Tehnica televiziunii in culori [PDF]

Zitiervorschau

Arhiva digitala SaDAng

SERIA ,,PRACTICA" (Automatică, clrclronică, conducerea producţiei)

Vor

I. Papadache: Autornatic·u apllc·a111, ediţia a II-a. Ale:randrn: Automatlzureu 11roc·e•elor tehnologice ln Industria lemnului

apărea:

ŞI.

Au

,1

sinteze M. K. Starr: Conducerea productlcl. Sisteme Tlrlsloarele în proctielL i\lutatoore cu comuta!ie torta tă G. l\lă/tgen: Tlrislourele î11 practieă. i\lututonre cu comutaţie de la retea E. Samal: Tehnicu reglării. :\Innunl practic I. Papadache: Automatica a1illrată S. Bajureanu ) Elrmentc şi sisteme automate pneumatier A. Bdlllcescu M. Epure I. Burlacu I. Flores: Practica 11rograrnărli calculatonrelor F. G. Shinskey: Practica sistemelor de reglare automată E. J. McCharly ş.a.: Sisteme integrate de prelucrare a datelor în conducerea activităţilor economice * * * Organizarea conducerii, producţiei şi muncii C. Stmbolin şi CI. Tanasiciuc: Comutaţia statică în automatlel'1 A. VU!descu şi V. Nicolescu: lladiorcceptonre L. Zamfirescu. I. Oprescu: Automatizarea cuptonrelor industriale *** Studiul muncii. Yol. I, II, III.

apă.rut:

.li. l\leyer:

ln cleiul

„MĂSURA­

REA PARA!UETRCLOil" au apărut:

P. l'ezeanu, ŞI. Pdtraşc11: :\Hisurnrea temperaturii în tehnicii T. Penescu, V. Petrescu: l[iisurarea 1iresi11nii în telmleă P. P. Popescu, P. MihoNlea: l\Iăsurarea debitului în tehnică

G. Raymond

Tehnica televiziunii

in culori (Traducere din I. francesi)

Editura tehnică Bucurefti - 1 9 71

Arhiva digitala SaDAng

G. Raymond

llanuel praliqu!' M tclevision rn couleur

©

Editions Chiron - Paris 1968

Editions Chiron, 40, Rue de Seine, Paris 6 ,. Tot1le reprodt1clion, meme parlielle, de cel ot1vrage est inlerdile. Une copie ou reproduction par qt1elque procede que ce soii, photographie, microfilm, bande magnt!tiqt1e, disque ou auire, conslilue une conlrefa,on passible des peines prt!vues par la [oi dt1 11 mars 1957 sur la protection des droits d'aulet1rs".

Traci ncere cu drept de autor, adnoti1ri ing. CONSTANTIX ŞERDU

şi

anexe:

Prefa(a Editurii tehnice

Introducerea leleviziunii în culori reprezintă o problemă tehnică complexă, pentru care s-au elaborai solufii ingenioase. ln numeroase ţări, un cerc larg de specialişti lucrează pentru realizarea practică a sistemelor propuse sau sînl angrenafi în activitatea de cercetare pentru perfecţionarea acestora. Dificullatca problemei constă în faptul că noile transmisiuni în culori trebuie să foloseascc1 în parte echipamentele actuale pentru televiziunea alb-negru şi, în plus, să realize=e ceea cese numeşte compatibilitate, adică posibilitatea vizualizării, tn alb-negru, a acestor emisiuni, pe televizoarele existente. Într-un viitor apropiai, în fara noastră vor începe transmisiunile de televiziune în wlori, o dală cu intrarea în fabricaţie şi apari fia pe piafă a receptoarelor respective. Aceste transmisiuni vor cere, pe lîngă echipamente şi televizoare, şi un personal calificat, care să facă reglajele şi depanarea acestor instalaţii. Desigur că, în problemele emisiei şi recepJiei emisiunilor de televiziune în culori vor participa în primul rînd cei ce lucre ază deja în domeniul televiziunii alb-negru cărora li se vor adc1uga alJii noi, deoarece problemele sînt mai complexe şi echipamentul mai complicat. Ţinînd seama de aceste condiţii şi de problemele pe care le va ridica viitorul, avînd ca experienfă momentele de început ale televiziunii alb-negru, Editura tehnică a hotărî! sc1 vină din nou în întimpinarea celor interesaţi. Astfel, lucrarea lui G. Raymond, de apari fie recentă, scrisă de un cunoscut specialist în domeniu, prezent1nd ambele sisteme în folosinţă în Europa şi beneficiind de un slil accesibil şi de o documentare foarte bună, a fost aleasă pentru a fi tradusă în limba română.

Arhiva digitala SaDAng

6

PREFAŢA

EDITURII TEH NICE

Pe parcursul editării, tn atenţia editurii şi a lradw:ătorului au stat mereu problemele legale de unele adaptări şi completări pentru a face textul cîl mai compatibil cu terminologia de specialitate tn limba română şi a integra lucrarea in condiţiile . specifice ţării noastre-; Ne facem. plăcuta datorie de a anunfa cititorii că aşteptăm sugestii pentru fmbunătăţirea activităţii viitoare de editare a unor lucrări cu această tematică.

Prefata autorului ediţiei franceze

De mulţi ani, în Franţa, ca şi, de allfel, în principalele fc1ri ale lumii, echipe de ingineri şi tehnicieni participă la punerea la punci a televiziunii în culori. Lucrările efectuale, dificultăţile înlîlnite şi chiar erorile comise au înarmat aceşti oameni cu o experienţă recunoscută în acest domeniu. Datorită eforturilor lor, televiziunea în culori a pulul intra asic1zi în sfera „marelui public" şi poate aduce milioanelor de telespectatori în anii care urmează satisfacţiile pe care aceştia le aşteaptă. Un Service de o astfel de importanfă implică multă competenţă din partea a mii de tehnicieni, pentru a concepe, fabrica, instala şi înlrefine televizoarele. Dacă aceştia lucrează deja în televiziunea alb-negru sau în domenii comparabile sau dacă fn plus aparţin generaţiei tinere, ei trebuie să preia ştafeta succesului acestei tehnici noi în domeniul marelui public. Exigenţele impuse de această tehnică fiind astăzi prea presante pentru a lăsa acestei ramuri un timp de maturizare, care a fost necesar pionierilor săi pentru a-i ajuta în asimilarea acestei tehnici noi, am considerai util să elaborăm în folosul lor acest „1Wanual practic de televiziune în culori" - aşa cum am mai făcut acum mai bine de douăzeci de ani în timpul introducerii pe scară largă a televiziunii în alb-negru. ln această lucrare, rolul autorului a constat în principal în degajarea lucrurilor esenţiale din lucrările şi din fructul experienţei celor care au contribuit la punerea la punct a televiziunii în culori. Neputînd cuprinde şi principiile televiziunii, în general, această lucrare se adresează inginerilor şi tehnicienilor care sînt deja familiarizaţi cu televiziunea în alb-negru; cum televiziunea în culori foloseşte toate posibilităfile oferite de tranzistoare, am redactat în prealabil lucrarea „ Utilizarea practică a tranzistoarelor", lucrare orientată cu precădere către activităţile legate de utilizarea electronicii în folosul marelui public, în particular în televiziunea în alb-negru. Această lucrare nu este consacralc1 exclusiv sistemului SECAM. Fără a intra în detalii - deoarece nu priveşte Europa ca sistem de exploatare - s-a prezentat lotuşi în ceea ce are esenfial sistemul NT SC, fratele mai mare al sistemelor moderne, care are avantajul că beneficiază de un avans considerabil atîl pe plan industrial cîl şi comercial. Dimpotrivă, cele două sisteme europene reţinute la Conferinţa de la Oslo din iunie 1966, sistemul SECA,W şi sistemul PAL sînl examinate în detaliu. Cu toate acestea, modul de împărfire al capitolelor permite cititorului, dacă doreşte, să se intereseze numai de sistemul SECAM şi să lase pe mai lîrziu studiul

Arhiva digitala SaDAng

8

PREFAŢA

AUTORULUI EDITIE! FRANCEZE

sistemului PAL a cărui cunoaştere este considerată indispensabilă pentru regiunile de graniţă din Franţa. Televiziunea în culori este o tehnică complexă, care impune tehnicienilor care o practică, multă competenfă şi destulă încredere. Pentru a uşura asimilarea, am încercat o prezentare progresivă de la un capitol la altul, fără să ezit să repel de mai multe ori unele principii, care ~înt necesare de înţeles, înainte de a putea aborda urmarea. Conşiienl de ef icacilaiea metodelor moderne de lnudţămînl, am încerc al reducerea textului atîl de muli cîl a fost posibil, şi am făcut în măsură mare uz de tabele şi în special de figuri. Examinarea atentc1 a acestora, împreună cu legenda lor, permite o revizuire atrăgc1loare şi rapidă a noţiunilor expuse. ln fine, am ţinut să comentez cît mai mult exemplele unor realizări actuale şi să redau oscilogramele unor semnale reale. Unele dintre aceste realizc1ri sînl protejate de brevete, şi reproducerea lor industrială trebuie să urmeze după unele negocieri prealabile pentru utilizare. Este adevărat că cele mai numeroase exemple de realizări sînt luate de la firma CFTH-HB. Aceasta este o consecinţă a relafiilor amicale şi permanente pe care le am cu Serviciile tehnice ale acestei companii, şi a interesului excepţional pe care îl prezintă documentele remise, fruct al strădaniei lor. Dar n-am neglijat aici alte lucrări care prezintă interes, şi care au fost încredinţate cu amabilitate de firme franceze sau străine care lucrează în acest domeniu. Îndatorat, ca urmare a ajutorului preţios primit, prin documenle tehnice, expuneri, eforturi, autorul ţine să adreseze mulţumirile sale: - direcţiei generale a societăţii CFTH-HB care a binevoit sc1 aprobe publicarea acestei lucrări; - direcţiei departamentului său TV R şi Îll mod special directori lor, şefilor de servicii, inginerilor şi tehnicienilor din sectoarele „ Studii avansate", ,, Studii de dezvoltare" şi ., Servicii de calitate"; - tuturor firmelor străine şi franceze „citate" în bibliografie şi în special Companiei Franceze de Televiziune, RCA, La Radioteclmique, Orega, Videon, Telefunken, CIFTE; - directorului Editurii Chiron şi colaboratorilor săi pentru calitatea editării acestei l1.1cN7ri. AUTORUL

Capitolu l J

Capitolul 2

Perl'l'll\ia îiziologil-ii a culorilor Prioti11iile iuodamentalc ale tric·romh•i Triunghiul culorilor

Inlroclucere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

1.1. Perceperea culorilor de călre ochiul omenesc . . . . . . J .2. Parametrii obiectivi ai unei culori şi identificarea ei l .~. Principiile fundamentale ale tricromiei . . . . . . . . . . 1. I. Reprezentarea grafică a identităţii tricromatice a culorilor spectrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . t.:i. Sistemul tricromatic „XYZ" al C.l.E. . . . . . . . . . . 1.G. Culori compuse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.7. Triunghiul culorilor. Reconstituirea pc cale grarică a unei culori date. Culori complemenlare . . . . . . . . 1.8. Culorile primare alese penlru televiziunea în culori 1.\). Caracteristica vizibilităţii relative . . . . . . . . . . . . . . 1.10. Concluzii ..................................

l1 2ll

40 41 44

Bibliografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

22 28

~1 3-1

:,s

Compatibilitatea Diferitele sisteme de analiză ale imaginii 011liee Co darea informaţiilor în sisteml'le modl'rne de lcleYizi une Transmisiunea informaJiilor

Inlroclucere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47

2.1. Compatibilitatea unui sistem de televiziune ln

culori

...................................... sistemelor de televiziune în culori pe linia realizării compatibilităţii. Sisteme simultane şi sisteme secvenţiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Cîleva principii fundamenlale utilizate în televiziunea în culori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1. Informaţia de strălucire şi informaţia de crominanţă în sistemele moderne de televiziune ln culori 2.G. Concluzii

83 94

Bibliografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

100

2.2.

Capitolul 3

47

Evoluţia

Sist!'mcle

111111fcrn1'

49 57

rit• ll'leviziunc în culori

Inlroclucere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.1. 3.2. 3.:l. 3.4. 3.5.

