Структурная схема цветного телевизионного приемника

Любой цвет можно получить комбинацией трех основных цветов - красный, зеленый и синий. В телевидении их обозначают начальными буквами соответствующих английских слов. R (red), G (green), В (blue). Желтый - например, получается при смешении красного и зеленого (аналогично монитору Рис. 5.1.7). Таким образом, самая простая система цветного телевидения должна предусматривать передачу одновременно трех изображений: красного, зеленого и синего.

Для передачи цветовых сигналов воспользовались принципом кино, т.е. передача красного, зеленого и голубого изображения поочередно. Такая система цветного телевидения была разработана и даже испытывалась в 50-х годах. Перед телекамерой и перед экраном черно - белого кинескопа устанавливали вращающиеся диски с прозрачными цветными секторами - светофильтрами. Диски вращались синхронно, и для стабилизации их вращения служила специальная система.

Недостатки:   -   Картинки получались мелкими;

- Создавался шум быстро вращающегося диска;

- Высокая запыленность.

Во всем мире начались поиски и разработки новых - совместимых систем цветного телевидения.

Таких систем сейчас используется три: NTSC (НТСЦ), PAL (ПАЛ), SECAM (СЕКАМ). Она полностью совместима, т. е. цветная телепередача принимается черно-белым телевизионным приемником как черно-белая, а черно-белую передачу можно смотреть и с помощью цветного телевизора, но без цвета.

В системе SECAM сигналы, передаются не три основных цвета, а их комбинации:

- Яркостный сигнал - EY. Он является суммой цветовых сигналов красного, ER, зеленого EG и синего EB;

- Цветоразностные сигналы R-Y, G-Y, и B-Y. Они несут информацию только о цвете передаваемого изображения.

 Передавать все четыре сигнала (яркости и три цветоразностных) нет необходимости, поскольку третий сигнал цветности EG-Y можно сформировать в телевизоре из сигналов ER-Y и EB-Y. Это делается в так называемом матричном устройстве, в котором в определенной пропорции складываются принятые сигналы ER-Y и EB-Y. В результате получается сигнал – EG-Y, у которого остается лишь инвертировать полярность, чтобы получить третий цветоразностный сигнал EG-Y. Затем из имеющихся трех сигналов вычитается яркостный сигнал EY, и образуются исходные цветовые сигналы ER, EG, EB.Они и подаются на управляющие электроды кинескопа.

Рис. 5.1.7. Система цветного телевидения SECAM (приемная часть):

1 - приемник; 2 - фильтр сигнала; 3 - линия задержки; 4 - фильтр цветоразностных сигналов; 5-фильтр R-Y и B-Y; 6-линия задержки; 7 - электронный коммутатор; 8 - амплитудный селектор; 9-частотный детектор сигнала R-Y; 10 - частотный детектор сигнала B-Y; 11, 12 - корректирующий блок; 13-матрица; 14-кинескоп

Три цветоразностных сигнала подают на управляющие электроды трех электронных “пушек” кинескопа, а яркостный сигнал - на его общий катод.

Таким образом, необходимо передавать кроме яркостного лишь два сигнала цветности.

Итак, в цветном телевизоре нужен новый блок-блок цветности. В этом блоке выделяются цветовые поднесущие, детектируются, а из продетектированных сигналов получаются с помощью матричной схемы сигналы цветности ER, EG, EB. Сигналы цветности передают через строку: в течение одной строки сигнал ER-Y, а в течение другой EB-Y. Для компенсации запаздывания цветоразностного сигнала вводят специальную линию задержки на время, равное времени передачи одной строки - 64 мкс.

Однако, время задержки сигнала в цепях телевизионного приемника обратно пропорционально полосе пропускания. Следовательно, широкополосный сигнал яркостного канала проходит через цепи приемника быстрее, чем сравнительно узкополосные сигналы яркости. Если задержку сигналов яркости не скомпенсировать, то на экране цветного телевизора можно увидеть довольно любопытные эпизоды.

Например:

Ярко-рыжий лев прыгнул из одного угла экрана в другой, но прыгнул черно-белым, а его ярко-рыжая шевелюра прыгнула вслед за ним с некоторым опозданием. Иначе, “смазывание” цветов на движущемся изображении будет заметным. Для компенсации этого явления в канал яркости цветного телевизора вводят еще одну линию задержки.

