Телевизор как средство связи
Обновлено: 17.05.2024
Радиоволны можно использоваться не только для передачи звука, но и для передачи изображения.
Передача изображения
Для передачи изображение, его сначала надо преобразовать в электрические сигналы. На станции с которой передается сигнал, его преобразуют в последовательность электрических импульсов. Потом данными сигналами модулируются колебания высокой частоты.
Полученные волны передаются на антенну передатчика и распространяются. В приемной антенне волны принимаются. Происходит их обратное преобразование. Для этого высокочастотные волны детектируются. Получают исходный сигнал изображения. Этот сигнал переводят в изображение.
Чтобы передать движение используют всем известный принцип кино. За секунду передают множество разных изображений, отличающихся друг от друга. Человеческий глаз не успевает заметить смену кадров и кажется что изображение движется.
Для преобразования изображения в электрический сигнал используют прибор, называемый иконоскоп. Иконоскоп не является единственным способом преобразования изображения в поток электрических импульсов.
Устройство простейшего иконоскопа показано на следующем рисунке.
На мозаичный экран с помощью объектива подается изображение. При этом каждая ячейка мозаики заряжается. Из электронной пушки направляется поток электронов, который под действием двух магнитов или конденсаторов откланяется на нужный угол. Это луч пробегает по всем ячейкам мозаики.
Когда пучок электронов попадает на ячейку, в ней изменяется заряд. В зависимости от того, насколько изменился заряд в ячейке, будет изменяться сила тока на резисторе. Колебания напряжения на резисторе и создают электрический сигнал. В приемнике сигнала, стоит, например, электроннолучевая трубка, в которой и происходит преобразование сигнала в изображение.
Телевидение и его развитие
Телевизионные сигналы передаются только в диапазоне ультракоротких волн. Как уже известно, они распространяются в пределах прямой видимости. Поэтому необходимо ставить телевизионные передатчики как ближе к приемникам, или делать ретрансляторы сигнала. По этой же причине телевизионные башни делают достаточно высокими. Например, Останкинская телебашня имеет высоту 540 м.
Для передачи цветного изображения чаще всего пользуются системой RGB. То есть передают три различных сигнала, которые соответствуют основным цветам: красному, зеленому и синему.
Развитие средств связи осуществляется полным ходом. Еще 20 лет назад не в каждой квартире можно было встретить домашний проводной телефон. А сейчас уже никого не удивишь наличием мобильного телефона у ребенка. Об спутниковом телевидении можно и не упоминать.
Широкое распространение получили также оптоволоконные линии связи. Помимо всего прочего, создаются ретрансляционные космические спутники. Развивается система ГЛОНАСС.
Передача на расстояние изображений объектов и звука называется телевидением. Сущность телевизионной передачи состоит в последовательном преобразовании отдельных элементов оптического изображения объекта в видеосигналы, а звукового сопровождения в аудиосигналы, передаче этих сигналов по каналам связи (радиоканалу или кабельному каналу) в пункт приема и их обратном преобразовании в видимое телевизионное изображение и звук. Для передачи движения используется принцип кино: немного отличающиеся друг от друга изображения движущегося объекта (кадры) передаются десятки раз в секунду (в нашем телевидении 50 раз). Изображение кадра преобразуется с помощью передающей вакуумной электронной трубки — иконоскопа (рис. 7.24) — в серию электрических сигналов. Кроме иконоскопа существуют и другие передающие устройства. Внутри иконоскопа расположен мозаичный экран, на который с помощью оптической системы проецируется изображение объекта. Каждая ячейка мозаики заряжается, причем ее заряд зависит от интенсивности падающего на ячейку света. Этот заряд меняется при попадании на ячейку электронного пучка, создаваемого электронной пушкой. Электронный пучок последовательно попадает на все элементы сначала одной строчки мозаики, затем другой строчки и т. д. (всего 625 строк). От того, насколько сильно меняется заряд ячейки, зависит