Лекция №1 Краткая история телевидения

Лекция №1
Краткая история телевидения

Развитие телевизионных систем от механических к электронным, от черно-белых к цветным и наконец, от аналоговых к цифровым, занимает во времени больше 100 лет и сопряжено с большими интеллектуальными и финансовыми затратами. Поэтому в телевидении, как и в технике вообще, применяется требование совместимости новых поколений систем со старыми. Так, при переходе от черно-белого телевидения к цветному в мире был не только накоплен огромный парк черно-белых телевизоров, но и создана целая инфраструктура формирования и передачи ТВ сигналов с помощью ТВ передатчиков, а также по радиорелейным, кабельным, спутниковым каналам связи. При этом передающее и каналообразующее оборудование создавалось на основе стандарта сигналов черно-белого телевидения и соответственно вновь разрабатываемые системы должны базироваться на уже существующих каналах связи и не мешать работе раннее созданным системам. Поэтому и современные системы цифрового ТВ базируются на параметрах сигналов аналогового ТВ. Таким образом для понимания принципов построения систем цифрового ТВ немного остановимся на основных принципах и стандартах телевидения.

Термин «телевидение» (ТВ) (видение на расстоянии или дальновидение) впервые употребил русский военный инженер-электрик Перский на Международном конгрессе в Париже в 1890 г. При этом в основе телевидения лежат 3 физических процесса:

1. 
   Преобразование световой энергии в электрические сигналы;
   
2. 
   Передача и прием электрических сигналов по каналу связи;
   
3. 
   Обратное преобразование электрических сигналов в оптическое изображение.
   

Для преобразования оптического изображения в электрические сигналы используются различные фотоэлементы или фотопреобразователи. При использовании 1 фотоэлемента напряжение на его выходе будет соответствовать средней яркости сцены и никакого ТВ изображения не получится. Поэтому, количество фотопреобразователей должно быть большим и чем больше их число, тем более четкое изображение можно получить. Так по стандарту вещательного телевидения их примерно 550 тысяч. Естественно, что для передачи информации с этих преобразователей никто полмиллиона каналов связи не предоставит, поэтому канал связи всего один, по которому последовательно передается информация от каждого фотопреобразователя. Такой процесс последовательной, поэлементной передачи видеоинформации называется разверткой. Поэтому телевидение основано еще и на 2 принципах:

1. 
   Принцип разложения изображения на элементы (пиксели) – чем больше, тем лучше четкость изображения;
   
2. 
   Принцип развертки – последовательной передачи и приема элементов изображения.
   

Таким образом, изображение, которое нам синтезирует телевизор, — иллюзия, возникающая благодаря инерционности нашего зрения. На самом деле в каждый момент времени на экране присутствует одна единственная точка. Но благодаря развертке — процессу быстрого перемещения светящейся точки по экрану — телевизор создает оптическое изображение.

В первых телевизионных системах применялся 1 фотопреобразователь с оптической развертка изображения на основе особого диска, изобретенного в 1884 г. немецким студентом Паулем Нипковым названным "диском Нипкова". Он представляет собой непрозрачный диск большого диаметра. По внешнему краю диска спирально сверлились отверстия (от 18 до 240 — по числу строк развертки) со строго заданным расстоянием между собой и определенным шагом спирали Архимеда, представленным на рис.1.1, а телевизоры на его основе совсем были непохожи на наши современные телевизионные приемники (рис.1.2-1.5).

Рис. 1.1. Оптико-механическая ТВ система с диском Нипкова.

Простота конструкции Нипкова позволила в последствии создать целый ряд действующих оптико-механических систем телевидения. Так в Москве в апреле 1931 г. коллектив электротехнического института под руководством Шмакова П.В. осуществил экспериментальную радиопередачу сигналов изображения в Ленинград, с четкостью 30 строк и частотой кадров 12,5 Гц. (1200 элементов изображения) на волнах 379 и 720 м. Начиная с осени 1934 г., эти передачи стали регулярными. Годом позже Ленинградский завод им. Козицкого выпустил первую партию российских телевизоров (модель Б-2)

Рис.1.2 Дисковая ТВ камера Бэрда и устройство электромеханического телевизора



Рис.1.3.Первый российский механический телевизор Б-2

Рис.1.4. Второй российский механический телевизор «Пионер» (1934)

Рис.1.5 Дизайн ТВ-приемников делали на любой вкус (1928)

К 1934-35 г. были разработаны оптико-механические системы с использованием зеркальных барабанов с разверткой на 180 и даже 375 строк, но при увеличении числа строк разложения уменьшалось время считывания каждого элемента, что приводило к падению чувствительности, кроме того данные системы были довольно громоздкими и не могли обеспечивать высокое качество изображения. Поэтому был необходим переход к электронному телевидению. Основоположником его считается русский ученый Борис Розинг, запатентовавший в 1907 г первую приемную электронно-лучевую трубку – прообраз КИНЕСКОПА.

Первый проект полностью электронной системы ТВ был реализован в Ташкенте в 1925 г. под руководством Грабовского, где и на приемной и передающей стороне использовались специальные электронно-лучевые трубки, однако большую известность получил ученик Розинга В.К.Зворыкин, считающийся отцом электронного телевидения.
В настоящее время телевидением называется область современной радиоэлектроники, которая занимается передачей и приемом движущихся и неподвижных изображений предметов, расположенных в пространстве, электрическими средствами связи в реальном и измененном масштабе времени.