آموزش انتشار امواج تلويزيوني و دريافت انها

[peyman sadeghian 30244]

با سلام :

حالا كه اطلاعاتي از نحوه ارسال تصاوير در تلويزيون بدست اورديد جا دارد اشاره اي هم به نحوه انتشار امواج داشته باشيم تا بريم سر اصل مطلب گيرنده هاي تلويزيوني :

الف :نحوه انتشار امواج :

امواج رادیویی از آنتن فرستنده بصورت خط مستقیم دور می شوند اما بعضی از امواج با فرکانس های بخصوص دارای خاصیت انعکاسی یا انکساری از طبقات بالای جو یا اجسام دیگر می باشند .

آنتن های فرستنده زمینی َ دو موج را ارائه می دهند یکی موج زمینی که در امتداد سطح زمین حرکت می کند و دیگری موج آسمانی که در قسمت بالای جو عمل انتشار را انجام می دهد .شدت موج زمینی با دور شدن از آنتن فرستنده بخاطر جذب انرژی توسط زمین بتدریج کم می شود . افت موج زمینی با اضافه شدن فرکانس افزایش می یابد و بالاتر از ۵/۱ مگاهرتز این افت خیلی زیاد می شود.

در موج آسمانی وقتی به لایه یونسفر جو برسد ممکن است در نتیجه خاصیت انکساری خم شده و به سمت زمین برگردد که بستگی به غلظت و عمق طبقه یونسفر دارد و در حقیقت موج آسمانی در فاصله های خیلی دور از فرستنده به زمین بر می گردد که این خاصیت اساس ارتباطات راه دور است .

 

هرچه فرکانس موج زیاد تر باشد این خاصیت انعکاسی یونسفر کمتر می شود بطوریکه امواج باند ( VHF ) به ندرت منعکس می شوند و امواج باند ( UHF ) به راحتی از یونسفر رد می شوند عملا دریافت موج در نتیجه انکسار و انعکاس امکان پذیر است . تحت بعضی شرایط دمایی لایه تروپسفر جو که از لایه های پایین اتمسفر می باشد روی امواج VHF اثر می گذارد که این امواج تا مسافات خیلی دور منتشر می گردند . چنین دریافت غیر عادی بوسیله تغییرات تناوبی هوا بوقوع می پیوندد .در حال حاضر انتقال امواج تلویزیونی از فرستنده به دو طریق صورت می گیرد :

۱ - انتقال از طریق تکرار کننده های زمینی ( رله ها )

که در این نوع از فرستنده اصلی و به فاصله های معینی در نقاط مرتفع تکرار کننده هایی نصب می شود که امواج را از فرستنده دریافت و به مناطق مورد نظر می رسانند . در این روش بعضی از نقاط که اصطلاحا بعنوان نقاط کور از آن ها یاد می شود قادر به دریافت برنامه های تلویزیونی نیستند که گاهی بعلت نیاز به تکرار کننده های زیاد تحت پوشش قرار دادن آن مناطق از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نیست همچنین در هر مرحله تکرار مقداری از کیفیت تصویر اصلی کاسته می شود .

۲ - انتقال از طریق ماهواره

استفاده از ماهواره در سال های اخیر بسیار زیاد شده است که موارد ذیل را می توان بعنوان محاسن استفاده از ماهواره ذکر کرد :

ــ با بهره گیری از ماهواره دیگر هیچ نقطه کوری متصور نیست چون حتی مناطقی که کاملا در بین کوه ها محصور هستند به راحتی تحت پوشش ماهواره قرار می گیرند .

ــ با استفاده از ماهواره بعنوان تکرار کننده کیفیت تصاویر بسیار خوب است چون بین فرستنده اصلی و گیرنده فقط یک رابط یعنی ماهواره وجود دارد .

ــ تعداد کانال های بسیاری بطور همزمان میتواند توسط یک ماهواره ارسال شود و یک ماهواره به راحتی چندین کشور را تحت پوشش قرار می دهد .

تعداد سطر های تصویر

تعداد این سطر ها در استاندارد های مختلف متفاوت است . مثلا در اروپا ۶۲۵ - امریکا ۵۲۵- انگلیس ۴۰۵ - فرانسه ۸۱۹ سطر است . هرچه تعداد سطر های تصویر بیشتر باشد وضوح تصویر بیشتر و تصویر به واقعیت نزدیکتر است . در سیستم تلویزیونی ایران استاندارد ۶۲۵ سطر انتخاب شده است . در لامپ تصویر تلویزیون شما و همینطور دوربین فرستنده در هر ثانیه ۵۰ بار تصویر از بالا به پایین جاروب می شود . منتها در هر ثانیه ۵۰ تصویر یک خط در میان یعنی ۲۵ تصویر کامل تشکیل می شود . به این معنی که ابتدا سطر اول بعد سطر سوم بعد پنجم و .... تا آخر جاروب می شود و در جاروب بعدی خط های جا افتاده یعنی سطر دوم ــ چهارم ــ ششم و .... جاروب می شوند ولی برای چشم انسان ۵۰ تصویر در ثانیه مشابه سازي می شود .