Televiziunea în culori ln Europa . . . . . . . . . . . . . . . . Sislcmul NTSC .............................. Sistemul SECAM ............................ SisLcmul PAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Concluzii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

101 102 115 146 163

Arhiva digitala SaDAng

10

C UPRI NS

Bibliografic Capitolal 4

.............. ...................... ....

DispozitiYe vldcoreprodueătoarc tricrome Clnc5eopul tricrom cu mască perforată sale auxiliare

şi

elementele

Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

169

videoreproducătoare tricrome 4.2. Cinescopul de tip „chromatron cu trei tunuri şi grilă de defocalizare .......................... 4. 3. Cinescopul tricrom cu mască perforată . . . . . . . . . . 4.4 . Protejarea cinescopului tricrom cu mască perforată faţă de cimpurile exterioare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.5. Deflexia fasciculelor şi obţinerea FlT pentru cinescopul tricrom cu mască perforată . . . . . . . . . . . . . . 4.6. Polarizarea celorlalţi electrozi ai cincscopulu i tricrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.7. Converg enţa statică şi dinamică 1n cinescopul tricrom cu mască perforată . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 .8. Puritatea culorilor tn cinescopul tricrom cu mască perforată .................................... 4.9 . Concluzii

169

4.1. Tipuri de dispozitive

Bibliografie

Capitolul S

168

17 4 181 195 206

251 266 297

299

303

Decodarea Noţiuni generale utilizate 1n decodare . . . . . . . . . . 5.2. Decodarea 1n sistemul SECAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.3. Decodarea tn sistemul PAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.4. Concluzii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bibl iogralie Anexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.1.

305 332 391 445 448 449

Capitolul 1

Percep(ia fiziologică a culorilor Principiile funda mentale ale tricromiei Triunghiul culorilor

Introducere Nu este posibil să se trateze problema televiziunii în culori fără o introducere în principiile de percepere fiziologică a culorilor şi tn principiile fundamenta le a le tricromiei. Percepţia fiziologică a culorilor are un caracter subiectiv, dificil de tradus în rezultate concrete. Orice domeniu al tehnicii, pentru a progresa, trebuie să se sprijine pe date măsurabile, deci pe date cu caracter obiectiv. Nu este deci de mirare că, urmînd această cale logică, televiziunea în culori a folosit toate resursele colorimetriei (ştiinţa culorilor) şi în special ale tricromiei, pe care se bazează direct. Acest prim capitol va reaminti pe scurt aceste principii. Este de dorit să fie bine asimilat, pentru a putea înţelege cît mai uşor problemele ridicate de televiziunea în culori. prealabilă

1.1. Perceperea culorilor de

către

ochiul omenesc

In condiţii normale de observare, ochiul omului traduce imaginea unui obiect în două informaţii distincte, transmise creierului de nervul optic: - o informaţie referitoare la geometria obiectului, deci la forma acestuia; - o informaţie referitoare la culoarea obiectului, aprecierea stării suprafeţei obiectului fiirid în corelaţie cu aceste două caracteristici ale obiectului. Exactitatea acestor informaţii este dependentă de dimensiunile obiectului, de natura luminii care îl luminează şi de distanţa dintre observator şi obiect. Astfel, la o lumină de zi cu cer senin, culorile vizibile sînt percepute în cu atît mai multe nuanţe, cu cît obiectul este de dimensiuni mai apreciabile. Dimpotrivă, pentru un obiect fin, un fir de păr sau un fir de aţă de cusut, de exemplu, nuanţa culorii percepute devine foarte confuză, chiar dacă se dispune de o nuanţă de referinţă. Noaptea, la lumina naturală, ochiul distinge formele, dar confundă toate nuanţele culorilor cu diverse trepte tonale de gri. Senzaţia vizuală ele culoare se estompează pînă la dispariţie. În fine, Ia lumină artificială, care diferă de lumina de zi ochiul percepe obiectele cu alte culori decît cele percepute la lumina naturală de zi.

Arhiva digitala SaDAng

12

l. P ER C EPŢI A II Z!OLOGI CĂ A C ULORILOR

Explicaţia acestor fenomene rezidă în fiziologia ochiului ple reflccLante sau absorbante ale corpurilor faţă de lumină.

şi

în

proprieLă­

I. I. I. HZIOLOGIA OCIIIULUI Dacă comportarea ochiu lui omenesc se poate aprecia cu destulă exactitaLe, în particular chiar în domeniul culorilor, expli capa ştiinpfică a senzaţiilor vizuale nu este încă suficient demonstrată. în momentul de faţă se consideră că elementul traductor al ochiului, retina, este acoperită ele un sLrat de celule microscopice care aparţin Ia două mari grupe ce se întrepătrund: - bastonaşele (celule numite astfel din cauza formei lor), sensibile la străluciri relative, deci putînd sesiza forma obiectului observat; ele dau deci informaţia de strălucire; numărul lor se estim e ază la mai mult de 100 milioane; - conurile, sensibile la culoarea obiectelor; ele dau informaţia de crominanţă. Numărul lor este mult mai redus decît al bastonaşelor, fiind de ordinul a 5-10 milioane. 1n funcţie de sensibilitatea lor la o culoare anumită, conurile sînt repartizate în trei grupe: grupa sensibilă la roşu, grupa sensibilă la verde şi grupa sensibilă Ia albastru. Acţiunea combinată a acestor trei grupe permite identificarea unei culori oarecare. Activitatea bastonaşelor este dominantă, nu numai din cauza numărului important, dar şi din cauza sensibilităţii lor mult mai ridicată decît cea a conurilor. Raportul sensibilităţilor corespunzătoare celor două tipuri de celule depinde de lumina incidentă: cu cît lumina este mai intensă, ochiul distinge mai bine nuanţele de culoare; o dată cu reducerea iluminării, această facultate a ochiului se diminuează, pînă Ia dispariţia totală la lumină de noapte, identificarea formei obiectului rămînînd însă încă posibilă. Acest fenomen se explică prin existenţa unei mai mari mobilităţi a bastonaşelor în raport cu cea a conurilor, mobilitate care depinde de intensitatea luminoasă recepţionată. Dacă această iluminare este puternică, bastonaşele se îndepărtează unele de altele, conurile se deschid (,,înfloresc)". Dacă iluminarea este slabă, bastonaşele se concentrează din ce în ce mai mult, ,,orbind" astfel conurile. Ca urmare a celor arătate, rezultă că: - pentru detaliile fine, ochiul este încă sensibil Ia formă dar nu mai distinge culorile, pe care le confundă cu diverse nuanţe de gri; - pentru iluminări reduse, senzaţia de culoare se diminuează pînă la dispariţie;

- pentru iluminări normale Ia lumină de zi, ochiul sesizează nuanţele de culoare pe baza acţiunii combinate a trei grupe de conuri, sensibile respectiv la roşu, verde şi albastru. Pe acest principiu se bazează de fapt şi tricromia; - ochiul traduce imaginea luminoasă formată pe retină în două informaţii distincte: o informaţie de strălucire, rezultată ca urmare a reacţiei fotosensibile a bastonaşelor şi o informaţie de culoare, rezultată ca urmare a reacţiei combinate a celor trei grupe de conuri. Creierul primeşte aceste informaţii, transmise de retină prin intermediul nervului optic şi Ie înregistrează în memorie. Decizia pe care o ia, constînd de fapt în identificarea corectă a culorii, se

1. PERCEPŢIA FIZIOLOGICA A CULORILOR

14

întinde de la 590 la 650 nm corespunde gamei de portocaliu, avînd culoarea portocaliu etc. Cu toate acestea, atunci cînd este vorba să se definească o culoare de referinţă corespunzătoare unei radiaţii luminoase monocromatice determinate, dominantă

.fjm:lrul rotl/o/1i1/or lum/1100.J'e vlzilHle ....,.___

Ullru-

•

v,~lel JOCI

________ -- - -- --- - - - -- -------

....

... ~

>.:

~ ~

~ "St

400 Fig. 1.1.

.::,

1 ~

~

~

5CIQ Radiaţiile

~

"'~ ~

tftJ.J'/J

lnfrorof'I

~

6CIQ

7{J(J

!CI/I

1(11111)

luminoase din spectrul vizibil.

se precizează lungimea de undă a acestei radiaţii şi natura sursei care emite lumina. Astfel, aşa cum se va vedea şi în cele ce urmează, Comisia Internaţio­ nală pentru iluminat (C.I.E. - Commission Internationale de l'Eclairage) a fost determinată să definească un prim sistem de trei culori primare pure, care corespund unor radiaţii luminoase monocromatice. Acesta esLe sistemul ,,R.G.B." al C.I.E. Culorile primare sînt: - roşul (R - în limba engleză „red"), cu lungimea de undă AR=700 nm, obţinut cu ajutorul unei lămpi cu incandescenţă şi al unui filtru roşu standardizat; - verdele (G - în limba engleză „green)", cu lungimea de undă Aa= =546 nm, corespunzător liniei spectrale verzi din arcul electric cu mercur; - albastrul (B - în limba engleză „blue"), cu lungimea de undă AB= =436 nm, corespunzător liniei spectrale albastre extrasă din radiaţia luminoasă a arcului electric cu mercur. 1.1.3. LUIIINA ALBĂ

Lumina solară este lumina noastră albă naturală. Se cunoaşte rolul său fundamental în apariţia senzaţ. iilor vizuale de culoare. Radiaţia solară acoperă în mod continuu întregul spectru corespunzător radiaţiilor electromagnetice vizibile, precum şi domeniului ultravioletului şi infraroşului. Este deci o lumină compusă completă. Newton a fost primul care a arătat că lumina albă naturală se poate descompune, făcînd experienţa - devenită clasică - cu prisma (v. fig. 1.2). El a putut astfel să identifice 7 culori dominante, mergînd de la roşu la vi_olet. El a făcut şi experienţa inversă reconstituind lumina albă prin sinteză, cu ajutorul unui disc rotitor avînd suprafaţa formată din 7 sectoare egale, colorate diferit, ordinea fiind cea a culorilor dominante obţinute prin descompunerea luminii albe cu ajutorul unei prisme.

I.I. PERCEPEREA CULORILOR DE CATRE O CHIUL OMENESC

15

De atunci, diverse experienţe au condus la cunoaşterea cantitativă a distribuţiei spectrale a energiei luminii solare. Ea este, bineînţeles, dependentă de condiţiile meteorologice. Cele spuse sînt ilustrate de curba 1 din fig. 1.3, care reprezintă repartiţia spectrală a energiei luminii solare în condiţiile unui cer fcron r------;

olb

I

I I

I

I

I I

I

tfo.rv

I

:~rlucqhv: : 6'u/Jen

I

: Verele : !AIJoJll'V Jml/qq :

!

1

' Y,'q/ef :

I

: I

I

I

I

I

I I

I

L------' Fig. 1.2. Descompunerea luminii solare cu ajutorul prismei.

,... ... ,,, V

I I

)"

~,

- --.....:: -...

~

i,.. __

-

-, ' -

', I'-.. ',,"

//

'•

I

I

"- 3

I

... I

I

D Fig. 1.3.

I

2

.fQD Repartiţia spectrală

7/J(J

){nm)

a energiei luminoase pentru diverse surse:

I - luminll solarll în condiţii de cer albastru, la prtnz, vara; 2 - lumlnll datll de sursa etalon B a C.J.E.; 3 - lumina dată de o sursll de alb ideal, cu distribuţie uniformă de energie (albul de egalft energie „W").

albastru, la prînz, vara. Se conslată că această distribuţie este aproximativ constantă în domeniul radiaţiilor luminoase vizibile. Pentru cerinţele colorimetriei, a fost necesar să se definească surse etalon de lumină albă. C.I.E. a standardizat trei astfel de surse, denumite sursa etalon - sau pe scurt, etalon - A, B şi C.

