Televizija

Nors daugelis žmonių mano, jog televizija buvo sukurta dvidešimtojo amžiaus viduryje, tai nėra taip. Pats televizijos pavadinimas pirmąkart buvo panaudotas rusų inžinieriaus Konstantino Perskio dar 1900 m. pasaulinės Paryžiaus parodos metu vykusiame tarptautiniame elektrotechnikos kongrese, o šio išradimo ištakas rasime dar praeitame amžiuje. Prie šios technikos srities atsiradimo prisidėjo daug įvairių žmonių, todėl į klausimą, kas išrado televiziją, matyt niekuomet nepavyks atsakyti taip, kad neliktų nepatenkintų atsakymu. Amerikiečiai mano, kad tas išradėjas buvo Farnsworthas, japonai – kad iinžinierius iš Hamamatsu miesto Takayanagi, vengrai – kad jų tautietis, pirmosios knygos apie televiziją autorius D. von Mihaly, rusai – kad Peterburgo profesorius Borisas Rosingas ir taip toliau. Iš tiesų, reiktų skirti „priešistorinę“ mechaninę televiziją nuo šiuolaikinės elektroninės televizijos. Pirmoji atsirado dar 1884 m., kai vokietis Nipkowas sugalvojo skenuoti vaizdus panaudojęs besisukantį metalinį diską, kuriame buvo išgręžtos spirale išdėstytos skylės. Diskui kartą apsisukus kiekviena skylė pralėkdavo po vieną ryškiai apšviesto vaizdo liniją. Pro skyles praėjusią šviesą buvo galima registruoti ffotodetektoriumi, atsiradusius elektros signalus perduoti laidais arba radijo bangomis ir atkurti kitame ryšio linijos gale. Pirmaisiais dviem mūsų amžiaus dešimtmečiais su panašiais įrenginiais „žaidė“ daug įvairių šalių technikos mėgėjų. Bene pats energingiausias iš jų buvo škotas Johnas Bairdas. Jis nne tik vieną po kito konstravo vis naujus mechaninės televizijos aparatus, bet ir stengėsi su jais supažindinti platesnę visuomenę. Bairdas paprastai pastatydavo veikiančius savo aparatus didžiausiose Londono parduotuvėse, kur žmonės galėjo pirmąkart pamatyti naująjį „technikos stebuklą“. Negana to, 1929 m. Bairdui netgi pavyko įtikinti kompaniją BBC pradėti transliuoti bandomąsias televizijos laidas trumpųjų bangų diapazone. Dabar galima tik įsivaizduoti, kokia buvo tų pirmųjų televizijos laidų vaizdo kokybė. Bairdo aparatų diskuose buvo tik po 30 skylių, taigi tik tiek eilučių (tiksliau – žiedų, nes vaizdo linijos buvo apskritimai) ir sudarė perduodamą vaizdą, o greitai besisukančius siųstuvo ir imtuvo diskus reikėjo tiksliai sinchronizuoti tarpusavyje. Mechaninei televizijai ilgai gyvuoti nebuvo lemta. Jau ketvirtajame dešimtmetyje ją pradėjo išstumti elektroninė televizija, kuri ir vaizdo perdavimui, iir jo atkūrimui naudojo vakuuminius elektronų vamzdelius. Ši televizija gimė Amerikoje, o jos „tėvai“ buvo rusų emigrantas Vladimiras Kozma Zvorykinas (1889 – 1982) ir Aidaho valstijos fermerio sūnus Philo Farnesworthas (1906 – 1971). V. Zvorykinas susipažino su tuo metu nauju prietaisu – elektroniniu vamzdeliu dar studijų Peterburgo Politechnikos institute metu. Vėliau jis dirbo Paryžiuje garsaus fiziko Langevino grupėje, o 1919 atvyko į JAV. Tik po gero dešimtmečio jam pavyko rasti savo elektroninės televizijos idėjų rėmėją. Juo tapęs kompanijos RCA vadovas DDavidas Sarnoffas iš viso į televizijos technikos kūrimą investavo apie 50 mln. dolerių.