مشخصات یک کانال استاندارد

محدوده فرکانسی اشغال شده توسط سیگنال های مدوله شده صوت و تصویر را یک کانال تلویزیونی می گویند .

کانال های استاندارد تلویزیون

در استاندارد CCIR_B در محدوده VHF يازده كانال در باند هاي I و III و درمحدوده UHF جهل و هشت كانال در دو باند IV و V ( باند چهار و پنج ) استفاده مي شوند كه در جدول شماره 1 نشان داده شده است .

آنتن و مدار هاي وابسته به آن وظيفه اصلي آنتن دريافت امواج حامل صوت و تصوير است . انتخاب نوع آنتن بستگي به شرايط سيگنال - محل - امكانات و .... دارد كه مهمترين مشخصه اي كه معمولا بايد مورد توجه قرار گيرد نوع باند مورد استفاده است . آنچه مسلم است آنتن باند يك يعني كانال هاي ( 4 - 3 - 2 - ) فقط مناسب همين باند است و براي باند III و باند UHFمناسب نيست . هرچه فركانس موج بالاتر باشد طول موج كوتاه تر مي شود و بالعكس . مي دانيم باند I (يك) تلويزيون داراي فركانس كمتر از باند III است پس طول موج آن بلند تر است و براي دريافت آن كانال ها آنتني با شاخه هاي بلند تر مورد نياز است . طول

شاخه هاي آنتن باند III كمتر از باند يك و طول شاخه هاي آنتن باند UHF خيلي كمتر از دو نوع قبلي است . پس اولين مشخصه اي كه بايد در نظر داشت اين است كه چه كانالي را مي خواهيم دريافت كنيم و به تناسب از آنتن همان باند استفاده كنيم .چون در كارخانه طول هر كدام از ميله ها و همچنين فاصله بين آن ها براي باند مخصوص دقيقا محاسبه مي شود بنابر اين از دستكاري و اضافه و كم كردن قطعات بنا به سليقه بايد خودداري شود .

با از بین رفتن یک نیمه از عنصر هدایت کنده اثرات تداخلی زیاد شده و بهره را کمی کاهش می دهد

کابل

کابل مورد استفاده بر دو نوع می باشد . نوع دو سیمه که دارای امپدانس ۳۰۰ اهم است و در تلویزیون های سیاه و سفید استفاده می شود و کابل هم محور یا کواکسیال ( برای تلویزیون های رنگی )که دارای امپدانس ۷۵ اهم است و دارای یک مغزی است و یک شیلد که حفاظ سیم مغزی می باشد . چنانچه ورودی تلویزیون ۷۵ اهم بوده و لازم باشد از کابل کواکسیال استفاده شود حتما می بایست آنتن مجهز به بالون تطبیق که اصطلاحا به آن مچینگ می گویند باشد .

تیونر

کار تیونر دریافت سیگنال ضعیف از آنتن و تقویت آن و انتخاب کانال دلخواه است . اغلب تلویزیون ها علاوه بر تیونر ( وی اچ اف ) دارای تیونر جداگانه ای برای محدوده ( یو اچ اف ) هستند .این تیونر ها برای جلوگیری از تشعشع و یا تداخل و ممانعت از تاثیر فرکانس های دیگر هر یک داخل محفظه ای فلزی تعبیه می شوند .

طبقه IF وآشکار ساز تصویر ( picture IF & detector section )

وقتی کانال توسط تیونر انتخاب شد یعنی یک فرکانس خاص اجازه عبور پیدا کرد باید بیشتر تقویت شود که این وظیفه بر عهده این طبقه از تلویزیون است . IF اول کلمات Inter frequency به معنی فرکانس میانی است . در این طبقه حامل IF تصویر حدود ده برابر نسبت به حامل IF صوت بیشتر تقویت می شود . در بخش آشکار ساز سیگنال تصویر و صوت که روی موج حامل سوار بودند اینجا باید به اصطلاح پیاده شوند و هر کدام به طبقه بعدی برای تقویت نهایی اعمال شوند ....

