Большая энциклопедия техники

Коллектив авторов

Американская радиовещательная компания «Columbia Broadcasting System» разработала последовательную систему цветного телевидения электронного типа. В 1951—1953 гг. в США ее использовали как стандартную систему телевизионного вещания. В СССР система, аналогичная американской, была разработана в 1948—1953 гг. По данной системе телевизионное вещание производилось в Москве. В 1953—1956 гг. Америка, Канада и Япония перешли на телевещание по системе NTSC. В 1958 г. советские ученые создали цветное телевидение с квадратурной модуляцией цветовой поднесущей, которая была совместима с черно-белым телевидением. Во Франции в 1966 г. инженеры создали советско-французскую систему SECAM, которая уже в следующем году была введена в эксплуатацию в обеих странах. С 1967 г. цветное вещание получило распространение

в ФРГ, Нидерландах, Великобритании, странах Западной Европы. В Германии в 1962—1966 гг. была создана система PAL.

После того как цветное вещание пришло на смену черно-белому, начались разработки систем цветного стереоскопического телевидения. Технические средства, устройства цветного телевидения начинают все масштабнее использоваться в промышленном телевидении и других областях применения. Цветное телевидение используется в космических исследованиях, помогает наблюдать за стыковкой космических кораблей, состоянием космонавтов, передает из космоса цветные изображения различных космических объектов и поверхностей Земли и т. д. В медицине цветное телевидение применяется при демонстрации хирургических операций, эндоскопии и т. д. Кроме этого, цветное вещание широко применяется в металлургии, химии, физике и т. д. Распространяется как профессиональная, так и любительская видеосъемка, организуется выпуск цветных видеозаписей, производство приставок к телевизору и др.

Советское телевидение почти сразу же после разработки нового принципа вещания полностью перешло на цветное телевидение. Выпускались студийное и внестудийное оборудование для цветного вещания, расширялась территория работы цветного телевидения.

В цветном телевидении решались такие проблемы, как переход на однолучевую приемную телевизионную трубку в сочетании с однотрубочной передающей камерой. В стереоцветном телевидении искались методы сужения частотной полосы, разрабатывались системы передачи изображений с двумя и более позициями, т. е. многопозиционные системы, разрабатывались методы голографического телевидения и т. д.

Циркулятор

Циркулятор – это многополюсное, многоплечевое устройство, которое может пропускать электромагнитные волны в одних направлениях и задерживать или вовсе не пропускать в других. Высокочастотная энергия электромагнитных колебаний подается на одно из определенных плеч, после чего она передается в другое плечо по порядку очередности.

Циркуляторы бывают электронными и ферритовыми. Электронные устройства изготавливаются на основе активных фазовращателей. Фазовращатели в циркуляторе способны создавать необратимые фазовые сдвиги. Подобные устройства состоят из диодов, резисторов, транзисторов, т. е. дискретных элементов. Электронные циркуляторы с тремя плечами используются в частотном диапазоне от нескольких единиц МГц до десятков МГц. В ферритовых циркуляторах расстановка действий между соответствующими плечами происходит за счет поляризационных и других подобных явлений.

Поляризация возникает в результате взаимодействия поля СВЧ с магнитным полем намагниченных ферритов. Намагниченные ферриты, взаимодействуя с полем, создают или невзаимные фазовые сдвиги, или поворот плоскости поляризации, или комбинацию волн, распространяющихся только в одном плече циркулятора.

Ферритовые циркуляторы разделяются на несколько типов. К первому типу относятся фазовые циркуляторы с сосредоточенными параметрами, которые используются в частотном диапазоне от нескольких сотен МГц до тысяч МГц. В подобных устройствах невзаимный фазовый сдвиг происходит за счет системы индуктивно связанных между собой витков и намагниченного образца, состоящего из ферритов. Ко второму типу относятся устройства, которые изготавливаются либо из полосковых линий, либо из разветвленных круглых или прямоугольных радиоволноводов. Такие циркуляторы обладают распределенными параметрами и применяются в диапазоне частот от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч МГц. Примером могут служить поляризационный и фазовый циркуляторы. В состав подобных устройств входят два невзаимных ферритовых фазовращателя и два волноводных моста.

