Как работает телевизор

Как работает телевизор

Любите ли вы телевидение так, как не люблю его я?

Телевизор – это вообще – отвратительная штука. Чем просиживать часами перед “голубым экраном”, куда полезнее вести здоровый образ жизни: не спеша, с чашкой кофэ – за компьютером…

Тем не менее, вещи, которые я буду рассказывать в этом цикле статей, могут вполне пригодиться в нашей с вами практической деятельности.

Итак, сейчас мы разберемся, как же происходит передача видеосигнала. Рассматривать мы будем родную до боли систему SECAM, потому что в нашей стране ( а именно – Российской Федерации) официально принята именно эта система телевидения. Впрочем – обо всем по порядку.

Как работает телевизор?

Телевизор работает по 24 часа в сутки 7 дней в неделю. Это понятно.
У него есть экран – 1шт и динамик – от 1 до бесконечности, в зависимости от “навороченности” агрегата. Еще у него есть антенна и пульт управления. Но нас сейчас интересует только экран. А переводя с языка домохозяек на язык мудрых котов – кинескоп (электронно-лучевая трубка – ЭЛТ).

Я прекрасно понимаю, что в наш век плазмы и жидкого кристалла, электронно-лучевой кинескоп кажется кому-то пережитком старины. Однако, понять принцип работы телевизора, проще всего именно разбираясь с ЭЛТ.

Электронно-лучевая трубка

Шо це таке. Причем здесь электроны? Причем здесь лучи?

Дело в том, что картинка на экране рисуется при помощи электронного луча. Электронный луч очень похож на световой. Но световой луч состоит из фотонов, а электронный – из электронов, и мы его увидеть не можем. Куча электронов несется с бешеной скоростью по прямой от пункта А – к пункту Б. Так образуется “луч”.

Пункт Б – это анод. Он находится прямо на обратной стороне экрана. Также, экран (с обратной стороны) вымазан специальным веществом – люминофором.

При столкновении электрона на бешеной скорости с люминофором, последний испускает видимый свет. Чем быстрее летел электрон до столкновения – тем свет будет ярче.

То есть, люминофор – это преобразователь “света” электронного луча в свет, видимый для человеческого глаза.

С пунктом Б разобрались. А что же такое пункт “А”? А – это “электронная пушка“. Название страшное. Но страшного в ней ничего нет. Она не предназначена для того, чтобы жестоко расстреливать пришельцев с Марса. Но “стрелять” она все же умеет – электронным лучем в экран.

Как это все устроено?

Вообще, ЭЛТ – это такая большая электронная лампа. Как? Вы не знаете что такое лампа? Ну ладно…

Электронные лампы – это такие же усилительные элементы как и любимые всеми нами транзисторы. Но лампы появились намного раньше их кремниевых “коллег”, еще в первой половине прошлого века.

Лампа – это такой стеклянный баллон, из которого откачан воздух.
В самой простой лампе – 4 вывода: катод, анод и два вывода нити накала. Нить накала нужна для того, чтобы разогреть катод.

А разогреть катод нужно для того, чтобы с него полетели электроны. А электроны должны полететь затем, чтоб возник электрический ток через лампу.

Для этого обычно на нить накала подается напряжение – 6,3 или 12,6 В (в зависимости от типа лампы)

Кроме того, чтобы полетели электроны – нужно высокое напряжение между катодом и анодом. Оно зависит от расстояния между электродами и от мощности лампы.

В обычных радиолампах это напряжение составляет несколько сотен вольт, расстояния от катода до анода в таких лампах не превышают нескольких миллиметров.

В кинескопе расстояние от катода, находящегося в электронной пушке до экрана может превышать несколько десятков сантиметров. Соответственно, и напряжение там нужно намного большее – 15…30 кВ.

Такие зверские напряжения создает специальный повышающий трансформатор. Его еще называют строчный трансформатор, поскольку он работает на строчной частоте. Но, об этом – чуть позже.

При ударении электрона об экран, кроме видимого света, “вышибаются” также и другие излучения. В частности – радиоактивное. Вот почему не рекомендуется смотреть телек ближе 1…2 метров от экрана.

Итак, луч получили. И он так красивенько светит аккурат в центр экрана. Но нам-то надо, чтоб он “чертил” по экрану линии. То есть, нужно заставить его отклоняться от центра. И в этом вам помогут… электромагниты. Дело в том, что электронный луч, в отличие от светового, очень чувствителен к магнитному полю. Поэтому то он и используется в ЭЛТ.

Нужно поставить две пары отклоняющих катушек. Одна пара будет отклонять по горизонтали, другая – по вертикали. Умело управляя ими, можно гонять луч по экрану куда угодно.

А куда угодно?

Вот отсюда мы и начинаем нашу повесть о строчках точках и крючочках…

Повесть о Строчках, Точках и Крючочках

Картинка на экране телевизора образуется в результате того, что луч с бешенной скоростью чертит слева-направо сверху-вниз по экрану. Такой метод последовательной прорисовки изображения называется “развертка“.

Поскольку развертка происходит очень быстро – для глаза все точки сливаются в строчки а строчки – в единый кадр.

В системах PAL и SECAM за одну секунду луч успевает пробежать весь экран 50 раз.
В американской системе NTSC – еще больше – аж 60 раз! Вообще говоря, системы PAL и SECAM отличаются лишь в передаче цвета. Все остальное у них – одинаково.

Картинка образуется за счет того, что во время “бега”, луч изменяет свою яркость в соответствии с принимаемым видеосигналом. Как происходит управление яркостью?