Arhiva digitala SaDAng

1. PERCEPŢIA I'IZJOLOGICA A CULORILOR

16

Uneori nu se foloseşte nici una din aceste denumiri, referirea făcimlu-sc, tlc exemplu, sub forma: albul A (B sau C). In aceeaşi figură 1.3 curba 2 indică distribuţia de energie corespunzătoare

sursei etalon B, constituită dintr-o lampă cu filament de tungsten, încălzilă în condiţii determinate şi asociată cu o serie de filtre lichide, cu caracteristici impuse. Această sursă emite o lumină destul de apropiată de lumina zilei de vară, la prînz, cu cer albastru. Fără a fi în mod_special necesar, specialiştii în tehnica iluminatului încearcă să se apropie în soluţiile adoptate pentru iluminarea artificială a locului de muncă, de lumina naturală de zi. In sfîrşit toate sistemele colorimetrice folosesc ca referinţă o lumină albă ideală, cu o distribuţie de energie constantă în tot spectrul vizibil. Această sursă este „albul de egală energie", denumit destul de des „alb W" sau sursă etalon E (W este simbolul luminii albe în limba engleză - ,,white light"). Legea de distribuţie a energiei acestuia este dală de curba 3 din fig. 1.3. 1.1.4. COMPORTAREA OBIECTELOR CAilE NU S1NT SURSE DE LUMINĂ, ÎN l'HEZEl\''ţ'A LUMINII ALBE

a. Obiecte incolore, sau albe, sau negre. Un obiect iluminat cu lumină o energie care este repartizată aproximativ uniform în spectrul vizibil. El poate să absoarbă, să difuzeze sau să retransmită această energic, în proporpi care depind de natura sa, de forma :sa şi de starea suprafeţei sale. Astfel, pentru cazurile limită: - un obiect care retransmite integral şi fără modificări toată lumina incidenlă este un obiect transparent. In cazul ideal, obiectul transparent esle invizibil. Geamurile obişnuite se apropie de această situaţie; - un obiect care difuzează în toate direcţiile toate radiaţiile care a lcă­ Lu iesc lumina albă, fără a le absorbi sau a le deforma, se numeşte obiecl alb (corp alb). Pentru ochi un asemenea obiect - datorilă proprietăţii sale de difuzie Lotală - apare ca o sursă de lumină albă. Bineînţeles (în cazul ideal), dacă un obiect alb este iluminat cu lumină monocromatică albastră (de exemplu avînd ),=450 nm), ochiul va vedea obiectul ca fiind de culoare albastră (nuanţa corespunzătoare la A=450 nm). Lucrurile se petrec la fel pentru oricare albă primeşte

altă radiaţie monocromatică incidentă;

- un obiect care absoarbe integral energia luminoasă incidenlă se numeşle identifică un asemenea obiect prin absen ~a oricărei informaţii luminoase care ar veni din partea acestuia . Trebuie menţionat că în cazul ideal un corp negru este totdeauna văzut ca atare, indiferent ele radiaţia luminoasă monocromatică cu care este iluminat; - un -0biect care, primind o energie luminoasă, absoarbe o parte din aceasta şi difuzează cealaltă parte se numeşte obiect gri. Nuanţa de gri este funcţie de raportul dintre cele două părţi. In cazul ideal, dacă lumina incidentă e's Le monocromatică (de exemplu, verde), ochiul va vedea acest obiect ca avînd· o culoare in termrdiară între verdele corespunzător obiectulu·i alb şi negrul corpului"negru. ' Obiectele care aparţin acestor patru categorii limilă (incolor, alb, negru şi gri care se mai numesc şi acromatice) au o comporlarc uniformă în spectrul

obiect negru (corp negru). Ochiul

•

•0

·

1.1, PERCEPER EA C ULORILOR DE CĂTR E O CHIUL O.\IENES C

17

radiaţiilor

luminoase, faţă de lumina incidentă. Se poate face o analogie între aceste obiecte şi cuadripolii pasivi cu caracteristică de transfer constantă în funcţie de frecvenţă (cel puţin pentru domeniul de frecvenţe considerat). b. Obiecte colorate opace. Toate obiectele care nu aparţin nici uneia dintre cele patru categorii de mai sus poartă numele de obiecte colorate (prin analogie electrică, ele sînt asimilabile cuadripolilor pasivi cu caracteristică de transfer variabilă în funcţie de frecvenţă). La iluminarea unui obiect opac cu o lumină albă se manifestă trei fenomene, a căror respectivă imporLanţă depinde de natura obiectului, de forma sa şi de sLarea suprafeţei sale. Fenomenul de reflexie: o parte a spectrului radiaţiilor luminoase incidente este reflectată - în mod egal - de fiecare dintre punctele suprafeţei obiecLului iluminat. Dacă ochiul ar putea disocia lumina pe care o primeşte de la obiect prin reflexie, de întreaga informaţie luminoasă pe care o primeşte de la obiect, aceasta ar indica un corp gri. Această proprietate se numeşte reflectanţă şi este caracterizată de coeficientul de reflexie, definit prin raportul între lumina reflectată şi lumina incidentă (un coeficient de reflexie de 1O% arată că 1O% din lumina incidentă este reflectată). Este interesant de menţionat că pentru unele metale - de exemplu aurul sau cuprul - are loc un fenomen de reflexie în stratul molecular de suprafaţă, cantitatea de lumină reflectată avînd o culoare corespunzătoare culorii metalului. Fenomenul de absorb fie: o parte din energia luminoasă incidentă este absorbită de obiect, care o transformă într-o altă formă de energie (căldură, reacţii chimice sau biologice etc.). Dar, în cazul corpurilor „colorate", coeficientul ele absorbţie care caracterizează fenomenul nu are a ceeaşi valoare la toate fr e cvenţele radiaţiei luminoase incidente. Fenomenul de difuzie: restul energiei incidente, care nu a fost nici reflecLată nici absorbită, este difuzaLă de corpul opac. Această parte de energie este deci complementară energiei absorbite şi, din acest motiv, nici ea nu are o distribuţie spectrală constantă. Rezultă deci un spectru cu componente dominante care caracterizează culoarea corpului. In fig. 1.4 se arată aceste proprietăţi ale corpurilor opace . Diagramele respective ilustrează distribuţia luminii incidente, care este lumina albă cu spectru uniform - alb de egală energie - între reflexie, absorbţie şi difuzie. Pentru cazul particular considerat în această figură, se observă că, culoarea dominantă de difuzie este roşul ()•.m ediu~ 700 nm). In aceste condiţii ochiul observaLorului Ya identifica culoarea corpului ca fiind un roşu diluat cu 25 % lumină albă. Este un roşu desaturat sau nesaturat. c. Obiecte colorate transparente sau translucide. l

'* -~~

_J

!00¾

~

~

"'

·~ 25%

ţ ~ "'O% -~

-

N/velde sl/ngere

'ti

~

--:::

ll%

~

"'=

64 ,US

tY1rel de .fincrom'zClre

Fig. 1.21. Oscilograma semnalului video de luminanţă obţinut de Ia un generator de bare colorate (frecvenţa liniilor in normele „K" şi „L").

Ca exemplu, se va considera o miră formată din bare colorate, de lăţime dispuse de la stînga la dreapta în ordinea următoare: alb, galben, turcuaz, verde, mov, roşu, albastru şi negru. Culorile alese, în afara albului şi negrului, cuprind cele trei culori primare şi complementarele lor: galben pentru albastru, turcuaz pentru roşu, mov pentru verde. Dacă această miră este ilu, minată cu lumină albă cu luminanţă puternică, dispozitivul de analiză albnegru va livra un semnal video de luminanţă , comparabil cu cel reprezentat în fig. 1.21. În această figură este reprezentată oscilograma semnalului corespunzător unei linii de explorare. Albul, foarte luminos, re prezintă amplitudinea de 100% a semnalului de luminanţă, iar negrul - de O%- Culorile intermediare care formează treptele semnalului au fost alese în mod intenţionat într-o ordine descrescătoare a luminanţelor, ţinînd cont de caracteristica vizibilităţii relative (v. fig. 1.20*). Amplitudinile lor se eşalon ează între 100% şi 0% din amplitudinea semnalului de luminanţă, în funcţie de iluminările respective pc care le discerne ochiul. egală,

* de

Din acest motiv semnalul corespunzător se poate numi tot al!t de corect „s emnal sau „semnal de luminanţ ă " (N .T. )

strălucire"

Arhiva digitala SaDAng

44

I. PERCEPŢIA FIZIOLOGICA A CULORILOR

1.9,3. CONSECINŢE VALABILE lN CAZUL TELEVIZIUNII ÎN CULORI, ,,COMPATIBILE"

Acestea vor fi examinate în capitolul următor, dar pînă atunci se poate din figura 1.20, curba 1, că vizibilităţile relative pentru culorile primare adoptate în televiziunea în culori sînt aproximativ următoarele:

reţine

0,9 pentru verde 0,46 pentru roşu 0,17 pentru albastru

(AG~535 nm); (A.R~610 nm); (AB ~470 nm).

1.10. Concluzii Identificarea vizuală a unui obiect rezultă dintr-o informaţie de luminanţă dintr-o informaţie de crominanţă, fiecare transmisă la creier printr-o informaţie nervoasă, după traducerea realizată de bastonaşele şi conurile de pe

şi

retină.

Informaţia de crominanţă depinde de repartiţia spectrală a energiei sursei care iluminează scena şi de dimensiunile acesteia. Această informaţie este mai bogată la iluminare cu lumina solară şi în cazul în care obiectul iluminat (neincandescent) are dimensiuni geometrice destul de mari. Dimpotrivă, pentru obiecte de dimensiuni reduse, precizia informaţiei de crominanţă se micşorează mult mai repede decît cea a informaţiei de strălucire, putînd ajunge pînă la dispariţie. Ca urmare, rezultă că ochiul se va acomoda cu o „definiţie" redusă a informaţiei de crominanţă, însă va aprecia o „definiţie" sporită a semnalului de luminanţă. Noţiunea de culoare rezultă ca urmare a excitaţiei retinei cu radiaţii electromagnetice din domeniul spectru lui vizibil. Fie că acestea sînt monocromatice sau policromatice, ele sînt identificate în mod subiectiv ca nuanţă, luminozitate (strălucire) şi saturaţie (neriguros). Colorimetria se ocupă cu studiul obirctiv al culorilor şi cuprinde ca un domeniu particular - tricromia. Aceasta este ştiinţa care se ocupă cu reconstituirea pe baza identităţii cromatice, a tuturor culorilor vizibile din natură, folosind trei culori primare: roşu, verde şi albastru, alese în prealabil. Astfe 1, este posibil să se definească cantitativ fiecare dintre culorile vizibile. Acest lucru se realizează cu ajutorul coeficienţilor tricromatici x, .lf şi z în sistemul „XYZ" al C.I.E. Televiziunea în culori foloseşte principiul tricromiei cu trei culori primare, evident specifice, dar situate în interiorul triunghiului culorilor, corespunzător sistemului „XYZ" al C.I.E. Identificarea reproducerii unei scene oarecare cu ajutorul unui dispozitiv tehnic trebuie să ţină seama de noţiunea de vizibilitate relativă, care arată că la luminanţe egale, ochiul omenesc mediu percepe luminozitatea roşului, de exemplu, mai redusă decît cea a verdelui sau a galbenului, dar mai puternică decit cea p. ~)basţrului si:tu a negrului. ln consecinţă, într-un sistepi de ţeleyj.,.

1.10. cONCLUZrt

45

ziune în iilb-negru roşul trebuie să se reproducă printr-un gri mai puţin închis decît cel corespunzător albastrului, verdele - prinLr-un gri-negru şi galbenul printr-un gri deschis, urmînd o lege în corelaţie cu caracteristica vizibilităţii relative. Pentru televiziunea în culori compatibilă, este important să se reţină că la o luminanţă incidentă de valoare mare, vizibiliLatea relativă are aproximativ următoarele valori: 0,9 pentru culoarea primară verde; 0,46 pentru culoarea primară roşu; 0,17 pentru culoarea primară albaslnz.