Самыми перспективными считаются ферритовые циркуляторы. Они выполняют

функцию коммутаторов, при изменении направления постоянного магнитного поля изменяют порядок следования плеч на противоположный. Ферритовые циркуляторы применяются также в антенно-фидерных трактах, они подключают и переключают антенну или модуль фазированной антенной решетки из режима приема в режим передачи и наоборот. Одно из плеч ферритового циркулятора содержит поглощающую нагрузку, поэтому все устройство перевоплощается в разновидность электрического вентиля. Несколько последовательно соединенных циркуляторов образуют каскадные соединения, с помощью которых получается устройство с любым заданным количеством плеч. Каскадные системы, сочетаясь с полосно-пропускающими электрическими фильтрами, формируют устройства для разделения или сложения сигналов с различными несущими частотами. При сложении или разделении сигналов применяются минимальное количество электрических фильтров.

Цифровое телевидение

Цифровое телевидение – это модель передачи транслятором аудио– и видеосигналов телевизору. В цифровом телевидении применяются сжатие и цифровая модуляция для передачи данных. Основным стандартом современного цифрового телевидения является сжатие MPEG. Европейским стандартом цифрового телевидения считается DVB, американским – ATSC, японским – ISDB. Первый в мире цифровой аппаратно-студийный блок был изготовлен в 1983 г. и показан на международной выставке «Телеком-83» в Женеве, а затем на выставке «Связь-86» в Москве.

В последнее время очень популярно цифровое спутниковое телевидение. Основными достоинствами такого телевидения являются независимая антенна, монтирующаяся за окном пользователя, кабель которой идет от антенны до ресивера непосредственно. Благодаря независимой антенне пользователю нет необходимости подключаться к эфирному телевидению или к кабельной сети. Каналы спутникового телевидения могут удовлетворять вкус и желания любых пользователей из-за своей тематической градации. Цифровой формат вещания позволяет передавать изображение с высоким качеством изображения и стереозвука. Передачи по спутниковому телевидению осуществляются без вмешательства рекламных роликов, что является большим достоинством спутникового телевидения. Спутниковое телевидение представляет собой систему передачи за счет искусственного спутника Земли, который располагается на геостационарной орбите над экватором. В состав системы, принимающей спутниковые каналы, входят тюнер, т. е. спутниковый приемник, спутниковая антенна, кронштейн, кабель и конвертор.

MPEG, мировой стандарт сжатия расшифровывается как «Moving Picture Experts Group», что в переводе с английского означает группу специалистов в подчинении ISO, которая собирается вместе для установления стандартов сжатия цифровых аудио– и видеозаписей. Первое собрание группы произошло в Ганновере в 1988 г. Группа стандартизировала несколько стандартов сжатия: MPEG-1, MPEG-2, MPEG-3, MPEG-4, MPEG-7 и MPEG-21. MPEG-1 является исходным стандартом аудио– и видеокомпрессий, применялся как стандарт Video CD. В стандарт также включается Layer 3, или MP3, который представляет собой формат сжатия звуков. MPEG-2 применяется в цифровом телевидении, цифровом кабельном телевидении и цифровых спутниковых телевизионных службах. Он является транспортным, аудио– и видеостандартом, необходимым для телевидения с широким вещанием. MPEG-3 первоначально предназначался для HDTV, но его функции отлично выполнял MPEG-2, и поэтому стандарт MPEG-3 оказался не слишком популярным и востребованным. Стандарт MPEG-4 поддерживает аудио– и видеообъекты, сжимает DRM.

Стандарт MPEG-7 не является модернизированным стандартом сжатия, он описывает разнообразные языки описания, считается формальной системой, описывающей мультимедийный контент. MPEG-21 описывает мультимедийную среду обработки.

DVB является системой европейских стандартов цифрового телевидения. Он способен определять физический и канальный уровни в телевизионной вещательной системе.

За счет синхронного параллельного интерфейса устройства вступают во взаимодействие с физическим уровнем. Данные передаются с определенными ограничениями в транспортном потоке стандарта MPEG-2.