7.5.5. Основні принципи прийому сигналів телевізійного зображення

Телевізійні приймачі (телевізори) призначені для прийому та відтворення зображення та звукового супроводження телевізійних програм. Сучасні телевізійні приймачі побудовані за так званою одноканальною схемою (див. рис. 7.18).

Рис. 7.18. Структурна схема телевізійного приймача:

СКМ- селектор каналів метрового діапазону; СКД- селектор каналів

дециметрового діапазону; ПВЧ— підсилювач високої частоти;

ВП- ведеопідсилювач; АД- амплітудний детектор

Телевізійний сигнал, прийнятий антеною, потрапляє на вхід селектора каналів метрового чи дециметрового діапазону (відповідно СКМ чи СКД), де відбувається видалення необхідної програми із декількох інших, які передаються одночасно.

Після цього підсилені сигнали зображення і звукового супро­водження потрапляють в канал зображення, який включає амплі­тудний детектор (АД) і відеопідсилювач (ВП). АД перетворює модульовані за амплітудою високочастотні коливання у коливання, які повторюють форму відеосигналу. Перетворені коливання підсилюються і, залежно від полярності, потрапляють на керувальний електрод чи на катод приймальної трубки - кінескопа.

Кінескопи чорно-білого зображення

Кінескоп - це пристрій, який призначено для перетворення в телевізорах відеосигналу в оптичне зображення

Кінескоп чорно-білого зображення являє собою скляну колбу з високоякісного тугоплавкого скла, яка має конічну частину і циліндричну горловину. Колба повинна витримувати значний зовнішній тиск, оскільки ступінь розрідження в ній доводять до 10"⁴-10"⁶ Па. Екран (передня стінка колби), виготовлений із дим­частого (контрастного) скла, що дає можливість спостерігати яскраве і контрастне зображення в умовах сильної зовнішньої освітленості. Зсередини екран вкрито шаром люмінофору, який здатен світитися білим кольором під впливом потоку електронів, причому яскравість світіння прямо пропорційна кінетичній енергії електронного потоку. По всій поверхні люмінофора нанесено тонку плівку алюмінію товщиною в десяті частки мікрометра, яка виключає можливість проникнення до люмінофору руйнуючих його масивних від'ємних іонів. Електрони ж вільно проникають через цю плівку. Плівка також значно збільшує яскравість і контрастність зображення. У горловині кінескопа розташовано електронний прожектор, який призначено для утворення тонкого променя електронів. Прожектор складається із катода, керувального електрода (модулятора), прискорювального електрода, фокусувального електрода і анода.

Катод випромінює електрони, які притягуються анодом та потрапляють на екран. Модулятор регулює потік електронів, на нього подають невеликий від'ємний (-35 В) потенціал, змінюючи який зменшують або збільшують потік електронів.

Прискорювальний електрод призначено для надання почат­кового прискорення електронам. Чим з більшою швидкістю електрони діють на люмінофор, тим яскравіше світиться екран. Тому на прискорювальний електрод подають значний позитивний потен­ціал 300 В. Фокусувальний електрод призначено для того, щоб зібрати електрони в дуже тонкий промінь. Чим менше діаметр електронного променя, тим вища чіткість зображення. На фокусу­вальний електрод подають визначений потенціал від -100 до +400 В. Анод призначено для надання електронам найбільшої швидкості . У кінескопах на анод і катод подають значну напругу -12 -18 кВ ("+" на анод, "-" на катод).

Від усіх електродів зроблено виводи до штирків, які вплавлено в горловину кінескопа, для підключення кінескопа до відповідних електричних ланцюгів. На горловину кінескопа надіта відхильна система, яка діє на електронний промінь, відхиляє його за горизонталлю і вертикаллю та забезпечує рівномірне світіння люмінофорів по всьому полю екрана. Як результат утворюється растр (прямокутне поле, яке світиться), екран світиться рівним білим кольором. Відповідно до змін струму, що подається на модулятор відеосигналу, відбувається чергування менш і більш світлих ділянок і таким чином утворюється чорно-біле зображення.

Кінескопи кольорового зображення

Будова кінескопів кольорового зображення набагато складніша від кінескопів чорно-білого зображення.

У світі найбільш розповсюджені маскові кінескопи, які в свою чергу поділяються на кінескопи з дельтаподібним і компланарним (іп Ілпе) розташуванням електронних прожекторів.

Кінескоп з дельтаподібним розташуванням електронних прожекторів являє собою таку ж саму скляну колбу, як і кінескопи чорно-білого зображення, але оскільки в кольоровому телебаченні на кінескоп надходить 3 сигнали, що несуть інформацію про колір, то в горловині кінескопа кольорового зображення розташовано 3 самос­тійні електронні прожектори, які розміщено немов би у вершинках рівнобічного трикутника (дельтаподібно). Кожен прожектор скла­дається з таких же електродів, як у прожектора чорно-білого зображення.