Zvorykinas sukūrė ir vaizdą elektros signalu verčiantį prietaisą „ikonoskopą“ (1929), ir jį atkuriantį prietaisą „kineskopą“ (1928). Nežiūrint to milijonieriui Sarnoffui už šių prietaisų licenzijas dar teko sumokėti P.Farnesworthui, kuris sugebėjo užpatentuoti juos anksčiau už Zvorykiną. Pastarojo biografai mėgsta kartoti legendą apie tai, kaip trylikametis berniukas išdėsto elektroninės televizijos principus savo chemijos mokytojui. Nežinia, kiek tame yra tiesos, bet tikrai žinoma, kad 1927 m., būdamas dvidešimt vienerių jis jau pademonstravo veikiančią, savo dirbtuvėlėse sukonstruotą elektroninės televizijos sistemą, o 1930 m. sugebėjo ją užpatentuoti. P.Farnesworthas ir toliau labai produktyviai dirbo. Netgi ir dabartiniuose televizoriuose rasime apie 100 elementų, kuriuos jis sukūrė pirmasis.

Antrasis pasaulinis karas laikinai sustabdė televizijos vystymąsi, bet iškart po karo šis išradimas pradėjo savo pergalingą žygį, besitęsiantį ir mūsų dienomis. Jau 1950 m. pasaulyje buvo virš 12 milijonų televizorių.

Televizinis signalas užima labai plačią juostą – visus 6MHz. Jie vadinami videosignalais.Televizijoje per sekundę perduodami 25 kadrai, o to daugiau negu pakanka. Broliams Luji ir Ogiustui Liumjerams pavyko sukurti filmą todėl, kad žmogus sugeba įsiminti regėjimo pojūčius. Tie pojūčiai išlieka maždaug vieną dešimtąją sekundės dalį, tik ne akių tinklainėje, kaip dažnai sakoma, o mūsų samonėje. IIš pradžių negarsiniame kine rodydavo 16 kadrų per sekundę. Kadangi regimieji pojūčiai kurį laiką išlieka, tai kiekvienas kadras nesuvokiamas atskirai nuo prieš jį ėjusio ar vėlesnio. Viskas suvokiama nenutrūkstamai. Nuo 1930m , kai atsirado garsinis kinas, kadrų keitimo dažnis buvo paaukštintas iki 30 per sekundę, o tai šiek tiek skiriasi nuo įprasto televizijoje. Kai dabar per televiziją rodo filmus, pagamintus negarsinio kino epochoje, mus stebina skubūs žmonių judesiai ir gestai. Tą reiškinį galima paaiškinti labai paprastai: filmus, nufilmuotus 16 kadrų per sekundę dažniu, rodoma 25 kadrų per sekundę greičiu.

Tarp kino ir televizijos yra nedidelis skirtumas: kiekvienas kino kadras pasirodo visas iš karto, o televizijoje vaizdas formuojamas, nuosekliai atsirandant visiems jį sudarantiems elementams. Elementu vadinama pati mažiausia vaizdo dalelė: jo paviršius toks mažas, jog galima laikyti , kad skaistis vienodas. Tie elementai tokie maži, kad net sąlyginai vadinami “taškais”. Vaizdo elementai siunčiami tokia tvarka kaip skaitant knygą. Iš kairės į dešinę prabėgi akimis teksto eilutės elementus – raides. Pasiekęs eilutės galą, žvilgsnis truputi nuslysta žemyn ir greitai grįžta į kairę, prie sekančios eilutės pradžios, o po to vėl bėga raidėmis. Kiekvienas siunčiamas televizijos kadras atitinka knygos puslapį. Tokių puslapių perskaitoma 25 per sekundę..