ANEXA 1

o:dată cu introducerea noţiunii obiecLive de luminanţă, a apărut şi posibilitatea unor confuzii. Pentru a preciza mai bine ideile, trebuie făcută distincţia intre: - luminanţa energetică şi - luminanţa adevărată sau ponderată, corespunzătoare noţiunii subiective de strălucire (luminozitate). a. Luminanţa encrgelică, In sensul folosit ln lucrare, luminanţa energetică corespunde definiţiei date în Norma C 01-045 la 45.05.1 lO (Vocabular electronic-grupa 45-I!uminare), publicată de C,Hnitelul Electronic Francez. In cele ce urmează se reproduce această definiţie: .. 45.05.110 - Luminanţa energetică (1ntr-un punct al unei suprafe~e, într-o direcţie): raportul dintre intensitatea energetică pe direcţia dată, a unui element infinit mic de suprafaţă care înconjoară punctul considerat şi aria dată de proiecţia ortogonală a acestui element de suprafaţă pe un plan perpendicular pe această suprafaţă." Prin definiţia aceasta se subînţelege că măsurarea luminanţei se efectuează cu o celulă ideală (bolometru), a cărei sensibilitate nu depinde de lungimea de undă (sensibilitate spectrală constantă). Luminanţa energetică se exprimă in general în candele pe metru pătrat. Ea exprimă o caracteristică de natură fizică a unei radiaţii, care nu trebuie să fie sesizată in mod special de organul vederii (ea poate fi sesizată de, exemplu, de piele). Astfel, de exemplu, o radiaţie cu lungimea de undă ).=500 nm (verde) şi o radiaţie de lungime de undă ).=820 nm pot foarte bine să aibă aceeaşi luminanţă energetică (10 cd/m 2 , de exemplu), dar ele nu vor produce acelaşi efect asupra ochiului. Luminanţă ponderală sau adevărată sau strălucire Se ştie (v. cap. 1.9) că ochiul normal nu este un dispozitiv „liniar", tn sensul că la putere radiată constantă senzaţia sa de luminozitate,adică strălucirea sesizată nu este constantă cu variaţia lungimii de undă.Carac­ teristica de vizibilitate relativă ilustrează această particularitate. Colorimetria ţine seamă de acest lucru, deoarece ea este ştiinţa exactă care se ocupă de „impresiile" produse de culori. ln consecinţă, pentru a măsura luminanţa ponderată, respectiv strălucirea, trebuie să se dispună tn faţa bolometrului un filtru avlnd o caracteristică de transmisiune riguros conformă cu caracteristica de vizibilitate relativă (acest dispozitiv de măsurat este de fapt o celulă fotoelectrică cu o sensibilitate spectrală identică cu cea a ochiului). Intrucit această caracteristică de vizibilitate relativă este diferită de la un observator la altul şi pentru un acelaşi observator este diferită în funcţie de iluminare, C.1.E. a studiat şi standardizat o caracteristică de vizibilitate relativă medie, care coincide aproximativ cu curba 1 din figura 1.20. In toate calculele colorimetrice intervine această curbă. Astfel, cind se reconstituie albul de egală energie (cu luminanţă energetică constantă), folosind colorimetrul şi pornind de la cantităţile respective R, G şi B corespunzătoare celor trei culori primare, cantităţi exprimate in waţi sau cd/rn 2 şi egale din punct de vedere ener-

Arhiva digitala SaDAng

46

I. Pf:RCEPTfA rtZ IOLOGI C,'\ A CUi.ORiLOk

getic, avem de-a face de fapt cu senzaţii vizuale. Or, tocmai aceste senzaţii vizuale contează. Fizicianul va egala deci cele trei cantităţi cu unitatea, ceea ce înseamnă de fapt că albu( de egală energie este obţinut prin definiţie prin amestecul adiLiv al: • unei unităţi din culoarea primară roşie, căreia i se cunoaşte luminanţa ponderată B,; • unei unilăţi din culoarea primară verde, căreia i se cunoaşte luminanţa ponderată Bg; • unei unităţi din cul6area primară albastră, căreia i se cunoaşte luminanţa ponderată Bb. Deci: R=G=B=1 (o unitate). Apoi, clnd se va reconstitui pe bază- de idenlitate cromatică o culoare oarecare Cx, componentele cromatice corespunzătoare, R x, Gz şi Bx, vor fi exprimate ln raport cu valoarea unitate a culorii primare considerate; de exemplu: Rx=0,6; Gz=0,3; Bz=0,15. Pentru calcularea

luminanţei

ponderate

(strălucirea)

Bx, culorii Cx, se va aplica

relaţia:

(1.24) Dacă, de exemplu, Br corespunde la 1 Bg corespunde la 4,59 şi Bb la 0,05 cd/m 2 (aceasta bine înţeles tn sistemul RGB al C.I.E.), strălucirea culorii Cz va fi:

cd/m 2

cd/m 2 ,

Bx=0,6 x 1 +0,3 x 4,59+0,06 x 0,15~2 cd/m 2 •

ln definitiv, sistemul RGB este relativ simplu dacă este vorba de folosirea coeficientricromatici. Cînd este vorba să se calculeze luminanţe ponderate, calculele devin complicate, pentru a nu spune chiar de nerezolvat. Pentru aceasta, printre alte motive, C.I.E. a definit sistemul XYZ, tu care două dintre culorile primare, X şi Z, stnt de luminanţă nulă. Alte avantaje ale acestui sistem au fost semnalate tu text. Nu s-a considerat util să se intre mai adtnc tu principiile colorimetriei. Lucrarea şi-a propus să prezinte într-o formă simplă cum, plec lud de la coeficienţii tricromatici se ajunge Ia locul spectral şi apoi la triunghiul culorilor. De altfel, electroniştii care lucrează în domeniul televiziunii tu culori privesc problema din alt punct de vedere. Ei reglează cele trei semnale video primare, E~, E~ şi E obţi­ nute la ieşirea camerei videocaptoare tricrome, astfel incit să aibă amplitudini egale atunci clnd se captează un alb de tip „C".* Tot lanţul de transmisiune fiind reglat pentru a avea o car acteristică de transfer liniară, ei trebuie să obţină un alb „C" pe ecranul cinescopului tricr om, condiţie necesară şi suficientă pentru cea mai bună reproducere a culorilor. Pentru a tndeplini această condiţie, se fac matrîcieri ale semnalelor. Despre aceasta se va vorbi lu cele ce urmează. ţilo r

8,

Bibliograf ie

Bouma P.S. : Carnt P.S. et

- Les couleurs et lenr perception vlsuelle.

Townsed G.B.:

- Colour Television - Technique du service de ln Televlsion eu couleur. Tome 1.

Ilartwich W. :

*

Operaţia

se

numeşte

reglajul sau balansul albului (tu limba

engleză:

,,white balance").

,18

2. COMPATTDILITATEA

în consecinţă, un sistem de televiziune în culori trebuie să fie compatibil cu sistemul de televiziune în alb-negru aflat . în · exploatare în ţările considerate*. Acest criteriu impune următoarele probleme: • posibiliLatea de a recepţiona „în alb-negru" programele de televiziune în culori pe ecranul televizoarelor existente fără modificarea lor (compaLibilitate directă sau, pe scurt, compatibilitate); • în mod reciproc, posibilitatea de a capta în alb-negru, pe ecranele televizoarelor în culori, programele transmise în alb-negru (compatibilitate inversă), deoarece aceste programe vor continua să fie difuzate; • utilizarea infrastructurii existenLe pentru televiziunea alb-negru la transmiterea programelor de televiziune în culori (emiţătoare, linii de radiorelee). Cu alte cuvinte: a. Normele de bază ale unui sistem de televiziune în culori sînt cele ale unui sistem de televiziune alb-negru în uz în ţara considerată/norma OIRT pentru România). In aceste condiţii vor rezulta evident, pentru ambele sisteme, aceleaşi frecvenţe de explorare pe orizonLală şi pe verLicală, acelaşi formal al imaginii, sens de baleiaj, durată a semnalelor de sincronizare şi stingere, aceeaşi lăţime a canalului, aceeaşi distanţă între purtătoarea de imagine şi purtă­ toarea de sunet, aceeaşi amplasare a canalului în banda alocată pentru televiziune, acelaşi tip de modulaţie şi acelaşi raport între puterile emiţătoarelor de imagine şi de sunet etc. b. Informaţia transmisă printr-un sistem în culori va trebui să conţină în mod obligatoriu o informaţie de luminanţă identică cu cea care ar fi tradusă de un dispozitiv de captare în alb-negru, dispus în faţa aceleiaşi scene care face obiectul transmisiunii. c. Informaţia de crominanţă (culoare) care se adaugă la informaţia de luminanţă** va trebui să fie „ignorată" de televizorul în alb-negru şi „tradusă" în informaţie de culoare de televizorul în culori. Aceasta va suferi în general o „codare" la partea de emisie, iar receptorul în culori se va deosebi de un receptor în alb-negru printr-un „decodor", o matrice pentru reconstituirea culorilor primare şi bineînţeles, un traductor „în culori" de energie electrică în energie luminoasă. * In momentul ln care se vor transmite numai imagini în culori, se vor fabrica numai televizoare în culori iar televizoarele alb-negru existente vor putea fi consiâerate cu o uzură morală suficientă şi nu se va mai pune problema compatibilităţii. Ar putea să apară atunci alte sisteme de TVC, sau se vor putea reconsidera unele dintre sistemele mai vechi necompatibile (N. T.). ** Primul care a propus acest mod ele transmitere cu două tipuri de semnale a fost G. Valensi încă ln 1938. Din acest motiv este considerat „părintele" compatibilităţii. Acest tip de transmisiune a fost pus în aplicare ele abia lu 1953, o dată cu apariţia sistemului NTSC (N.T.).

2. COMPATI.BILITATEA

50

întregime o parte determinată din spectrul vizibil şi de a reflecta cealaltă parte. Se realizează astfel oglinzi dicroice care reflectă componentele roşii şi transmit pe cele verzi şi albastre etc.). Pe traseul fiecăruia dintre cele trei fascicule luminoase, obţinute după separarea lor spectrală, se introduce cîte un filtru selectiv, respectiv roşu, verde şi albastru, centrate pe culorile primare ale sistemului ales. Astfel, fiecare tub videocaptor (sau traductor lumină-curent) va debita la ieşire un semnal video proporţional cu componentele roşii, respectiv verzi şi albastre, conţinute în scena de transmis. Un lanţ de amplificare A şi un emiţător E sînt afectate fiecăruia dintre semnalele de culoare (calea pentru „roşu", calea pentru „verde", calea pentru „albastru"), aşa fel încît semnalele corespunzătoare celor trei componente sînt prezente simultan la ieşirea emiţătoarelor legate pe aceeaşi antenă. Din acest motiv sistemul se numeşt e sistem cu transmisiunea simultană a[semnalelor de culoare sau sistem simultan de televiziune în culori. Fiecare dintre purtătoarele modulate sint separate în receptor şi ulterior amplificate de cîte un amplificato(de cale A'. Semnalul video obţinut după detecţie şi amplificare comandă fasciculul unui tub cinescop cu fosfor roşu pentru calea de roşu, verde pentru calea de verde şi albastru pentru calea de albastra (sau trei cinescoape obişnuite pentru alb-negru avînd în faţa ecranului cîte un filtru roşu, respectiv verde sau albastru)*. Prin amestecul aditiv al ce lor trei fluxurf luminoase astfel reprodusr, .1 se reconstituie scena originală.

Colea

Calea

Calea

penlro

pen/rv verde

penlrv olbo.slrv

r'Ofl/

--- --- -!rl17imeo conolvlv/ocupof--- ------- I}= frecYen/o pvrldloore imoyi'ne fs = rrecYen/o ,ovrldloore svnef Fig. 2.2. Transmisiune

simultană

prin trei unde

purtătoare.

Sistemul simultan de televiziune în culori dă o imagine fidelă, dar el nu este compatibil. În legătură cu folosirea instalaţiei de televiziune albnegru se pot spune următoarele: * Sistemul cu lrei cinescoape cu fillre şi oglinzi este numit ln literatură Trinoscop. SisLemeJe de redare cu trei cii,escoape cu filtre şi proiecţie directă sau cu optică Schmidt slnt numite proiectoare de TVC (N. T.)

