Televiziunea

Televiziunea

 

   Ideea de a transmite imagini miscatoare dintr-un loc in altul s-a nascut in anii 1870. Insa televiziunea digitala de azi este foarte departe de prototipurile initiale.

   Ideea initiala de televiziune a provenit de la doi oameni de stiinta britanici, Ayrton si Perry. In anii 1870 au inceput sa fie produse primele celule fotoelectrice (sau fotocelule), care transformau lumina in curent electric. Ayrton si Perry au descoperit ca un sir de asemenea celule putea inregistra variatiile in intensitate ale unei imagini - o serie de lentile putea sa focalizeze pe celula lumina de pe fiecare portiune a imaginii, si cu cat era atinsa de lumina mai multa, cu atat genera un curent mai puternic. Daca curentul de la celule putea fi folosit pentru a aprinde un sir corespunzator de becuri aflat intr-un alt loc, atunci imaginea putea fi reprodusa. Desi Ayrton si Perry si-au prezentat sistemul in anul 1880, el nu putea fi pus in aplicare, in princpipal deoarece curentii electrici generati de fotocelule erau prea slabi pentru a aprinde becurile, si nu se cunostea un mod de a-i face mai puternici.

   Urmatorul mare pas in televiziune a fost facut de omul de stiinta german Paul Nipkow. In 1884 a propus o imbunatatire radicala a sistemului - inlocuirea sirului mare de celule cu una singura, care necesita o singura sursa de lumina de la receptor. Nipkow a reusit acest lucru utilizand un "disc de scanare" - un disc solid rotativ cu o serie de gauri . Pe masura ce discul se rotea, gaurile permiteau focalizarea de lumina pe fotocelula de pe fiecare parte a imaginii in succesiune, producand un curent variabil care continea informatiile despre intensitatea fiecarei parti a imaginii. teoria era ca acest curent putea fi utilizat pentru a varia intensitatea becului electric care primeste semnalul, si un disc de scanare identic ar putea reproduce apoi imaginea, lasand lumina sa iasa in fata telespectatorului in aceeasi succesiune in care a fost inregistrata. Pentru a crea o imagine completa, in locul unor serii de puncte luminoase, discul trebuia rotit mai repede decat poate sa perceapa ochiul uman. Insa sistemul lui Nipkow a esuat deoarece fotocelulele nu puteau genera suficienta energie electrica pentru a aprinde becul.

   Sistemul de televiziune functional (din cuvantul latin video, a vedea, si cuvantul grecesc tele, la distanta) a trebuit sa astepte pana la inventarea triodei in 1906. Acest tub electronic, conceput de americanul Lee de Forest, putea amplifica semnalele mici, ca cele de la fotocelulele lui Nipkow, si a permis inventatorului scotian John Logie Baird sa construiasca sisteme de televiziune functionale bazate pe ideea cu discul de scanare a lui Nipkow. In 1926 Baird a reusit sa prezinte "vederea prin radio" - transmiterea semnalelor de televiziune prin unde radio. Ca rezultat, Societatea Britanica de Radiodifuziune (BBC) a inceput un serviciu experimental de televiziune in 1932.

   In 1936, cand BBC-ul a inceput difuzarile regulate, societatea adoptase deja un alt sistem dezvoltat de compania americana Marconi/EMI. Noul sistem era in intregime electronic, fara parti mobile - devenind mult mai fiabil decat sistemul mecanic Baird. Imaginile erau produse de un tub cu raze catodice, in care un fascicul de electroni era bombardat pe substante chimice fosforescente pe partea interioara a unui ecran de sticla. La inceput, imaginile Marconi erau impartite in 405 linii orizontale pentru scanare dar numarul acestora a crescut mai tarziu la 625 de linii (525 in Statele Unite) - astfel acest sistem electronic avea o calitate mai buna a imaginii decat televiziunea lui Baird, care utiliza doar 30 de linii. Sistemul Marconi s-a dovedit atat de reusit incat sta la baza tuturor sistemelor moderne de televiziune.

