Основы телевизионного вещания

Рисунок 4 -  Структурная  схема центральной аппаратной АСК  радиодома.

В основное оборудование центральной  аппаратной входят: коммутатор источников программ, пульты, коммутатор потребителей программ. К коммутатору источников программ , датчиков сигналов точного времени СТВ, устройств подачи позывных сигналов ПС и других источников. Внутренние источники программ радиодома подключаются через входные трансформаторы Т, внешние – через корректирующие контуры КК, установочные регуляторы уровня РУ, усилители А.

С помощью коммутатора  пульта ЦА формируются программы  вещания, которые после усиления линейными усилителями ЛУ подаются к потребителю.  Если число потребителей программ превышает число сформированных программ, то их распределение происходит с помощью вспомогательного коммутатора потребителей программ. Уровни сигналов контролируются с помощью измерителей уровня ИУ и контрольных громкоговорителей. Максимальный уровень сигнала на выходе АЦ не должен превышать +15 дБ.

По исходящим соединительным линиям, подключенным к коммутатору  потребителей программ, сигналы звукового вещания поступают на центральную станцию проводного вещания ЦСПВ города, радиовещательные станции РВС, междугородную вещательную аппаратную МВА, радиорелейную станцию РРС.

Оборудование АСК рассчитано на формирование стереофонических сигналов, удовлетворяющих требованиям высшего  класса качества. Ряд технологических процессов в них обеспечивается с использованием компьютеров. Получают распространение цифровые пульты звукорежиссеров, представляющие собой специализированные ЭВМ. Обработка сигналов в пульте происходит по программам, которые определяют, в частности, регулировку уровней и изменений спектра сигналов в целом и в каждом отдельном канале, коммутацию каналов и др. в цифровых пультах предусмотрена возможность запоминания положения всех органов управления, что позволяет полностью восстановить режим обработки сигнала в случае перерыва в работе звукорежиссера.

Опишем работу динамического микрофона. Микрофон состоит из подвижной и магнитной систем.

                                

Рисунок 5 – Конструкция  динамического микрофона

Подвижную систему составляют диафрагма 3, звуковая катушка 4, расположенная  в зазоре магнитной цепи, гофрированный  подвес 5, с помощью которого диафрагма крепится к магнитной системе. Для большей жесткости диафрагма имеет куполообразную форму. Магнитная система состоит из полюсного наконечника 1, магнита 7, магнитопровода 8 и верхнего фланца 6. Принцип работы микрофона основан на электро-магнитной индукции. При воздействии звуковых  волн диафрагма, а вместе с ней и звуковая катушка колеблются в радиальном магнитном поле, созданном магнитной системой в кольцевом воздушном зазоре между верхним фланцем и полюсным наконечником. Вследствие этого в звуковой катушке индуцируется ЭДС. Для повышения чувствительности динамических микрофонов необходимо увеличить площадь диафрагмы, индукцию в зазоре и уменьшать механическое сопротивление подвижной системы (необходимо увеличивать гибкость подвижной системы, используя гофрированный подвес и уменьшая ее массу). Динамические микрофоны относительно просты по конструкции, надежны в эксплуатации, могут работать в широком диапазоне температур и влажности, устойчивы к сотрясениям. Это предопределило их широкое распространение в системах озвучения и звукоусиления, в АСК.

Также в АСК могут использоваться  ленточные микрофоны.  Параметры их примерно совпадают с динамическими. Но ленточные микрофоны более громоздки, чувствительны к вибрации и электрическим полям,  используют их только в помещении. Благодаря наиболее естественному и мягкому звучанию и применяют в студиях и концертных залах для записи музыки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 4. Поясните особенности кинескопов с дельта-образным и линейным расположением прожекторов.

По способу расположения электронных прожекторов трехлучевые  кинескопы делятся на дельта – кинескопы и компланарные (линейные) кинескопы.

Дельта – кинескопы.  Электронные прожекторы 1  в этих кинескопах расположены в горловине в вершинах равностороннего треугольника. Они формируют электронные лучи, которые сходятся в отверстиях 2 и маски 3, а затем расходятся и попадают на соответствующие люминофорные элементы экрана 4. Люминофорную группу из трех разноцветных элементов называют триадой. Диаметр каждого элемента триады менее 0,5 мм. Теневая маска представляет собой тонкий стальной лист толщиной 0,15 мм с числом круглых отверстий, равным числу триад (около 550000).

                              

Рисунок 6 – Устройства дельта-кинескопов.

Кинескопы с дельтообразным расположенными электронными прожекторами имеют существенные недостатки. Необходимое качество изображения можно получить при использовании статического и динамического сведения лучей. Статическое сведение – это совмещение трех лучей в одной точке при отсутствии развертки. Динамическое сведение – совмещение в одной точке трех лучей при работе строчной и кадровой разверток. Для формирования корректирующих токов динамического сведения необходимо наличие блока динамического сведения. На цветовоспроизведение сильное влияние оказывают внешние магнитные поля, смещающие электронные лучи в вертикальном направлении. Малая прозрачность маски, задерживающей более 80% тока электронного луча, требует подачи на второй анод кинескопа напряжения до 28 кВ. в современных телевизионных устройствах такие кинескопы практически не используются.

