VIDEO ANALOG

VISION

Mari kita berpikir tentang visi manusia untuk sejenak. Mata menerima gambar, dan ratusan ribu serat dalam saraf optik secara bersamaan dikirim ke sinyal otak yang, diambil bersama-sama, mewakili seluruh pemandangan. Penglihatan manusia menggunakan kelimpahan "saluran," sekaligus.

Namun di televisi, seluruh adegan harus dikirim melalui saluran tunggal. Anggap saja sebagai proses serial, diturunkan rangkaian seri. Dalam kamera sinyal listrik dibentuk untuk mewakili kecerahan perubahan dan warna dari setiap bagian. Sinyal ini dikirim ke monitor. Pada monitor sinyal ditransformasikan kembali menjadi cahaya, dan gambar dipasang di layar monitor dalam posisi yang tepat relatif.

Dalam sistem televisi, gambar yang kita ingin lihat adalah "dipindai" berurutan, atas ke bawah, kiri ke kanan. Pengulangan ini terjadi pada tingkat sekitar 30 kali setiap detik, sehingga kita katakan bahwa televisi berjalan pada kecepatan 30 frame per detik.

Meskipun elemen gambar diletakkan di atas layar satu demi satu, mereka semua harus dirasakan sekaligus. Persyaratan ini dipenuhi oleh kegigihan visi - properti mata. Ketika cahaya memasuki mata dimatikan, kesan ringan berlangsung selama sekitar sepersepuluh detik. Jadi, jika semua elemen gambar dalam gambar disajikan berurutan dengan mata dalam sepersepuluh dari daerah, detik atau kurang seluruh layar muncul diterangi, walaupun sebenarnya hanya satu titik cahaya hadir pada setiap saat. Kegiatan dalam adegan diwakili, seperti dalam film, oleh serangkaian gambar diam, masing-masing berbeda sedikit dari mereka yang sebelum dan sesudahnya.

Persepsi gerak datang kepada kita oleh serangkaian gambar diam - Muybridges terkenal berderap percobaan kuda akhir 1800-an

Hitam dan Putih Televisi

elektron

Sebelum kita pergi lebih lanjut dalam pembahasan kita video, mari kita luangkan waktu sejenak untuk melihat-lihat elektron, karena mereka adalah dasar dari bisnis televisi secara keseluruhan tetap, dan sebuah gambaran singkat akan sangat berharga dalam diskusi kita monitor dan TV set kemudian pada.

Elektron ini sering digambarkan sebagai "partikel listrik." Karakteristik yang kita peduli untuk saat ini adalah bahwa sebuah elektron memiliki muatan listrik. By the way, arus listrik ke kawat adalah aliran elektron, juga.

Elektron ditemukan pada tahun 1895 oleh Joseph J. Thomson, seorang fisikawan Inggris, dalam bentuk sinar katoda - sebenarnya aliran partikel elektron. Apa yang benar-benar menarik tentang sinar katodaadalah bahwa mereka dapat dibelokkan oleh medan magnet dan listrik. Sebuah elektron pada dasarnya ringan - itu memiliki massa sekitar 9,1083 10-28 gram X.

Mari kita sekarang mencoba untuk melakukan sesuatu yang berguna dengan aliran elektron. Jika kita bergerak dalam pola tertentu di seluruh tabung gambar kami, kita mendapatkan:

scanning

Proses mogok adegan menjadi elemen-elemen gambar dan pemasangan kembali mereka di layar dikenal sebagai pemindaian. Ini seperti gerak mata Anda ketika Anda membaca halaman ini. Dalam pemindaian, adegan ini dibagi menjadi serangkaian garis horizontal.

Prinsip pemindaian (perhatikan bagaimana setiap baris memecah adegan menjadi elemen-elemen diskrit intensitas gambar)

A voltage created as the camera scans across one line of the Parthenon shot

Pada Kamera Kamera "membaca" baris paling atas dari kiri ke kanan, menghasilkan serangkaian sinyal listrik yang sesuai dengan lampu dan bayangan di sepanjang jalur itu. Kemudian melewati kembali ke ujung kiri baris berikutnya di bawah ini dan mengikutinya dengan cara yang sama. Dalam mode ini kamera membaca seluruh wilayah dari garis, adegan demi baris, sampai bagian bawah gambar tercapai. Kemudian kamera memindai gambar berikutnya, mengulangi proses terus menerus. Kamera televisi kini telah menghasilkan urutan cepat impuls listrik, mereka sesuai dengan urutan elemen gambar dipindai di setiap lini dari setiap gambar.

