Тема 6: Навчальне телебачення Питання:

1. Фізичні основи телебачення.

2. Особливості конструкції шкільних телевізорів і розташування телевізора у класі.

1. Фізичні основи телебачення. Телебачення (далекобачення) – це передача зображення на відстані. Днем народження телебачення вважають 9 травня 1911 року, коли професор Петербурзького технологічного інституту Б.Л. Розінг (1869–1933) провів перші досліди за розробленими ним методами передачі зображення на відстані за допомогою електронно–променевої трубки.

В основу телебачення покладені такі процеси:

• перетворення оптичного зображення об’єкта в електричні імпульси;

• передача цих імпульсів через канали радіозв’язку;

• перетворення прийнятих імпульсів в оптичне зображення об’єкта.

Починаючи з 30–х років нашого століття телебачення, як у нашій країні, так і за кордоном розвивалося досить інтенсивно. Сучасні телевізори можна класифікувати за різними ознаками: за конструкцією, за особливостями схемної побудови, за способом живлення, за розмірами тощо. Телевізори п’ятого покоління мають елементи комп’ютерізації: умонтовані блоки спряження з відеомагнітофоном, виклик на екран «меню» тощо. Їх можна використовувати разом з іншими побутовими приладами, а у навчальному процесі ще й використовувати у режимі підсилювача, монітора. Телевізори з цифровою обробкою сигналів можна використовувати як термінал для відеоінформаційних систем, банків телевізійних та навчальних програм тощо.

Останнім часом усе гостріше спостерігається різниця між якістю сигналів, які формуються телецентрами та якістю зображення на екрані телеприймача. Наприклад, у містах умови прийому бувають незадовільними із–за багаторазового відбивання сигналів від перешкод (ефект подвійного зображення), а сільська місцевість характеризується зонами нестійкого прийому. Розв’язання цієї проблеми вже зараз здійснюється спорудженням кабельних телевізійних мереж на основі оптико–волоконних ліній зв’язку та супутникових каналів зв’язку. Ця проблема вирішена у тих школах, де змонтовані замкнуті телевізійні системи (ЗТС).

В основі телебачення лежить розкладання (аналіз) зображення на елементи, передача цих складових каналами зв’язку та складання сигналів у приймачі–телевізорі (їх синтез). Для передачі зображення поверхню кожного предмета розглядають як комбінацію дуже великої кількості точок різної яскравості, пропорційно яким за допомогою фотоелемента одержують електричні сигнали та передають їх на різні відстані. У місці ж прийому сигналу знову перетворюють його на точки, які світяться з різною яскравістю, а відносне розташування їх аналогічне розташуванню в оригіналі.

Будь–яка система телебачення (рис. 6.1) складається з двох основних частин – передаючого та приймального пристроїв. Основною частиною як передаючої, так і приймальної установки є електронно–променева трубка. Передаюча трубка називається відеконом, а приймальна – кінескопом. Відекон перетворює оптичне зображення в електричний сигнал. Кінескоп перетворює електричний сигнал в оптичне зображення.

Р ис. 6.1. Блок–схема передачі і сприймання телевізійного зображення: 1 – зображення об’єкта; 2 – об’єктив; 3 – відекон; 4 – передавальна камера; 5 – відеопідсилювач; 6 – радіопередавач; 7 – передавальна антена; 8 – приймальна антена; 9 – телевізійний приймач; 10 – кінескоп; 11 – гучномовець; 12 – синхрогенератор; 13 – розгортальний пристрій.

Зображення об’єкта 1 проектується об’єктивом 2 на світлочутливу мозаїчну поверхню електронно–променевої трубки 3 передавальної камери 4. Одержане електронне зображення послідовно (порядково) передається синхрогенератором 12 та розгортальним пристроєм 13. Відеосигнали поступають на підсилювач 5, там підсилюються й одночасно змішуються із синхроімпульсами та підводяться до радіопередавальної антени 7. Антена випромінює перетворені електричні коливання у вигляді радіохвиль.

Радіохвилі збуджують у приймальній антені 8 струми надвисокої частоти, які по антенному кабелю поступають на вхід телевізора 9. Телевізор сприймає, підсилює, розподіляє, детектує та перетворює електричні сигнали у світлові зображення (одержані в електронно–променевій трубці) та звуковий супровід (за допомогою гучномовця).