Компланарные  кинескопы. Оси трех электронных прожекторов 1 в этих кинескопах расположены в одной горизонтальной плоскости. Непосредственно на оси кинескопа находится «зеленый» прожектор 1_G, другие прожекторы повернуты к оси кинескопа под углом 1 градус 30 минут.  Теневая маска (щелевая) 2 имеет вертикальные прорези 3(щели). Люминофоры красного, синего и зеленого цветов нанесены на экран в виде чередующихся полосок 4. Каждому щелевому отверстию маски соответствует одна триада люминофорных полосок.

                          

Рисунок 7 – Устройство компланарного кинескопа.

Кинескопы с линейным расположением  электронных прожекторов имеют  ряд преимуществ перед дельта-кинескопами. Щелевая маска оказывается более прозрачной для электронов, что позволяет увеличить яркость свечения экрана. Использование полосок люминофоров в значительной степени ослабило влияние магнитного поля Земли на цветовоспроизведение. Существенно упрощается сведение электронных лучей по полю изображения. Электронный луч «зеленого» прожектора направлен по оси кинескопа и создает на экране симметричный относительно центра растр, не нуждающийся в сведении. Растры, полученные от крайних прожекторов, необходимо совмещать с центральным только в горизонтальном направлении. Совмещение растров при этом можно выполнить методом самосведения без использования специальных устройств статического и динамического сведения лучей. Самосведение основано на формировании неравномерных  отклоняющих полей отклоняющей системой кинескопа.

Компланарные кинескопы  выпускают с отклонением луча по диагонали на 90 и 110 градусов. Кинескопы  обеспечивают яркость в белом  до 270 кд/м² при токе катода 1 мА и напряжении на втором аноде 25 кВ, разрешающую способность в горизонтальном и вертикальном направлениях до 500 линий. Цветные кинескопы имеют условные обозначения, например 51ЛКЗЦ – С. Цифра 51 указывает размер в сантиметрах по диагонали кинескопа; буквы ЛК – лучевой кинескоп; цифра 3 характеризует особенности электронного прожектора; буква Ц – цветной; буква С – кинескоп с самосведением.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 5. Проанализируйте особенности электронных развертывающих устройств на транзисторах и приборах с зарядовой связью.

Развертывающие устройства обеспечивают отклонение электронного луча по горизонтали (строчная развертка) и по вертикали (кадровая развертка), который считывает потенциальный  рельеф с мишени передающей телевизионной  трубки и формирует изображение  на экране приемной ТВ трубки. В состав развертывающих устройств входят генераторы кадровой и строчной разверток, фокусирующе-отклоняющие системы ФОС и ряд вспомогательных устройств, обеспечивающих необходимые параметры развертки.

Отклонение луча в ТВ трубках  можно выполнить изменяющимися  электрическим или магнитным полями. При развертке электрическим полем используются отклоняющие пластины, на которые подается отклоняющее напряжение.  Развертка магнитным полем осуществляется с помощью отклоняющих катушек индуктивности, через которые протекает отклоняющий ток. Этот ток создает равномерное магнитное поле, заставляющее электронный луч смещаться по экрану в соответствии с выбранным законом развертки. В большинстве ТВ трубок используют развертывающие устройства с магнитным отклонением, позволяющие получить угол отклонения луча на 110 градусов и более без существенной расфокусировки электронного луча.

Твердотельные ФЭП на приборах зарядовой связи имеют другую структуру развертывающих устройств. Развертка изображений – перемещение зарядов в матрице ПЗС производится с помощью тактовых импульсов, воздействующих на МОП-ячейки секций накопления, памяти и выходного регистра. При этом отпадает необходимость использования электронного луча, коммутирующего ячейки матрицы, и ФОС. Рассмотрим подробней работу ПЗС. Она основана на свойствах структур металл-оксид-полупроводник (МОП-структура) собирать, накапливать и хранить зарядовые пакеты неосновных носителей в потенциальных ямах, образованных у поверхности полупроводника под воздействием света или тепловой генерации неосновных носителей.

Главным элементом ПЗС  является конденсатор МОП-структуры, обкладками которого служат металлический  электрод и подложка из полупроводника p- или n-типа. В качестве диэлектрика используются оксиды беспримесного полупроводника, нанесенного на подложку.

                              

Рисунок 8 – Конденсатор МОП-структуры

На рисунке полупроводниковая  подложка выполнена из кремния р-типа, диэлектриком служит диоксид кремния  SiO₂. Если к металлическому электроду приложить положительный потенциал, то основные носители отойдут вглубь объема полупроводника. Под электродом образуется область, обедненная основными носителями (потенциальная яма). Глубина этой области зависит от приложенного потенциала и свойств МОП-структуры (толщины слоя диэлектрика, удельного сопротивления полупроводника).

В обедненной области полупроводника, наоборот, будут собираться неосновные носители. Отсутствие в этой области  основных носителей позволит неосновным носителям существовать некоторое  время без рекомбинации. Образовавшийся зарядовый пакет можно переместить в близко расположенный другой МОП-конденсатор, манипулируя потенциалами металлических электродов.