Pada Monitor

Pada monitor televisi sinyal ini pulih dan mengontrol tabung gambar. Tabung gambar menciptakan sebuah gambar yang terdiri dari garis horizontal seperti yang diproduksi di kamera. Sebagai kamera memeriksa garis paling atas, tempat cahaya yang dihasilkan oleh tabung gambar bergerak di layar dan menghasilkan garis paling atas cahaya pada layar. Sinyal video menyebabkan titik cahaya menjadi lebih terang atau lebih gelap ketika bergerak, sehingga unsur-unsur gambar dipindai oleh kamera yang direproduksi baris demi baris di monitor, sampai seluruh wilayah layar ditutupi, menyelesaikan gambar. Kemudian proses ini diulang.

Cobalah Ini At Home!

Pergi ke tempat teman Anda. Orang yang tidak mendapatkan pinjaman dari TV warna ketika mereka pindah ke Toronto, sehingga mereka memiliki hitam clunker dan set putih sebagai gantinya. Ambil kaca pembesar dengan Anda.

Hidupkan set, dengarkan saluran, dan tahan kaca pembesar ke layar. Perhatikan garis pemindaian yang membentuk gambar. Jika kau teman bertanya apa yang Anda lakukan, katakan 'em Anda berlatih Anda Sherlock Holmes kesan.

By the way, ini tidak benar-benar bekerja pada TV berwarna, tapi ada hal yang bagus kita bisa mencari, bahwa kita akan menyebutkan nanti.

mempertauntukan

Field One

Field Two

Interlaced Together...

Karena lapisan fosfor pada tabung gambar hanya dapat menyimpan informasi gambar untuk jumlah waktu tertentu, flicker hasil jika pemindaian dari atas ke bawah hanya terjadi pada 30 frame per detik. Untuk menghindari flicker, setiap gambar masih disajikan dua kali oleh proses yang dikenal sebagai scanning interlaced. Setelah baris paling atas dipindai, ruang untuk baris lain yang tersisa segera di bawahnya, dan garis scan berikutnya muncul tepat di bawah ruang kosong. Sebagai hasil pemindaian, jalur alternatif di-scan, dengan ruang-ruang kosong di antara mereka. Ini merupakan pertunjukan pertama dari gambar diam. Gambar berikutnya juga terdiri dari garis spasi, dan garis yang jatuh tepatnya di ruang-ruang kosong dari gambar sebelumnya, sehingga seluruh layar diisi oleh dua set garis pemindaian interlaced. Kedua set garis pemindaian yang calledfields. Ada dua bidang untuk setiap frame pemindaian televisi.

The Sawtooth Gelombang

Pertimbangkan sejenak jejak yang sebenarnya dari berkas elektron baik dalam kamera atau tabung gambar. It goes merata dari kiri ke kanan, kemudian terkunci kembali dengan cepat ke kiri. Proses berulang berulang. Untuk membuat balok melakukan hal ini, kita menerapkan tegangan scanning untuk kumparan kawat di leher tabung yang bertindak sebagai elektromagnet bergerak balok sekitar. Tegangan pemindaian ini disebut gigi gergaji dan tampak seperti, baik, gigi gergaji - sebuah jalan bertahap halus dalam tegangan, diikuti dengan kembalinya mendadak ke awal jalan lagi. Bergerak berkas elektron dari kiri ke kanan di layar, dan kemudian dengan cepat kembali, mengikuti bentuk gelombang tegangan pemindaian.

Pemindaian vertikal dalam sistem televisi dilakukan sama, seperti balok bergerak 60 kali per detik dari atas layar ke bawah. Kita harus mengendalikan gelombang gigi gergaji dalam beberapa cara.

Sawtooth wave

Televisi Proses pemindaian dasar (klik pada gambar untuk tampilan lebih besar)

Sinkronisasi Sinyal

Kami telah membuat tegangan terus berubah disebut "video" sinyal. Dalam bentuk primitif, itu hanya perubahan sinyal listrik yang mewakili daerah terang dan gelap dari sebuah adegan. Sinyal-sinyal pergi dari "nol persen" sewenang-wenang atau "tidak tingkat cahaya" untuk "100 persen" atau "tingkat cahaya maksimum", skala kami sebenarnya 7,5-100. Karena sinyal ini diterapkan pada CRT berkas elektron, itu mereproduksi dengan cahaya berbagai bidang gambar.

