Олимпиада "Наноэлектроника"
Неофициальный сайт

Факультет: «Автоматики и электроники»
Кафедра: «Микро - и наноэлектроники»

Конспект
по дисциплине «Компьютерный практикум»
«Цветное телевидение?...Это почти просто!»

Выполнил: студент группы А4-09 Монаков В.А.
Проверил: доцент Лапшинский В.А.
Дата:02.07.2014

Москва 2014

Выпуская в свет эту книгу, редакция Массовой радио библиотеки издательства «Энергия» продолжает публикацию серии научно-популярных книг по радиотехнике, объединенных общим названием «Это очень просто!»
Как и все работы Айсберга, эта книга должна ознакомить читателя с новой техникой. В отношении цветного телевидения это особенно важно, так как о нем написано еще сравнительно мало.
При написании новой книги Е. Айсберг пригласил в соавторы французского специалиста в области цветного телевидения Ж.-П. Дури, участвовавшего в создании системы SECAM.
Цветное телевидение, вобравшее достижения многих отраслей радио-электроники, несомненно, является более сложным, чем черно-белое, поэтому авторы отказались от традиционного названия и написали «Это почти просто!».

Успехи электронного телевидения привели к созданию электронных вариантов систем цветного телевидения с последовательной передачей цветов. Хотя систему цветного телевидения разработал еще Зворыкин в 1928 году, ее реализация стала возможна лишь к 1950 году, да и то лишь в качестве экспериментальных разработок.
В 1951 году в США одна из крупнейших вещательных компаний Си-би-эс (СВS — Колумбийская радиовещательная система) начала такие передачи в эфир со стандартом 405 строк, при 48 кадрах (144 цветных полях) в секунду и даже выпустила в продажу небольшую партию телевизоров. Кончилось это, однако, полным фиаско, поскольку поднялось (подогреваемое конкурентами) возмущение десятков миллионов семей, владевших новыми черно-белыми телевизорами, которые не могли принимать передачи новых станций даже в черно-белом виде
В начале 50-х годов в США существовало несколько проектов совместимых систем цветного телевидения, но впереди всех была фирма Ар-си-эй. Была принята за основу ее система, но серьезно доработанная по требованиям комитета NTSC, который только на исследование и апробацию различных систем потратил около тысячи человек лет инженерного труда и несколько сот миллионов долларов. В 1953 году в США началось регулярное цветное телевизионное вещание по системе NTSC. Сегодня очевидно, что этот выбор был на редкость удачным, но в те времена система казалась очень сложной, очень дорогой, а заложенные в ней технические решения — головоломными по смелости. Телевизор стоил в среднем около тысячи долларов (половина стоимости среднего автомобиля) , а его обслуживание в год обходилось примерно в такую же сумму. Требовалась, например, почти еженедельная настройка специалистом — ручек управления у первых телевизоров было больше ста! Поэтому цветное телевидение в США стало массовым только через 12 — 15 лет (первые 10 млн. телевизоров были проданы только к 1966 году) .
Для остального мира цветное телевидение (тем более система NTSC) в то время было совсем не по карману, и все ждали — вдруг появится что-нибудь попроще, подешевле. Только в 1960 году эту систему приняла Япония: ее радиопромышленность быстро наладила производство относительно дешевых цветных телевизоров для рынка США, то есть выбор был вынужденный. В 1964-м систему NTSC по безвыходности приняла и Канада — как шутили тогда канадские телевизионщики: «Нам не повезло с соседями!» .
В нашей стране цветное телевидение было внедрено только с третьей попытки.
7 ноября 1967 года состоялась первая передача цветного телевидения с изображением парада войск с Красной площади в Москве с помощью ПТС-ЦТ ( главный конструктор Б. М. Певзнер - ВНИИТ; передающие камеры разработаны В. А. Булдаковым и А. И. Разиным - МНИТИ).
Любознайкин и Незнайкин — два молодых человека, которых хорошо знают все, кто прочитал «Радио?.. Это очень просто!» и две другие книги с подобными названиями, из которых одна посвящена транзисторам, а другая телевидению. Любознайкин обучил своего друга Незнайкина основным принципам этих различных областей радиоэлектроники. Незнайкин далеко не глуп; в этом можно убедиться из приведенного ниже его письма; он желает лишь одного, чтобы его имя соответствовало ему все меньше и меньше. Читателю остается только разделить его жажду познания.

