Лекция 1. История развития телевидения

Введение

Конспект лекций предназначен для обучающихся в бакалавриате по специальности 5В071900 – «Радиотехника, электроника и телекоммуникации». Конспект позволяет понять основные теоретические положения систем телерадиовещания, а именно: принципы построения первичной сети телерадиовещания, принципы построения и основные параметры стандартов аналого­вых и цифровых систем телерадиовещания, принципы действия и способы инженер­ных расчетов отдельных узлов и элементов аппаратуры передающих систем телерадиовещания. Полученные знания дадут возможность применять их при техническом обс­луживании и организации эксплуатации систем телерадиовещания, осущест­влять основные эксплуатационные измерения параметров каналов, трактов и уз­лов аппаратуры систем телерадиовещания. Кроме этого, он дает представление о тенденциях развития телевидения и обработке изображения, об использовании новых технологий в отрасли систем телерадиовещания.

Лекция 1. История развития телевидения

Содержание: Определения телевидения. Сравнение телевизионной системы с другими системами передачи информации. Преимущества телевизионного метода передачи информации.

Впервые термин «телевидение» появился в 1900 году в докладе русского инженера К. Перского на IV Международном электротехническом конгрессе. Данным термином называлась область науки и техники, которая занималась вопросами передачи и приема изображений с помощью электрических средств связи. Основная история развития телевидения сводится к следующему. 1839 г. – французский физик Э. Беккерель осуществил преобразование световой энергии в электрический ток. 1873 г. – английский инженер У. Смит обнаружил, что селен обладает свойством внутреннего фотоэффекта. 1887 г. – немецкий физик Г. Герц обнаружил явление внешнего фотоэффекта. 1888 г. – русский физик А. Столетов опубликовал основные законы внешнего фотоэффекта. 1895 г. – А. Попов продемонстрировал прибор для регистрации грозовых разрядов – прототип будущих беспроводных систем. 1878 - 1884 гг. – первые проекты с поочередной передачей сигналов изображения. Среди многочисленных авторов русский студент П. Бахметьев и немецкий инженер П. Нипков.
1911 г. – Б. Розингом осуществлена первая передача и прием ТВ изображения. Появление ЭЛТ с разноскоростной разверткой.
1925 г. – практическая реализация телевизионной системы. Д. Беком в Великобритании, Ч. Дженкинс в США, Л. Термен в СССР. 1929 г. – передача концерном «Телегор АГ» (Германия) в эфир ТВ изображения в стандарте 30 строк, 12, 5 кадров в секунду. 1929 – 1941 гг. – практическая реализация ТВ систем в США, Великобритании, СССР. Число строк развертки увеличено до343. 1945 г. – возобновил работу Московский телецентр. В 1948 году введен стандарт 625 строк. 1953 г. – в США введена совместимая система NTSC. 1967 г. – введение регулярных передач в системе SECAM. 1997 г. – МСЭ и МККР принят большой пакет стандартов в области цифрового телевидения. 2015 г. – переход республики Казахстан на систему телевизионного вещания в стандарте DVB – T2. Конструкция диска Нипкова приведена на рисунке 1.1. Телевизионному преобразованию изображений в электрический сигнал предшествует построение оптического изображения. Это изображение может быть представлено множеством интегральных источников, интенсивность каждого из которых может принимать т различных значений. Чем больше число элементарных источников N (элементов изображения), тем выше предельно различимая детальность изображения, т.е. элементы должны быть достаточно мелки, а их число на изображении должно быть достаточно велико, чтобы глаз не замечал дискретной структуры изображения. Первый принцип телевидения заключается в разбиении изображения на отдельные элементы и в поэлементной передаче всего изображения.

Рисунок 1.1 – Диск Нипкова

Первый принцип телевидения заключается в разбиении изображения на отдельные элементы и в поэлементной передаче всего изображения. Элементом изображения называется минимальная деталь изображения, которая может быть различима и воспроизведена ТВ системой. Изображение, образованное совокупностью всех элементов, называется кадром. Второй принцип, на котором базируется телевидение, - это последовательные во времени передача и воспроизведение информации о яркости (и цвете) отдельных элементов изображения. Это возможно благодаря инерционности зрения человека, которая проявляется в том, что мелькающий источник света при высокой частоте мельканий кажется непрерывно светящимся. Процесс последовательной поэлементной передачи (анализа) и воспроизведения (синтеза) изображения называется разверткой изображения. В ТВ вещательных системах развертка изображения и на передающей, и на приемной стороне осуществляется в результате движения луча с постоянной скоростью по горизонтали (строке) слева направо и по вертикали (кадру) сверху вниз. Образованная в процессе развертки структура поля - совокупность строк - называется ТВ растром. Передача и воспроизведение каждого элемента изображения должны осуществляться синхронно и синфазно. Это обеспечивается поддержанием в заданных пределах закона разверток и их периодической принудительной синхронизацией по строке и по кадру на передающей и приемной сторонах ТВ системы (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – ТВ система с диском Нипкова