ки 7; слоя ЖК 8, который в отсутствие управляющего напряжения обеспечивает поворот плоскости поляризации линейно-поляризованного света на 90°. Поляризатор 4 предназначен для выделения из неполяризованного белого света колебаний с линейной поляризацией.

Отражатель, входящий в состав просветного ЖКЭ, представляет собой акриловую пластинку с микропризматическими бороздками, обеспечивающими отражение света непосредственно на жидкокристаллическую панель (матрицу) без дополнительного рассеяния. Иногда для обеспечения более равномерного освещения жидкокристаллической панели выходным излучением ламп подсветки непосредственно перед панелью (см. рис. 7.15) устанавливается рассеиватель 12, выполненный из специальной пластмассовой пленки. Мозаичный цветной светофильтр представляет собой окрашенные органическими красителями полимерные рельефы, полученные фотолитографическим способом на стеклянной подложке.

В исходном состоянии (без подачи управляющих напряжений) ЖКЭ не пропускает свет от люминесцентных ламп, так как слой ЖК 8 поворачивает плоскость поляризации линейно-поляризованного света на 90°, он задерживается анализатором 11.

При подаче управляющего напряжения на элементарный участок слоя ЖК устраняется вращение плоскости поляризации света и он не задерживается анализатором. Это приводит к появлению на выходной плоскости ЖКЭ локально окрашенной элементарной точки, цвет которой определяется неуправляемым оптическим фильтром, находящимся напротив данного элементарного участка ЖК.

В ТВ устройствах проекционного типа, воспроизводящих изображения большого размера, используются жидкокристаллические матрицы с размерами в пределах 10x10 см, включающие в себя элементы 4-11 (см. рис. 7.15).

Одним из перспективных направлений создания плоских воспроизводящих ТВ устройств являются газоразрядные панели. Это объясняется тем, что газоразрядные панели обладают рядом свойств, требуемых для создания ТВ экрана, а именно: пороговой электрооптической характеристикой, малыми временами включения и выключения, возможностью воспроизведения цветного изображения.

В настоящее время в телевидении в основном используются газоразрядные панели постоянного тока с внешней адресацией. В панелях постоянного тока электроды (т.е. катод и анод) находятся в непосредственном контакте с газом, что позволяет возбуждать в каждой элементарной ячейке панели обычный тлеющий разряд. Как известно, в тлеющем разряде имеются две интенсивно излучающие области: отрицательное тлеющее свечение и положительный столб. Ультрафиолетовое излучение каждой из этих областей может применять-

ся для возбуждения люминофора, причем при использовании положительного столба принципиально достижимы сравнительно высокая световая эффективность, составляющая несколько единиц люменов на ватт.

Газоразрядные панели постоянного тока с внешней адресацией представляют собой двухкоординатную матрицу взаимно перпендикулярных электродов, на пересечениях которых образуются элементарные светоизлучающие ячейки. Для разработки высокоэффективной панели прежде всего необходимо оптимизировать конструкцию газоразрядной ячейки с люминофором, которая должна обладать высокими яркостью и световой эффективностью при небольших размерах, обеспечивать возможность получения полутонов, быть достаточно технологичной с точки зрения серийного производства. Наиболее приемлемыми для газового наполнения оказались смеси инертных газов: Не - Хе, Не - Кг и Не - Аг под общим давлением 3-10 Па.

Вьюокая световая эффективность воспроизводящих панелей в значительной степени определяется преобразованием люминофорами излучения газового разряда, лежащего в ультрафиолетовой области. Специально для газоразрядных панелей были разработаны

Рис. 7.16. Конструкция газоразрядной панели

1 - люминофорная площадка, содержащая триаду трехцветных ячеек R, G, В типа; 2 - лицевая пластина; 3 - перфорированная центральная пластина; 4 - линейчатые катоды; 5 - задняя пластина; 6 - разделительные элементы; 7 - линейчатые аноды

новые трехцветные люминофоры: красный УСс1/В0з:Еи, зеленый BaAli20i9 и синий BaMgAli4023:Eu, которые характеризуются высокой эффективностью преобразования под действием ультрафиолетового излучения, широкой цветовой гаммой, воспроизведением белого цвета при одном и том же разрядном токе.