Дорогой друг Любознайкин.
Мои неприятности продолжаются! На мой взгляд события развиваются слишком быстро: технический прогресс непрерывно ускоряется.
Едва с помощью наших бесед я усвоил основы радиотехники и изучил схемы на лампах, как произошло победное вторжение полупроводников, которые- все перевернули в этой области. Ты помог мне понять нравы транзисторов, и я очень благодарен тебе за это. Однако я спрашиваю себя, не придет ли в один прекрасный день на смену эре ламп, а затем эре транзисторов какая-нибудь новая эра, которая сделает устаревшими все понятия, усвоенные мною с таким трудом...
Вот сегодня я столкнулся с новой революцией. И это не преувеличение. Ты познакомил меня с секретами телевидения.
И я говорил себе, что в этой области все достаточно стабилизировалось... Но горе мне! Еще раз все перевернулось с восшествием на престол цветного телевидения.
У меня сложилось впечатление, что эта новая техника бесконечно сложнее техники передачи черно-белых изображений, которая сама по себе дьявольски сложна.
Что же мне делать? Как поступить в этой новой ситуации? И зачем понадобилось вводить этот проклятый цвет, когда и без него все прекрасно в черных и белых тонах?
Я спрашиваю себя, не лучше ли мне забросить радиоэлектронику и заняться сельским хозяйством. Что ты об этом думаешь?
Твой верный друг Незнайкин


Бедный мой Незнайкин!
Твое письмо, настоящий крик отчаяния, меня глубоко взволновало. Я без промедления отвечаю тебе, чтобы пред¬отвратить непоправимое.
Конечно, сельскому хозяйству не хватает рабочих рук, но радиоэлектроника нуждается в умах, и твой ум будет для нее весьма ценным.
Неизбежный вывод: тебе необходимо пополнить свои знания; при-ступай к изучению новой техники-цветного телевидения.
Но не будь несправедливым: не осыпай упреками исследователей, которые, подвергая пыткам свое серое вещество,
дали человечеству это чудесное средство оживить экраны телевизоров. Ибо, как сказал один, не помню какой великий человек (если только эта гениальная мысль не моя собственная), цвет - это жизнь.
Посмотри ма пейзаж через темные солнечные очки: пейзаж сразу становится печальным, серым и монотонным. Сними очки, и все становится живым, наполняется сверкающими красками. Здесь такая же разница, как между простенькой мелодией на одной флейте и симфонией, исполняемой большим оркестром, обладающим бесконечным разнообразием звуков.
Подумай, как обогатил цвет фотографию, кино, а также и журналы. Как мож-но было бы не попытаться дать такие возможности и телевидению?
Справедливости ради необходимо сказать, что уже в самом начале истории телевидения предпринимались попытки передавать цветные изображения. Пионер механического телевидения Джон Лоджи Берд, которому в 1925 г. удалось с помощью диска Нипкова разложить и восстановить изображение, уже занимался проблемой цвета. Не дойдя до практических экспериментов, гениальный шотландец предложил сделать диск с тремя сериями отверстий, прикрытых фильтрами, чтобы разлагать, а затем воспроизводить изображение последовательно в красном, синем и зеленом цветах; однако проверить свою идею на практике ему не удалось. Таким образом, принцип трехцветного изображения, впрочем, в чисто 1 теоретическом плане, появился в телевидении уже тогда, когда оно еще делало свои первые шаги.
Первые практические воплощения увидели свет лишь после второй мировой войны (рис 1) . Английская фирма PYE («Пай»), а по другую сторону Атлантического океана радиовещательная компания Columbia Broadcasting System («Каламбия Бродкастинг Систем») демонстрировали весьма удачную передачу цветных изображений.

Рис.1

ЦВЕТ ПРЕДМЕТОВ

Н. — Квадраты из плотной бумаги разного цвета: белый, красный, зеленый и синий.
JI. — Они освещены белым светом. А теперь нажми на эту кнопку, по-меченную буквой R. Ты видишь, что теперь квадраты освещены красным све-том. Для этого перед источником света поставлен красный светофильтр. Он задерживает все световые волны, кроме узкой полоски, расположенной во-круг 700
Н. — Это то, что в радиотехнике мы называем полосовым фильтром. Итак, при этом освещении белый квадрат стал красным. Красный таким же и остался. Но, черт возьми, почему зеленый и синий квадраты стали черными?
JI. — Очень просто. Предмет имеет зеленую окраску, когда он поглощает все световые волны, кроме зеленых, которые он отражает. В нашем случае красный свет не содержит зеленых лучей. Поэтому наш квадрат не отражает никаких лучей. А отсутствие света на правильном французском языке называется «черным цветом».
Н. — Значит это же самое происходит и с синим квадратом, поглощающим все лучи, за исключением синих, которые он отражает. А в красном освещении, которое не содержит синих лучей, наш квадрат становится черным. Могу ли я из этого сделать вывод, что цвет предметов зависит как от их способности поглощения и отражения, так и от состава падающего на них света?
Л. — Это логический вывод из демонстрируемого здесь опыта (рис 2).

Рис.2

ЯРКОСТЬ И ЦВЕТНОСТЬ

Важно для цветного телевидения определить новую колориметрическую величину: цветность. Эту цветность нужно добавить к яркости, чтобы получить полное цветное изображение.
Используя принятые в качестве стандарта основные цвета и учитывая чувствительность глаза к различным излучениям, можно выразить яркость.

Таблица 1