А очень просто! Дело в том, что кроме рассмотренных электродов – анода и катода, в лампах бывает еще третий электрод – сетка.

Сетка – это управляющий электрод. подавая на сетку сравнительно низкое напряжение, можно управлять током, протекающим через лампу.

Иными словами, можно управлять интенсивностью потока электронов, “летящих” от катода к аноду.

В ЭЛТ сетка используется для изменения яркости луча.

Подавая на сетку отрицательное напряжение (относительно катода), можно ослабить интенсивность потока электронов в луче, или вообще закрыть “дорогу” для электронов. Это бывает нужно, например, при перемещении луча от конца одной строки к началу другой.

Теперь поговорим поподробнее именно про принципы развертки.
Для начала, стоит запомнить несколько несложных чисел и терминов:

Растр – это одна “строчка”, которую рисует луч на экране.
Поле – это все строчки, которые нарисовал луч за один вертикальный проход.
Кадр – это элементарная единица видеоряда. Каждый кадр состоит из двух полей – четного и нечетного.

Это стоит пояснить: изображение на экране телевизора разворачивается с частотой 50 полей в секунду. Однако, телевизионный стандарт равен 25 кадрам в секунду.

Поэтому один кадр при передаче разбивается на два поля – четное и нечетное. В четном поле содержатся только четные строчки кадра (2,4,6,8…), в нечетном – только нечетные. Изображение на экране также “рисуется” через строку.

Такая развертка называется “чересстрочная развертка“.

Бывает еще “прогрессивная развертка” – когда весь кадр развертывается за один вертикальный ход луча. Она используется в компьютерных мониторах.

Итак, теперь сухие числа. Все приведенные числа справедливы для систем PAL и SECAM.

Кол-во полей в секунде – 50 Кол-во строк в кадре – 625 Количество эффективных строк в кадре – 576

Количество эффективных точек в строке – 720

А эти числа выводятся из вышеприведенных:

Кол-во строк в поле – 312,5 Строчная частота – 15625 Гц

Длительность одной строки – 64 мкС (вместе с обратным ходом луча)

Далее мы поговорим о параметрах видеосигнала и составим схему, синтезирующую импульсы синхронизации.

Как работает телевизор?

Сегодня мы разберемся в том, как работает телевизор и как происходит передача видеосигнала. Ныне наиболее популярными телевизорами являются плазменные и жидкокристаллические. Но для того, чтобы наиболее полно понять принцип работы телевидения, лучше рассматривать телевизоры изготовленные на основе электронно-лучевой трубы.

Основной принцип работы телевизоров

Формально процесс передачи изображения довольно прост:

Светочувствительные элементы телекамер конвертируют световое излучение в определенный электросигнал.

Полученный электрический сигнал обрабатывают и передают в эфир.

В задней части телевизора находится три электронных пушки. В результате принятия сигналов из телеэфира они создают пучки электронов и направляют их на внутреннюю сторону телевизора, которая покрыта специальным веществом – люминофором. При контакте данного вещества и электронов образуется свечение.

Из свечения красного, зеленого и  синего света и создается вся картинка на экране телевизора.

Схема  работы 3D телевизора

Как видите, принцип работы старых телевизоров довольно прост.  Но как работает 3D телевизор?

На самом деле 3D телевизоры только создают иллюзию трех измерений. Весь принцип создания иллюзии трёхмерной довольно прост и основывается на том факте, что наши глаза находятся на расстоянии друг от друга.

Исходя из данного факта, можно предположить, что если показать каждому глазу одинаковое изображение, но под различным углом – мозг скомбинирует данные два изображения, и в результате выйдет трехмерное изображение.

  В киноиндустрии используются методы, которые опираются на данный фактор.

В первом случае два изображения обедняются, при этом каждое изображение видоизменяется с помощью цветового фильтра. Для того, чтобы просмотреть подобное видео, потребуются очки с двумя линзами разных цветов.

Благодаря данным очкам каждый глаз видит одно изображение, но под разным углом. Данный метод создания 3D уже известен довольно давно и впервые использовался с целью придать объемности изображению в черно-белом кино.

Метод с использованием цветового фильтра принято называть анаглифом.

В современных фильмах анаглиф используется все реже. На смену  цветовому фильтру пришел так называемый фильтр поляризации.

Принцип при поляризации подобен тому, который используется в анаглифе, но вместо преобразования цвета изменяются волны света, которые замечает глаз зрителя.

При просмотре подобных фильмов также нужны очки, которые имеют линзы разной поляризации. Данный метод создания 3D дает лучший и более реалистичный результат.

Не так давно появился и еще один метод, который уже начали использовать в 3D телевизорах. Суть проста – все линзы и фильтры устанавливаются перед экраном, а программное обеспечение телевизора идентифицирует положение пользователя и обеспечивает плавную 3D картинку.

Принцип работы дистанционного пульта

Теперь нам осталось узнать только, как работает пульт телевизора.

На самом деле данный процесс довольно прост:

При нажатии любой кнопки на пульте происходит замыкание двух дорожек.

Вследствие данного замыкание на центральный чип пульта передается импульс.

Далее центральный чип посылает электрический сигнал на фотодиод.  Информация передается с помощью инфракрасного сигнала.  Данный сигнал невиден человеческому глазу, но его можно обнаружить с помощью различного оборудования (для примера можно использовать фотокамеру).

Данный сигнал ловится и обрабатывается приемником самого телевизора. Сигнал проверяется на информацию о модели пульта, а также на нужную команду.

Устройство и принцип работы телевизора

Категория: Разные непродовольственные товары

Телевизионный приемник — устройство для приема телевизионных сигналов и их преобразования в визуально-звуковые образы.