Для примера на рис. 7.16 показана одна из конструкций газоразрядной панели, в которой линейчатые аноды изготавливались по толстопленочной технологии, люминофорные площадки на внутренней стороне лицевой стеклянной пластины панели, соответствующие одному элементу цветного ТВ изображения, представляют собой трехцветные ячейки R, G, В типа [6]. Регулирование свечения люминофорных ячеек, расположенных в направлении одной строки, осуществляется совокупностью анодных формирователей тока, которые представляют собой коммутируемые по методу ШИМ источники тока, управляемые цифровыми схемами со 100 и более уровнями квантования временных интервалов.

Наиболее простым способом внешней адресации газоразрядной панели является построчный. В этом случае для воспроизведения отдельных строк ТВ растра ко всем анодным формирователям тока с целью образования светоизлучающих ячеек последовательно во времени подключаются соответствующие линейчатые катоды. Однако на практике при построчном методе адресации яркость свечения люминофорных ячеек оказывается недостаточной, а требуемое при этом повышение тока анодных формирователей снижает световую эффективность газоразрядных панелей.

Поэтому фактически используются методы параллельной строчной адресации, которые позволяют не только получить более вьюокие световую эффективность и яркость, но и снизить уровень шумов за счет больших интервалов времени адресации и, следовательно, прохождения разрядного тока. Однако их применение требует усложнения конструкции газоразрядной панели и соответствующих схем управления.

Рядом зарубежных фирм разработан гибрид жидкокристаллической и газоплазменной панелей, в котором используются плазменно адресуемые жидкие кристаллы, а традиционно используемая транзисторная матрица заменена газовой электроникой . Плоские ТВ экраны подобного типа, получившие название плазмотрон , серийно выпускаются фирмами Sony и Philips.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные характеристики зрительного анализатора.

2. Каким способом осуществляется развертка ТВ изображения?

3. Из каких условий определяется число строк разложения ТВ изображения?

4. Чему равняется частота смены кадров в ТВ системе?

5. Расскажите о принципе получения чересстрочного растра.

6. Поясните состав полного ТВ сигнала.

7. Что такое синхронность и синфазность работы развертывающих устройств в ТВ системе и как они поддерживаются?

8. Дайте количественную оценку граничным частотам ТВ сигнала.

9. С помощью каких приборов оптические изображения преобразуются в электрический сигнал?

10. Поясните принципы работы передающих ТВ трубок.

11. Назовите основные конструктивные особенности твердотельных преобразователей на основе ПЗС.

12. Объясните принципы преобразования видеосигнала в изображение.

13. Чем конструкция цветного масочного кинескопа отличается от черно-белого?

14. В чем заключаются конструктивные особенности жидкокристаллического экрана просветного типа?

15. Охарактеризуйте основные принципы работы газоразрядной панели.

Список литературы

1. Ряхин А. Видеостандарт MPEG 625. - 1996. - № 6. - С. 22-25.

2. Телевидение / Под ред. В.Е, Джакония. - М.: Радио и связь, 1986. - 456 с,

3. Телевизионные передающие камеры / В.А. Петропавловский, Л.Н. Постникова, А.Я. Хесин, А.Л. Штейнберг - М.: Радио и связь, 1988. - 304 с,

4. Техника цветного телевидения / Под ред. СВ. Новаковского. - М.: Связь, 1976. -496 с.

5. Максимов В.И., Гопко A.M. Цветные управляемые транспаранты на жидких кристаллах Зарубежная радиоэлектроника. - 1980. -№11.- с.43-63.

6. Яблонский Ф.М. Исследование и разработки плоских телевизионных экранов Зарубежная радиоэлектроника. - 1982. -№ 1, -с.63-79.