сила тока в резисторе R. Поэтому напряжение на резисторе изменяется пропорционально изменению освещенности вдоль строк кадра. Высокочастотные сигналы, полученные на выходе трубки, попадают на антенну, излучающую соответствующие электромагнитные волны. Эти сигналы формируются в телевизионном приемнике после детектирования. Это видеосигналы. Они преобразуются в видимое изображение на экране при помощи кинескопа. Кинескоп - приемная вакуумная электронная трубка, преобразующая электрические сигналы в видимое изображение. Электронная пушка такой трубки снабжена электродом, управляющим числом электронов в пучке и, следовательно, свечением экрана в месте попадания луча. Системы катушек горизонтального и вертикального отклонения заставляют электронный луч обегать весь экран точно таким же образом как электронный луч обегал мозаичный экран в передающей трубке. Синхронность движения лучей в передающей и приемной трубках достигается посылкой специальных синхронизирующих сигналов. Телевизионные радиосигналы могут быть переданы только в диапазоне ультракоротких (метровых) волн. Этот вид электромагнитных волн хорошо распространяется только в непосредственной видимости приемной антенны. Поэтому возникает проблема телевизионного вещания на большие расстояния. Чтобы ее решить, во-первых, передатчики телевизионного сигнала необходимо располагать как можно ближе друг к другу.
Во-вторых, их антенны следует поднимать как можно выше. Башня Останкинского телецентра в Москве высотой более 510 м обеспечивает надежный прием телепередач в радиусе 120 км. В настоящее время телевизионная сеть в нашей стране насчитывает несколько тысяч вещательных станций; их передачи принимают около 100 млн телевизоров.
22 мая 2012 года состоялось торжественное открытие самой высокой в мире телевизионной башни под названием "Небесное дерево Токио". Высота телевизионной башни вместе с антенной составляет 634 метра, а это на 24 метра выше телебашни Гуанчжоу в Китае, которая была предыдущим рекордсменом по высоте. Наряду с "эфирным" телевидением широко используется передача телевизионных сигналов по кабельным сетям. Для кабельного телевидения используются диапазоны, получившие название S-диапазон (Sonderkanal) и Н-диапазон (Hyperband). Использование кабеля позволяет уменьшить влияние внешних помех на полезный сигнал и, следовательно, передать его более качественно. В настоящее время широкое распространение получили локальные сети кабельного телевидения, функционирующие чаще всего в пределах небольшого населенного пункта, микрорайона, а иногда и одного здания, например многоквартирного дома или гостиницы. По этой сети с небольшой приемной телевизионной станции за абонентскую плату передаются программы "эфирного" и спутникового телевидения. Спутниковое телевидение является на сегодняшний день самым динамично развивающимся способом передачи телевизионных сигналов на большие расстояния. Частоты, на которых передаются спутниковые программы гораздо выше частот наземного телевидения, поэтому для их приема необходима специальная антенна и ресивер (receiver). Спутниковый ресивер предназначен для преобразования спутникового сигнала в сигнал воспринимаемый обычным телевизором. В последние годы развивается новый способ "эфирной" трансляции телевизионных программ — сотовое телевидение. Свое название он получил из-за принципа покрытия сигналом территории обслуживания, аналогичного принципу, положенному в основу сотовой телефонной связи. Абонентское оборудование состоит из антенны со сверхвысокочастотным (СВЧ) приемником (конвертором), объединенными в единый компактный блок, и традиционного спутникового тюнера, работающего в диапазоне частот 950-2050 МГц. По каналам сотового телевидения можно передавать как аналоговые сигналы систем PAL, SECAM, NTSC, так и цифровые нового стандарта DVB. Радиус распространения сигналов достигает до 3-6 км. Поэтому для покрытия сигналом больших площадей используют сеть маломощных передатчиков. Наличие множества ячеек сети позволяет предлагать пользователям в каждой из них свой набор телевизионных программ, что выгодно отличает сеть сотового телевидения от существующих "эфирных систем".