Екран цього кінескопа вкрито люмінофорами, але не суцільним шаром, як у кінескопів чорно-білого зображення, а у вигляді мозаїки, що складається з точок. Ці точки розташовано в суворо визначеному порядку у вигляді трійкових груп - тріад. Кількість тріад, розміщених в 625 рядках, становить 550 тис. Кожна тріада складається з трьох точок різних люмінофорів, розташованих дельтаподібно. Під дією електронів кожна люмінофорна точка світиться своїм кольором -червоним (К), зеленим (С), синім (В).

Кольорові кінескопи у порівнянні з чорно-білими мають кольоророзподільчу маску - тонкий сталевий лист такої ж форми, як і внутрішня поверхня екрана, в якому пробиті 550 тис. дрібних отворів, призначених для того, щоб електронний промінь з кожного прожек­тора потрапляв саме на "свій" люмінофор.

Три електронних промені сходяться в кожний окремий момент в одному з отворів маски, потім розходяться і потрапляють кожний на "свій" (К,О,В) люмінофор, викликаючи його світіння. Отвори в масці розташовано напроти центра люмінофорної тріади. Особливості відхильної системи кольорових кінескопів порівняно з чорно-білими полягають в тому, що до неї підведена значно більша електрична потужність, оскільки вона керує відразу трьома електронними променями. Також на горловині кінескопа розташовано пристрій статичного і динамічного зведення електронних променів, який при­значено для коректування можливих відхилень електронних променів та магніт чистоти кольору, який використовують для встановлення осі кожного електронного променя таким чином, щоб промінь входив в отвір маски під правильним кутом, необхідним для його попадання на відповідну точку люмінофора. При досягненні цього кожний електронний прожектор створює однорідне кольорове поле. Будь-які зовнішні магнітні поля, у тому числі магнітне поле Землі, можуть викликати погіршання нормальної роботи кінескопа, порушуючи чистоту кольору.

Маскові кінескопи з дельтаподібним розташуванням електрон­них прожекторів мають певні недоліки, основним з яких є складна система динамічного зведення променів і малий коефіцієнт світловіддачі екрана, який пов'язаний з невисокою прозорістю маски. Площа отворів маски становить ненабагато більше за 15% її площі,тому значна частина електронів не доходить до люмінофорів. Для більш яскравого світіння підвищують анодну напругу до 25 кВ.

Кінескоп з комплинарним (лінійним) розташуванням елект­ронних прожекторів немає перелічених недоліків. У такому кінескопі прожектори розташовані в одній горизонтальній площині. Вісь середнього прожектора збігається з віссю симетрії кінескопа. Відмітною особливістю цих кінескопів є застосування щілинної маски, яка має не круглі отвори, а вертикальні прорізи (щілини). Люмінофори на екран нанесено не у вигляді тріад, а у вигляді вертикальних смуг "червоного", "зеленого", "синього" люмінофорів .

У компланарних кінескопах значно яскравіше світіння екрана, оскільки щілинна маска є більш прозорою (до екрана досягають 22-25% електронів), краща чистота кольору, простіше зведення променів, що дало можливість перейти до випуску кінескопів із самозведенням променів. Суть самозведення полягає в тому, що підбором форми відхильних котушок і щільності розташування в них витків отримують таке відхильне магнітне поле, яке забезпечує точне зведення трьох променів за горизонталлю і вертикаллю по всьому екрану.

Основними параметрами кінескопів чорно-білого і кольорового зображення є розмір екрана за діагоналлю, кут відхилення електрон­ного променя, роздільна здатність, яскравість світіння екрана.

Розмір екрана за діагоналлю визначає площу зображення. Кінескопи кольорового зображення вітчизняного виробництва мають розмір екрана 16, 23, 25, 32, 40, 50, 51, 61, 67, 72 см за діагоналлю.

Кут відхилення електронного променя визначає максимальний кут, на який відхиляється потік електронів у процесі розгортки. Чим більший цей кут, тим коротший кінескоп і, відповідно, менший розмір телевізора за глибиною. У більшості сучасних кінескопів цей показник дорівнює 110°, 112°. У той же час випускають кінескопи з кутом відхилення електронного променя 90° і 70°.

Роздільна здатність - це властивість окремо передавати дрібні деталі зображення. Вона залежить від діаметра світлової плями, яку формує електронний промінь. Чим він менший, тим більшу кількість деталей можна розрізнити на екрані. Вимірюють цей показник в лініях, у вітчизняних кінескопів він становить 500-600 ліній, у кінескопів зарубіжного виробництва - трохи вищий (наприклад, у кінескопів .ГУС-800 ліній).

Яскравість світіння екрана - це сила світла, що випроміню­ється одиницею поверхні екрана. Вимірюється цей показник у кан­делах на 1 м². Більша яскравість дозволяє бачити телепрограмне зображення в умовах високої зовнішньої освітленості. У вітчизняних кінескопів цей показник становить від 100 до 200 кд/м².