طبقه AGC (كنترل خودكار ضريب تقويت )

همانطور كه قبلا گفته شد گيرنده تلويزيون در تمام مدت تحت كنترل فرستنده است و به همين منظور اطلاعات خاصي براي كنترل روي موج حامل كه به آنتن مي رسد سوار شده اند . يكي از اين موارد كنترل ضريب تقويت امواج دريافتي است . موج دريافتي فقط بايد تا حد معيني تقويت شود و گرنه در اثر تقويت زياد پالس هاي همزماني دچار اشكال مي شوند و همزماني تصوير به هم خورده و مشكلات ديگري نيز پديد مي آيد ، اگر اطلاعات رسيده به آنتن ضعيف باشد اين مدار اجازه تقويت بيشتر را مي دهد ولي اگر اطلاعات خيلي قوي باشد بايد تقويت كمتري صورت گيرد.زماني كه قدرت امواج ورودي به آنتن خيلي زياد باشد تنها كنترل ضريب تقويت طبقات IF

كافي نيست و احتياج است كه ضريب تقويت تقويت كننده RF در طبقه قبل يعني تيونر هم كنترل شود كه AGC اين كار را هم بطور اتوماتيك انجام مي دهد

طبقه تقويت تصوير و لامپ تصوير Video section & picture Tube) )

ديديم كه در طبقه آشكار ساز ، سيگنال تصوير از موج حامل جدا شد ولي اين سيگنال براي اينكه به لامپ تصوير اعمال شود هنوز ضعيف است وبايد تقويت شود . الآن اين اطلاعات حدوديك ولت قدرت دارند در حاليكه براي اعمال به لامپ تصوير بايد حدود 50 تا 100 ولت قدرت داشته باشند . در اكثر تلويريون ها كنتراست تصوير قابل تنظيم است و بوسيله يك پتانسيومتر كه در اختيار استفاده كننده مي باشد تغيير مي كند ( در تلويزيون هاي جديد اين كنترل هابوسيله دكمه هايي روي ريموت كنترل قابل تنظيم است ) در اصل ما با تنظيم اين پتانسيومتر ميزان تقويت را كم يا زياد مي كنيم تا تصوير ايده آل بدست آيد.

در اين قسمت بايد از ورود سيگنال صوتي ايجاد شده در آشكار ساز به طبقه تصوير ممانعت شود چون با ورود اين سيگنال ها تصوير ما دچار اختلال خواهد شد به همين منظور از يك مدار هماهنگ بازدارنده استفاده شده كه به آن تله IF تفاضلي گفته مي شود ( Intercarrier Trap ) كه مانع ورود اين سيگنال ها به طبقه تقويت تصوير مي شود

لامپ تصوير تلويزيون و مدار هاي وابسته

اطلاعات تصوير توسط طبقه تقويت تصوير به اندازه كافي تقويت شده و آماده اعمال به لامپ تصوير هستند . در اينجا بهتر است در باره ساختمان لامپ تصوير مختصري توضيح داده شود.

لامپ تصوير داراي دو جزء اصلي است :

1 – الكتروگان Electro Gan كه وظيفه تهيه شعاع الكتروني را بر عهده دارد و از فيلامان ، كاتد ، شبكه كنترل آند شتاب دهنده ، آند كانوني و آند اصلي تشكيل شده است.

– قسمت شيپوري لامپ تصوير كه در جلو آن قرار دارد و در تلويزيون هاي سياه و سفيد جدار داخلي آن از ماده فسفر سانس پوشيده شده است . جدار داخلي و خارجي قسمت شيپوري از لايه زغالي ( گرافيت ) پوشيده شده كه هادي مي باشد . جدار خارجي به شاسي تلويزيون متصل مي شود اما جدار داخلي به آند دوم كه همان آند اصلي لامپ تصوير است متصل است . در خروجي طبقه افقي ولتاژ خيلي زياد ( High voltage ) ساخته مي شود كه توسط كابل « هاي ولتاژ » به محلي به نام اكودك( Aquadag ) به جدار خارجي لامپ متصل مي شود . محل اتصال كابل « هاي ولتاژ » به لامپ قابل جدا شدن است كه بخاطر جلو گيري