52

2. COMPATIBILITATEA

Aslfel, după un interval de timp de 1 /24 s, scena de transmis a fost de şase ori: • ele două ori cu fi!Lru roşu (pe un cîmp impar şi pe un cîmp par); • de două ori cu filtru verde (pe un cîmp par şi pc un cimp impar); • de două ori cu filtru albastru (pe un cîmp impar şi pe un cîmp par), cum se arată în tabelul 2.1.

explorală

aşa

Tabelul 2.1

Succesiunea de transmitere a cîmpurilor în culori în sistemul secvential Nr.

cadrului

-~ --.--.-ci_m_p_u_lu_i_

F I

L

:.r R

Roşu

VerdL• Albastru

I

l

1(1)

I 2(2)

I

I

JI 1(3) 1 2(1)

111 1(5)

I 2(6)

X

X X

IV 1(7) \ 2cK)

X

X

X

X

I

X

u

Şi din tabelul 2.1 se observă că transmisiunea unei imagini înlregi prin explorare întreţesută se face după trei cadre, respectiv şase cîmpuri. Cu toate că a reprezentat un progres în raport cu sistemul simultan. care l-a precedat în timp, sistemul CBS nu era compatibil, deoarece : - frecvenţa de explorare pe orizon Lală era prea ridicată (fH = 343 x I .J.4/2 = =24,696 kHz în loc de 15,750 kHz cît este frecvenţa ele explorare prnlru sistemul american de televiziune în alb-negru); - frecvenţa de explorare pe verticală fv = 144 Hz faţă de 60 Hz; - lărgimea necesară a canalului de transmisiune era mai mare decît in sistemul alb-negru (două canale alăturate pentru a obţine o definiţie bună). După o perioadă de experimentare, sistemul a fost abandonat. Oricum, în ceea ce priveşte receplorul, el era un Lelevizor în alb-negru de o construcţie specială, care permitea unui disc cu filtre colorate, asemănii­ tor celui de la emisie, să se rotească în sincronism cu acesta din urmă în faţa cinescopului. Deşi părăsit ca sistem de televiziune radiodifuzală, sistemul secvenţial pe cîmpuri se mai foloseşte pentru unele instalaţii de televiziune în circuit închis cu redare prin proiecţie pe ecran mare, de suprafaţă pînă la 80 m 2 , aşa cnm este cazul instalaţiilor care folosesc dispozitivul Eidophor, inventat de profesorul Fritz Fischer din Ziirich.*

* Desigur, este vorba de sistemul de TVC Eidophor secvenţial, deoarece există şi ~isteme Eidophor simultane, care folosesc trei dispozitive de proiecţie. O reluare a sistemului CBS a avut Joc o dată cu transmisiunile de TYC din spaţiul cosmic şi de pe lună. Incepînd cu nava Apollo XI, la bord a fost plasată şi o cameră de TVC. Intrucîl o cameră de tip obişnuit cu mai multe tuburi videocaptoare (3 sau 4) ar fi

1.2.

EVOLUŢIA

SISTE.\IELOR DE TELEVIZIUNE 1N CULORI

53

h. Sisl, receptorul

inlerpretează

următoarele

oe;

avind modulul S, clar o fază eroJHilă () in lor de

oe;

a vinci modulul S, clar o fază eronată (360° - ) în loc de (360° -Y

!S

O,!

o

/J/]

11]0

20/J

25(1

t

J(l(l

f(J

.J51]

• lifJ /I mm

Fig. 4 .53. Determinarea tensiunii de alimentare minime Ea min pentru o putere utilă Pu= 72 W la tubul EL 505.

- posibilitatea atacării electrozilor de modulaţie ai cinescopului fără hi ocarea componentei continue; - în televizoarele prevăzute să funcţioneze pe mai multe standarde se vor comuta tensiuni mai mari, adevărat, dar la intensităţi reduse ale curcn~ilor. 2. Schcnrn unui laj final de deîlcxic pc orizontală tll alimntmc Ut' FIT Ea. de alimentare este mai mică de 280 V (de exemplu ele valoare 240 V, obţinulă prin redresarea directă a tensiunii de reţea ele 220 V), se separă în general cele două funcţiuni deoarece alimenlarea cu F TT corespunde aproximativ la jumătate din pulerea totală disipată. Un exemplu de schemă, extras dintr-o documentaţie S.A. Viclcon (tensiunea de alimentare cuprinsă între 225 V şi 250 V) este reprezentat în fig. 4.54.

s,•11:1.rată. Dacă tensiunea

4.5. DEFLEXIA fA h1

Yvtv > gvrv. Se poate continua consLrucţia pentru unghiuri de dcflexie cuprinse înLrc poziPile extreme 2 şi 3. Se va constata de fiecare dată că punctele de impact (deci intr-o primă a proxima ţie, orificiile folosite de fiecare fascicul) formează un Lriunghi isoscel, al cărui vîrf dirijat în jos, se află pe axul median vertica I (deoarece fasciculul albastru esLe conţinut în planul axial vertical); bineinţeles, lungimile laturilor acestui triunghi vor descreşte de la poziţia extremă 2 sau 3 către poziţia centrală 1. Dacă se aplică pe cei trei caLozi ai cinescopului un semnal video de stră­ lucire Ey , corespunzător unei mire în formă de caroiaj format din bare foarte l'ine albe pe fond negru (miră de convergenţă), pe ecranul cinescopului barele fine verticale nu vor fi reproduse în alb pe fond negru. În particular (dacă se admite că reglajul purităţii a fost efectuat corect în prealabil), bara verticală mediană de pe miră va apărea pe ecran sub forma a trei bare fine distincte, convergente în M , centrul ecranului (unde apare albul): - o bară rectilinie albastră, care se confundă cu axul vertical median cu prinsă între punctele extreme bV şi bv; - o bară curbă roşie, tangentă în JVJ la bara albastră, care se întinde de la rv la rv; - o bară curbă verde, simetrică cu precedenta fa~ă de bara albastră cuprinsă între punctele g v şi gy; Pentru a nu încărca figura 4. 74, imaginea corespunzăLoare descrisă a fost reprezentată în fig. 4.75. În cldiniLiY, cele Lrei fascicule converg doar în vecinălaLea punctului ce11Lrnl 111, si11gurn parLe reprudusă corecL în allJ, şi aceasla numai după axa mediană verticală.

u• Arhiva digitala SaDAng

◄.

276

b. Eroarea de

DISPOZll lVE VllJEOREPRODUCATOARE ·rRJCRO~IE

conYCrgentă

du1irl axul median orizonlal. Printr-o concu cca precedentă, se poate determina eroarea ele convergenţă dinamică după linia mediană orizontală a cinescopului tricrom (în acest caz, curentul ele cleflexic pc verticală iv esLc presupus egal cu O, şi există numai curentul ele dcflcxic ' orizonLală in). strucţie geometrică comparabilă

Axvimer/ton rerhcol

ry

J'/1#6.4

OlEAl'IA

!im ulbo.rtru '

ri, •

Fig. 1.73. Drumul descris de cele trei fascicule după cele orizonlal) Îl\ absenţa corecţiei de convergenţă (proporţiile sînl uşurinţa

Convergenţa

două

axe mediane (Ycrlical şi în mod cxagl'ral penlrn

mările

lnţclcgcrii).

este asigurată în punctul central M (convergenţa statică). pentru poziţiile extreme ale fasciculului (marginile clin stînga şi din dreapta ale ecranului), punctele ele impact sînt cliYergentc. Deoarece niciunul din tunuri nu este conţinut în planul orizontal median şi numai tunul „albastru" este conţinut în planul vertical de simetrie (v. fig. 4.75), se constată pentru aceste două puncte extreme, în raport cu axul orizontal median că: - punctele ele impact ale fasciculului „albastru" pe mască sînt bH şi b~, situate sub axul median orizontal, simetrice în raport cu axul vertical; - punctele corespunzătoare fasciculului „roşu" sînt rII şi r; 1, situate deasupra axului median orizontal şi nesimetrice faţă de axul wrlical; Insă,

4.7.

CONVERGENŢA STATICĂ ŞI DINAMICĂ

IN CINESCOPUL TRICROM

277

- punctele corespunzăloare fasciculului „verde" sînt Yll şi g~. g~. fiind simetricul lui rll, şi gll simetricul lui r~, bineînţeles în raport cu axul vertical. Triunghiul rllgllbH, ca şi triunghiul r~g~b~ nu mai sînt isoscele. Ca şi în cazul precedent, construcţia geometrică poate da punct cu puncl între aceste două poziţii extreme, locul de impact al fiecărui fascicul. Se ajunge astfel la reprezentarea (voit exagerată) din fig. 4.75. Aceasta arală d bara orizontală mediană a mirei de convergenţă nu va fi albă decît în vecină­ Latea centrului 1\1. De o parte şi de alta, vor apărea pe ecranul cinescopului tricrom trei bare curbe, subţiri şi divergente: - o bară albastră, cu curbura în jos, simetrică fa1-ă de axul median orizontal (curba bH-b~); - o bară roşie, cu curbura în sus, nesimetrică în raporl cu axu I orizontal (curba rH-r~); - o bară verde, cu curbura în sus, care, faţă de axul media orizontal esle asimetrică faţă de ea însăşi, dar are o simetric inwrsă faţă de bara roşie (curba gH - g~).

4.7.2.2. Generalizarea problemei erorii de

convergenţă

dinamicl1

Dacă se cunoaşte profilul exact al măştii perforalc (care este de allfel o calotă sferică cu rază mare) şi centrele de deviaţie (impuse de tehnologia cinescopului), este posibil, printr-o construcţie geometrică, să se definească eroarea de convergenţă după o axă oarecare a măştii. Aceasta este o problemă

de geometrie în spaţiu. Se poate astfel determina legea după care variază eroarea de convergenţă pe întreaga suprafaţă a măştii. Se observă atunci că dimensiunile triunghiului grb (format de punctele de impact ale fasciculelor la un moment de timp determinat al ciclului de deviaţie) cresc pe măsură ce ne îndepărtăm de centrul ecranului M, după o lege cunoscută. Această lege se exprimă printr-o conică complexă, care se poate asimila cu o parabolă, cu aproximaţie suficientă_-pînă la unghiul de deflexie de circa 70° (13]. 4.7.2 .3. Principiul de

corecţie

al erorii de

convergentă

dinamice'{

Pentru a înţelege principiul de corecţie al erorii de convergenţă dinamică nu este necesar să se studieze eroarea pe întregul ecran. Este suficient să se considere erorile de convergenţă după cele două axe mediane: • axul median verlical (eroare de convergenţ.ă verticală); • axul median orizontal (eroare de convergenţă orizontală). Aceste două aspecle ale problemei se privesc distinct, numai din motive pedagogice, fiind de la sine înţeles că corecţ.iile care se fac pentru fiecare fascic ul sînt simultane. În sfîrşit, aşa cum se ::irală în fig. '1.70, fiecare dintre cele t.-ei circuile de convergenţă comportă două bobine independente LHB şi LvB pentru tunul „albastru", LH .R şi Lv .R pentru tunul „roşu" şi LHa şi Lva pentru tunul

Arhiva digitala SaDAng

4. DISPOZITIVE

278

VTDEOREPRODUCĂTOARE

TRICROME

„verde", fiecare dintre ele fiind parcursă de curenţii de corecţie ai erorii de convergenţă avînd frecvenţa liniilor, respectiv frecvenţa cîmpurilor, independenţi unii de alţii. Nu trebuie să se uite (şi acest lucru este foarte important) că, din cauza poziţiei şi formei pieselor polare montate în interiorul cinescopului, deplasările care rezultă sînt radiale, după o dispunere în stea, la unghiuri de 120°. rH

~ -- .. . -~ ' .. ..\ __,~' -

~

~

ne/ r/e

rergenla lben • '

by

G

a gy ,,---.. I.,_ . •

.

•

b

I'I

by

şi

"tbu li

•., _ ,,,,

Fig. 4. 76. Reglajul de a - realizarea

',

.L.

