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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK So funktioniert Fernsehen. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur [Bei der Verarbeitung dieser Anweisung ist ein Fehler aufgetreten.] Liebst du das Fernsehen genauso sehr wie ich? Fernsehen ist im Allgemeinen eine ekelhafte Sache. Als stundenlang vor dem „Blue Screen“ zu sitzen, ist es viel sinnvoller, einen gesunden Lebensstil zu führen: langsam, bei einer Tasse Kaffee – am Computer ... Dennoch können die Dinge, die ich in dieser Artikelserie erzählen werde, für unsere praktische Tätigkeit von großem Nutzen sein. Jetzt werden wir herausfinden, wie das Videosignal übertragen wird. Wir werden das schmerzhaft native SECAM-System in Betracht ziehen, da dieses Fernsehsystem in unserem Land (nämlich der Russischen Föderation) offiziell eingeführt wurde. Allerdings gilt: Das Wichtigste zuerst. Wie funktioniert ein Fernseher? Der Fernseher läuft 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche. Das ist klar. Es verfügt über einen Bildschirm – 1 Stück und einen Lautsprecher – von 1 bis unendlich, abhängig von den „Tricks“ des Geräts. Er verfügt außerdem über eine Antenne und eine Fernbedienung. Aber uns interessiert jetzt nur noch der Bildschirm. Und aus der Sprache der Hausfrauen in die Sprache der weisen Katzen übersetzen - Bildröhre (Kathodenstrahlröhre – CRT). Ich verstehe vollkommen, dass in unserem Zeitalter des Plasmas und des Flüssigkristalls die Kathodenstrahl-Bildröhre für manche wie ein Relikt der Antike erscheint. Um jedoch das Funktionsprinzip eines Fernsehers zu verstehen, ist es am einfachsten, sich mit der CRT auseinanderzusetzen. Kathodenstrahlröhre Was ist es. Und was ist mit den Elektronen? Und was ist mit Strahlen? Tatsache ist, dass das Bild auf dem Bildschirm mit einem Elektronenstrahl gezeichnet wird. Ein Elektronenstrahl ist einem Lichtstrahl sehr ähnlich. Aber ein Lichtstrahl besteht aus Photonen und ein Elektronenstrahl besteht aus Elektronen, und wir können ihn nicht sehen. Ein Elektronenbündel rast mit rasender Geschwindigkeit geradlinig von Punkt A nach Punkt B. So entsteht ein „Strahl“. Punkt B ist die Anode. Es befindet sich direkt auf der Rückseite des Bildschirms. Außerdem ist der Bildschirm (auf der Rückseite) mit einer speziellen Substanz bestrichen – einem Leuchtstoff. Wenn ein Elektron mit rasender Geschwindigkeit auf einen Leuchtstoff trifft, sendet dieser sichtbares Licht aus. Je schneller das Elektron vor der Kollision flog, desto heller wird das Licht. Das heißt, ein Leuchtstoff ist ein Konverter des „Lichts“ des Elektronenstrahls in für das menschliche Auge sichtbares Licht. Punkt B wird behandelt. Was ist Punkt „A“? Und das "Elektronenkanone„Der Name ist schrecklich. Aber es ist nichts Schreckliches daran. Es ist nicht dazu gedacht, Aliens vom Mars brutal abzuschießen. Aber es weiß immer noch, wie man „schießt“ – mit einem Elektronenstrahl auf den Bildschirm. Wie ist das alles geregelt? Im Allgemeinen ist eine CRT eine so große elektronische Lampe. Wie? Wissen Sie, was eine Lampe ist? Okay… Elektronische Lampen – das sind die gleichen verstärkenden Elemente wie die Transistoren, die wir alle lieben. Aber Lampen erschienen viel früher als ihre Silizium-„Kollegen“, nämlich in der ersten Hälfte des letzten Jahrhunderts.
Lampe - Dies ist ein Glasbehälter, aus dem Luft abgepumpt wird. In der einfachsten Lampe gibt es vier Anschlüsse: eine Kathode, eine Anode und zwei Glühfadenanschlüsse. Der Glühfaden wird zum Erhitzen der Kathode benötigt. Und Sie müssen die Kathode aufheizen, damit Elektronen aus ihr herausfliegen können. Und die Elektronen müssen dann fliegen, damit ein elektrischer Strom durch die Lampe entsteht. Dazu wird üblicherweise eine Spannung an den Glühfaden angelegt – 4 oder 6,3 V (je nach Lampentyp) Damit Elektronen fliegen können, ist außerdem eine Hochspannung zwischen Kathode und Anode erforderlich. Dies hängt vom Abstand zwischen den Elektroden und von der Leistung der Lampe ab. Bei herkömmlichen Radioröhren beträgt diese Spannung mehrere hundert Volt, der Abstand von der Kathode zur Anode beträgt bei solchen Lampen nicht mehr als einige Millimeter. Bei einer Bildröhre kann der Abstand von der Kathode in der Elektronenkanone bis zum Bildschirm mehrere zehn Zentimeter überschreiten. Dementsprechend ist dort viel mehr Spannung nötig - 15…30 kV. Solche brutalen Spannungen werden durch einen speziellen Aufwärtstransformator erzeugt. Er wird auch Horizontaltransformator genannt, da er mit horizontaler Frequenz arbeitet. Aber dazu später mehr. Wenn ein Elektron auf einen Schirm trifft, werden neben sichtbarem Licht auch andere Strahlungen „ausgeschaltet“. Besonders radioaktiv. Aus diesem Grund wird nicht empfohlen, näher als 1 ... 2 Meter vom Bildschirm entfernt fernzusehen.