Televizijoje nėra vieningos standartinės sistemos. Perdavimo charakteristikos labai sskirtingos ir priklauso nuo šalies. Pavyzdžiui Europos šalyse kadrų dažnis yra 25 kadrai per sekundę, Amerikoje jis siekia 30. Europos kontinente apšvietimo tinklo srovės dažnis yra 50 Hz, o Amerikoje – 60Hz. Dar svarbiau, kad nevienodi standartai nustatantys eilučių skaičių kadre. Europoje pagrindinė charakteristika yra vaizdo aiškumas – 625 eilutės kadre, o Prancūzijoje, be šių, dar perduodamos laidos, kurių aiškumas – 819 eilučių. Amerikoje vaizdo aiškumas siekia 525 eilutes. Amerikos šalys ir Japonija naudoja sistemą, vadinamą NTSC, o Europiečiai naudoja Prancūzų sistemą SECAM ir Vokiečių sistemą PAL.

Kiekvienoje eilutėje yra 833 elementai. Taigi susidaro daugiau kaip 13 milijonų taškų per sekundę. Jiems persiųsti reikalingas videosignalas, turintis labai daug periodų per sekundę. Kadangi laikome, kad kiekvieną elementą galima persiųsti vienu videosignalo pusperiodžiu. Tuomet kiekvienas signalo periodas gali persiųsti du elementus. Vadinasi, 6,5 milijono periodų per sekundę gali persiųsti kadrus, išskaidytus į 625 eilutes. Praktikoje tenkinamasi 6 MHz pločio juosta. Siunčiant kiekvieno kadro visas 625 eilutes nuosekliai nuo pirmos iki paskutinės kyla pavojus, kad siunčiamas vaizdas svyruos kaip jūros bangos. Mat, nors regėjimo pojūtis ir išlieka 1/25s, intervalas iki kitos eilutės atsiradimo toje pat vietoje kiek per didelis, todėl susidaro mirgėjimo įspūdis. Dėl šios priežasties reikia kaitalioti eilutes. Siunčiamos ne nuosekliai visos

iš eilės, o iš pradžių visos nelyginės eilutės, tai užima 1/50s, paskui kitą 1/50s siunčiamos visos lyginės eilutės. Žiūrovui atrodo, kad jis regi 50 kadrų per sekundę, todėl visiškai išnyksta mirgėjimo efektas.

Televiziniai siųstuvai dirba metrinėmis bangomis, kurių dažnis nuo 41MHz iki 68MHz ir nuo 162MHz iki 230MHz. Bet pastaruoju metu sukonstruoti siųstuvai dirba decimetrinėmis bangomis dažnio juostoje nuo 470 MHz iki 582MHz. Decimetrinių bangų ilgis apie 30cm. Realus tokio siųstuvo nuotolis siekia 50km. Štai kodėl kiekvienas televizinių stočių tinklas privalo tturėti daug retransliatorių. Tose linijose taip pat naudojamos labai trumpos bangos, kurios siauru pluošteliu sklinda į priimamasias antenas. Tai buvo bendra idėja kaip siunčiamas televizinis vaizdas.

Televizija (gr. tele – toli + lot. visio – matymas) – judančių vaizdų ir paveikslų perdavimas laidais arba radijo bangomis. Moksle ir technikoje televizija taikoma įvairiems tyrimams, pramonėje – gamybos procesams stebėti. Ypač plačiai televizija naudojama kultūros reikalams: jos programos iš vieno televizijos centro perduodamos radijo bangomis daugybei abonentų, turinčių specialius imtuvus – televizorius.

Lietuvoje ppirmuosius elementarius televizijos bandymus darė radijo megėjai dar prieš II pasaulinį karą, bet plačiau į buitį televizija atėjo tik 1957m (kai kurių š. Lietuvos rajonų gyventojai nuo 1955m galėjo matyti Rygos televizijos laidas), kai Vilniuje pradėjo veikti televizijos centras, kurio ggalingumas buvo 15/7,5 kW (15kW vaizdo ir 7,5kW garso siųstuvas). 1958-1959m pastatyti nedideli televizijos retransliatoriai Druskininkuose, Kaune, Panevėžyje, kiek vėliau – Klaipėdoje, Raseiniuose, Šiauliuose ir kitur. Galingi retransliatoriai pastatyti Vilniuje (1957,1964), Kaune (1960), Klaipėdoje (1961) ir Šiauliuose (1962). Nuo 1970, paleidus galingą televizijos retransliatorių Viešintose (Anykščių raj.), Vilniaus televizijos programą gali matyti visi Lietuvos gyventojai. Plečiantis retransliatorių tinklui, sparčiai plito ir televizoriai (1958 jų buvo 1500, 1970 – 403 000).