:' 1

d

convergenţă dinamică:

convergenţei

dinamice pe vertical ă ; b - dacă vitezele de deplasare a spoturilor „verde " „roşu" nu stnt egale, convergen1a verde-roşu (galben) nu se poate asigura; c - r ealizarea convergenţei dinamice pe orizontală; d - deplasările radiale nu permit realizarea „convergenţei totale ".

a. Corecţia erorii de convergenţă pc verticală( după axul median vertical). Acesta este cazul cel mai simplu. Locurile de impact ale celor trei fascicule formează pe mască un triunghi isoscel al cărui vîrf albastru se confundă cu axul median vertical, şi ale cărui dimensiuni ale bazei descresc de sus c ătre centrul M şi apoi cresc de la centru în jos, după o lege cunoscută. -urma trasată de fasciculul albastru se confundă teoretic cu axul median vertical. Urmel e roşii şi verzi sînt simetrice faţă de axul vertical. Studiul unui caz particular. Pentru a înţelege bine modul de core cţie în fiecare punct al axului vertical median , se consid eră de exemplu poziţia superioară a celor trei fascicule pentru care cele trei puncte de impact form ează triunghiul isoscel gvrvbv din fig. 4.75. Se observă că convergenţa esLe teoreti c obţinută în mod sigur (v. fig. 4.76, a) astfel: - prinLr-o deplasare radială egală di·r (respectiv d1.0 ) a fiecăruia dintre fasciculel e „roşu" şi „verde" (este vorba de convergenţa roşu-verde care , în absenţa spotului albastru, va da pe ecran o linie verticală galbenă); - printr-o deplasare radială dvb, în sus, a fasci culului „albastru".

4.7 . CONVERGENŢA STATICA ŞI DINAMICĂ IN CINESCOPUL TRICROM

279

In momentul în care este asigurată convergenţa celor trei fascicule pe ecran se obţine o linie verticală albă. Fiecare deplasare dvr• d-.g şi dvb se obţine bineînţeles prin trecerea unor curenţi de intensitate determinată prin bobinele unităţii de convergenţă şi

Lv R, Lva

Lv n: prin bobina Lv R Îvg prin bobina Lva Îvb prin bobina LvnÎvr

Intrucît teoretic Îvr=Îvg, o soluţie elegantă, care va simplifica considerabil operaţiile de reglaj, constă în montarea bobinelor Lv R şi Lva în serie, pentru ca ele să fie parcurse de acelaşi curent de corecţie Îvr• Se ajunge astfel la schema electrică reprezentată în fig. 4. 77, a. La bornele de intrare 7 şi 7' se aplică o tensiune determinată 11. Cu ajutorul poten1

lvll

vr

'

u'I

Lva

I

t !'

Lve

i'vb

o ivr +

fl

I

li I I ♦

A

B

o

fvG

-

/'

Lvs

i°vb

b

corecţie verticală:

Fig. 4.77. Scheme simplificate de a - schema ele

LvR

corecţie obişnuită;

b -

amplitudine

de

schemă de diferenţială.

convergenţă corecţie

cu

dinamică

comandă

ele

ţiometrului P 1 , se reglează amplitudinea curentului de corecţie Îvr· Deoarece cele două bobine Lv R şi Lva sînt conectate în serie, liniile roşie şi verde se îndepărtează sau se apropie, coincidenţa lor dind naştere la o linie verticală galbenă dacă fasciculul „albastru" este blocat. Reglajul este astfel foarte uşor şi foarte rapid. Reglajul deplasării fasciculului albastru se face cu ajutorul potenţiometrului P 8 •

Arhiva digitala SaDAng

280

4. DISPOZITIVE

VJDEOREPRODUCĂTOARE

TRICROME

Prima condiţie care Lrcbuie să se realizeze este deci asigurarea convergenliniei roşii şi verzi exact pe axul vertical median. Ţinînd seama de toleranţele de fabricaţie asupra diverselor elemente (bobine, piese polare etc.), este puţin probabil în practică, ca un acelaşi curent ivr să producă absoluL aceeaşi deplasare a fiecăruia dintre fasciculele „roşu" şi „verde". De exemplu, aşa cum arată schiţa din fig. 4.76, b, toleranţele fac ca, la acelaşi curent de convergenţă, spotul verde să sufere o deplasare mai mare decît spotul roşu (acţio­ nînd asupra polen ţiometrulu i P 1 , spotul verde depăşeşte axa verticală mediană, în timp ce spotul roşu este într-un punct chiar pc această axă). Convergenţa pentru galben nu poate fi obţinută în această situaţie decît printr-un reglaj diferenţial, care va mări viteza de deplasare a fasciculului „roşu" şi o va reduce în mod corespunzător pe cea a fasciculului „verde" (asta în cazul particular considerat). Reglajul diferenţial al amplitudinii se realizează cu uşurinţă graţie unui montaj în punte, aşa cum se observă din fig. 4.77, b. Atunci cînd potenţio­ metrul P 2 este la jumătatea cursei, curentul în diagonala AB a punţii este nul. Cele două bobine sînt străbătute de acelaşi curent ivr· Cinel cursorul potenţiometrului P 2 este deplasat către + (sau către -), curentul care trece prin bobina Lv R este mai mic (sau mai mare) ckcît cel care trece prin bobina Lva- Viteza de deplasare a spotului roşu este atunci mai mică (sau mai mare) decît a cea spotului verde. Pentru a se asigura deci convergenţa după axul median vertical, trebuie: - să se stingă fasciculul „albastru" şi să se acţioneze simultan asupra potenţiometrului de reglaj al amplitudinii Pi, şi asupra potenţiometrului de reglaj diferenţial al amplitudinilor P 2 , pentru a obţine o bară galbenă care să se confunde cu axul median vertical (acest reglaj aminteşte de acordul unei punţi de impedanţe, în care se acţionează simultan asupra acordului şi a factoru lui de pierderi): - să se deschidă, după reglajul precedent, tunul „albastru", ca să apară pe ecran spotul corespunzător, şi să se translateze vertical acesta, acţionînd asupra potenţiometrului P 3 piuă cinel se obţine o bară albă continuă. Studiul cazului general al corecţiei de convergenţă verticală. Dacă se consideră problema în ansamblu, adică pentru fiecare poziţie ocupată de ansamblul celor trei fascicule pc axul vertical median, între poziţia superioară şi poziţia inferioară, principiul corecţiei de convergenţă rămîne acrlaşi. Doar valoarea deplasărilor di·g, di·r şi d v b, deci mărimea curenţilor Îvr şi Îvb care le produc, o să varieze după o lege determinată printr-o construcţie grafică (legea este aproximativ parabolică) . Se consideră de exemplu cazul convergenţei roşu-verde (convergenţa galbenului) după axul median vertical, în cazul teoretic, în care, în fiecare moment dvg şi dvr sînt egale. Aceste deplasări se obţin cu ajutorul aceluiaşi curent Îvr=f(l), deoarece bobinele Lv R şi Lva sînt conectate în serie. Pe durata unui cîmp de explorare, curentul Îvr trebuie să varieze după o lege dată de curba rvMrv din fig. 4.75. Această lege este reprezentată în fig. 4. 78, a. întrucît deplasarea necesară este mai mică pentru poziţia infeţei

4. DISPOZITIVE VIDEOREPRODUCATOARE TRICROME

282

Se ajunge astfel la schema generală de alimentare a bobinelor de converpentru verticală Lv R şi Lva, dată în fig. 4.79 (a se face comparaţia cu schema din fig. 4.77, b). Bornele 7 şi 1' sînt racordate la două generatoare de curent, reglabile, montate în serie, primul generator G1 debitînd curentul de corecţie de formă parabolică şi celălalt G2 livrind curentul liniar variabil (CLV sau DDF). Se recunoaşte potenţiometrul de reglaj diferenţial al ampli-

genţă

/

LvG

t

j ""

~ .ROl)UCATO.\RE TRICRO,lE

Realizat printr-un procedeu fotosensibil, acest ecran este „tapetat" rn atîlea triade luminiscente cite orificii există în masca perforată. Fiecare triadă, dispusă după vîrfnrile unui triunghi echilatera l, cuprinde: nn luminofor albastru, un luminofor roşu şi un luminofor verde. Luminoforul unei culori determinate din fiecare triadă coincide cu punctul ele impact al unui fascicul luminos care Ya fi materializat de fasciculul electronic corespunzător. Astfel, în principiu, traversînd orifici ilc măştii perforate, fasciculul „roşu", nu trebuie să bombardeze decît luminoforii roşii; aceeaşi remarcă este valabilă şi pentru celelalte două fascicule. Această condiţie nu este îndeplinită în practică din mai multe motiw. şi în special din cauza: - toleranţelor de fabricaţie ale cinescoapelor; - tendinţei de a da ecranului o formă cît mai plată cu putinţă, fapt care arc următoarele consecinţe principale: • distorsiunea în formă de pernă a marginilor rastrului; • eroarea de convergenţă a fasciculelor; - influenţei unui cîmp magnetic parazit, în restru asupra traectoriei fasciculelor c lectronice. Aceste cauze conduc la erori de reproducere - distorsiunea formei rastru lui (perna); - eroarea de convergenţă; - eroarea de reproducere a scării de gri; - eroarea de puritate a culorilor.

şi

speţă

cîmpul magnetic te-

în principn l la:

Pentru a remedia aceste distorsiuni şi a elimina erorile, se folosesc un oarecare ele corecţii, asociind cinscopului tricrom cu mască perforat,'i o seric de dispozitive, sau impunînd anumite forme ele vn.riaţir. tensiunilor ~i curenplor necesari funcţionării sale. număr

Dispozitivele asociate cinescopului sînl: - blindajul magnetic; - ansamblul de deflexie; - unitatea de convergenţă radială; - unitatea de convergenţă laterală (alinicr('a albastrului); - dispozitivul de reglaj al purităţii. Funcţiunile

-

specifice sînt: demagnetizarea cinescopului; deviaţia fasciculelor şi crearea tensiunii FÎT; polizarea celor lalţi electrozi; corecţia de convergenţă statică şi dinamică: corecţia de puritate a culorilor.

U. CONCLUZII

- - - - - - - -- - - - - - - - - - - - - - - - ~ - - - - - - - -

::!01

-Ul.2. Ul::ll .\l; :\J'1'JZ.\11E.-\

Fasciculele elcclronit:e sint scn:,il.,ile la influenţa cîmpurilor magnclic-e parazite. ln plus, unele elemente constitutiYc ale cin escopului, şi in special masca perforalft, sint efectuate dintr-un material magnetic. Este deci nct.:csar nu numai să se protejeze aceste fascicule faţă de influenţele magnetice exterioare, cu ajutorul unui blindaj magnetic, dar de asemenea trebuie sft se demagnetizeze toate piesele magnetice fie că sint în inlcriorul sau exteriorul cinescopului. Astfel, toate reglajele devin iluzorii in timp. Sistemele de demagnetizare aulomală asigurft rnnslanţa unei bune funcţionări a cinescopu lui. -1,9.3. DE\'IATL\ F.\SClCULELOH

Şl

CllE.\llEA l'ÎT

lnlr-un cinescop tricrom cu mască perforată nu se poale accepta astigmatismul fasciculelor, pcnlru că aeesla conduce la o reproducere incorectă a cu !ori lor. AsLigma lismu 1 eslc pro,·oc·a l de neuniformitatea cîmpurilor magnetice necesare pentru deplasarea fasciculelor. Din acest motiv, este exclusă posihililalea de folosire a magneţilor permanenţi cu cîmp relativ ridicat (pentru a efectua de exemplu cadrajul imaginii sau corecţiile distorsiunilor de formă ale imaginii). In plus, studiul tehnologic al ansamblulului de deflcxie trebuie să fie orientat către respectarea formei secţiunii drepte a fiecărui fascicul pe întreaga lungime a traseului parcurs în interiorul său. In consecinţă: - ansamblul de deflexie este un dispozitiv voluminos, a cărui concepţie şi realizare implică existenţa unor mijloace importante şi a unei tehnicităţi a,·ansate; - corecţia distorsiunii in formă de pernă se e fectuează folosind pro cedee electrice, cu ajutorul unui cuadripol pentru corecţia marginilor verticale din slînga şi dreapta, şi cu un cuadripol (transformator) pentru corecţia marginilor orizontale de sus şi de jos; în realizările practice simplificate, cele d o u ă lransJormaloarc pot fi reunile într-unul singur ; - cadrajul pc orizontală şi pc wrlicală al imaginii vizibile se face prin prucc dl'c electrice. suprapunind peste curenţii de deviaţie, curenţi couliuui, reglabili ca intensitate. - deflcxia pe orizontală a fasciculelor a impus crearea unor tuburi noi , din cauza puterilor comutatc mai mari; - clcflexia pc vcrlicală trebuie să se asigure cu o distorsiune de ncliJJiarilalc cil mai mică posibil. motiY pentru care se folosesc scheme cu reacţie negalivă;

... - tensiunea FÎT trebuie sft Jic reglată automat, ceea ce - ţinînd seama de intensitatea mare a curcnlului fasciculelor - pune în joc puteri mari. 4:9.4. POLAillZ.\HE.\ CELOllL\LTl ELE(;THOZI AI CIXESCOPULUI

. Alegerea unei tensiuni de alimentare relativ ridicată (mai marc ca 300 V) tensiunilor de polarizare a celor trei catozi şi a celor trc i grile G1 .