Основною частиною телевізора є кінескоп. На дно внутрішньої колби нанесений спеціальний шар – люмінофор, який слугує екраном. Під дією електронного променя він світиться. Щоб одержати зображення, цей промінь повинен переміщуватися вздовж рядка екрана й одночасно вниз по кадру. Неоднакове світіння екрана залежить від сили електричних сигналів та їх відповідності яскравості окремих частин зображення, що передається.

Електронний промінь переміщується з великою швидкістю і внаслідок інерції зорового сприйняття здається, що вся поверхня екрана світиться одночасно, хоч у кожний момент світиться лише одна точка екрана. Так з окремих точок, які світяться з різною інтенсивністю, складається повне зображення. Як і в кіно, на екрані телевізора відтворення рухомого зображення досягається передачею з певною швидкістю окремих фаз руху об’єкта. Зміна кадрів забезпечується за допомогою кадрової розгортки.

Фокусуючий пристрій формує електронний потік у вузенький промінь, а відхиляючі системи рухають його по рядкам і по кадрам. Один кадр розбивається на 625 рядків і промінь «прописує» їх за 1/25 секунди. Передають зображення рядків із частотою 25 кадрів за одну секунду.

Спрощена блок–схема телевізійного приймача (рис. 6.2) складається з таких основних блоків:

1. Блоку приймача, який підсилює електричні сигнали (зображення та звукового супроводу), що надходять з приймальної антени та розподіляє сигнал на відео– та звукового супроводу.

2. Відеопідсилювача (другий блок), що підсилює сигнал зображення до необхідної величини (щоб можна було керувати яскравістю).

3. Блоку синхронізації кадрової та рядкової розгортки, який забезпечує послідовне (поелементне) зчитування відеосигналу.

4. Блоку звукового супроводу, який виділяє, підсилює і відтворює у гучномовці електричні сигнали звукової частоти. У блоці звукового супроводу виділяються (детектуються) сигнали звукового супроводу, потім підсилюються до потужності, необхідної для нормальної роботи гучномовця.

5. Низьковольтного та високовольтного випрямляча, які забезпечують живлення всіх блоків телевізора.

Рис. 6.2.  Спрощена блок–схема телевізійного приймача.

2. Особливості конструкції шкільних телевізорів і розташування телевізора у класі. Описи телевізорів докладно подані у технічних паспортах. Звичайні побутові телевізори зручні у використанні і для класних кімнат. Для використання будь–якого телевізора у шкільних умовах, його доцільно помістити в дерев’яну тумбу. Екран повинен закриватися, а захисні козирки (з боків і зверху) захищатимуть екран від засвічування сонячними променями та лампами освітлення.

До недавна найзручнішим місцем для телевізора вважали куток, створений стіною, на якій розміщена класна дошка, і вікном. Екран спрямовували по діагоналі класної кімнати (у протилежний бік). Таке розміщення недоцільне, бо знижує якість сприймання. Щоб учні, які сидять за останніми рядами парт, могли добре бачити, телевізор установлюють на підставку.

Перевірка ефективності сприймання учнями телевізійного зображення при різному розміщенні телевізора у класі показала, що найкраще телевізор розміщувати посередині біля столу вчителя так, щоб фоном для нього була класна дошка, а не світла стіна. Винятком може бути випадок, коли стіни поклеєні шпалерами не дуже світлих відтінків. Методисти радять використовувати всі види ТЗН, встановлюючи їх на спеціальні візки для ТЗН, які оперативно можна прибрати після використання. Крім цього, такі підставки на колесах регулюються по висоті, що робить їх універсальними для учнів різного віку (для школярів різного віку висота встановлення деяких ТЗН може відрізнятися).

Якщо у школі є замкнута телевізійна система (ЗТС), то раціональним є для сприйняття зображення всіма учнями встановлювати у класі 4 телевізори. Максимальне віддалення учня від телевізора дорівнює 12–кратній ширині його екрана, а мінімальне – 3–кратній.

З такої віддалі вільно читається шрифт на дошці (висота літер на екрані повинна бути не меншою, ніж 1/30 висоти екрана). З цією метою для навчальних цілей використовують телевізори з розміром по діагоналі 61–67 см.

Щоб уникнути спотворення зображення на телевізійному екрані, припустимий кут зору глядача (якщо дивитися на віддалений край екрана) повинен становити 45 градусів.

Висота розміщення телевізора визначається за такою формулою:

H = e + h,

де:

Н – відстань від нижнього краю екрана до підлоги;

е – відстань від очей глядача до рівня підлоги;

h – відстань від нижнього краю екрана до рівня очей глядача.