В настоящее время телевидение является наиболее массовым средством донесения информации до потребителя.
2 Телевидение: принцип его работы и развитие средств связи Выполнила: ученица 11 класса Томилова Дарья Проверила: учитель физики Голдобина Ольга Валерьевна
4 Телевидение - область науки, техники и культуры, связанная с передачей зрительной информации (подвижных изображений) на расстояние радиоэлектронными средствами; собственно способ такой передачи. Наряду с радиовещанием телевидение - одно из наиболее массовых средств распространения информации и одно из основных средств связи, используемое в научных, организационных, технических и др. прикладных целях. Конечным звеном телевизионной передачи служит человеческий глаз, поэтому телевизионные системы строятся с учётом особенностей зрения. Реальный мир воспринимается человеком визуально в цветах, предметы - рельефными, расположенными в объёме некоторого пространства, а события в динамике, движении: следовательно, идеальная телевизионная система должна обеспечивать возможность воспроизводить эти свойства материального мира. В современном телевидении задачи передачи движения и цвета успешно решены. На стадии испытаний находятся телевизионные системы, способные воспроизводить рельефность предметов и глубину пространства.
6 Антенна телевизионного приемника принимает излучаемые антенной телевизионного передатчика ультракороткие волны, модулированные сигналами передаваемого изображения. Для получения в приемнике более сильных сигналов и уменьшения различных помех, как правило, делается специальная приемная телевизионная антенна. В простейшем случае она представляет собой так называемый полуволновый вибратор, или диполь, т. е. металлический стержень длиной немного менее половины длины волны, расположенный горизонтально под прямым углом к направлению на телецентр. Принятые сигналы усиливаются, детектируются и снова усиливаются подобно тому, как это делается в обычных приемниках для приема звукового радиовещания. Особенностью телевизионного приемника, который может быть прямого усиления или супергетеродинного типа, является то, что он рассчитан на прием ультракоротких волн. Напряжение и ток сигналов изображения, полученных в результате усиления после детектора, повторяют все изменения тока, производившего модуляцию на телевизионном передатчике. Иначе говоря, сигнал изображения в приемнике точно отображает повторяющуюся 25 раз в секунду последовательную передачу отдельных элементов передаваемого объекта. Сигналы изображения воздействуют на приемную телевизионную трубку, которая является главной частью телевизора. Как происходит телевизионный прием?
7 Применение электронно-лучевой трубки для приема телевизионных изображений было предложено профессором Петербургского технологического института Б. Л. Розингом еще в 1907 году и обеспечило дальнейшее развитие высококачественного телевидения. Именно Борис Львович Розинг своими работами заложил основы современного телевидения.
8 Кинескоп Кинескоп - электронно-лучевой прибор, преобразующий электрические сигналы в световые. Основные части: 1) электронная пушка, предназначена для формирования электронного луча, в цветных кинескопах и многолучевых осциллографических трубках объединяются в электронно- оптический прожектор; 2) экран, покрытый люминофором веществом, светящимся при попадании на него пучка электронов; 3) отклоняющая система, управляет лучом таким образом, что он формирует требуемое изображение.
9 Исторически телевидение развивалось начиная с передачи только яркостной характеристики каждого элемента изображения. В черно-белом телевизоре яркостный сигнал на выходе передающей трубки подвергается усилению и преобразованию. Каналом связи служит радиоканал или кабельный канал. В приёмном устройстве принятые сигналы преобразуются в однолучевом кинескопе, экран которого покрыт люминофором белого свечения.