Televizinis signalas užima labai plačią juostą – visus 6MHz. Jie vadinami videosignalais.Televizijoje per sekundę perduodami 25 kadrai, o to daugiau negu pakanka. Broliams Luji ir Ogiustui Liumjerams pavyko sukurti filmą todėl, kad žmogus sugeba įsiminti regėjimo pojūčius. Tie pojūčiai išlieka maždaug vieną dešimtąją sekundės dalį, tik ne akių tinklainėje, kkaip dažnai sakoma, o mūsų samonėje. Iš pradžių negarsiniame kine rodydavo 16 kadrų per sekundę. Kadangi regimieji pojūčiai kurį laiką išlieka, tai kiekvienas kadras nesuvokiamas atskirai nuo prieš jį ėjusio ar vėlesnio. Viskas suvokiama nenutrūkstamai. Nuo 1930m , kai atsirado garsinis kinas, kadrų keitimo dažnis buvo paaukštintas iki 30 per sekundę, o tai šiek tiek skiriasi nuo įprasto televizijoje. Kai dabar per televiziją rodo filmus, pagamintus negarsinio kino epochoje, mus stebina skubūs žmonių judesiai ir gestai. Tą reiškinį galima paaiškinti llabai paprastai: filmus, nufilmuotus 16 kadrų per sekundę dažniu, rodoma 25 kadrų per sekundę greičiu.

Televizijoje nėra vieningos standartinės sistemos. Perdavimo charakteristikos labai skirtingos ir priklauso nuo šalies. Pavyzdžiui Europos šalyse kadrų dažnis yra 25 kadrai per sekundę, Amerikoje jis siekia 30. Europos kontinente apšvietimo tinklo srovės dažnis yra 50 Hz, o Amerikoje – 60Hz. Dar svarbiau, kad nevienodi standartai nustatantys eilučių skaičių kadre. Europoje pagrindinė charakteristika yra vaizdo aiškumas – 625 eilutės kadre, o Prancūzijoje, be šių, dar perduodamos laidos, kurių aiškumas – 819 eilučių. Amerikoje vaizdo aiškumas siekia 525 eilutes. Amerikos šalys ir Japonija naudoja ssistemą, vadinamą NTSC, o Europiečiai naudoja Prancūzų sistemą SECAM ir Vokiečių sistemą PAL.

Televiziniai siųstuvai dirba metrinėmis bangomis, kurių dažnis nuo 41MHz iki 68MHz ir nuo 162MHz iki 230MHz. Bet pastaruoju metu sukonstruoti siųstuvai dirba decimetrinėmis bangomis dažnio juostoje nuo 470 MHz iki 582MHz. Decimetrinių bangų ilgis apie 30cm. Realus tokio siųstuvo nuotolis siekia 50km. Štai kkodėl kiekvienas televizinių stočių tinklas privalo turėti daug retransliatorių. Pastarieji su pagrindiniu siųstuvu sujungiami bangolaidžiais (tai metalinių vamzdžių linijos, kuriomis sklinda centimetrinės bangos). Tose linijose taip pat naudojamos labai trumpos bangos, kurios siauru pluošteliu sklinda į priimamasias antenas. Tai buvo bendra idėja kaip siunčiamas televizinis vaizdas.

Ir siųstuve ir imtuve elektronų spinduliai keliauja elektroninio vamzdžio vakumu. Siųstuve elektrono spindulys prabėga paviršių, kuriame objektyvas projektuoja siunčiamą vaizdą. Tas paviršius sudarytas iš fotoelementų, kurie keičia elektronų spindulio intensyvumą pagal kiekvieno vaizdo elemento skaistį. Taip sukuriami video signalai. Imtuve elektronų spindulys nueina tokį pat kelią, o jo intensyvumą valdo priimtasis siųstuvo video signalas. Elektronai atsimuša į liuminescencinį ekraną ir sukuria jame šviesą, proporcingą spindulio intensyvumui. Štai toks yra pagrindinis televizijos principas.