înlesneşte eşalonarea

Arhiva digitala SaDAng

302

-1. DISPOZITI V!:. VIDEORl:PRODlJCAîOARE TRICROME

Tensiunile de polarizare ale grilelor G2 , şi a electrodului de focalizare comun G3 sînt în general prea ridicate pentru a putea fi obţinute direct de la tensiunea de alimentare Eci, Se procedează prin redresarea implusurilor obţinute în timpul întoarecrii pc orizontală, folosind prize adecvate pe transformatorul de deflexie pc orizontală. Preocuparea de a reduce cît mai mult puterea extrasă din acest element conduce la realizarea unor scheme specifice. Din cauza dispersiei existente între cele trei tunuri, este necesar să se facă alinierea lor pe aceeaşi caracteristică de luminanţă energetică (reglajul scării de gri), Acest reglaj se efectuează în două etape: - alinierea celor trei tunuri pentru extincţie simultană la nivelul de negru; - alinierea caracteristicilor curent - luminanţă prin dozarea amplitudinii semnalului video de strălucire care se aplică pe fiecare catod al cinescopului tricrom. 4.9.5, CONVEllGENŢA STATICA ŞI DI~1UIICA ÎN CINESCOPUL TlllCROM CU l\lASCA PEllFORA TA

Cele trei fascicule trebuie să fie convergente în acelaşi timp prin acelaşi orificiu corespunzător al măştii perforate, atît în centru (convergenţă statică) cît şi la margini (convergenţă dinamică). Convergenţa statică nu se poate obţine în mod natural, din cauza toleranţelor de fabricaţie. Pentru a realiza această condiţie fiecare fascicul este supus unei uşoare deplasări fixe, dar independente. Cea mai simplă deplasare care se poate realiza este o deplasare radială a fiecărui fascicul, deoarece cinescopul comportă piese polare care permit această deplasare. In acest scop se asociază un mic magnet reglabil fiecăruia dintre cele lrci circuite magnetice ale unităţii de convergenţă radială. Dar aceste deplasări radiale nu sînt suficiente pentru a asigura în mod sigur convecgenţa statică. Ele trebuie completate cu o deplasare laterală a unuia dintre cele lrei fascicule (unitatea ele convergenţă laterală care acţionează în general asupra fasciculului „albastru"), Convergenţa statică cslc asigurată astfel doar în centru. Ea nu poale fi asigurată pentru toate punctele de pe masca perforată, deoarece suprafaţa acesteia nu coincide cu calota sferică, care reprezin lă „locul" punctelor de convergenţă naturală. În plus, eroarea de convergenţă care rezultă este sporită şi ca urmare a faptului că cele trei tunuri ocupă poziţii diferite în spaţiu. Este necesară deci o corecţie variabilă în funcţie de unghiul de deflexic. Aceasta se traduce printr-o deplasare variabilă în funcţie de acest unghi, atît în sens vertical cîL şi orizontal, într-o formă independentă pentru fiecare fascicul. In acest scop, fiecare circuit magnetic al unităţii de convergenţă radială comportă două bobine, una pentru corecţia în sens vertical (corecţia de convergenţă dinamică cu frecvenţa cîmpurilor) şi cealaltă pentru corecţia în sens orizontal (corecţia de convergenţă dinamică cu frecvenţa liniilor). Forma care trebuie dată variaţiei în timp a fiecărui curent care alimentează cele 6 bobine se poate determina pe baza unor construcţii grafice, dacă se cunosc caracteristicile mecanice ale cinescopului.

4.9. COJ\'.CLUZII

303

Curentul necesar pentru corecţia convergenţei pe verticală se obţine în general prin suprapunerea unui curent DDF peste un curent parabolic. Pentru a simplifica operaţiunile de reglaj, se procedează mai întîi la obţinerea convergenţei verticale a fasciculelor „roşu " şi „verde" (convergenţa galbenului). În acest scop, şi din cauza simetriei celor două tunuri, considerată în raport cu planul axial vertical, cele două bobine de corecţie verticală pentru „roşu" şi „verde" vor fi parcurse de acelaşi curent. In acest moci , acţionînd asupra potenţiometrului corespunzător, cele două linii roşie şi verde se îndepărtează sau se apropie pînă ce la coincidenţă se obţine galb enul , reglaj care necesită ele altfel un dispozitiv de corecţie diferenţial. Curenţii necesari pentru corecţia de convergenţă pc orizontală au o lege ele variaţie mai complexă, deoarece nici una dintre axele tunurilor nu este conţinut[, în planul axial orizontal al cinescopului. Ac e şti curenţi se obţin în general printr-o dublă integrare a impulsurilor de întoarcere pc orizontală, proccdînd Ia un defazaj al fiecăruia dintre curenţi şi dezacordînd convenabil 1111 circuit acordat în jurul frccYc nţei liniilor . ln moci obişnuit , rezultatul final este un compromis. 4.9.6. COREC'flA l'UlUTĂ'fll CULORILOH Corecţiile

de convergenţă statică şi dinamică r eprezintă o condiţie necedar nu şi suficientă pentru a asigura o bună reproducere a culorilor. Este necesar în plus, ca fiecare fascicul să bombardeze numai luminoforii cu !orii care ii corespund. Această condiţie suplimcn Lară se obţine deplasînd radial , într-o dire cţie adecvată , ansamblul celor lrci fas cicule, cu ajuLorul dispozitivului de reglaj al purit ă ţii culorilor. sară,

Bib Iiografie

[1] Bruch W. : - ,,l'arbbildrohren" În : Telefunken Zeitung. Yol. 38 (1965) . 2\"r. 1 . (1) x x x: - ,,La reproductlon d'imancs oo eonlour" (Ies tub cs-image). În: La RadiotehniqueCoprim. [21 Eurelec.: - Cours de Teliivlslon coulour, lecţia 24 (2) CIFTE.: - Service des Lialsons Tccbnfques: Spccificati o11 s du tube lI"ichrom c a 111asque perfore 25 AP 22 A (6 sept. 1966). [3) Slroobants P. - Traitii de Televlsion. Vol. I, p . 106. [4) x x x - La reproductlon d'lma11es cn eouleur (les tubes-image) 1n: La Radiotehnique-Coprim. (5) Norleg R. R .: - ,,Automatic degaussing for Color TV reeeirnr~" R.C .A. - PE 213 . - ,,Sbleldin11 and degaussing eonsiderations for n.C.A. 25 locbrectan11ulor color pleture tubes" - R.C.A. Engineering Note PEN 2882. (6) Hagman R. W.: - ,,Set up recomandatlons for R.C.A. color plcture tubes in tho final assembly ol color Telcvlslon recei vers". tn: R.C.A.International Engineering Report ER 87.

[7) Xenidis B.: - ,,Etude et mise au polnt des delleeteurs ii devlatlon electromagnHh1uo dans Ies reccpteurs de Televlslon", Teză de doctorat.

Arhiva digitala SaDAng

304

4 DISPOZITIVE VIDEOREPROD!JCATOARE TIUCRO~lt:

(8] flardin R . L .: - ,.Deflection yoko for 19 lneh 90° Color plcturc tubcs" (document R.C.A . PE-291 „Television receivers, related clrcuits and devices"). [!J ] Lamoureux A. et Marchain P .: - ,.Clrcnlts de corroclion dl' cousiu pour tube-imuoc 23 AP 22 A {document intern CF TH-HB). [lOJ C. F. T.: - ,,Lo recopteur do Televislon on coulour SECAM ot sos u11parcils de regluge ot de service" (receptorul CFT. RS-16). (10) Videon: - Materiei baso de tomps couleur 625/819 (Documentaţie provizorie clcc. 1966). [11) Cocking W. T .: - ,,Dolector Coli Efflcloncy", ln: Wireless World, decembrie 1947 . [11) Cocking W. T.: - ,,O floctor coli eharnetorfstlcs", In: Wireless '\\'orld martie-aprilie şi m ai 1950. (12) Boekhorst el S lo lk : - ,,Techulquo do la devlntlon dans le recopteur cfo Telhision". {Edilions Dnnod) . (13) J ohnson P. I .: - ,,Convongoncc circuit for uso with tho AX 53-14 Picturo Tul10". (l\lullard Tcclmical Communications nr 71, august 1964). [14) Lamoureux A . şi JIJarchain P.: - ,,Fonctionnoment ot perîormnucos dos circulls do con,·ernonco n.C.A." (Document intern CFTH-HB).

Capitolul V

5.1.

Noţiuni

Decodarea

generale utilizate în decodare

5.1.l. TIMPUL DE TRANZIT

ŞI

DURATA FIIONTULUI UNUI SEMNAL VIDEO

Se consideră, pentru exemplificare că se transmite în alb-negru o mira corespunzătoare unei bare verticale albe pe fond negru. Oscilograma semnalului video corespunzător, pe o lil!ie de explorare, este prez e ntată în fig. 5.1, a. (cel

Cu ajutorul unui osciloscop prevăzut cu un baleiaj de foarte marc viteză 10 cm/µs), sincronizat în regim declanşat, este posibil să se vizuat',I li/re/ Je ol/J

puţin

- -

t: - - i

__

-

-

IOQ%

r~

----~N/rel rle negro 0%

..!._:..._..,~- -,.Y,.!.-~-~-t!i-,~,...,'!!~C'_ro_o_ii:_or:!_ - - - - -

:: ~ ; - /11/e!'Yol de .r,ouumzorr: li lr---T - - 7 - ---- -

: • c--;t- !'!..!':!El de .slingere I

li

I

o !0(}% -----------

"' ~

i3 ~

--:::

?o%

"'

t

I

t t'

to

b Fig. 5.1. Forma unui semnal video pe o linie de explorare: a - semnalul corespunzător unei bare verticale albe pe fond negru; b - semnalul din fig. 5.1, a Intre momentelet şi I', extins ln timp. 20 -

Tehnica televiziunii 1n culori

Arhiva digitala SaDAng

30G

5. DECObA!ttA

lizeze saltul de Lensiune de la O la 100 % intre momen lele t şi l'. Oscilograma corespunzătoare se arată în fig . 5.1, b. Interesează creşterea de la nivelul de negru pînă la nivelul de alb. Descreşterea de la nivelul de alb la nivelul de negru se poate l xamina în acelaşi mod, şi ceea ce este valabil pentru creş­ tere va fi valabil de asemenea pentru descreştere , evident cu excepţia sensului.

100%- ---

t, '

_J1

a O¾

,;r 2

_

frm/ de ompl//Jcore

,,

A

t,

J(}(}%

(;

JO(}% - - - - - - - - - - , - - - - - - - - - - - - -

b 0% f..

io 1 I

JOO% 90%

_________ 1I _______ _ I ---------- r---------

1

I

SO%

I I

- - - - - - - - - 1- - - - - - -

I

C

I

'(;T

'

I

:

: I

JO%

I

O¾

I

' I

:-

f..q Fig. 5.2.

JO%

I

I

t

--r-~----------&t

I

I

I

; d - rezultanta după scădere a tensiunilor Up şi U-r • este ±2 S sin li>.

a b -

C·

d

• Punctul Peste de asemenea legat la punctul R prin două rezistenţe de va loare ega lă R1 şi R 2 • Tensiunea rezultantă U4 care apare între punctul 4 ş i ma să este egală în fiecare moment de pe liniile de rang n, (n + 2), sau (n +4) etc . 1 cu ;

5.3. DECODAREA lN SISTEMUL PAL

407

respectiv:

U4= -F:F,,

= -S sin .