10 1)Электронные пушки 2)Электронные лучи 3)Фокусирующая катушка 4)Отклоняющие катушки 5)Анод 6)Маска, благодаря которой красный луч попадает на красный люминофор, и т. д. 7)Красные, зелёные и синие зёрна люминофора 8)Маска и зёрна люминофора (увеличено ). Устройство цветного кинескопа
11 красного синего зеленого Передача и прием цветных изображений требуют применения более сложных телевизионных систем. Вместо одной падающей трубки требуется применять три трубки, передающие сигналы трех одноцветных изображений - красного, синего и зеленого цвета. красного зелёного синего синимкраснымзелёным Экран кинескопа цветного телевизора покрыт кристаллами люминофоров трех сортов. Эти кристаллы расположены в отдельных ячейках на экране в строгом порядке. На экране цветного телевизора три пучка создают одновременно три изображения красного, зелёного, и синего цвета. Наложение этих изображений, состоящих из маленьких светящих участков, воспринимается глазом человека как многоцветное изображение со всеми оттенками цветов. Одновременно свечение кристаллов в одном месте синим, красным и зелёным цветом воспринимается глазом как белый цвет, поэтому на экране цветного телевизора можно получать и черно-белые изображения.
13 Заключение В заключении хочется сказать, что было изучено достаточно большое количество научно-популярной литературы, а так же энциклопедии и справочники. Подробно был изучен принцип радиосвязи, процессы амплитудной модуляции и детектирования. Исходя из изученного можно сделать следующие выводы: Радио в жизни человечества в XX веке сыграло огромную роль. Оно занимает важное место в хозяйстве любой страны. Благодаря изобретению радио в XX веке получили огромное развитие разнообразные средства связи. Ученые всего мира, в том числе российские и советские, продолжают совершенствовать современные средства связи. И без изобретения радио это вряд ли было бы возможно. Уже к 2014 году в нашей стране будет введено передача информации при помощи цифровой связи.
14 Список литературы 1. И.В.Бренев "Изобретение радио А.С.Поповым" МОСКВА "Советское радио" Б.Б.Буховцев, Г.Я.Мякишев "Физика. Учебник для 11 класса общеобразовательных учреждений" Москва "Просвещение" е издание 3. В.С. Виргинский, В.Ф. Хотеенков "Очерки истории и науки техники гг." МОСКВА "Просвещение" Ф.М.Дягилев "Из истории физики и жизни её творцов" МОСКВА "Просвещение" О.Ф.Кабардин, А.А.Пинский "Физика 11 класс. Учебник для общеобразовательных учреждений и школ с углубленным изучением физики" Москва "Просвещение" е издание 6. В.П.Орехов "Колебания и волны в курсе физики средней школы" Москва "Просвещение"1977 г. 7. Попов В.И. Основы сотовой связи стандарта GSM ("Инженерная энциклопедия ТЭК"). М., "Эко-Трендз", 2005
Телевидение как одно из наиболее массовых средств распространения информации. Важнейшие физические процессы, лежащие в основе телевизионной передачи. Принцип передачи изображения. Конструкция передающей трубки – иконоскопа. История цветного телевидения.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | доклад |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.10.2016 |
| Размер файла | 18,6 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Знаменская средняя общеобразовательная школа №1
Выполнила: ученица 11 класса
Телевидение и основы его передачи
Телевидение - одно из наиболее массовых средств распространения информации (политической, культурной, познавательной, учебной); оно применяется также в научной, организационной, технической и других прикладных целях.
Телевидением называется обширная область современной радиоэлектроники, занимающаяся вопросами передачи и приема изображений различных предметов на расстояние по электрическим каналам связи.
В основе телевизионной передачи лежат три важнейших физических процесса:
2. Передача полученных электрических сигналов по каналам связи.
3. Обратное преобразование принятых электрических сигналов в оптическое изображение. Это преобразование впервые осуществил с помощью электронно-лучевой трубки преподаватель Петербургского технологического института Б. Л. Розинг.
