Телевидение

<час />

Фон

Среди технических достижений, которые стали доминировать в нашей жизни, телевидение, несомненно, входит в первую десятку. В Соединенных Штатах более 98% домохозяйств имеют хотя бы один телевизор, а 61% получают кабельное телевидение. Среднее домашнее хозяйство смотрит телевизор семь часов в день, что помогает объяснить, почему новостные, спортивные и образовательные организации, а также рекламодатели ценят это устройство для общения.

Устройство, которое мы называем телевизором, на самом деле является телевизионным приемником, который является конечной точкой системы вещания, которая начинается с телевизионной камеры или передатчика и требует сложной сети вещательных передатчиков с использованием наземных вышек, кабелей и спутников для доставки оригинала. картина в наши гостиные. Телевизионное изображение в США, будь то черно-белое или цветное, состоит из 525 горизонтальных строк, которые проецируются на экраны с соотношением ширины к высоте четыре к трем. Электронными методами на экран сканируется 30 изображений в секунду, каждое из которых разбито на эти горизонтальные линии.

История

Развитие телевидения происходило в течение ряда лет во многих странах с использованием широкого применения наук, включая электричество, машиностроение, электромагнетизм, звуковые технологии и электрохимию. Ни один человек не изобрел телевидение; напротив, это собрание изобретений, усовершенствованных в условиях жесткой конкуренции.

Химические вещества, являющиеся проводниками электричества, были одними из первых открытий, приведших к появлению телевизоров. Барон Энс Берцелиус из Швеции выделил селен в 1817 году, а Луи Мэй из Великобритании в 1873 году обнаружил, что этот элемент является сильным проводником электричества. Сэр Уильям Крукс изобрел электронно-лучевую трубку в 1878 году, но этим открытиям потребовалось много лет, чтобы они слились в единую основу телевидения.

Пауль Нипков из Германии сделал первый грубый телевизор в 1884 году. Его механическая система использовала сканирующий диск с небольшими отверстиями, чтобы собирать фрагменты изображения и печатать их на светочувствительной селеновой трубке. Ресивер снова собрал картинку. В 1888 году У. Холлвакс применил фотоэлементы в фотоаппаратах; Катодные лучи были продемонстрированы как устройства для повторной сборки изображения на приемнике Борисом Розингом из России и А.А. Кэмпбелл-Суинтоном из Великобритании, которые работали независимо в 1907 году. Бесчисленные пионеры радио, включая Томаса Эдисона, изобрели методы передачи телевизионных сигналов.

Джон Логи Бэрд из Шотландии и Чарльз Ф. Дженкинс из Соединенных Штатов сконструировали первые настоящие телевизоры в 1920-х годах, объединив механический сканирующий диск Нипкова с ламповыми усилителями и фотоэлементами. 1920-е годы были критическим десятилетием в развитии телевидения, потому что ряд крупных корпораций, включая General Electric (GE), Radio Corporation of America (RCA), Westinghouse и American Telephone &Telegraph (AT&T), начали серьезные исследования в области телевидения. К 1935 году механические системы передачи черно-белых изображений были полностью заменены электронными методами, которые могли генерировать сотни горизонтальных полос со скоростью 30 кадров в секунду. Владимир Зворыкин, иммигрант из России, который сначала работал в Westinghouse, а затем в RCA, запатентовал электронную трубку камеры на основе катодной трубки. Фило Т. Фарнсворт и Аллен Б. Дюмон, оба американцы, разработали звукосниматель, который к 1939 году стал домашним телевизионным приемником.

Columbia Broadcasting System (CBS) вступила в борьбу с цветным ТВ и боролась с RCA за совершенствование цветного телевидения, сначала с помощью механических методов, пока не могла быть разработана полностью электронная цветная система. Радиопередачи конкурентов появлялись на протяжении 1940-х годов, хотя прогресс был замедлен как Второй мировой войной, так и Корейской войной. В первой цветной передаче CBS 25 июня 1951 года участвовали Эд Салливан и другие звезды сети. К 1954 году в США уже началось коммерческое цветное телевещание.