Camere de televiziune

 

   Intr-o camera de televiziune traditionala monocromatica (alb-negru) lumina trece printr-o lentila si formeaza o imagine pe un strat de substanta chimica fotosensibila din interiorul unui tub cu raze catodice numit tub videcaptor. Acolo unde imaginea este luminoasa, conductivitatea electronica a stratului creste. Un fascicul de electroni scaneaza acest strat, linie cu linie, creand un flux de electroni, sau curent, care variaza cu luminozitatea imaginii pe fiecare parte a stratului. La o camera color lumina este descomusa in cele trei componente cromatice primare - rosu, verde si albastru, care sunt apoi separate pentru a forma imagini colorate pe trei tuburi videocaptoare. Cele trei semnale separate de culoare, impreuna cu informatiile referitoare la intensitate, sunt apoi transmise unui receptor si reconstruite de acesta. La camerele video moderne, aceasta metoda de scanare s-a inlocuit cu utilizarea unor circuite cu cuplaj de sarcina (CCD-uri) - siruri de mii de fotocelule gravate pe un cip. Curentii produsi de fiecare fotocelula variaza cu lumina incidenta, iar informatia poate fi citita si inregistrata pe caseta video, imaginea fiind reconstruita din "pixeli" individuali.

Sincronizarea

 

Sfarsitul fiecarei linii dintr-o imagine scanata intr-o camera de televiziune este marcat printr-un semnal numit impuls de sincronizare. Iar la partea de jos a imaginii se adauga o serie de impulsuri de sincronizare. Acestea controleaza scanarea in receptor, pentru ca aceasta sa aiba loc simultan cu scanarea in camera. Astfel toate liniile reproduse incep si se termina in locul si momentul potrivit. Semnalul video de la o statie de televiziune, impreuna cu semnalul sonor aferent, sunt in mod tipic transmise prin cablu la un transmitator. Majoritatea canalelor inlocuiesc cateva linii din partea de sus a ecranului cu informatii codificate, care sunt descifrate de receptorul de televiziune sub forma de subtitluri si pagini de teletext.

Ca si in radiodifuziune, semnalele sunt transmise prin suprapunerea lor pe un curent de unde radio numite frecventa purtatoare de emisie de la o antena. Frecventele radio folosite pentru transmiterea semnalelor de televiziune sunt blocate de cladiri inalte sau de munti, astfel incat transmitatorul este de obicei plasat la inaltime pentru a asigura o receptie buna pentru receptoarele de televiziune din zona.

Receptoare

 

Transmitatorul din Crystal Palace deserveste zona Londrei si toate statiile de televiziune transmit de la acest releu. Antenele de receptie sunt orientate spre transmitator pentru cea mai buna receptie. Aceasta forma de transmitere terestra este amenintata de cea prin satelit, care poate sa acopere o zona mai intinsa.

Intr-un receptor de televiziune, semnalele receptate de antena sunt aplificate, iar statia dorita este selectata printr-un circuit de acord. semnalul este apoi separata in componentele sale, oferind informatii despre intensitatea imaginii si culoare. Un televizor color tipic utilizeaza semnalul pentru a controla intensitatea a trei tunuri electronice din tubul cu raze catodice. Efectul combinat de la distanta este de a produce un singur punct cu o culoare intermediara, care se combina cu cele din jurul sau pentru a forma o imagine miscatoare.

   Una dintre limitele transmiterii a fost dintotdeauna "largimea de banda" pe care o ocupa semnalele de televiziune. Desi un receptor de televiziune este acordat pe o anumita frecventa, semnalul de imagine receptat este de fapt transportat de o "modulatie de frecventa" - unda transmitatoare isi modifica frecventa foarte rapid pentru a transmite informatia. Aceasta inseamna ca orice semnal de acest gen ocupa de fapt o largime de banda substantiala de frecvente de ambele parti ale celei la care ne acordam. Pentru semnalele normale de televiziune, largimea de banda este de 8 Mhz (8 milioane de cicluri pe secunda) - fiecare canal are nevoie de atata spatiu pentru a emite intr-un spectru adecvat total de numai cateva zeci de Mhz. Nu este posibila transmiterea mai multor informatii - de exemplu, imbunatatirea calitatii imaginii - fara a se ocupa o mai mare largime de banda. Aceasta limiteaza numarul canalelor de difuzare la doar cateva.