Elektroninis vamzdis naudojamas ir siuntimui ir priėmimui. Jis turi netiesiogiai kaitinamą katodą, kuris skleidžia elektronus.

Juos traukia anodas, kurio potencialas katodo atžvilgiu yra teigiamas. Elektronų srauto intensyvumą valdo kitas elektrodas, esantis tarp katodo ir anodo. Tas elektrodas vadinamas moduliatoriumi, yra cilindro formos ir iš dalies supa katodą, o jo dugne yra anga elektronams praeiti. Moduliatoriaus funkcija ta pati kaip ir triodo tinklelio. Visi tie elektrodai kartu sudaro elektronų patranką. Anode yra anga pro kurią pralekia dauguma jo traukiamų elektronų. Siųstuve elektronų pluoštas “peržiūri”

įvairius vaizdo elementus, prabėgdamas šviesai jautriu paviršiumi, į kurį tas vaizdas projektuojamas. Imtuve elektronų pluoštas sukuria vaizdą fluorescuojančiame ekrane. Elektronų pluoštą reikia sufokusuoti ir tai daroma magnetiniu lauku, sukuriamu rite tekančios srovės .

Nejudanti dėmė ekrano centre neduoda jokios praktinės naudos. Reikia priversti dėmę “prabėgti” besikaitaliojančiomis abiejų puskadrių eilutėmis. Elektronų pluoštą galima valdyti keičiant elektrinį arba magnetinį lauką. Elektriniai laukai sukuriami sudarius potencialų skirtumą tarp dviejų metalinių plokštelių, išdėstytų iš abiejų spindulio pusių. Teigiamas elektrodas traukia elektronus, o neigiamas stumia .. Elektronų pluoštui kreipti horizontalia kryotimi naudojamos vertikalios plokštelės .

Tačiau šiuo metu televizorių elektroniniuose vamzdžiuose pluoštas kreipiamas magnetiniais laukais.Tuos laukus kuria elektromagnetai, įtaisyti vamzdžio išorėje.

Tokiais magnetais praleidžiama tinkamos formos srovė, kuri verčia pluoštą nueiti visą kelią, reikalingą vaizdui išskleisti. Taigi, elektroninis vamzdis apsuptas nemažu kiekiu ričių. Aplink vamzdį apsuktas solenoidas, fokusuojantis elektronų pluoštą. Jį kreipia dvi poros ričių : pirmoji ričių pora kreipia pluošta iš kairės į dešinę, o antroji – į viršų ir į apačią.

Elektronai atsimuša įį fluorescuojantį ekrano sluoksnį ir išmuša antrinius elektronus. Neleistina, kad ekranas kauptų pirminius ir antrinius elektronus, nes jie sukurtų neigiamą krūvį, kuris stumtų kitus elektronų patrankos skleidžiamus elektronus. Kad pirminiai ir antriniai elektronai nesikauptų, išorinės kolbos sienelės nuo ekrano iki aanodo padengiamos laidžiu sluoksniu.

Tuomet, patekusius į fluorescuojantį sluoksnį elektronus pritraukia anodas, turintis aukštą teigiamą potencialą ir sugeria juos. Elektroninio vamzdžio ekranas padengtas fluorescuojančios medžiagos sluoksniu. Ši medžiaga švyti kai ją bombarduoja elektronai. Kuo stipresni smūgiai, tuo labiau ji švyti. Nespalvotuose televizoriuose toji šviesa – balta. O spalvotųjų televizorių fluorescuojantis sluoksnis susideda iš pusantro milijono elementų, kurių vienas trečdalis skleidžia raudoną, antras, mėlyną, o paskutinis trečdalis žalią šviesą.