До 30-ых годов 20 века телевидение развивалось по пути использования для анализа и синтеза оптико-механических устройств. Начало их разработки положил немецкий инженер П. Нипков в 1884 году. В середине 30-ых годов появились первые системы электронного телевидения (прообразы современных), в которых эти операции стали осуществляться с помощью иконоскопа и кинескопа. Разработка систем электронного телевидения связана с именами В. К. Зворыкина и Ф. Фарнсуорта, К. Свинтона, В. П. Грабовского, С. И. Катаева и др. В 1939 году в СССР началось регулярное телевизионное вещание.
Принцип передачи изображения на расстояние
телевидение передача изображение иконоскоп
Принцип передачи изображения на расстояние заключается сначала в преобразовании сигналов, затем передаче их на расстояние и, наконец, расшифровке принятых сигналов, т.е. снова получение изображения. Любое передаваемое изображение можно разделить на множество одинаковых по размеру отдельных, но расположенных в строгом порядке темных и светлых точек (элементов). Разделение изображения на элементы не нарушает целостного восприятия, так как глаз человека на некотором расстоянии не различает очень близко расположенных точек. Поэтому изображение, составленное из мельчайших точек, глаз воспринимает как один сплошной рисунок. Далее следует превращение светового потока от каждого отдельного элемента изображения (точки) в электрический сигнал и передача на приемный пункт сотни тысяч сигналов (именно на такое количество элементов приходится делить изображение, чтобы не потерять его четкости). При этом используется свойство глаза сохранять, запоминать увиденное изображение в течение некоторого времени. В кино, например, незаметно того, что на экране 24 раза в 1 с сменяются неподвижные картинки - инерция зрительного восприятия создает впечатление непрерывности изображения. Поэтому и в телевидении не обязательно передавать сигналы от всех элементов одновременно, можно передать их по очереди - сначала первый, потом второй, и так все несколько сотен тысяч сигналов, важно только уложиться в отведенный промежуток времени - от 0,05 до 0,1 с. И тогда глаз "соберет" все эти тысячи светящихся на экране точек в одно целое изображение. Световое изображение превращается в передающей телевизионной камере в электрические сигналы. Внутри камеры находятся передающая трубка, генераторы строк и кадров, усилитель сигналов изображения (видеоусилитель).
Конструкция передающей трубки - иконоскопа во многом сходна с устройством приемной трубки телевизора - кинескопа. В ней есть экран, который запоминает изображение, электронная пушка, создающая электронный луч и отклоняющая система трубки, заставляющая луч перемещаться по экрану.
Внешняя сторона иконоскопа покрыта мозаикой из микроскопических фотокатодов. Изображение предметов с помощью объектива телевизионной камеры проецируется на мозаику экрана передающей трубки. На каждый фотокатод - светочувствительную клетку "сетчатки" искусственного глаза - попадет крошечный участок изображения. Фотокатоды мозаики под действием света теряют электроны и приобретают положительный заряд. Фотокатоды сильно освещенных участков получают больший заряд, слабо освещенные элементы заряжаются слабее. В результате на мозаике создается электрическая копия изображения.
Теперь необходимо по очереди, участок за участком, строчка за строчкой, снять все заряды с мозаики. Такую задачу решает электронный луч. Посланный электронной "пушкой" и наведенный на цель отклоняющей системой, луч с большой скоростью обходит всю мозаику и считывает положительные заряды. Он обегает строчку за строчкой экран трубки, превращая электрическую копию изображения в непрерывно меняющийся во времени электрический ток - электрические сигналы изображения - видеосигналы. За 0,25 с луч пробегает 625 строк изображения, составляющих 1 кадр; за 1 с кадры меняются 25 раз.
Вместе с видеосигналами от передающей камеры к передатчику идут электрические синхронизирующие импульсы с частотами строк и кадров, которые вырабатываются в специальном генераторе. Эти импульсы служат командой для начала движения электронного луча на экране кинескопа телевизора по строкам и кадрам.