Сырье

Телевизор состоит из четырех основных наборов частей, включая внешний вид или корпус, систему приема звука и динамиков, кинескоп и сложную массу электроники, включая кабельные и антенные устройства ввода и вывода, встроенную антенну в большинстве наборов. , приемник дистанционного управления, компьютерные микросхемы и кнопки доступа. Пульт или «кликер» можно считать пятым комплектом деталей.

Корпус набора изготовлен из литого пластика, хотя для некоторых моделей по-прежнему доступны деревянные шкафы. Металлические и пластмассовые детали также составляют аудиосистему. Для кинескопа требуется стекло высокой точности, флуоресцентное химическое покрытие и электронные приспособления вокруг и на задней части лампы. Трубка поддерживается внутри корпуса скобами и скобами, встроенными в корпус. Антенны и большинство соединений ввода-вывода выполнены из металла, а некоторые покрыты специальным металлом или пластиком для улучшения качества соединения или изоляции устройства. Чипы, конечно же, сделаны из металла, припоя и кремния.

Крепление для призматических сканирующих дисков, изготовленное К. Фрэнсисом Дженкинсом в 1923 году. (Из собраний Музея Генри Форда и Гринфилд-Виллидж.)

К удивлению большинства людей, телевизионные передачи начались почти за 25 лет до окончания Второй мировой войны. Джон Логи Бэрд в Англии и К. Фрэнсис Дженкинс в США в 1925 году организовали публичные демонстрации телевидения. В отличие от послевоенных электронных телевизоров, в этих ранних системах использовались методы механического сканирования.

Дженкинс внес значительный вклад в исследования оптического пропускания в течение 1920-х годов. В 1922-1923 годах он сконструировал механические призматические дисковые сканеры для передачи изображений. Эти сканеры фокусировали и преломляли свет через призмы, стертые по краям перекрывающихся стеклянных дисков. Когда диски вращались, световая точка сканировала по горизонтали и вертикали светочувствительную поверхность. Это генерировало электрические сигналы, необходимые для передачи. В 1922 году Дженкинс отправил факсимильные копии фотографий по телефону, а в следующем году передал изображения президента Хардинга и других по радио с улучшенным сканером. Однако, в отличие от телевидения, эти первые тесты отправляли только неподвижные изображения.

Дженкинс публично транслировал движущиеся изображения со своим оборудованием в 1925 году. В его первой 10-минутной передаче силуэтом были показаны движения небольшой действующей ветряной мельницы. К 1931 году у него были экспериментальные телевизионные станции, работавшие в Нью-Йорке и Вашингтоне, округ Колумбия.Он продавал комплекты приемников желающим смотреть его телепередачи и поощрял участие любителей. Вместе с другими компаниями Дженкинс способствовал небольшому, недолговечному «буму» механического телевидения. К 1933 году, однако, низкое качество изображения при механическом сканировании убедило крупных производителей использовать возможности электронных технологий, и эпоха механического телевидения закончилась.

Эрик Манти

Дизайн

Дизайн телевизора требует участия и совместной работы целого ряда инженеров-конструкторов. Аудио, видео, пластик, волокно Схема телевизионного приемника. инженеры по оптике и электронике участвуют в разработке концепции нового телевизора, а также технических и торговых характеристик, которые будут его выделять. Новый дизайн телевидения может включать одно или несколько новых приложений в качестве функций. Это может быть только другой размер существующей модели, или он может включать в себя ряд новых функций, таких как улучшенная звуковая система, пульт дистанционного управления, который также управляет другими развлекательными устройствами, а также улучшенный экран или изображение, например плоский черный экраны, недавно появившиеся на рынке.

Концептуальные планы нового набора разрабатываются командой инженеров. Концепция может меняться и многократно перерисовываться до того, как проект будет предварительно принят в производство. Затем инженеры выбирают и проектируют компоненты набора, и создается прототип для подтверждения конструкции. Прототип важен не только для подтверждения конструкции, внешнего вида и функции установки, но и для инженеров-технологов для определения производственных процессов, обработки, инструментов, роботов и модификаций существующих производственных линий завода, которые также должны быть спроектированы. или модифицированы в соответствии с предложенным новым дизайном. Когда прототип проходит строгие проверки и одобряется к производству руководством, составляются подробные планы и спецификации на проектирование и производство модели. Затем можно заказать сырье и компоненты, произведенные другими, производственную линию можно построить и испытать, и первые комплекты могут начать свою работу по сборочной линии.