How we tell monitors how to scan from one line to the next

Horizontal Interval Tetapi ketika kita ingin menelusuri kembali garis scan kembali ke kiri lagi, kita tidak ingin melihat itu - kita ingin "blanked" keluar. Jadi, selama periode "kanan ke kiri" retrace, kita masukkan ke dalam sinyal video kami "blanking pulsa horisontal" (di "unit nol," jadi kita tidak akan melihat retrace tersebut). Ini bagus, tetapi untuk memastikan bahwa gigi gergaji kita tidak hanyut frekuensi selama waktu yang lama (yang akan "membelokkan" gambar kita dengan cara yang tak terduga), kami kirim, dalam periode blanking horisontal sebuah "pulsa sync horizontal." Hal ini dapat digunakan untuk memberi makan sirkuit generator gigi gergaji, untuk memberikan tersentak, kembali menyinkronkannya pada akhir setiap baris. Kami akan menempatkan ini pulsa sync pada intensitas mana dengan mudah dapat dideteksi oleh rangkaian gigi gergaji, dan tidak akan pernah dilihat oleh pemirsa - di "-40" pada skala relatif kami. Pulsa akan dikirim 15.734 kali per detik (satu untuk setiap baris video).

The vertical interval, featuring blanking, vertical sync pulse, and equalizing pulses (click on the picture for a bigger view)

vertikal Interval Sebuah proses serupa terjadi dengan sapuan vertikal. Sebuah pulsa sinkron vertikal dibuat. Pulsa ini memicu generator gelombang gigi gergaji kedua - salah satu yang mengontrol "atas ke bawah, dan kembali ke atas" bagian dari pemindaian. Ini memberitahu generator ini "lebih baik membuat jalan kembali ke atas layar sekarang." Bentuk pulsa sinkron vertikal sebenarnya enam pulsa kecil. Itu dibuat dengan cara ini untuk memberikan sinkronisasi untuk generator gigi gergaji horisontal selama periode retrace vertikal. Selain pulsa sinkron vertikal, kelompok lain pulsa diperlukan bila menggunakan pemindaian interlaced. Interlacing terjadi karena bidang kedua pemindaian dimulai setengah jarak garis di seluruh layar, relatif terhadap kolom pertama. Ini berarti bahwa tegangan gigi gergaji vertikal (dalam monitor) untuk satu bidang harus jatuh satu baris setengah kemudian daripada yang lain. Sekarang, karena menyapu vertikal kita terkunci ke dalam pulsa sinkron vertikal, mereka harus jatuh satu baris setengah setelah pulsa sinkron terakhir horisontal dalam satu bidang, dan satu baris penuh setelah pulsa sync terakhir horisontal di bidang lainnya. Satu kelompok dari enam "menyamakan" pulsa mendahului pulsa sync vertikal untuk memungkinkan hal ini terjadi dengan benar, kelompok lain mengikuti it.So, pulsa penyama membuat jalinan terjadi dan memulai scan pada titik-titik yang tepat di masing-masing dua bidang video.

No horizontal hold, due to missing horizontal sync pulses

Vertical roll due to lack of luck with vertical sync pulse

The vertical intervals at the end of each field differ a bit...

Ada satu hal lagi Anda harus menyadari: ada dua interval vertikal, satu demi satu field pertama, dan satu lagi setelah kolom kedua. Mereka sedikit berbeda. Perhatikan bahwa pada Gambar. A, field pertama selesai setelah garis setengah dari video, pulsa menyamakan pertama kini mengungsi hanya garis setengah dari pulsa sinkron terakhir horisontal di bidang sebelumnya. Demikian juga, baris pertama dari video hanya garis setengah. Bagian kedua (Gambar B) dilengkapi dengan garis penuh video, dan interval vertikal yang sesuai dimulai dengan garis penuh video (yang merupakan awal dari lapangan satu, lagi.) Jika tidak, blanking interval vertikal untuk bahkan dan bidang garis aneh adalah identik.

Hal yang menarik untuk pelanggan TV berbayar: sering, bergegas video hanya video tanpa sync - apa yang Anda mungkin harus membayar untuk adalah sinyal sinkronisasi horisontal!