После усиления видеосигналы и синхронизирующие импульсы подаются на радиопередатчик сигналов изображения, где они модулируют высокочастотные электрические колебания, приходящие от генератора передатчика. Модулированные колебания направляются в антенну. Звуковое сопровождение телевизионной передачи ведется через другой радиопередатчик с частотой, близкой к частоте передатчика сигналов изображения. Радиопередатчики сигналов изображения и звука работают на общую антенну, равномерно излучающую радиоволны во всех направлениях. Передача телевизионных изображений с высокой четкостью возможна только на ультракоротких волнах, которые распространяются прямолинейно, подобно лучам света. Поэтому необходимо строить для передающих антенн высокие мачты, а также высоко поднимать приемную антенну телевизора. Для передачи телепрограмм на большие расстояния используют кабель, радиорелейную связь и связь через спутники Земли.
В октябре 1967 года телевизионное вещание перешло к новому этапу своего развития - начались регулярные передачи цветного телевидения.
Для передачи цветного изображения в эфир посылают сигналы, соответствующие трем основным цветам: красному, синему и зеленому. Сигналы цветного изображения формируются в передающей камере с тремя телевизионными трубками. Все три цветовых сигнала направляются к радиопередатчику и излучаются антенной. Комбинация этих сигналов, принятых телевизором, позволяет получить цветное изображение на экране цветного кинескопа.
Цветное изображение содержит значительно больше полезной информации, чем черно-белое. Цвет повышает художественную ценность изображения, уменьшает его отличие от оригинала, помогает зрителю полнее и быстрее воспринимать содержание изображения, повышает эмоциональность восприятия.
Цветное телевидение появилось, и начало развиваться, когда черно-белое телевидение уже получило широкое распространение - в эксплуатации у населения находились десятки миллионов черно-белых телевизоров. Поэтому перед разработчиками системы цветного телевидения была поставлена задача - создать такую систему, которая была бы совместимой с существующей системой черно-белого телевидения. То есть, чтобы имелась возможность приема передаваемых цветных передач в черно-белом виде существующими черно-белыми телевизорами и наоборот черно-белые программы принимать цветными телевизорами естественно в черно-белом виде.
В процессе решения поставленной задачи было предложено около трех десятков различных систем цветного телевидения. Однако были стандартизованы и получили практическое применение только три системы:
1. NTSC (National Television System Committee - национальный комитет телевизионной системы).
2. PAL (Phase Alternation Line - построчная перемена фазы).
3. CEKAM (от французского слова Secam-Sequence de Couleurs Avec Memoire - последовательная передача цветов с запоминанием).
Подобные документы
Основные физические процессы телевизионной передачи. Сущность явления фотоэффекта. Экспериментальный прибор Столетова. Механическая и электронная развертка. Зворыкинская приемная трубка. Анализатор изображения Фарнсуорта. Перспективы развития телевидения.
реферат [219,6 K], добавлен 22.09.2009
Телевидение как комплекс устройств для передачи движущегося изображения и звука на расстояние. История изобретения телевидения. Стандарты телевизионного вещания. Системы телевидения: спутниковое, аналоговое, цифровое. Особенности записи телепрограмм.
презентация [2,3 M], добавлен 27.03.2015
Физические процессы, лежащие в основе электронной оже-спектроскопии (ЭОС). Механизмы ЭОС, область ее применения. Относительная вероятность проявления оже-эффекта. Глубина выхода оже-электронов. Анализ тонких пленок, преимущества ионного распыления.
реферат [755,3 K], добавлен 17.12.2013
Определение основных характеристик передачи гибкой связью (ременной передачи). Определение передаточного числа передачи гибкой связью с учетом скольжения. Расчет величины относительного скольжения и общего коэффициента полезного действия передачи.
лабораторная работа [22,8 K], добавлен 28.06.2013
Оптическое волокно, как среда передачи данных. Конструкция оптического волокна. Параметры оптических волокон: геометрические, оптические. Оптические волокна на основе фотонных кристаллов. Передача больших потоков информации на значительные расстояния.
Читайте также: