1 Физически   основи   на   изграждането   на   телевизионните   и 

видеотехнически устройства и системи

1.1

Понятия за светлината като източник на информация.

1.1.1 Кратък исторически преглед за развитието на телевизията и системите 

за предаване на визуална информация.

Според   едно   изказване   на   френския   писател   и   икономист   Жорж   Елгози, 

човечеството е направило две големи открития – книгопечатането, което способствува 
за разпространението на книгите, и телевизията, която откъсва човека от четенето. Днес 
почти във всеки дом има телевизионен приемник. Голямо е и разпространението и на 
различните   видеотехнически   устройства   –   видеокамери,   видеокасетофони   и   др. 
Многобройни   са   социологическите   проучвания   за   това   колко   време   прекарва 
съвременния   човек   пред   телевизора.   И   всяко   ново   проучване   показва,   че   часовете 
отделени   за   тази   цел,   нарастват   все   повече   и   повече.   Това   доказва   и   голямата 
популярност   на   телевизията   като   едно   от   най   –   големите   постижения   на   научно   – 
техническата мисъл.

През   последните   двадесетина   години   специалистите   –   създатели   на 

телевизионни (ТВ) устройства и системи намериха ново поле за изява. Днес едва ли 
има област на науката и техниката в която в една или друга степен да не се използват 
телевизионни   устройства   и   системи.   Такава   област   например   са   изследванията   на 
Космоса. Почти няма космически летателен апарат, в който да не са монтирани ТВ 
системи. Тяхното предназначение е най – различно – от осъществяването на двустранна 
ТВ свръзка между космическия  летателен апарат  и командния  център на Земята до 
специалните   ТВ   наблюдения   на   повърхността   на   другите   планети   и   оригиналните 
научни изследвания в Космоса.

В   техническата   кибернетика   и   роботика,   и   в   автоматичното   управление   на 

производствените   процеси   повечето   от   системите   за   разпознаване   на   образи   са 
телевизионни.

В биологията и медицината на ТВ принцип има създадени редица устройства за 

разпознаване на микро обекти, за броене на клетки и кръвни елементи, за разнообразни 
количествени измервания.

Телевизионните   системи   намират   приложение   и   в   минералогията, 

метеорологията и много други науки. В този смисъл бъдещето на тази система има 
големите перспективи на телевизията изобщо.

Под термина  

телевизия

 се разбира изграждането, предаването на разстояние и 

приемането на образ и звук. Съществуват и други подобни определения като например: 
телевизията представлява клон от науката и техниката в който се разглеждат методите 
и техническите средства за предаване на разстояние на изображения по електрически 
свързочни канали. Понякога телевизията се нарича наблюдението от разстояние.

Изображението   представлява   възприятието   на   обкръжаващата   ни   среда 

посредством зрителните органи. Когато се наблюдава даден обект, изображението му 
посредством оптическото устройство  на очите се проектира  върху ретината (очните 
дъна). В главния мозък това изображение се анализира, запомня и сравнява с по – рано 
наблюдавани изображения. По такъв начин се осъществява разпознаване на обектите.

Способността на нашата зрителна система да разпознава обектите по техните 

оптически изображения лежи в основата на съвременната телевизия.

Съвкупността от оптически, електронни и радиотехнически устройства служещи 

за предаване на изображения на разстояние образуват телевизионна система.

Основните   предпоставки   за   възникването   на   телевизията   са   редица   научни 

открития и постижения в края на 19 и началото на 20 век. Такива са фундаменталните 
работи   на   Айнщайн   и   Планк   върху  физическото   явление   фотоефект,   развитието   на 
теорията на фотопроводимостта от У. Смит, откритието на Едисон за получаване на 
електрически ток във вакуум и др.

Най – напред се развива черно – бялата телевизия, като едновременно с нейното 

развитие в ТВ лаборатории се работи по създаването на цветна телевизия.

Едва   през   1953   г.   като   стандарт   в   САЩ   е   утвърдена   системата   за   цветна 

телевизия  NTSC  (

National  Television  System  Comittet

)   –   национален   комитет   по 

телевизионни системи. По – късно (1960 г.) тази система се внедрява в Япония, а в 1964 
г. в Канада. Системата NTSC, която е съвместима с американския стандарт за черно – 
бяла телевизия – 525 реда и 60 кадъра (полета) е неподходяща за европейския стандарт 
625 реда и 50 полета. Това налага разработването на друга система за цветна телевизия, 
която да съотвествува на европейския стандарт. Така възникват системите PAL (

Phase 

Alternative  Line

) – в Германия и  SECAM  (

Sequence  de  Couleurs  Arec  Memoire

) – във 

Франция (1954 г.). По – нататък съгласно договор за сътрудничество между бившия 
СССР и Франция, системата  SECAM се усъвършенства доразвива съвместно и в своя 
окончателен вариант се внедрява в редица страни на Европа и Африка.

В България през 1956 г. започват експериментални излъчвания на телевизионна 

програма,   реализирана   от   колектив   от   специалисти   в   ТУ   –   София.   Професионални 
излъчвания на черна – бяло телевизионно изображение се осъществява за първи път на 
07.11.1959 г. Излъчване на телевизионни сигнали за цветно изображение започва през 
1972 г. В течение на първите 50 

-тина

 години от съществуването на телевизията се работи 

с така наречената аналогова форма на видеосигнала, т.е видът на електрическия сигнал 
се запазва такъв, какъвто се получава на изхода на преобразователя светлина – сигнал.