Производственный
процесс

Жилье

• 1 Почти все корпуса телевизоров изготавливаются из пластика с помощью процесса литья под давлением, при котором изготавливаются прецизионные формы, а жидкий пластик впрыскивается под высоким давлением для заполнения форм. Кусочки извлекаются из форм, обрезаются и очищаются. Затем они собираются, чтобы закончить корпус. Формы сконструированы таким образом, что кронштейны и опоры для различных компонентов являются частью корпуса.

Картинная трубка

• 2 Телевизионный кинескоп или электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) изготовлен из прецизионного стекла, форма которого имеет слегка изогнутую пластину спереди или на экране. Он также может иметь темный оттенок, добавленный к стеклу лицевой панели, либо во время производства стекла, либо путем нанесения непосредственно на внутреннюю часть экрана. Более темные лицевые панели улучшают контраст изображения. При изготовлении трубки водная суспензия люминофора позволяет химикатам оседать на внутренней стороне лицевой панели, после чего на это покрытие накладывается тонкая пленка. алюминия, который пропускает электроны. Алюминий служит зеркалом, чтобы свет не отражался обратно в трубку.

  Стекло для кинескопов поставляется ограниченным количеством производителей в Японии и Германии. Количество качественного стекла, необходимого для кинескопов, ограничено, и появление больших экранов создало дефицит в этой части отрасли. Большие экраны также очень тяжелые, поэтому в 1980-х годах были разработаны плоские дисплеи с жидкокристаллическими дисплеями с плазменной адресацией (PALC). В этой газоплазменной технологии используются электроды для возбуждения слоев неона или оксида магния, поэтому они испускают ультрафиолетовое излучение, которое активирует люминофор на задней панели телевизионного экрана. Поскольку газ задерживается тонким слоем, экран также может быть тонким и легким. В проекционных телевизорах для проецирования изображений используются цифровые микрозеркальные устройства (DMD).

  Сразу за люминофорным экраном находится теневая маска с 200 000 отверстий; отверстия точно обработаны, чтобы выровнять цвета, излучаемые тремя электронными лучами. У лучших сегодня кинескопов есть теневые маски, которые изготовлены из сплава никель-железо, называемого инваром; наборы меньшего качества имеют маски из железа. Этот сплав позволяет лампе работать при более высоких температурах без искажения изображения, а более высокие температуры позволяют получать более яркие изображения. В люминофорное покрытие внутри трубки также добавлены редкоземельные элементы для повышения яркости.

  Электроны запускаются тремя трубчатыми металлическими электронными пушками, которые аккуратно вставлены в шейку или узкий конец трубки. После того, как электронные пушки помещаются внутрь трубки, кинескоп откачивается до почти вакуума, чтобы воздух не мешал движению электронов. Небольшое отверстие в задней части трубки закрывается установленной электрической вилкой, которая будет расположена рядом с задней частью устройства. Отклоняющее ярмо, состоящее из нескольких электромагнитных катушек, расположено вокруг шейки кинескопа с внешней стороны. Катушки вызывают импульсы высокого напряжения, которые направляют сканирующие электронные лучи в нужном направлении и с нужной скоростью.

Аудиосистема

• 3 В корпусе также находятся фитинги для динамиков, проводка и другие части аудиосистемы. Колонки обычно изготавливаются специализированным производителем в соответствии со спецификациями производителя телевизора, поэтому они собираются в комплекте как компоненты или сборочные узлы. Электронные регуляторы звука и интегральные схемы собираются в панели в комплекте по мере его движения по сборочной линии.

Электроны запускаются тремя трубчатыми металлическими электронными пушками, расположенными в шейке или узком конце изображения. трубка. После того, как электронные пушки помещаются внутрь трубки, кинескоп откачивается до почти вакуума, чтобы воздух не мешал движению электронов. Фильтр выбора цвета с 200 000 отверстий находится сразу за экраном телевизора; отверстия точно обработаны, чтобы выровнять цвета, излучаемые тремя электронными лучами.

