Comment fonctionne la télévision ? Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radioamateur débutant

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Aimez-vous la télévision autant que moi ?

La télévision est généralement une chose dégoûtante. Au lieu de rester assis des heures devant un écran bleu, il est bien plus utile de mener une vie saine : lentement, avec une tasse de café, devant l'ordinateur...

Néanmoins, les choses que je raconterai dans cette série d'articles peuvent être très utiles dans nos activités pratiques.

Voyons maintenant comment le signal vidéo est transmis. Nous considérerons le système SECAM, douloureusement coûteux, car dans notre pays (à savoir la Fédération de Russie), ce système de télévision particulier a été officiellement adopté. Cependant, commençons par le commencement.

Comment fonctionne un téléviseur ?

La télévision fonctionne 24h/7 et XNUMXj/XNUMX. Il est clair.

Il dispose d'un écran - 1 pièce et d'un haut-parleur - de 1 à l'infini, selon la « sophistication » de l'appareil. Il dispose également d'une antenne et d'un panneau de contrôle. Mais maintenant, seul l’écran nous intéresse. Et traduire du langage des femmes au foyer vers le langage des chats sages - kinescope (Tube cathodique - CRT).

Je comprends parfaitement qu'à notre époque du plasma et des cristaux liquides, un kinéscope cathodique semble à certains être une relique de l'Antiquité. Cependant, le moyen le plus simple de comprendre le fonctionnement d’un téléviseur est de comprendre le tube cathodique.

Tube à rayons cathodiques

Qu'est-ce que c'est. Et qu'en est-il des électrons ? Et qu'en est-il des rayons ?

Le fait est que l’image sur l’écran est dessinée à l’aide d’un faisceau d’électrons. Un faisceau d’électrons est très similaire à un faisceau lumineux. Mais un faisceau lumineux est constitué de photons et un faisceau d’électrons est constitué d’électrons, et nous ne pouvons pas le voir. Un groupe d’électrons se précipite à une vitesse vertigineuse en ligne droite du point A au point B. C’est ainsi que se forme un « faisceau ».

Le point B est l'anode. C'est juste au dos de l'écran. De plus, l'écran (au verso) est enduit d'une substance spéciale - le phosphore. Lorsqu’un électron entre en collision à une vitesse vertigineuse avec un phosphore, ce dernier émet de la lumière visible. Plus l’électron volait vite avant la collision, plus la lumière sera brillante. Autrement dit, un phosphore est un convertisseur de la « lumière » d’un faisceau d’électrons en lumière visible à l’œil humain.

Le point B est traité. Qu'est-ce que le point "A" ? A est "canon à électrons". Le nom fait peur. Mais il n'a rien d'effrayant. Il n'est pas destiné à tirer brutalement sur des extraterrestres depuis Mars. Mais il sait toujours comment « tirer » - avec un faisceau d'électrons sur l'écran.

Comment tout cela est-il arrangé ?

En général, un CRT est un gros tube électronique. Comment? Vous ne savez pas ce qu'est une lampe ? D'ACCORD…

Lampes électroniques - ce sont les mêmes éléments amplificateurs que les transistors que nous aimons tous. Mais les lampes sont apparues bien plus tôt que leurs « collègues » au silicium, dans la première moitié du siècle dernier.

Lampe - il s'agit d'un cylindre en verre duquel l'air a été pompé.

La lampe la plus simple possède 4 bornes : une cathode, une anode et deux bornes à filament. Le filament est nécessaire pour chauffer la cathode. Et la cathode doit être chauffée pour que les électrons s'en échappent. Et les électrons doivent voler pour qu’un courant électrique traverse la lampe. Pour ce faire, une tension de 6,3 ou 12,6 V est généralement appliquée au filament (selon le type de lampe)

De plus, pour que les électrons puissent voler, une haute tension est nécessaire entre la cathode et l’anode. Cela dépend de la distance entre les électrodes et de la puissance de la lampe. Dans les tubes radio classiques, cette tension est de plusieurs centaines de volts ; la distance entre la cathode et l'anode dans de tels tubes ne dépasse pas quelques millimètres.

Dans un kinéscope, la distance entre la cathode située dans le canon à électrons et l'écran peut dépasser plusieurs dizaines de centimètres. En conséquence, beaucoup plus de tension est nécessaire là-bas - 15…30kV.

De telles tensions brutales sont créées par un transformateur élévateur spécial. On l'appelle également transformateur horizontal car il fonctionne à une fréquence horizontale. Mais plus là-dessus plus tard.