Първото експериментално цифрово студио е създадено във Франция през 1985 г. 

в гр. Рен, второто също е внедрено във Франция през 1986 г. в Париж. Днес цифрови 
студия се експлоатират във Великобритания – от 1986 г., в САЩ от 1987 г., в Япония – 
от 1988 г.

За   предаване   на   висококачествено   телевизионно   изображение   на   разстояние 

решителна роля изиграват спътниковите комуникационни системи и кабелните мрежи. 
Спътниковите системи се разделят на две основни групи :

•

Спътници,   предназначени   за   комуникация   и   транслиране   на 

телевизионни и радиопрограми;

•

Спътници на геостационарна орбита за директно приемане от космоса;

Днес като основни спътници за комуникация могат да се посочат – Intelsat VBF 

15,  Intelsat  VAF-11,  Eutelsat  – 1F5,  Eutelsat  – 1F4,  Astra  1A,  Telecom  – 1C  и др. Като 
спътници за директно приемане могат да се посочат – TV – Sat, ECS, Olympus 1, TDF – 
1, Tele – X, и много други.

Първото излъчване на телевизионна програма с помощта на изкуствен спътник е 

реализирано през нощта на 10 срещу 11 юли 1962 г. между Франция и САЩ.

През   1970   г.   в   лабораторията  NHK  в   Япония   започват   изследвания   по 

създаването   на   телевизионна   система   с   висока   разделителна   способност   (ТВРС)   – 
HDTV  (

High  Definition  Television

). След разработването на системата фирмата  SONY 

конструира и предлага на пазара комплект студийна апаратура за ТВРС. В началото на 
80

-те

 години интересът към ТВРС силно нараства. Опитите обаче да се създаде единен 

световен   стандарт,   с   който   да   се   избегнат   затрудненията,   които   телевизионните 
организации   срещат   днес   поради   съществуването   на   няколко   системи   за   цветна 
телевизия   не   се   увенчават   с   успех.   Така   освен   Японската   система   се   разработват 
европейската   и   американската   системи.   Японската   система,   наречена  HI  –  Vision 

работи с 1125 телевизионни реда и 60 полета. Европейската система наречена Eureka – 
95 е с 1250 реда и 50 полета. Излъчване на телевизионни сигнали по двете системи е 
извършено по време на събитието  Italia  – 90. Сигналите се предаваха по спътниците 
TDF–1 и TV–SAT–2. RAI беше организацията осигурила изображенията от различните 
източници.

Стандартизираните системи за цветна телевизия са създадени при съобразяване 

с изискването за съвместимост със съществуващите системи за черно – бяла телевизия. 
Направените   компромиси   в   тази   връзка   предизвикват   определени   слаби   места   на 
системите – интерференции между яркостния сигнал и сигнала за цветност, причинени 
от високочестотните (ВЧ) съставки на тези сигнали. Освен това при предаване на PAL 
и SECAM сигнали по космически линии за свръзка честотната модулация на носещата 
честота   предизвиква   трудности   свързани   с   появата   на   интермодулационни 
изкривявания. През януари 1983 г. IBA (

Indipendent Broadcasting Autity

) и BBC (

British 

Broadcasting Corporation

) представиха нов метод за предаване на телевизионни сигнали 

–   това   беше   системата  MAC  (

Multiplexed  Analogue  Components

  –   Мултиплексирани 

аналогови компоненти). Тези системи се базират на свиването и мултиплексирането 
във   времето   на   яркостния   сигнал   и   на   цветовите   сигнали.   Системата  MAC  решава 
задачата   за   съвместимост   на   космическите   със   земните   телевизионни   канали. 
Разновидности на тази система: C-MAC, D-MAC, D2-MAC. Буквите C, D D2 отговарят 
на особеностите при кодирането на звуковия съпровод, които във всички системи MAC 
е в цифров вид.  C-MAC  е предназначена за излъчване на видеосигнала със сателити; 
D2-MAC се използва за теснолентови кабелни системи и D-MAC за някои космически 
свръзки с по – тесни честотни ленти.

1.1.2 Някои първи проекти на системи за предаване на изображения.

През 1878 г. португалският учен Ди Пайва изказва една оригинална идея. Той 

твърди,   че   всяко   плоско   изображение   (картина)   се   състои   от   много   на   брой   малки 
участъци   с   еднаква   яркост,   и   ако   е   възможно   те   да   се   предават   на   разстояние 
последователно един след друг, може да се предаде и цялото изображение.

Тези   участъци   от   повърхността   на   плоското   изображение   се   наричат   негови 

елементи, а идеята на Ди Пайва е позната като “процес на последователно разлагане на 
плоското изображение на елементи”.

По същото време в Германия живее и работи младият инженер и изобретател 

Паул   Нипков,   който   проявява   жив   интерес   към   идеята   на   Ди   Пайва.   Вълнува   го 
мисълта,  как  може да се  създаде  устройство  за  нейната  реализация.  През 1875 г.  е 
предложен проекта на Дж. Кери – Франция (фиг.1.1).

+ -

+

+

+

+

-

-

-

-

-

+

фиг.1.1