Электронные детали

• 4 Когда кинескоп, аудиодинамики и насадки собраны в комплект, к задней части комплекта добавляются другие электронные элементы. Антенны, кабельные разъемы, другие входные и выходные разъемы, электроника для приема сигналов дистанционного управления и другие устройства изготавливаются специализированными подрядчиками или в качестве узлов в другом месте на сборочной линии. Затем они устанавливаются в комплект, и корпус закрывается.

Контроль качества

Как и в случае со всеми прецизионными устройствами, контроль качества производства телевизора - это жесткий процесс. Инспекции, лабораторные испытания и полевые испытания проводятся во время разработки прототипов и в процессе производства, поэтому получаемый телевизор не только технологически безопасен, но и безопасен для использования в домах и на предприятиях.

Побочные продукты / отходы

При производстве телевизора нет побочных продуктов, хотя многие другие устройства входят в «семейство» телевизоров и часто производятся одним и тем же производителем. К ним относятся пульт дистанционного управления, компьютерные мониторы, видеомагнитофоны (VCR), проигрыватели лазерных дисков и множество устройств, для которых может потребоваться совместимая конструкция и компоненты. Специализированные телевизоры производятся для некоторых отраслей промышленности, включая телевизионные студии и передвижные вещательные предприятия, больницы, а также для приложений наблюдения в целях общественной безопасности и использования в труднодоступных или опасных местах.

Отходы могут включать металлы, пластмассы, стекло и химические вещества. Металлы, пластмассы и стекло изолируются и перерабатываются, если они не были подвергнуты специальной обработке или покрытию. Химические вещества находятся под тщательным наблюдением и контролем; часто они могут быть очищены и переработаны, что позволяет свести к минимуму удаление опасных отходов. Планы по обращению с опасными отходами действуют на всех этапах производства, как для минимизации количества отходов, так и для защиты рабочих.

Будущее

Будущее телевидения уже наступило. Телевидение высокой четкости (HDTV) было разработано Японской вещательной корпорацией и впервые продемонстрировано в 1982 году. Эта система создает изображение кинематографического качества за счет использования изображения размером 1125 строк на экране формата «почтовый ящик» с шириной от 16 до 9 пикселей. соотношение высоты. Высококачественные плоские экраны, подходящие для HDTV, совершенствуются с использованием синтетической алмазной пленки для излучения электронов при первом применении синтетических алмазов в электронных компонентах. Другие разработки в приемнике включают позолоченные гнезда, переключатель внутренней полярности на больших экранах, который компенсирует влияние магнитного поля Земли на прием изображения, аксессуары для устранения призраков на экране, теневую маску из инвара для повышения яркости и усилители звука. . Технология жидкокристаллических дисплеев (ЖКД) также быстро развивается как альтернатива громоздкому телевизионному экрану. Различные компьютерные чипы добавляют такие функции, как маркировка каналов, отображение времени и данных, переключение и замораживание движений, контроль родительского канала, сенсорные экраны и ряд параметров просмотра каналов.

Цифровое телевидение будущего позволит зрителю управлять углом наклона камеры, общаться со спортивным комментатором, а также склеивать и редактировать фильмы на экране. Также будет возможно двустороннее телевидение. Современные экраны можно использовать благодаря блокам преобразователей, которые изменяют аналоговый сигнал, который в настоящее время возбуждает люминофор на задней стороне экрана вашего телевизора, на цифровые сигналы, которые подвержены меньшим искажениям и являются языком компьютеров. Компьютерные технологии тогда позволят миру манипулировать данными, а также передавать в шесть раз больше данных.

Будущее телевизионного производства может быть где угодно, но не в Соединенных Штатах. Тридцать процентов всех телевизоров, производимых японскими компаниями, производятся на заводах в Мексике. Сами фабрики скоро будут производить гибриды, в которых телевизор, компьютерный монитор и телефон представляют собой единое целое, хотя это развитие потребует дальнейших улучшений совместимости между машинами, говорящими на аналоговом и цифровом языках, и создание мостов между ПК и видео. . Доказательство возможности этого интегрированного будущего теперь существует в доступе в Интернет, который теперь доступен через преобразователи телевизионного кабеля и экран телевизора в гостиной.