از ايجاد جرقه و برق گرفتگي داراي پوشش پلاستيكي است كه به آن پستانك «هاي ولتاژ » مي گويند .مقدار ولتاژ ايجاد شده در اين قسمت براي تلويزيون هاي سياه و سفيد معمولي بر حسب اندازه آن ها بين 9 تا 20 هزار ولت است . سيم پيچ هايي كه دور گردن لامپ تصوير تعبيه شده اند به يوك ( ( Yoke معروف هستند كه وظيفه آن ها انحراف افقي و عمودي شعاع الكتروني است كه از كاتد پرتاب مي شود.سيگنال تصوير كه از طبقه تقويت تصوير خارج مي شود به كاتد و يا شبكه كنترل لامپ تصوير اعمال مي شود و اين سيگنال ميزان شعاع الكتروني را تعيين مي كند و باعث مي شود كه شعاع الكتروني در حين جاروب نقاط صفحه لامپ تصوير ، روشنايي هاييمتناسب با تصوير را ايجاد كند . يك پتانسيومتر هم در مدار كاتد لامپ تصوير قرار مي گيرد كه بنام برايتنس ( Brightness control ) معروف است و ميزان روشنايي متوسط تصوير را قابل تغيير مي سازد اين پتانسيو متر و پتانسيومتر كنتراست و همچنين ولوم صدا جزو كنترل هاي تماشاچي بوده و در جلو كابينت تلويزيون نصب مي شوند/ در قسمت هاي قبل گفته شد كه علاوه بر سيگنال صوت و تصوير ، پالسهاي ديگري روي موج حامل سوار مي شوند كه با حذف هر كدام از آن ها يا ايجاد اختلال دركاركرد آن ها اشكالاتي در كار گيرنده و تصوير و صوت دريافتي ايجاد مي شود . يكي ديگر از اين پالس ها به نام پالس هاي محو كننده افقي و عمودي است . شعاع الكتروني در حال جاروب وقتي به انتهاي يك خط مي رسد قاعدتا بايد به ابتداي خط بعدي منتقل شود يا هنگامي كه صفحه از بالا تا پايين جاروب شد بايد خيلي سريع به بالاي صفحه برگردد و اولين خط را از سمت چپ جاروب كند كه همين برگشت شعاع الكتروني اگر در روي صفحه لامپ تصوير اثرش مشخص شود باعث اختلال در تصوير مي شود.

براي حذف اين خطوط برگشتي هم پالس هايي از فرستنده ارسال مي شود. مقدار ولت رساني به لامپ تصوير و همچنين سيگنال مركب تصوير كه شامل سيگنال تصوير و پالس هاي محو كننده افقي و عمودي و پالس هاي همزماني است طوري محاسبه مي شود كه به ازاي پالس هاي محو كننده كه در سيگنال مركب تصوير موجودند لامپ به حالت قطع افتد تا اثر برگشت شعاع الكتروني روي تصوير مشاهده نشود ولي چون مقدار ولت رساني به لامپ تصوير توسط پتانسيومتر برايتنس هم قابل تغيير است در مواقعي كه روشنايي صفحه زياد است امكان دارد كه پالس هاي محو كننده قادر به محو كامل شعاع برگشت نباشد . به همين دليل

معمولا از طبقات خروجي افقي و عمودي پالس هايي بنام پالس هاي محو كننده افقي و عمودي به كاتد يا شبكه لامپ تصوير اعمال مي شود تا قطع شعاع الكتروني رادر زمان برگشت تضمين كند.

طبقات IF و تقويت صوت Sound If & Amplifier

طبقه IF صوت د رتلويزيون معمولا از دو يا سه طبقه تقويت تشكيل شده كه پس از تقويت لازم سيگنال IF صوت را به آشكار ساز FM تحويل مي دهد.

اين سيگنال صوت آشكار شده سپس از طريق ولوم صدا به طبقات تقويت صوت اعمال مي شود ( آمپلي فاير صوتي ) كه پس از تقويت لازم به بلندگوي دستگاه اعمال مي گردد .

طبقه همزماني sync . section

وظيفه اين طبقه برقراري همزماني لازم بين نوسان ساز هاي جاروب فرستنده و گيرنده است كه اين عمل را به كمك پالس هاي همزماني افقي و عمودي كه در سيگنال مركب تصوير موجود است انجام مي دهد . به اين ترتيب كه پس از دريافت سيگنال مركب تصوير ، پالس هاي همزماني را جدا مي كند و به دو مدار بنام هاي مشتق گير و انتگرال گير اعمال مي كند.مدار انتگرال گير فركانس HZ 50عمودي و مشتق گير فركانس HZ 15625 افقي را از خود عبور مي دهند كه پالس هاي عمودي مستقيما به نوسان ساز عمودي دستگاه اعمالمي

شود وي پالس هاي افقي چون داراي فركانس زياد هستند ممكن است نويز همراه داشته باشند مستقيما اعمال نمي شوند . در اينجا از يك مدار كنترل خودكار فركانس يا AFC ( Automatic Frequency ) استفاده مي شود كه اين مدار داراي دو ورودي است . يكي پالس هاي همزماني و ديگري موجي كه از خروجي مدار افقي تلويزيون يا ( خروجي بخش هوريزانتال ) دريافت مي كند . مدار AFC اين دو موج را با هم مقايسه مي كند و در صورت عدم همزماني ولتاژ تصحيحي ايجاد مي كند كه به نوسان ساز افقي تلويزيون اعمال مي شودتا بتواند خودش را با فرستنده همزمان كند.