов больших успехов достигает японская фирма РАNАS0NIК. Разработанные этой фирмой кинескопы имеют ряд конструктивных и технологических новинок. Например, кинескоп Suрег Slim Picture Тube является сверхкоротким с углом отклонения в 112 градусов и имеет сверхплоский черный экран и щелевую маску из инвара, практически не подверженную деформации при нагревании во время работы телевизор. Кинескоп имеет обогащенный люминофор, улучшающий качество воспроизведения цвета, антистатическую обработку экрана, уменьшающую оседание пыли. Высокая стабильность параметров кинескопов на протяжении всего срока их службы позволяет отказаться от применения в японских телевизорах устройства автоматического баланса белого (АББ).
Для питания современных японских телевизоров, также как и для подавляющего большинства современных телевизоров других стран, применяются импульсные источники питания, работающие по принципу ключевого преобразователя. Выходные напряжения регулируются изменением длительности импульсов при неизменной частоте, то есть применяется способ широтно-импульсной модуляции (ШИМ).
Для этой цели используются специализированные микросхемы, называемые ШИМконтроллеры (например, ИМС типа 1Х1779СЕ фирмы SНАRР; ТDА4601 фирмы РНILIРS и др.). Широкое применение нашли ШИМ-контроллеры со встроенным силовым ключом
(например, ИМС типа SТR5II5В , SТR54041,SТR6307 фирмы SАNYО и др.),
Следует отметить, что во многих моделях японского производства (впрочем, как и в южнокорейских и китайских) в целях упрощения схемы импульсного источника питания общий провод находится под потенциалом электрической сети.
Что касается остальных узлов телевизоров японского производства, то, сравнивая их с аналогичными узлами других зарубежных телевизоров, можно отметить много общего. Нередко в них используются, как было отмечено выше, микросхемы известных зарубежных фирм-производителей. Так, например, в схеме управления могут использоваться микроконтроллеры типа РСА84С440 или 84C640 фирмы РНILIPS; 1Х1704 фирмы и другие.
39
Отвечая требованиям современного международного рынка, фирма SONY постоянно включает в своих разработках новые конструктивные, технологические и схемные новинки, направленные на постоянное повышение качества изображения и звука, а также расширение функциональных возможностей производимых телевизоров.
СИСТЕМНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВРЕМЕННЫХ ТЕЛЕВИЗОРОВ
В данном разделе приводится перечень и расшифровка основных системных характеристик современных японских телевизоров, показывающих технические и технологические достижения последних лет в области телевидения. Здесь следует отметить, что большинство приведенных ниже современных технологий разработаны и используются также и другими ведущими зарубежными фирмами.
Digital Plus — метод цифровой обработки сигнала в телевизоре, благодаря которому частота полей увеличивается вдвое - с 50 до 100 Гц.
Такое преобразование полностью устраняет мерцание участков изображения с большой яркостью. В результате повышается качество изображения, снижается утомляемость глаз. Повышенный стандарт развертки (100 Гц) особенно необходим для телевизоров с большим экраном и высокой яркостью изображения.
16:9 — формат экрана кинескопа, соответствующий широкоэкранному изображению (обычный формат экрана имеет соотношение 4:3). Имеется возможность переключения обоих форматов. Формат 16:9 предусмотрен в перспективных системах телевидения высокой четкости.
Digital Zoom — данный режим имеется в широкоугольных телевизорах. Когда идет передача в обычном режиме формата 4:3, автоматически включается режим Zoom, в результате чего заполняется весь экран формата 16:9.
Smart — при увеличении изображения формата 4:3 до формата 16:9 на краях экрана исчезают некоторые фрагменты изображения. Режим S сохраняет на экране всю информацию, передаваемую в формате 4:3.
Сlipboard— функция стоп-кадр; позволяет приостановить изображение на правой стороне экрана, сохранив при этом нормальную передачу на правой.
Тrinitron Plus— применение цифрового гребенчатого фильтра, улучшающего разделение сигналов яркости и цветности, что в свою очередь повышает четкость воспроизведения мелких деталей изображения со значительно меньшим уровнем перекрестных и точечных искажений.
РIР (picture in picture) — картинка в картинке — режим работы телевизора, позволяющий одновременно с основным изображением просматривать дополнительное изображение других программ или записей с видеомагнитофона в уменьшенном виде.
РAР (picture and picture) - кадр и кадр - благодаря наличию двух тюнеров в телевизорах серии WS4 S0NУ можно одновременно принимать две программы. Каждое изображение занимает половину экрана. При этом можно оставить звук одной программы на левой стороне экрана и слушать вторую через наушники.
РАL рlus — новый широкоформатный стандарт, в котором записываются и транслируются программы многими телевизионными студиями Европы. В стандарт РАL рlus включен ряд новых технических разработок, которые значительно увеличивают разрешение по вертикали. Для просмотра передач в этом стандарте необходимо иметь телевизор Suрег Тrinitron Wide со встроеным декодером РАL рlus.
IQ — новая группа мощных, но простых для пользователя функций, которые позволяют улучшить качество изображения и звука. Телевизор становится «интеллектуальным».
IQ Vision — функция коррекции изображения. Во время передачи темных кадров данная функция автоматически корректирует яркость изображения и серую шкалу для
40