Siunčiamieji televiziniai vamzdžiai turi būti labai jautrūs šviesai, kad būtų galima perduoti silpnai apšviestas scenas. Be to video signalai turi kisti taip pat greitai, kaip kinta peržiūrimų vaizdo elementų skaistis. Skaistį pakeisti elektriniais signalais galima, pasinaudojus medžiagomis, pasižyminčiomis fotoemisija arba fotolaidumu. Fotoemisija, kai medžiagos veikiamos šviesos, skleidžia elektronus. Kai šviesos spinduliai krinta įį fotolaidžias medžiagas, sumažėja jų specifinė varža. Selenas pasižymi fotolaidumu, o prie medžiagų, pasižyminčių fotoemisija, priskiriami šarminiai metalai: litis, natris, rubidis ir cezis. Cezis naudojamas dažniau negu kiti, nes jo jautrumas labai artimas žmogaus akies spektriniam jautrumui.

Vienas iš plačiausiai naudojamų vamzdžių yra vidikonas.

Čia vaizdas projektuojamas į metalinę plokštelę, tokią ploną, kad net persišviečia. Plokštelė praleidžia šviesos spindulius į fotolaidų sluoksnį, kuris dengia jos kitą pusę. Foto laidaus sluoksnio, sudaryto iš seleno arba stibio sulfido, laidumas proporcingas į jį krintančios ššviesos intensyvumui. Praėję pro labai ploną plokštelę, šviesos spinduliai suteikia fotolaidaus sluoksnio ploteliams didesnį ar mažesnį laidumą. Taigi, plokštelės teigiamas potencialas pritraukia daugiau ar mažiau pluošto elektronų pro fotolaidų sluoksnį, esantį kitoje jos pusėje. Dėl to toji pusė pasidaro teigiamai poliarizuota, ir kiekvieno elemento potencialas būna teigiamas ir proporcingas atitinkamo vaizdo taško šviesos intensyvumui. Spindulio, prabėgančio tuo paviršiumi elektronai daugiau ar mažiau sugeriami, žiūrint koks kiekvieno vaizdo elemento teigiamas potencialas. Apibendrinant: Priklausomai, koks tuo momentu siunčiamo vaizdo taško apšviestumas, daugiau ar mažiau elektronų praeina pro fotolaidųjį sluoksnį į ploną metalinę plokštelę; po to jie teka rezistoriumi R ir sukuria jo išvaduose kintamą potencialą, tai ir yra videosignalas.

Spalvotoje televizijoje naudojamos trys pagrindinės spalvos, kurioms yra jautri akių tinklainė: raudona, žalia ir mėlyna. Sumaišius pagrindines spalvas galima gauti visą regimųjų spalvų gamą. Dozuojant visų pagrindinių spalvų intensyvumus galima gauti visus norimus atspalvius. Visuose spalvotosios televizijos sistemose suderinamumas pasiekiamas kartu su spalva siunčiant skaisčio signalą. Televizoriuje tris pagrindines spalvas spinduliuoja pats kineskopo liuminescencinis ekranas. Jis sudarytas iš milžiniško skaičiaus liuminescencinių taškų, vadinamų liuminoforais; jie išdėstyti grupėmis po tris elementus. Kiekviena tokia grupė (triada) turi tris liuminoforus: žalią, mėlyną ir raudoną. Tokių trijadų kineskope yra apie 500 000. Į kiekvieną liuminoforą reikia nukreipti elektronų ppluoštą, atitinkantį jo spalvą.

Nespalvotosios ir spalvotosios televizijos sistemos yra suderintos, t.y galima žiūrėti spalvotas programas nespalvotuoju televizoriumi (žinoma, jas matysime nespalvotai) arba nespalvotas programas spalvotuoju televizoriumi.

Išvados: Judantys arba nejudantys daiktų vaizdai per atstumą perduodami šitaip: šviesinis vaizdas (spalvos arba perduodamo vaizdo taškų skaisčiai) nuolat verčiamas elektriniais signalais (videosignalais), tie signalai perduodami ryšio kanalais į priėmimo punktą ir jame verčiami matomuoju (nespalvotu arba spalvotu) vaizdu.