Телевизор состоит из устройства отображения визуальной информации (кинескопа, жидкокристаллической или плазменной панели); шасси — платы, которая содержит основные электронные блоки телевизора (телетюнер, декодер с усилителем аудио- и видеосигналов и др.), корпуса с расположенными на нем разъемами, кнопками управления и громкоговорителями.

Телевизионные радиосигналы, принятые антенной, подаются на радиочастотный (антенный) вход телевизора. Далее они поступают в радиочастотный модуль, называемый также тюнером, где из них выделяется и усиливается сигнал именно того канала, на который в этот момент настроен телевизор. В тюнере также происходит преобразование радиочастотного сигнала в низкочастотные видео- и аудиосигналы.

Видеосигнал после усиления подается в модуль цветности (только в телевизорах цветного изображения), содержащий декодер цветности, а затем на устройство отображения визуальной информации. Декодер цветности предназначен для декодирования сигналов цветности той или иной системы (PAL, SEC AM, NTSC).

Аудиосоставляющая подается в канал звукового сопровождения, где происходит выделение звукового сигнала и его необходимое усиление.

После усиления аудиосигнал подается на громкоговоритель (динамик), преобразующий электрический сигнал в слышимый звук.

Если телевизор рассчитан на воспроизведение стерео или многоканального звука, в составе его канала звукового сопровождения имеется соответствующий декодер многоканального звука, который разделяет звуковую составляющую на каналы.

Кинескопы бывают черно-белого изображения и цветного изображения, отличаются они по конструкции.

Экран кинескопа черно-белого изображения 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 кинескопа цветного изображения 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.

Поступая на кинескоп, видеосигналы управляют интенсивностью электронных пучков и, следовательно, яркостью свечения люминофоров (красного, зеленого и синего).

В результате на экране цветного кинескопа воспроизводятся одновременно 3 одноцветных изображения, создающих в совокупности цветное изображение.

К современным средствам отображения визуальной информации относят жидкокристаллические экраны, проекционные системы, плазменные панели.

В жидкокристаллических телевизорах LCD (Liquid Crystal Display) изображение формируется системой из жидких кристаллов и поляризационых фильтров. С тыльной стороны жидкокристаллическая панель равномерно освещается источником света.

Управление ячейками (пикселями) жидких кристаллов осуществляется матрицей электродов, на которую подается управляющее напряжение. Под действием напряжения жидкие кристаллы разворачиваются, образуя активный поляризатор. При изменении степени поляризации светового потока, изменяется его яркость.

Если плоскости поляризации жидкокристаллического пикселя и пассивного поляризационного фильтра отличаются на 90°, то через такую систему свет не проходит.

Цветное изображение получается в результате использования матрицы цветных фильтров, которые выделяют из излучения источника белого цвета три основных цвета, комбинация которых дает возможность воспроизвести любой цвет.

Жидкокристаллические телевизоры отличаются компактностью, отсутствием геометрических искажений, вредных электромагнитных излучений, малой массой и потребляемой мощностью, но в то же время имеют малый угол обзора изображения.

В проекционных телевизорах изображение получается в результате оптической проекции на просветный или отражающий экран телевизора яркого светового изображения, создаваемого проектором. Проекторы, используемые в проекционных телевизорах, могут быть построены на электроннолучевых кинескопах, жидкокристаллических матричных полупроводниковых элементах, а также лазерных проекционных трубках.

Основными недостатками проекционных телевизоров являются их громоздкость, высокая потребляемая мощность, низкая четкость увеличенного изображения и узкая зона размещения зрителей перед экраном телевизора.

В основу работы плазменного телевизора положен принцип управления разрядом инертного газа, находящегося в ионизированном состоянии между двумя расположенными на небольшом расстоянии друг от друга плоскопараллельными стеклами ячеистой структуры.

Рабочим элементом (пикселем), формирующим отдельную точку изображения, является группа из трех пикселей, ответственных, соответственно, за три основных цвета. Каждый пиксель представляет собой отдельную микрокамеру, на стенках которой находится флюоресцирующее вещество одного из основных цветов.

Пиксели находятся в точках пересечения прозрачных управляющих электродов, образующих прямоугольную сетку. При разряде в толще инертного газа возбуждается ультрафиолетовое излучение, которое, воздействуя на люминофоры первичных цветов, вызывает их свечение.

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. Плазменные панели выпускается форматом изображения 16:9.

Толщина панели размером экрана в 1 м не превышает 10-15 см, что позволяет использовать их в настенном варианте. Надежность плазменных панелей превышает надежность традиционных кинескопов.

Устройство телевизоров

Круглосуточный прием заказов на ремонт по тел. 327-69-23

История создания телевизоров

Идея передавать изображения на любые расстояния существовала еще в глубокой древности и веками воплощалась в сказках. Но от сказочного “серебряного блюдечка с наливным яблочком” до величайшего открытия 20 века, которым стало телевидение, прошло почти сто лет поисков и открытий.

Попытки передать неподвижные изображения на расстоянии были предприняты А. Беном в 1843 году. Он создал аппарат, в котором с помощью сургучно-металлических пластин отправлялись и принимались изображения. В 1873 году У. Смит сделал открытие, что полупроводники при изменении освещения способны менять электрическое сопротивление. Светлые точки освещаются более сильно, чем темные.

Этот принцип используют в телевидении. Изучение систем с механической разверткой изображения развивалось вплоть до Второй мировой войны. Было предложено несколько систем разверток, но наибольшее развитие получила развертка с помощью диска, предложенная в 1884 году немецким изобретателем П. Нипковым.