Televiziunea prin satelit si prin cablu

 

   In anii '80 s-au gasit doua cai pentru a depasi acest impediment - televiziunea prin cablu si difuzarea directa prin satelit (DBS). Pentru a transmite un semnal direct in casele noastre televiziunea prin cablu utilizeaza cabluri optice, care fac fata la mult mai multe informatii decat spectrul radio disponibil. Astfel numarul canalelor poate sa creasca cu zecile. DBS utilizeaza sateliti care plutesc in jurul Pamantului pentru a transmite semnale de televiziune. Satelitul difuzeaza semnale peste continente intregi, dar ele sunt comparativ slabe si nu interfereaza cu semnalele de emisie terestre. Numai abonatii cu antene de satelit pot sa focalizeze si sa recepteze aceste canale. Desi televiziunea prin satelit si prin cablu are succes, retelele transmise terestru sunt si acum cele mai importante, si se pare ca vor revolutiona televiziunea prin transmisia digitala.

 Televiziunea digitala

 

   Semnalele conventionale de transmisie sunt "analogice" - transportate de unde care variaza ca valurile pe un lac. Variatiile de semnal spun receptorului de televiziune ce intensitati ale fiecarei culori sa puna in fiecare punct al ecranului. Insa semnalele analogice sunt sensibile la interferente sau "zgomot" - unele parti ale semnalului pot fi slabite sau intarite de conditii meteorologice sau de cladiri, rezultand de exemplu, o imagine distrosionata.

   Exista o alta cale de a transmite informatii - ea poate fi manipulata digital ca un sir format din "1" si "0" - un cod binar care poate fi apoi descifrat de un calculator. Semnalele digitale nu sunt afectate de zgomot - un impuls de la transmitator indica un "1", si nici un un impuls indica un "0". Un scurt "byte" de informatie digitala poate fi reconstruit ca o instructiune de a ilumina un punct de pe ecran cu o anumita intensitate. Dureaza mai mult pana cand un semnal digital transmite aceeasi cantitate de informatie "bruta", dar utilizatorii de calculatoare au dezvoltat deja metode de a comprima imaginile digitale pentru a reduce cantitatea de informatie care trebuie procesata, si aceleasi tehnici vor fi utilizate si in televiziunea digitala.

   Marele avantaj al semnalelor digitale este ca ele nu necesita largimi mari de banda - fiecare impuls de informatie este difuzat pe o frecventa fixa, invariabila, astfel un intreg semnal poate fi difuzat rapid ca o serie de frecvente legate - un byte complet de informatii ar putea fi construit din semnalul detectat pe opt sau mai multe frecvente simultan. Largimea mica de banda a trasmisiilor digitale face posibila transmiterea mult mai multor informatii, fara apropierea de largimea de banda a canalelor analogice. Semnalele de la mai multe canale pot fi "multiplexate", aceeasi banda ingusta de difuzare de frecvente inalte transportand zeci de canel, cu imagini de calitate mult mai buna intr0un format de ecran lat, cinematografic. Noua televiziune de inalta definitie (HDTV) va avea de doua ori mai multe linii decat imaginiile curente, marind claritatea imaginii si ramanand capabila sa prezinte programe in formatul vechi.

   Televiziunea digitala va constrange lumea sa cumpere un nou televizor, sau un decodor, pentru a face fata noului format de semnal. In prezent, multe companii lucreaza pentru a crea televizoare cu ecran plat, groase de numai cativa centimetri, renuntand complet la tubul cu raze catodice. aceste ecrane se pot dezvolta din ecranele cu cristal lichid utilizate pentru televizoarele de buzunar si calculatoarele laptop, sau din tehnologii complet noi.

   Poate cel mai mare progres pe car il va aduce transmisia digitala va fi interactivitatea - un semnal digital transmis in casa noastra prin cablu ar putea fi controlat prin transmiterea inapoi pe lunie a unor comenzi. In acest fel, telecomanda noastra ar putea sa comande reluari ale unor scene si sa solicite orice program dorit de noi.