4. Синхронное преобразование видеосигналов по элементам и строкам в видимое изображение на экране телевизора

Телевизор (ТВ, TV)состоит из телетюнера, усилителя аудио и видеосигналов, кинескопа и громкоговорителей.

Телетюнер - радиоэлектронное устройство, предназначенное для приема и преобразования радиосигналов вещательного телевидения в видеосигналы и электрические сигналы звуковой частоты.

Кинескопы подразделяются на монохромные (черно-белые) и цветные.

Экран черно-белого кинескопа изнутри покрыт сплошным слоем люминофора, обладающего свойством светиться белым цветом под воздействием потока электронов. Тонкий электронный луч формируется электронным прожектором, размещенным в горловине кинескопа. Управление электронным лучом осуществляется электромагнитным способом, в результате чего он последовательно в ходе развертки сканирует экран по строкам, вызывая свечение люминофора. Интенсивность (яркость) свечения люминофора в ходе сканирования изменяется в соответствии с электрическим сигналом (видеосигналом), несущим информацию об изображении.

Экран цветного кинескопа изнутри покрыт дискретным слоем люминофоров (в форме кружков или штрихов), светящихся красным, зеленым и синим цветом под действием трех электронных пучков, формируемых тремя электронными прожекторами. Все кинескопы цветного изображения перед экраном имеют цветоделительную теневую маску. Она служит для того, чтобы каждый из трех электронных лучей, одновременно проходящих через многочисленные отверстия маски в ходе сканирования, точно попадал на “свой” люминофор (первый  на зерна люминофора, светящиеся красным цветом, второй  на зерна люминофора, светящиеся зеленым цветом, третий  на зерна люминофора, светящиеся синим цветом).

Каждый электронный луч модулируется “своим” видеосигналом, что соответствует трем составляющим цветного изображения.

Различают цветные кинескопы с дельтавидной и планарной прожекторной системой.

В кинескопах с дельтавидной прожекторной системой (рис. 26-а), электронные прожекторы (пушки) расположены в вершинах равностороннего треугольника, теневая маска имеет круглые отверстия, а экран  мозаичную структуру.

В кинескопах с планарной прожекторной системой (рис. 26-б), электронные пушки расположены в одной плоскости (в линию), теневая маска имеет щелевые вырезы, а экран  штриховую структуру.

Одним из недостатков масочных цветных кинескопов является малая эффективность использования электронных пучков (прозрачность теневой маски обычно не превышает 20%, около 80% энергии электронных пучков расходуется на нежелательный нагрев маски). Щелевые маски намного эффективнее.

Радиосигнал из антенны поступает в высокочастотный селектор каналов телевизора, где происходит выделение нужного канала и преобразование его частоты в промежуточную частоту.

Тракт сигнала изображения содержит усилитель промежуточной частоты, амплитудный детектор, видеоусилитель, а в цветных телевизорах - еще и блок обработки сигнала цветности (декодер), предназначенный для декодирования, формирования (выделения) сигналов основных цветов из полного цветового телевизионного сигнала. Поступая на кинескоп, они управляют интенсивностью электронных пучков и, следовательно, яркостью свечения его люминофоров (красного, зеленого и синего). В результате на экране цветного кинескопа воспроизводятся одновременно 3 одноцветных изображения, создающих в совокупности цветное.

Отличительной особенностью аппаратов высшего класса является наличие цифровой шины, которая преобразует аналоговый сигнал изображения в цифровую форму. Цифровая обработка видеосигнала DDD (Dynamic Digital Defenition) сводится в конечном итоге к фильтрации видеошумов и повышению четкости и контрастности изображения. Для этого широко используется 100-герцовая технология и отдельные алгоритмы искусственного интеллекта.

Функциональные возможности телевизоров с цифровой обработкой видеосигнала часто обеспечивают возможность электронной остановки изображения (стоп-кадра), его пошагового показа (стробирования), скачкообразное или постепенное увеличение, а также параллельную демонстрацию двух и более изображений на экране (режимы PIP, РОР). После введения корректив видеосигнал снова переводится в аналоговую форму.

100-герцовая технология заключается в том, что каждый кадр телевизионного изображения воспроизводится на экране телевизора с удвоенной частотой, что практически полностью исключает мерцание телевизионного изображения. Для удвоения частоты кадров аналоговый сигнал сначала переводится в цифровую форму («оцифровывается») и запоминается. Затем этот видеосигнал считывается, преобразуется в аналоговую форму и дважды воспроизводится на экране. На основе 100-герцевой технологии построена борьба с шумами. Шумом в изображении называют «снег» или «муар».

Цифровая система шумоподавления - Digital Noise Reduction (DNR) находит все белые люминофоры (снег) в окружении цветных и приписывает им средний по окраске цвет. В результате картинка становится чище и резче. Алгоритм «DNR» обеспечивает почти полное подавление мерцаний неподвижных элементов «картинки».

Более высокое качество изображения позволяет получить плазменная панель, которая устанавливается вместо традиционной электронно-лучевой трубки. Плазменная панель представляет собой матрицу из множества миниатюрных газоразрядных лампочек  пикселей. Импульс зажигания заставляет светится заключенный в них ионизированный газ. Ионизированные молекулы газа называются плазмой. Поэтому газоразрядные панели получили название плазменных панелей или просто «плазма».

Управляющие сигналы подаются последовательно на вертикальные и горизонтальные проводящие ток невидимые линии, которые нанесены на внутренние поверхности стекол панели. Изображение последовательно, точка за точкой по строкам и кадрам развертывается на экране.

Яркость каждого элемента изображения на панели определяется временем его свечения. Если на экране обычного кинескопа свечение каждого люминофорного пятна непрерывно пульсирует с частотой 25 раз в секунду, то на плазменных панелях самые яркие элементы светятся постоянно ровным светом, не мерцая, что выгодно отличает плазменную «картинку» от обычной. Плазменные панели имеют ряд других преимуществ перед традиционными кинескопами:

1) они намного безопаснее, так как отсутствует высоковольтный источник напряжения (25000 В), необходимый для функционирования обычного кинескопа и являющийся главной причиной создания вредных электрических полей и рентгеновского излучения.

2) плазменные панели универсальны. Благодаря тому, что большинство плазменных панелей выпускается с форматом изображения 16:9, их можно использовать и в качестве телевизоров, и как дисплей персонального компьютера, и как экран для домашнего кино, мультимедиа и игровых приставок. К тому же современные модели комплектуются компьютерным дисководом или устройством считывания смарт-карты, что позволяет загружать необходимую информацию без помощи компьютера.

3) плазменные панели имеют исключительно компактные размеры и габариты. Толщина панели с размером экрана в 1 метр не превышает 1015 см, что позволяет использовать их в настенном варианте. Одна из последних моделей «плазмы» Fujitsu PDS-4212E имеет габариты: 105064080 мм.

4. надежность плазменных панелей в 2 раза превышает надежность традиционных кинескопов. Их технический ресурс составляет не менее 30 тысяч часов.

Единственным серьезным недостатком плазменных панелей является их высокая цена.

Следует отметить, что зарубежные панели не поддерживаются отечественной системой SECAM, прием телевизионных программ на них возможен только при использовании видеомагнитофона со встроенным транскодером SECAM/PAL.

Новая цифровая технология буквально вытесняет аналоговые передачи. Оцифрованные сигналы практически не подвержены электрическим и магнитным помехам, поэтому качество приема изображения и звука в цифровом телевидении намного выше, чем в аналоговом.

Сигналы звукового сопровождения в телевизорах формируется аналогично, как и в радиоаппаратуре по каналу УКВ.