Он разработал так называемый “электрический телескоп”, в котором для развертки применил диск с отверстиями.

Немецкий физик Генрих Герц в 1887 году первым обнаружил влияние света на электричество. А в феврале 1888 года великий русский ученый А. Столетов провел блестящий опыт, продемонстрировавший внешний фотоэффект и показавший, как свет влияет на электричество, но не сумел объяснить это явление.

Его дальнейшие работы привели к созданию первого в мире фотоэлемента. Явление вырывания электронов с поверхности вещества под действием света, Столетов А.Г. назвал актино-электрическим разрядом, фотоэффектом. В 1889 году М.

Вольфке запатентовал первый телевизионный аппарат, но сигнал по нему передавался очень слабо. Подобными исследованиями занимались и другие великие ученые, Ф. Ленард, Дж. Томпсон, О. Ричардсон, К. Комптон, Р. Милликен, Ф. Иоффе, П. Лукирский и С. Прилежаев. Но лишь в 1905 году А.

Энштейн, на основе квантовой теории, смог дать полное объяснение электронной природы фотоэффекта, который позже назвали “электрическим глазом”.

Французский ученый М. Леблан и американский ученый Е.

Сойер, независимо друг от друга, создали труды об основных принципах работы телевидения, описали принцип, в котором для передачи изображения требуется его быстрое покадровое сканирование с дальнейшим превращением его в электрический сигнал. В то время уже существовало и использовалось радио, поэтому сам собой решился вопрос с передачей электрического сигнала.

Первые практические успехи в создании механического телевидения стали появляться к середине 20-х годов, а уже к началу 1930 года в Германии, Англии, США и Италии начали работать первые телевизионные студии.

В 1933 году русский эмигрант В. Зворыкин в США продемонстрировал передающую электронную трубку для телевидения, названную “иконоскопом”.

В дальнейшем были разработаны более совершенные и сложные трубки, но все это уже не изменило основных принципов иконоскопа.

Типы телевизоров

В настоящее время используются следующие типы телевизионных приемников:

• Кинескопный
• Плазменный
• Проекционный
• Жидкокристалический

Принцип работы телевизоров:

Кинескопный

Кинескоп телевизора представляет собой стеклянную колбу, на одном конце которой электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), а на другом – экран, покрытый фосфоросодержащим составом. Трубка “выпускает” поток электронов (электронный луч). Когда электрон попадает на фосфорный пиксель, он начинает светиться.

В черно-белых телевизорах ЭЛТ одна, а в цветных их три – для красного, синего и зеленого цветов. Луч движется слева направо, создает линию из пикселей, потом перемещается вниз и создает еще одну линию и так далее. Так как луч движется очень быстро, глаза воспринимают “картинку” целиком. Частота обновления измеряется в герцах (Гц).

Кинескоп может иметь плоскую и дутую поверхность.

Плазменный

Принцип плазменной панели основан на воздействии ультрафиолета на специальные частицы – люминофоры. При прохождении электрического разряда через разреженный газ получается ультрафиолет и образуется проводящий “коридор”, состоящий из плазмы.

С помощью вертикальных и горизонтальных проводников на внутренней стороне панели, осуществляется кадровая и строчная развертка.

Процессор телевизора управляет на огромной скорости раздачей зарядов для каждого пикселя, таким образом создается целостное изображение на экране.

Проекционный

Принцип работы проекционных телевизоров основан на передаче высококачественного изображения малого формата на большой экран.

Изображение внутри проекционного телевизора формируется в небольшом источнике с помощью ЭЛТ трубок или ЖК дисплея, а затем проецируется на большой экран через систему оптики и зеркал.

Система проекционного телевизора состоит из проектора, экрана, панели управления и звуковой системы. В телевизорах для дома все части находятся в одном корпусе и поэтому такие аппараты имеют большой размер.

Проекционная технология обеспечивает телевизору сочность картинки в сочетании и с мягкостью свойственной плазме, и с высокой степенью цветности. К тому же у проекционных телевизоров отсутствует такое явление, как видимые пиксели экрана, и даже подойдя вплотную к экрану вы не увидите отдельных точек изображения.

Жидкокристаллический

Принцип работы ЖК-панелей построен на явлении поляризации светового потока.

LCD панель состоит из двух слоев поляризованного стекла «склеенных» вместе. Один из слоев покрыт специальным полимером, содержащим отдельные жидкие кристаллы. Электрический ток пропускается через кристаллы, заставляя их вращаться под определенным углом.

При этом кристаллы пропускают через второй слой стекла определенное количество света. Для проведения света жидким кристаллам необходим внешний источник света, который располагается за поляризованным стеклом.

Свет от ламп проходит через жидкие кристаллы, повернутые под определенным углом и через специальный фильтр создает необходимое изображение.

LED телевизоры, в качестве подсветки ЖК-матрицы используют светодиоды, которые потребляют значительно меньше энергии, имеют лучшую яркость, контрастность и цветопередачу, меньше выделяют тепла и служат намного дольше.