Also, wir haben den Strahl bekommen. Und es leuchtet so schön genau in der Mitte des Bildschirms. Aber wir brauchen es, um Linien auf dem Bildschirm zu „zeichnen“. Das heißt, Sie müssen dafür sorgen, dass es von der Mitte abweicht. Und dabei werden Mütter helfen ... Elektromagnete. Tatsache ist, dass ein Elektronenstrahl im Gegensatz zu einem Lichtstrahl sehr empfindlich auf ein Magnetfeld reagiert. Daher wird es in der CRT verwendet.
Es ist notwendig, zwei Etagen-Ablenkspulen anzubringen. Ein Paar wird horizontal abgelenkt, das andere vertikal. Wenn Sie sie geschickt verwalten, können Sie den Strahl überall um den Bildschirm lenken. Und irgendwo? Hier beginnen wir unsere Geschichte über Linien aus Punkten und Haken ... Eine Geschichte von Linien, Punkten und Haken Das Bild auf dem Fernsehbildschirm entsteht dadurch, dass der Strahl mit rasender Geschwindigkeit von links nach rechts von oben nach unten über den Bildschirm läuft. Diese Methode des sequentiellen Zeichnens des Bildes wird als „Scan".
Da der Scan sehr schnell ist, verschmelzen für das Auge alle Punkte zu Linien und die Linien zu einem einzigen Bild. Bei PAL- und SECAM-Systemen hat der Strahl Zeit, 50 Mal pro Sekunde den gesamten Bildschirm zu durchlaufen. Im amerikanischen NTSC-System sogar noch mehr – bis zu 60 Mal! Im Allgemeinen unterscheiden sich PAL- und SECAM-Systeme nur in der Farbwiedergabe. Alles andere, was sie haben, ist gleich. Das Bild entsteht dadurch, dass der Strahl während des „Laufs“ seine Helligkeit entsprechend dem empfangenen Videosignal ändert. Wie wird die Helligkeit gesteuert? Und ganz einfach! Tatsache ist, dass zusätzlich zu den betrachteten Elektroden - Anode и Kathode, in Lampen gibt es auch eine dritte Elektrode - Netz. Net ist die Steuerelektrode. Durch Anlegen einer relativ niedrigen Spannung an das Gitter kann der durch die Lampe fließende Strom gesteuert werden. Mit anderen Worten, es ist möglich, die Intensität des Elektronenflusses zu steuern, der von der Kathode zur Anode „fliegt“. In einer CRT wird ein Gitter verwendet, um die Helligkeit des Strahls zu ändern.
Durch Anlegen einer negativen Spannung an das Gitter (relativ zur Kathode) ist es möglich, die Intensität des Elektronenflusses im Strahl zu schwächen oder sogar den „Weg“ für Elektronen zu schließen. Dies kann beispielsweise erforderlich sein, wenn ein Balken vom Ende einer Linie zum Anfang einer anderen verschoben wird. Lassen Sie uns nun ausführlicher über die Prinzipien des Sweeps sprechen. Zunächst lohnt es sich, sich ein paar einfache Zahlen und Begriffe zu merken: Raster - Dies ist eine „Linie“, die der Strahl auf dem Bildschirm zeichnet. Feld - das sind alle Linien, die der Strahl in einem vertikalen Durchgang gezeichnet hat. Rahmen - Dies ist die elementare Einheit der Videosequenz. Jeder Frame besteht aus zwei Halbbildern – einem geraden und einem ungeraden. Das ist erklärenswert: Das Bild auf dem Fernsehbildschirm rollt mit einer Geschwindigkeit von 50 Halbbildern pro Sekunde ab. Der Fernsehstandard liegt jedoch bei 25 Bildern pro Sekunde. Daher wird ein Frame während der Übertragung in zwei Felder unterteilt – gerade und ungerade. Das gerade Feld enthält nur die geraden Zeilen des Rahmens (2,4,6,8…), das ungerade Feld enthält nur die ungeraden. Das Bild auf dem Bildschirm wird ebenfalls durch die Linie „gezeichnet“. Ein solcher Sweep heißt „Verschachtelung".
Es passiert immer noch"Laufende kontrolle"- wenn der gesamte Rahmen in einem vertikalen Strahlhub entfaltet wird. Es wird in Computermonitoren verwendet. So, jetzt trockene Zahlen. Alle angegebenen Nummern gelten für PAL- und SECAM-Systeme. Anzahl der Felder pro Sekunde - 50 Anzahl der Zeilen pro Frame - 625 Anzahl der effektiven Zeilen pro Frame - 576 Anzahl der effektiven Punkte pro Zeile - 720 Und diese Zahlen werden aus dem Obigen abgeleitet: Anzahl der Linien im Feld - 312,5 Horizontalfrequenz - 15625 Hz Dauer einer Zeile - 64 μs (zusammen mit dem umgekehrten Strahlengang)
Als nächstes werden wir über die Parameter des Videosignals sprechen und eine Schaltung entwerfen, die Synchronisationsimpulse synthetisiert. Veröffentlichung: radiokot.ru
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