Lorsqu’un électron frappe un écran, en plus de la lumière visible, d’autres rayonnements sont également « éliminés ». En particulier - radioactif. C'est pourquoi il n'est pas recommandé de regarder la télévision à moins de 1 à 2 mètres de l'écran.

Nous avons donc reçu le faisceau. Et il brille si joliment au centre de l’écran. Mais nous en avons besoin pour « tracer » des lignes sur l’écran. Autrement dit, vous devez le faire s'écarter du centre. Et les mamans seront aidées en cela... par des électro-aimants. Le fait est que le faisceau électronique, contrairement au faisceau lumineux, est très sensible au champ magnétique. C'est pourquoi il est utilisé dans les CRT.

Il est nécessaire d'installer deux couchettes de bobines de déflexion. Une paire déviera horizontalement, l’autre déviera verticalement. En les contrôlant habilement, vous pouvez diriger le faisceau n'importe où sur l'écran.

Et n'importe où ?

C'est ici que nous commençons notre histoire sur les lignes de points et les crochets...

Une histoire de lignes, de points et de crochets

L'image sur l'écran du téléviseur est formée par le déplacement du faisceau à une vitesse vertigineuse de gauche à droite, de haut en bas, à travers l'écran. Cette méthode de dessin séquentiel d'une image est appelée "analyse".

Comme le balayage s'effectue très rapidement, pour l'œil, tous les points se fondent en lignes et les lignes en une seule image.

Dans les systèmes PAL et SECAM, en une seconde, le faisceau parvient à parcourir 50 fois la totalité de l'écran.

Dans le système américain NTSC - encore plus - jusqu'à 60 fois ! D'une manière générale, les systèmes PAL et SECAM ne diffèrent que par la reproduction des couleurs. Tout le reste est pareil pour eux.

L'image est formée du fait que pendant le « course », le faisceau change de luminosité en fonction du signal vidéo reçu. Comment la luminosité est-elle contrôlée ?

Et c'est très simple ! Le fait est qu'en plus des électrodes considérées - anode и cathode, dans les lampes, il y a aussi une troisième électrode - net. Сетка - c'est l'électrode de commande. En appliquant une tension relativement faible au réseau, le courant circulant à travers la lampe peut être contrôlé. En d’autres termes, vous pouvez contrôler l’intensité du flux d’électrons « volant » de la cathode à l’anode.

Dans un CRT, une grille est utilisée pour modifier la luminosité du faisceau.

En appliquant une tension négative à la grille (par rapport à la cathode), vous pouvez affaiblir l'intensité du flux d'électrons dans le faisceau, voire fermer la « route » aux électrons. Cela peut être nécessaire, par exemple, lors du déplacement d'un faisceau de la fin d'une ligne au début d'une autre.

Parlons maintenant plus en détail des principes de numérisation.

Pour commencer, il convient de rappeler quelques chiffres et termes simples :

Trame - c'est une « ligne » que le faisceau dessine sur l'écran.

Champ - ce sont toutes les lignes que le faisceau a tracées en un seul passage vertical.

Cadre - c'est une unité élémentaire de séquence vidéo. Chaque image se compose de deux champs : pair et impair.

Cela mérite d'être expliqué : l'image sur l'écran du téléviseur tourne à une fréquence de 50 champs par seconde. Or, la norme télévisuelle est de 25 images par seconde. Par conséquent, lors de la transmission, une trame est divisée en deux champs : pair et impair. Le champ pair contient uniquement les lignes paires de la trame (2,4,6,8...), le champ impair ne contient que les impaires. L'image sur l'écran est également « dessinée » à travers la ligne. Ce type de développement est appelé "entrelacement".

ça arrive encore"balayage progressif" - lorsque tout le cadre est déplié d'un seul coup vertical de la poutre. Il est utilisé dans les écrans d'ordinateur.

Alors maintenant, les chiffres secs. Tous les numéros indiqués sont valables pour les systèmes PAL et SECAM.

Nombre de champs par seconde - 50

Nombre de lignes par image - 625

Nombre de lignes efficaces par image - 576

Nombre de points effectifs par ligne - 720

Et ces chiffres sont dérivés de ce qui précède :

Nombre de lignes dans le champ - 312,5

Fréquence de ligne - 15625 Hz

Durée d'une ligne - 64 µs (y compris le retour du faisceau)

Ensuite, nous parlerons des paramètres du signal vidéo et créerons un circuit qui synthétise les impulsions de synchronisation.

Publication : radiokot.ru

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