Характеристики современных телевизоров

• диагональ экрана
• яркость экрана
• чувствительность приёмника (тюнера)
• многостандартность
• количество звуковых каналов (моно, стерео NICAM)
• количество запоминаемых программ (каналов) в памяти
• наличие дистанционного управления
• возможность работы в качестве монитора
• наличие доп. цифровых функций: PIP, телетекст, электронный телегид (EPG)
• синхронизация времени и даты с цифровым телевещанием
• наличие встроенного приёмника (декодера) цифрового телевидения DVB-(T/C/S), в большинстве случаев DVB-(T/T2/C/C2/S/S2)
• возможность приема сигнала HDTV, UHDTV
• наличие разъёмов RCA, YPbPr, SCART, DVI, VGA, S-Video, DisplayPort, HDMI
• встроенный медиаплеер
• технология Smart TV
• долговечность и надёжность
• операционная система (открытая/закрытая)

Стандарты и технологии телевизионного вещания

• количеством строк по горизонтали
• частотой кадровой развёртки
• расстоянием между частотами несущих изображения и звука
  • 4,5 МГц
  • 5,5 МГц
  • 6,0 МГц
  • 6,5 МГц
• полярностью модуляции изображения
  • Негативная — синхроимпульсы 100% мощности передатчика, уровень чёрного 75% мощности передатчика, уровень белого 10% мощности передатчика
  • Позитивная — синхроимпульсы 0% мощности передатчика, уровень чёрного 25% мощности передатчика, уровень белого 100% мощности передатчика (применяется во Франции)
• видом модуляции звука
  • ЧМ (частотная)
  • АМ (амплитудная)
• способом кодирования цвета

При выборе телевизора обращайтесь за консультацией к опытным специалистам. Они помогут подобрать качественную технику, соответствующую Вашим требованиям, вписывающуюся в Ваш интерьер. А также помогут реализовать идеи в области аудио-видео техники, разобраться в ее многообразии и по достоинству оценить современные технологии.

На нашем сайте Вы можете посмотреть прайсы на:

Круглосуточный вызов мастера для устранения неисправностей и ремонта телевизоров любых марок в СПб и ЛО по телефону 327-69-23

Как работает кинескопный телевизор?

Подойдем к экрану включенного телевизора и пристально приглядимся к нему (лучше, через увеличительное стекло). Мы увидим, что изображение состоит из мельчайших точек или полосок.

Эти точки переливаются цветами, становятся то тусклее, то ярче, но стоит отойти от экрана на шаг — и перед нами снова движущаяся картинка.

Человеческий мозг обладает способностью «собирать» из сливающихся воедино точек целую картинку, а последовательность быстро сменяющихся неподвижных изображений мы воспринимаем как движущееся изображение.

Экран кинескопного телевизора — это видимая часть сложного электронного прибора, который называется кинескопом и формой отдаленно напоминает грушу.

Там, где у груши черенок, у кинескопа размещено устройство, которое называетсяать электронной пушкой. «Пушка» выстреливает электронными потоками (невидимыми глазу потоками мельчайших частиц) в направлении экрана.

Сам экран покрыт крошечными точками люминофора (именно их мы и видели через лупу). Люминофор — это вещество с особыми свойствами. При попадании на него электронного луча, он начинает светиться, и чем луч мощнее, тем ярче светится люминофор. На экране черно-белого телевизора изображение складывается из таких вот маленьких точек, которые «бомбардирует» электронный луч.

Там, где на люминофор падает особенно мощный поток из «пушки» мы видим яркое свечение, то есть белый цвет. Там где луч послабее — серый. Те же точки, по которым «пушка» в это мгновение не «стреляет», мы воспринимаем как черный цвет. Так из черных, серых и белых точек на экране складывается черно-белая картинка. Точки собраны в строки — идущие справа налево ряды.

Всего таких рядов 625.

Да, но ведь на экране цветного телевизора мы видим не только черный, серый и белый цвета, но и красный, изумрудный, фиолетовый, оранжевый… Как же дело обстоит там? Устройство кинескопа цветного телевизора несколько сложнее.

Здесь экран поделен на точки (или полоски), каждая из которых состоит из трех участков люминофора с разными свойствами. Один из участков при попадании на него электронного потока светится зеленым цветом, другой — синим, и третий — красным.

Оказывается, все остальные цвета можно получить, смешивая только эти три.

Если бы у нас была возможность сделать так, чтобы один фонарик светил ярче, а другой слабее, то на пересечении кругов получались бы другие оттенки цветов. В них было бы, скажем больше красного, но меньше зеленого, или больше зеленого, но меньше синего. Так можно получить любой цвет — и оранжевый, и лиловый, и бежевый.

Теперь мы понимаем, что для того, чтобы на экране телевизора появилось полноцветное изображение, одного луча из электронной пушки недостаточно.

Нужно чтобы каждый из участков люминофора — красный, синий и зеленый — «обстреливался» отдельным лучом.

Заставляя светиться эти разноцветные участки то ярче, то более тускло, три луча будут создавать в точке экрана любой цвет, смешивая всего три «самых главных» из них.

Остается самый интересный вопрос. Ведь если электронная пушка черно-белого телевизора «выстреливает» всего одним лучом всего в одну крохотную точку, а в цветном телевизоре таких луча три, то как же возникает изображение одновременно на всем экране? Да еще при этом получается движущаяся картинка.

Действительно, в каждое мгновение три электронных луча «бомбардируют» только одну точку экрана. Но это мгновение настолько коротко, что за секунду лучи «оббегают» все точки люминофора на экране 25 раз.

Это настолько быстро, что человеческий глаз видит на экране лишь непрерывно меняющееся изображение. Происходит это благодаря тому, что люминофор после встречи с электронным лучом гаснет не сразу, а еще некоторое время сохраняет свечение.

Именно поэтому, пока телевизор не выключен, экран его никогда не гаснет.

Специальные электромагниты, управляемые электрическими сигналами, направляют электронные лучи, заставляя их оббегать все строки экрана за считанные доли секунды!

©При частичном или полном использовании данной статьи — активная гиперссылка ссылка на alfaed.ru ОБЯЗАТЕЛЬНА

Вас это заинтересует:

Почему не стоит боятся лифта?Как работает игровой автомат?