(5.38)

Pentru liniile de rang (n+l) sau (n+3) etc.:

-F+F,,·

U4=----=+

-

2

S

· sin

m

(5.39)

'Jc'.

Deci, de la o linie la alta semnul tensiunii U4 se schimbă. In fig. 5.69, d modul vectorial de compunere pentru a obţine această tensiune. In rezumat, diversele tensiuni care apar la decodarea PALnL se pot sintetiza ca în tabelul 5.9 (este vorba de produsele de modulaţie sau de componentele patratice ale produselor de modulaţie). se

arată

Tabelul 5.9 Semnalele în diverse puncte din dccodorul

I

Nr. de ordine al liniei transmise Tensiunea tntre N şi M UN (calea directă) Tensiunea lntre P şi M Up (calea directă) Tensiunea tntre R şi K U.,, (calea cu lntlrziere) Tensiunea U3 Ia intrarea demodulatorului de semnal Tensiunea u, la intrarea demodulatorului de semnal Ej,

PALnL

n

n+3

F

F

F

F

F

-F

-F

-F

-F

-F

F„

F„

Eu

F

F1:

F-.

Ţ

scos

41:>

s cos

41:>

scos

41:>

s cos

41:>

s cos

41:>

- S sin

41:>

+Ssin4l:>

-S sin

41:>

+s sin

41:>

- S sin

41:>

Cazul 2: Întrerupătorul I face contactele 2, 2' şi 2 n . In acest caz decodorul în varianta PALs şi linia de întîrziere este scoasă din funcţiune. Tensiunea care se aplică în permanenţă demodulatorului este tensiunea UN, şi cea care se aplică demodulatorului Ej, este tensiunea Up (v. fig. 5.69, a). Situaţia poate fi rezumată în tabelul 5.10, în care se observă că se reproduc primele trei linii din tabelul 5.9. lucrează

Eu

Semnalale la intrarea llefeeloarelor pentru semnalele

Nr. de ordine al liniei transmise Tensiunea lntre N UN (demod. E Tensiunea lntre p Up (demod. Ej,)

0)

şi

M

şi

M

I

Eu

Tabelul 5.10 şi

E'

V

n+l

n+ 2

n -!- 3

n+ 4

etc.

F

F

F

F

F

etc.

-F

-F

-F

-F

-F

etc,

n

Arhiva digitala SaDAng

408

5. DECODAREA

5.3.'1.5. Compensarea erorii de faze, în rnwl variantelor de decodare P.1L5 P 11LJJL

şi

a. Sch(•ma unor dC'rnoduJatoare, valah Hă pt•n tru cele două vm·iantc. Principiul democlulării a fost expus în § 5.3.3. Pentru a preciza ideile, în fig. 5. 70 rste reprezentată o schemă practică ele demodulatoare care se bazează pe schema c1in fig. 5.68.

--1_i1 ---0

2

®

Eu

,

~111-------------tC::J '

...

/Jemoclulolor E/;

==== ==== Tr 3

r 4

Oihzore cu .90• o curenfuluice /rect! · · 1/frofo ~J

-~,

C3

_.._._ _,I

IJeÎo u.J'Ciluluf'TJI

§t-1>--+C=~--'---'-.u............oJ----::----:::---/

f.rp ~

/;,versor elecfronic ld'enf/ltcort: J',ncroll

/lemodulolor Ef

Eu Ev

Fig. 5. 70. Schema demodulatoarelor pentru semnalele şi în cazul variantelor de sistem PALs sau PALnL (El. Eng. aug. 1964).

Etajul echipat cu tranzistorul T 2 este un etaj separator, excitat de generalorul de subpurtătoarc. Acest tranzistor este în montaj cu colectorul comun. Curentul de emitor trece prin primarele transformatoarelor Tr 3 şi Tr5 • Celula în T podit formată din elementele L 1 -L2 -C3 -C4 produce un defazaj de 90° al curentului care trece prin înfăşurarea primară a transformatorului Tr 3 • Astfel, tensiunile de frecvenţa subpurtătonrei, care apar la hornele celor dou:;i înfă~urări primare vor fi în cuadratură.

5.3. DECODAREA IN SISTEMUL PAL

409

În principiu, tensiunea subpurtătoarei regerenate existenLe la bornele secundare a transformatorului Tr3 , care se aplică demodulatorului Eu, se consideră ca avînd faza de referinţă. Tensiunile de la bornele înfăşură­ rilor secundare ale transformatorului Tr 5 (bornele 5 şi 6 şi bornele 7 şi 8) sînt în cuadratură cu tensiunea din secundarul transformatorului Tr 3 • Dar, faza este +90° pentru una dintre înfăşurări şi -90° penLru cealaltă, deoarece capetele· 6 şi 8 sînt în opoziţie de fază. Pentru a se puLea aplica demodulatorului E'v subpurLăLoarea regercnaLă cu fază +90° şi -90°, alternativ cu secvenţa liniilor, trebuie să se aducă în mod alternativ fie tensiunea de la bornele 5, 6, fie cea de la bornele 7 şi 8. Diodele D 3 şi D 4 comandate de circuitul basculant bistabil sincronizat din afară. asigură această dirijare secvenţială. Schema circuiLului basculant bistabil, care va fi reluată, este comparabilă din Loate punctele de Ycdere cu cea examinată în cazul decodorului SECAM (v. fig. 5.31). în consecinţă, ea a fost reprezentată sub forma unui bloc în fig. 5.70. Circuitul basculant bistabil dă la fiecare dintre ieşirile sale 3 şi 4 semnale dreptunghiulare cu jumătate din frecvenţa liniilor şi cu fază inversată, aşa cum se vede în fig. 5.70. Explicarea „dirijării" subpurtătoarelor cu faza corespunzătoare este foarte simplă. Considerînd momentul fi, care se presupune că corespunde începutului unei linii pe care se transmite produsul de modulaţie F, ieşirea 3 a circuitului basculant dă o tensiune care corespunde în acel moment unui potenţial negativ care deblochează dioda D 3 • Dioda D 4 este blocată deoarece primeşte o tensiune pozitivă pe catod, de la cealaltă ieşire 4. în aceste condiţii apare numai tensiunea de frecvenţa subpurtătoarei între bornele 5 şi 6. Aceasta produce un curent în înfăşurarea primară a transformatorului Tr4 prin dioda D 3 • Astfel, tensiunea subpurtătoarei care se aplică demodulatorului E' v are faza + 90°. Această situaţie se menţine pînă în momentul t2 , care corespunde începutului liniei următoare. Din cauza faptului că se inversează polaritatea tensiunilor debitate de circuitul basculant bistabil, dioda D 4 intră în conducţie şi dioda D 3 se blochează. Tensiunea subpurtătoarei care se aplică demodulatorului are deci acum fază de -90°. Procesul se inversează la fiecare linie. Se observă că cele două demodulatoare au o schemă care corespunde unei dispuneri în paralel, în opoziţie cu cea din fig. 5.63, care corespunde unei dispuneri în serie. Tensiunea de la ieşirea fiecărui demodulator este proporţională cu semnalele video care modulează subpurtătoarea la emisie: - E'u la ieşirea demodulatorului E'u; la ieşirea demodulatorului Acest lucru este valabil, independent de varianta decodorului PAL 5 sau PALnL cel puţin în absenţa erorii de fază a semnalului de crominanţă pe Janţul de transmisiune sau în receptor. înfăşurării

Ev

- Ev

Ev.

b. Compensarea erorii de îază prin integrare vizuală in cazul variantei

de deeodare PALs. Ca urmare a inversării secvenţiale a fazei subpurtătoarei la demodulatorul E' v (alternativ +90° şi - 90°) lucrurile se petrec ca şi

Arhiva digitala SaDAng

410

5. DECODAREA

cînd argumentul vectorului F îşi schimbă semnul, deci ajunge în coincidenţă cu vectorul F, în absenţa erorilor de fază. In cadrul acestei echivalenţe, subpurtătoarea va avea faza de r eferinţă la demodulatorul Eu şi în permanenţă fază de +90° la demodulatorul E'v. In fig. 5.71, a se arată această echivalenţă J'errmole fron.smi'se peolrv o'emodu/oloore

Jemnole ecb,~olenle penf,u demodulofoqre

E;

a

(l

b

Fig. 5.71. Diagramele vectoriale pentru vectorii F şi F corespunzătoare semnalelor obţinute la demodulatorul E'v folosind inversarea secvenţială a subpurtătoarei: a - în

absenţa

unei erori de

fază q,

(eroare de nuanţă); b (eroare de nuanţă),

+'I>

tn

prezenţa

unei erori de

fază

în absenţa unei erori de fază pentru cazul transmiterii unei culori mov. Pentru simplificarea diagramelor următoare se presupune că se transmite o bară orizontală mov. Deci, în absenţa unei erori de fază, la ieşirea fiecărui demodulator se obţin , oricare ar fi rangul liniei de explorare ( deci oricare ar fi semnalul F sau F): (5 · 40) Eu= Scos

E~= S sin . Reproducerea culorii va fi în acest caz

corectă.

(5 · 41)

5.3. DECODAREA lN SISTEMUL PAL

411

Cînd intervine o eroare de fază, egală de exemplu cu + qi, prod~ul de F va avea argumentul ( +qi) iar produsul de modulaţie F argumentul (-+qi). Astfel, prin inversarea semnului argumentului produsului F acesta va avea un unghi de fază ( +-qi), aşa cum se vede din fig. 5. 71 b. Fiecare dintre demodulatoare „vede" deci un vector de argument ( +qi) pentru linia de rang n, corespunzător produsului de modulaţie F apoi un vector de argument ( -qi) pentru linia următoare de rang (n +1) care corespunde produsului de modulaţie F, şi aşa mai departe. modulaţie

~

~

a

Ev ~//'{/

E/;

:[:] I f,"17,0 17-/

Ey F

t

F

--

l1

II

1

I

'

Linio 17 F

Linlo 17;/

F

1Î ,;

II I

I

L1i110 n•21 F

-- -

eh: ...

'

-

b

E'V

Fig. 5.72. Demodularea în cazul variantei PALs ln unei erori de fază +ip:

prezenţa

a - diagrama

vectorială corespunzătoare (eroare +q,); b semnalele Ev respectiv Eu pentru mai multe linii succesive, pentru cazul trans-

miterii unei bare verticale mov.

Semnalele video demodulate corespund următoarelor culori (v. fig. 3.29): • mov, care virează către roşu pentru linia de rang n(semnalul F); • mov, care virează către albastru pentru linia de rang (n +l)(semnalul -F) şi aşa mai departe.

Arhiva digitala SaDAng

5. DECODAREA

412

cel

În ceea ce priveşte nuanţa, ochiul inLegrează nuan'ţa a două linii succesive la o distanţă oarecare de observare şi identifică astfel nuanţa ini-

puţin

ţială. DimpoLrivă, dacă eroarea de fază este mare, corespunzăLoare unui unghi de 15° de exemplu, ochiul, care este totdeauna capabil să integreze nuanţa, este jenat de o pîlpîirc de strălucire de la o linie la alta. Acest efect supărător se accentuează ca urmare a explorării înlreţesuLe. Aceasta depinde probabil de variaţia de ampliLudine a semnalelor video demodulate E~ şi Ev, de la o linie la alta aşa cum se vede în fig. 5.72. Considerînd un exemplu, pe linia de rang n (semnalul F) tensiunea de ieşire a demodulatorului este:

Eu

Eu(F) = S ros((]) +cp)

(5.42)

iar pcnlru linia de rang (n + 1) care corespunde semnalului F: (5.43)

Eu(F) = S cos (-cp). Acelaşi raţionament

este aplicabil şi tensiunii de ieşire a demodulatorului E' V· Dacă se consideră că se transmite un semnal corespunzător culorii mov (4'.1>=61°) afectat de o eroare de fază de cp=15°, de exemplu, semnalele de la ieşirea celor două demodulatoare prezintă nişte salturi de amplitudine, aşa cum se observă din tabelul 5.11. Tabelul 5.11

~,

Senrnalele PAL obtinute Ia transmisiunea unei bure mov, c•înd aparr o eroare ele fază