Глава 8. Особенности построения телевизионных систем

8.1. Принципы передачи телевизионных сигналов

Для передачи ТВ сигналов по радиоканалам, в принципе, можно использовать как AM, так и ЧМ. В случае ЧМ для обеспечения высокой помехоустойчивости передачи необходимо, чтобы индекс модуляции АПчм был равным 3-5. При этом полоса частот ДГм, занимаемая частотно-модулированным сигналом, будет определяться соотношением:

Af4M-2f,+2Afo,

где Afo = гпцив ~ девиация частоты.

Следовательно, для передачи одного ТВ сигнала потребуется радиоканал с полосой частот порядка 50-70 МГц. Такое расширение полосы частот радиоканала привело бы к резкому сокращению общего числа передаваемых ТВ сигналов в диапазоне частот, отведенном для ТВ вещания. В современной сети ТВ вещания для передачи ТВ сигналов по радиоканалам используется только AM, несмотря на более низкую помехоустойчивость и худшие энергетические показатели радиопередатчиков по сравнению с ЧМ. Основное достоинство AM заключается в том, что амплитудно-модулированный сигнал занимает сравнительно узкую полосу частот.

Как известно, AM несущей частоты приводит к образованию двух боковых частотных полос - нижней и верхней, каждая из которых равна ширине полосы частот модулирующего сигнала. Если максимальная модулирующая частота = 6 МГц, что соответствует верхней частоте ТВ сигнала, то спектр модулированных частот будет равным fo ±в. т.е. займет полосу приблизительно в 12 МГц. Поэтому для возможности передачи модулированного ТВ сигнала в стандартном радиоканале, имеющем полосу пропускания 8 МГц, нижняя боковая полоса частот модулированного ТВ сигнала частично подавляется, что приводит к устранению избыточности информации в амплитудно-модулированном ТВ сигнале.

Согласно гост 7845-92 остаток нижней боковой полосы частот составляет 1,25 МГц. При этом номинальная полоса частот радиоканала, отводимая для передачи непосредственно ТВ сигнала, составляет 7,625 МГц (рис. 8.1). Причем ослабление частотных составляю-

Рис. 8.1. Номинальные амплитудно-частотные характеристики радиопередатчиков изображения и звукового сопровождения

щих - 1,25 и 6,375 МГц относительно несущей частоты изображения составляет 20 дБ. Часть спектра нижней боковой полосы частот шириной 0,75 МГц передается в неискаженном виде. Крутизна склона нижней боковой полосы частот, начинающегося от значения 0,75 МГц ниже несущей частоты изображения, составляет 40 дБ/МГц. При этом крутизна склона верхней боковой полосы частот, рядом с которым расположен спектр сигнала звукового сопровождения, оценивается величиной более 50 дБ/МГц. При таком способе передачи ТВ сигнала по радиоканалу амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) тракта изображения ТВ приемника должна иметь форму, представленную на рис. 8.2. Из рис. 8.3 следует, что в ТВ приемниках уровень несущей частоты изображения должен ослабляться на 6 дБ, т.е. в 2 раза, а частотная составляющая 0,75 МГц нижней боковой полосы должна быть ослаблена на 20 дБ, т.е. в 10 раз, по сравнению с уровнем опорной частоты 1,5 МГц в спектре верхней боковой полосы. При выполнении данных условий после детектирования ТВ радиосигнала суммарное номинальное напряжение, образующееся на нагрузке детектора от одинаковых частотных составляющих нижней и верхней боковых полос, на любой частоте спектра в пределах 0-6 МГц всегда будет равно единице, если отсчет вести в относительных величинах. На практике это означает, что форма результирующей АЧХ тракта передачи ТВ радиосигнала от модулятора радиопередатчика до нагрузки детектора телевизора будет равномерной в заданной полосе частот 6 МГц.

В каждом стандартном радиоканале шириной 8 МГц кроме ТВ сигнала передается соответствующий ему сигнал звукового сопровождения (см. рис. 8.1). Причем радиосигнал звукового сопровождения пе-