Как работает телевидение? Принцип работы ТВ?

“Телевидение? Это очень просто!” (с) Была в своё время такая серия книжек автора Е. Айсберга…

Сразу отмазка: всё, о чём я тут расскажу, будет относиться к аналоговому телевидению, потому что в цифровом ТВ несколько иные принципы.

Самое главное в телевидении – разложение. Для начала изображение, которое мы хотим передать (сейчас отвлечёмся от физической стороны процесса и займёмся чистой геометрией), раскладывается на совокупность точек, организованных в строчки. Ну то есть мы как бы разрезаем всю картинку на полоски, и потом каждую полоску – ещё на квадратики.

Это и называется “разложением изображения”. После чего базовая идея оказывается совсем простой: поочерёдно передаётся информация о яркости каждого такого квадратика.

Ну и, конечно, надо как-то синхронизировать передачу и приём информации – чтобы на приёмном конце было известно, какому элементу исходного изображения соответствует передаваемый сейчас сигнал от очередного квадратика.

Ну а дальше уже просто. На передающей стороне есть специальное устройство – телекамера. Она-то и переводит изображение в последовательность сигналов от каждого “квадратика”, каждого элемента изображения.

Раньше для этого применялись специальные электронно-лучевые трубки, где сигнал считывался электронным лучом. Свет (изображение) формировал на мишени трубки зарядовый рельеф, выбивая из материала мишени электроны.

Электронный луч восстанавливал “плоский” рельеф, заново заряжая мишень до некоторого исходного потенциала (фактически восстанавливая её нейтральность в каждом элементе). Ток перезарядки данной точки мишени и был сигналом изображения с данного элемента.

Поскольку развёртка шла построчно, ну к примеру справа налево снизу вверх, то на выходе трубки, и на выходе схемы обработки сигнала (усилитель) формировался примерно вот такой видеосигнал:

(естессно, я это от фонаря нарисовал, но принцип понятен).

По отечественному стандарту, период следования строк составлял 64 мкс, длительность “полезной части” (прямой ход по строке) – 52 мкс, и длительность обратного хода – 12 мкс. Всего изображение разбивается на 575 строк, по 287,5 в каждом поле.

Ну и, чтоб два раз не вставать, что такое “поле” и чем это отличается от кадра. Тут будет полезно вспомнить обычный кинематограф. Фильмы снимались с частотой 24 кадра в секунду. Это было достаточно, чтоб движения на экране воспринимались плавными. Но помимо плавности движений, есть и ещё один параметр оценки качества движущегося изображения: мерцания.

Чтобы сменить один кадр на другой, свет в кинопроекторе на долю секунды гасится (перекрывается обтюратором), что и создаёт мерцания. Предельная частота мерцаний, которую способен различать человек, – это примерно 30 герц. Поэтому каждый кадр киноплёнки на экране показывается дважды, и частота мерцаний в кино равна удвоенной частоте кадров – 48 герц.

Теперь снова вернёмся к телевидению.

Кадр – это полное изображение на экране (или его эквивалент “в электрическом виде”), в котором присутствуют все точки исходной картинки. По стандарту, частота кадров в телевизионном сигнале – 25 герц (потом станет ясно – почему). Значит, чтоб показать всё, но без мерцаний, надо опять показывать с удвоенной частотой.

Но показывать дважды одно и то же – это значит надо вдвое расширять полосу сигнала! Это же не плёнка, которая, пока данный кадр показывается, стоит как вкопанная и может стоять сколько надо.

Это ж всё электричество, и никакой памяти тут нету. Два раз показывать – значит, надо два раза передавать. Если время фиксированное – значит, надо за это время передать вдвое больше информации.

А-абыдно, слюшай! Ведь полоса частот – дефицитный ресурс!

И что для этого придумали: разбить кадр на два поля (чётные и нечётные строки) и передавать поочерёдно не полностью кадр, а два раза по полкадра, как бы вложенные, переплетённые друг с другом.

Поскольку глаз человека – устройство довольно замыленное, а сигналы в соседних строках отличаются друг от друга крайне незначительно (куда меньше того, что я намалевал…), то для глаза яркость обеих полей будет практически равной.

Тем самым частота мерцаний становится равной удвоенной частоте кадров. Но зато в каждом полукадре передаётся только половина всей информации, и необходимости удваивать полосу сигнала нет.

Этот режим называется “чересстрочным разложением” (чересстрочной развёрткой), в противоположность прогрессивной развёртке, где все строки кадра честно прописываются одна за другой, подряд.

Частота полей и равная её частота работы кадровой развёрки телевизора выбраны равной 50 Гц потому, что это частота сети.

Поэтому нестабильность напряжения питания – а первые телевизоры делались с самым простым блоком питания, поэтому там присутствовала пульсация с частотой сети, – если и приводила к появлению артефактов изображения (изменение яркости по полю), то при равенстве частот они были почти неподвижными, а глаз такое неподвижное и сравнительно плавное изменение яркости не замечает. Как видим, игра опят идёт на несовершенстве зрения. Телевидение вообще один сплошной оптический обман трудящихся… а в последнее время – не только оптический…

Ну то есть это всё замечательно, но остаётся ещё вопрос – а как сделать, чтоб телевизор воспроизводил ровно то, что показывает камера? Как синхронизировать их работу?

Для этого в сигнал замешивают синхроимпульсы. То есть сигнал на выходе камеры (а не трубки!) выглядит примерно так:

Вот эти мелкие торчки внутри строчного гасящего – это и есть строчные синхроимпульсы. По стандарту, их длительность – 4,7 мкс.