Цветной кинескоп

Одно из самых главных элементов телевизора является устройство цветного кинескопа, поскольку именно он окончательно формирует цветное изображение. Цветной кинескоп имеет три катода и соответственно три электронных прожектора. Сфокусированные ими три электронных луча направляются на экран под некоторым углом друг к другу и попадают на маску.

 

Рис. 5.1.8. Устройство цветного кинескопа

Маска (Рис. 5.1.8, Рис. 5.1.9) представляет собой тонкий металлический лист, установленный перед самым экраном. В маске имеются отверстия диаметром 0,25 мм. Число их огромно: 550000.

Рис. 5.1.9. Масочный кинескоп

Люминофор цветного кинескопа выполнен в виде мозаики из более чем полутора миллионов зернышек люминофоров красного, зеленого и синего свечения (R, G, B), причем расположены эти зернышки в строгом порядке позади отверстий маски.

Три луча от трех “прожекторов” направлены под некоторым углом друг к другу. Пройдя сквозь отверстие в маске, они попадают на три зернышка люминофора. То же повторяется, когда лучи при развертке переместятся к соседнему отверстию. И так далее. В результате каждый из лучей вызывает свечение экрана только своим, определенным цветом. Сигнал яркостного канала из приемника подается на все три катода кинескопа и модулирует яркость всех трех лучей. Так формируется черно-белое изображение. А сигналы цветности из блока цветности подаются на управляющие электроды (сетки) трех электронных прожекторов и как бы “раскрашивают” изображение.

Недостатки масочного цветной кинескопа:

- Недостаточная яркость и сочность цветов изображения, так как площадь отверстий маски мала по сравнению с площадью всего экрана.

- Требует более мощного источника питания.

Были разработаны планарные кинескопы. В них три электронных прожектора расположены в один ряд. Маска заменена системой тонких проволок, расположенных перед экраном и своим электрическим полем, “распределяющим” лучи по цветным вертикальным полоскам люминофора. Яркость экрана такого кинескопа получается выше, а энергопотребление меньше. Но тонкие проволоки цветоделительной сетки можно закрепить лишь в натянутом состоянии: следовательно, экран должен быть плоским. В небольших по размерам кинескопах это еще возможно, но в больших кинескопах экран должен быть выпуклым, чтобы противостоять давлению окружающего воздуха, ведь внутри кинескопа вакуум. Сила атмосферного давления на экран домашнего телевизора достигает двух-трех тонн. Около выпуклого экрана размещают теневую маску с удлиненными отверстиями, площадь которых составляет значительную часть общей площади маски. За каждым щелевидным отверстием в маске расположены три полоски люминофоров красного, зеленого и синего свечения на экране. Вся триада образует один элемент изображения. Благодаря штриховой структуре экрана неточность установки лучей по вертикали мало влияет на качество изображения,

Рис. 5.1.10. Планарный кинескоп

Большой проблемой в цветных кинескопах является сведение лучей. Если первоначальной регулировкой удалось добиться точного попадания трех лучей в одно отверстие маски в центре экрана, то вряд ли это получится на его краях. Для сведения лучей на всей площади экрана устанавливают дополнительные электромагниты динамического сведения, питаемые током специально подобранной формы. В современных планарных кинескопах (Рис. 5.1.10) используют самосведение лучей, осуществляемое специально сконструированной отклоняющей системой с неравномерным (астигматическим) магнитным полем. В новейших конструкциях и постоянный магнит статического сведения расположен в колбе трубки. Он намагничивается лишь однажды, при заводской регулировке кинескопа. Все эти меры заметно упрощают телевизионный приемник и повышают качество цветного изображения. Телевизоры нового поколения с планарным кинескопом совсем не имеют электронных ламп. Они собраны только на полупроводниковых приборах. А нельзя ли вообще избавиться и от последнего электровакуумного прибора-кинескопа?

Система телетекста

Телетекст – это информационная система для массового пользователя, обеспечивающая передачу владельцам телевизоров самой различной информации дополнительно к обычным телевизионным программам.

Разработка принципов работы таких систем, формирования и передачи сигналов в них, конструкций передающих и приемных устройств началась еще в 60-х годах почти одновременно в Англии, Франции и ФРГ. Наиболее рациональным оказался вариант, предложенный английской корпорацией ВВС, и он в настоящее время используется в качестве общемирового стандарта WST (World System Teletext – всемирная система телетекста). Французская система Antiope нашла лишь ограниченное применение.