В сигнале с телевышки передаётся негативное изображение (чем ярче сигнал с точки – тем меньше напряжение, ему соответствующее), тем самым на выходе передатчика синхроимпульсам соответствует максимальный сигнал, поэтому они меньше подвержены влиянию шумов.

Так что даже если картинка принимается “со снежком”, развёртка телевизора всё равно работает синхронно с развёрткой камеры.

Обратите внимание, что во время обратного хода по кадру видеосигнала нет. Что понятно – в кинескопе луч за это время (25 строк для каждого поля) должен успеть вернуться из одного угла в другой. Точнее, “вернуться” должна схема кадровой развёртки.

Вот чтобы это не создавало никаких помех на кинескопе, сигнал на время обратного хода что по строке, что по кадру “гасится”. Уровень синхроимпульсов на 0,33 В выше уровня гасящего, а уровень гасящего, в свою очередь, на 0,03 В выше уровня чёрного.

На собсно видео, по стандарту, остаётся 0,67 В (полный размах видеосигнала, от уровня белого до уровня синхроимпульсов, – 1,00 В).

Телевидение

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.

картинка

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. 

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Распространение радиоволн: их виды и радиолокация
Следующая тема:   Оптика и скорость света: теории о скорости света

Как работает телевизор: устройство телевизора

Вам понадобится:

• Информация о принципах работы телевизора
• Свободное время

#1

В современных магазинах можно найти огромный выбор техники на любой вкус и кошелек. И, несмотря на популярность жидкокристаллических и плазменных моделей, разбирать, как работает телевизор, лучше всего на примере моделей, произведенных на основе электронно-лучевой трубки. Таким образом будет значительно проще понять, как работает телевизор на самом деле.

#2

В целом необходимо разобраться, как происходит процесс передачи изображения. Он достаточно простой и понятный. Телекамеры оснащены специальными светочувствительными составляющими, которые способны преобразовывать световое излучение в электросигнал требуемого формата.

Специалисты получают этот самый сигнал, обрабатывают и далее отправляют в эфир. Если посмотреть на заднюю поверхность телевизора, то на ней можно найти три особые электронные «пушки». Название свое они получили из-за особой овальной продолговатой формы.

Именно эти детали отвечают за производство пучков электронов из принятых сигналов телевизионного эфира.

#3

После их создания такие пучки направляются на внутреннюю сторону устройства, в результате соприкосновения которых получается свечение трех разных цветов – синего, зеленого и красного.

Это становится возможным из-за покрытия поверхности особым веществом под названием «люминофор».

Именно указанному цветному свечению и удается создать всю картинку, за которым в результате наблюдает зритель на экране своего телевизора.

#4

Но эта простая схема больше относится к старым неусовершенствованным устройствам. Интересно будет разобрать, как работает телевизор, также на примере популярных на сегодняшний день 3D-моделей. Схема в этом случае получится более сложной и многоступенчатой.

Конечно, зритель, усевшись за экран такого телевизора, вовсе не попадает в три измерения, это лишь создаваемая устройством качественная иллюзия. Она строится на определенном принципе – ведь глаза каждого человека расположены не рядом друг с другом, а на некотором расстоянии.

Значит, демонстрируя каждому из них одну и ту же картинку, но под разными углами, можно подтолкнуть мозг к созданию сразу двух изображений. В результате и появляется та самая трехмерная картинка.

#5

Тот же самый фактор используется и в киноиндустрии для создания уникальных 3D-картин. Впервые такой метод был использован еще в черно-белом кино для придания картинке объемности и большей реалистичности.

В фильмах два, получившихся в результате демонстрации под разными углами, изображения объединяются вместе. А специальный цветовой фильтр позволяет видоизменить каждое из них. Чтобы насладиться получившимся эффектом, остается лишь вооружиться специальными очками.

Их особенность заключается в линзах, окрашенных двумя разными цветами. Благодаря ним, одно и то же изображение демонстрируется глазам под разными углами. В последнее время для получения еще более реалистичного изображения все чаще начинает применяться еще один способ.

В нем вместо изменения цвета преобразуются световые волны. Это преобразования фиксируются глазами человека. Для просмотра таких фильмов требуются очки с линзами разной поляризации.

#6

Интересным получился и метод работы плазменных телевизоров. В данном варианте за формирование изображения отвечают не «пушки», а специальная деталь в виде колбы, наполненной газом, из стекла со встроенной сеткой из электропроводников.

Под воздействием электричества из газа образовывается плазма, которая способствует активизации светящихся фрюоресцирующих составляющих. В одном изображении их присутствует огромное количество – тысячи.

Управлять этим процессом приходится процессору, который и создает картинку, подбирая цвет свечения каждого отдельного пикселя. У таких телевизоров есть множество плюсов. Например, возможно их создание с огромными экранами. А, кроме того, все динамичные сцены оказываются максимально четкими.

Не менее важно, что экран таких устройств не имеет вредного излучения. Правда, обсуждаемые телевизоры стоят достаточно дорого, да еще и очень активно потребляют электроэнергию.

#7

У жидкокристаллических моделей процесс получения изображения похож на предыдущий вариант, но все же имеет свои особенности. Одной из главных их деталей является специальная лампа, расположенная в корпусе устройства. Ее свет проходит через жидкокристаллическую матрицу.

Последняя вместе с процессором участвует в формирование цветного изображения, пропуская его через специальные фильтры. По сравнению с устаревшими моделями, оснащенными кинескопами, такие варианты могут похвастаться более четким изображением без неприятного мерцания.

Они также, как и предыдущая рассмотренная модель не имеют вредного излучения и, что самое главное, получились тонкими, легкими и компактными.

Понравятся такие телевизоры и экономным хозяевам, ведь они способны прослужить своему обладателю более 20 лет и при этом минимально потребляют электроэнергию.

#8

Но есть у обсуждаемых жидкокристаллических моделей и некоторые недостатки. Конечно, в первую очередь это достаточно высокая стоимость, которая растет вместе с его размером.

Также в этот список можно добавить небольшой угол обзора, худшее качество демонстрации динамичных сцен (в отличие от ранее обсуждаемого варианта), а также слабая контрастность в некоторых отдельных моделях. Представляя принципы работы самых разных телевизоров, скорее всего, зрителям станет более интересно и увлекательно смотреть их.

А вот самостоятельно пытаться разобрать устройство и более детально изучить его внутреннее строение – не следует. Это может привести к серьезной поломке телевизора.

Как работает ЖК телевизор

Современные технологии в производстве телевизоров позволяют производителям выпускать высококачественные, надежные, ультрасовременные устройства, которые к тому же могут иметь действительно огромные размеры экранов.

В частности, наибольшим распространением пользуются жидкокристаллические экраны.

Устройство ЖК телевизора позволило достичь отличной глубины цвета, высокой четкости изображения, и при этом такие устройства потребляют мало электроэнергии.

В данной публикации речь пойдет об устройстве, а также принципе работы LCD телевизора, но для начала стоит разобрать, что же такое LCD-дисплей и какими преимуществами он обладает.

1. Что такое LCD телевизор

Для того чтобы понять, как работает ЖК телевизор, стоит понять, что вообще такое ЖК или LCD экран.

LCD – это сокращение от Liquid Crystal Display, что в переводе на русский язык означает – жидкокристаллический дисплей. Таким образом, ЖК и LCD телевизор – это одно и то же. Что такое телевизор знает каждый, а вот принцип работы ЖК телевизора известен далеко не всем.

Заключается он в использовании специальных молекул, получивших название – жидкие кристаллы, за свои уникальные особенности. Они находятся в жидком состоянии и под воздействием электромагнитного поля способны принимать цилиндрическую форму и менять свое положение.

Кроме этого такое вещество  имеет оптические свойства присущие кристаллам, они способны преломлять лучи света, и в зависимости от своего положения пропускать или поглощать тот или иной световой спектр.

Другими словами они являются светофильтрами (поляризаторами), которыми можно управлять при помощи электричества. Благодаря этому появляется возможность управлять процессом поляризации, то есть управлять тем, какой спектр видимого излучения будет проходить через слой жидких кристаллов, а какой спектр будет поглощаться. Так и возникает изображение на экране.

2. Устройство LCD телевизора

Главным элементом в ЖК телевизорах является матрица. Она представляет собой некий массив их огромного множества мельчайших элементов, которые именуются – пиксели. Именно пиксели и формируют изображение. Благодаря современным технологиям производители достигли возможности управлять каждым пикселе в отдельности.

Матрица ЖК телевизора имеет несколько слоев. Ключевая роль принадлежит двум первым слоям. Они сделаны из абсолютно чистого и прозрачного, а также свободного от натрия стеклянного материала, именуемого субстратом (или подложка).

Между этими слоями и располагаются молекулы жидких кристаллов, а точнее тончайший слой из этих молекул.

Суть работы матрицы заключается в том, что эти молекулы пропускают только определенный спектр излучения, оставляя основные три цвета – синий, зеленый и красный. В зависимости от технологии, освещение молекул жидких кристаллов может осуществляться двумя способами:

• Отражение света;
• Прохождение света.

Проще говоря, принцип работы LCD матрицы заключается в фильтрации света миллионами отдельных затворов (пикселей).

Они собраны в сетку (если посмотреть на экран телевизора через мощное увеличительное стекло, то можно увидеть эту сетку) и являются неким фильтром, который пропускает только три основных цвета – синий, зеленый и красный, из которых в дальнейшем и формируется многоцветная картинка.

В качестве источника света в первых LCD телевизорах использовались люминесцентные лампы, одна на сегодняшний день эта технология освещения считается устаревшей. Вместо ламп сегодня производители используют светодиоды – так называемая LED подсветка ЖК матрицы.

3. Как устроен плазменный экран: Видео

4. Частота обновления экрана ЖК телевизора

Очень часто в момент покупки телевизора мы сталкиваемся с таким показателем, как частота обновления экрана. Этот параметр определяет, сколько кадров в секунду способен отобразить экран телевизора.

Стоит отметить, что на качество изображения в фильмах это никак не влияет, так как даже минимальный показатель на сегодняшний день составляет не менее 60 Гц (60 кадров в секунду), что значительно больше, чем частота обычной киносъемки – 24 Гц, и даже частоты видео-контента в европейских странах – 50 Гц.

Высокая частота обновления экрана ЖК телевизора необходима только при подключении к компьютеру. Это отображается на плавности анимации элементов рабочего стола и приложений. Кроме этого, частота обновления экрана ни на что не влияет.

Но от чего же тогда зависит качество изображения? А зависит она от времени отклика матрицы ЖК.

Отклик матрицы – это время, которое необходимо для того чтобы жидкие кристаллы смогли отреагировать на поступившие сигналы и изменить свое положение, тем самым изменить цвет передаваемого изображения.

Благодаря современным технологиям, ЖК матрицы имеют достаточно быстрый отклик, благодаря чему они практически не уступают своим прямым конкурентам – плазменным панелям, но при этом LCD телевизоры имеют существенной больший ресурс.