Развитие и состояние систем телевидения в мире

Развитие и состояние систем телевидения в мире

В настоящее время в различных странах мира и международных организациях ведут интенсивные исследования, связанные с выбором и внедрением нового цифрового стандарта телевизионного вещания, а также способов передачи телевизионных сигналов с использованием новейших достижений радиоэлектроники

Начало развития телевидения обыч¬но относят к 1875—1877 гг., когда были сформулированы основные принципы получения и передачи сигналов изобра¬жения движущихся объектов. Это — раз¬бивка его на отдельные элементы и по¬очередно-последовательная их переда¬ча и воспроизведение. Они сохранились до наших дней. Сам термин «телевиде¬ние» впервые был использован русским инженером-электриком К. Д. Перским в 1900 г. в докладе «Электрическое теле¬видение» на Международном конгрессе в Париже.

Неизменной сохраняется и структура тракта передачи: преобразователь опти¬ческих изображений в электрические сигналы, каналы передачи сигналов изо¬бражения и звукового сопровождения, устройства их приема и воспроизведе¬ние изображения и звука у потребителя. Параметры сигналов и звеньев тракта, а также используемые технические ре¬шения непрерывно совершенствовались. Очень кратко напомним о них.

Основной параметр, определяющий качество получаемого телевизионного изображения — число элементов (пиксе¬лей), на которое оно разбивается. По¬скольку элементы передаются последо¬вательно, они образуют строки разложе¬ния.

На первом этапе все технические ре¬шения в мире основывались на оптико-механических способах малострочного разложения и обратного синтеза изобра¬жения. Среди них, конечно, особое место занимает предложенный немецким сту¬дентом Паулем Нипковым (1883) способ преобразования вращающимся непро¬зрачным диском с отверстиями по спирали («диск Нипкова»). Он оказался наиболее удачным и находил широкое применение.

Первые массовые демонстра¬ции телевизионных передач в Англии, США, СССР относятся к 1925— 1926 гг., а начало регуляр¬ного вещания — к 1928—1931 гг, Большинство стран использовали тогда стандарт разложения на 30 строк при 12,5 кадра в секунду

Основной недостаток оптико-механических систем — их низ¬кая светочувствительность, по¬скольку уровень сигнала в них определялся яркостью элемента изображения в момент передачи и, естественно, временем его считывания. Если говорить о до¬стоинстве таких малострочных систем, то следует отметить уз¬кую полосу частот сигнала, что позволяло передавать его обычными радиопере¬датчиками ДВ, СВ и KB диапазонов на большие расстояния.

Указанный недостаток отсутствует у электронных систем. В них свет воздействует на фотоэлемент непрерывно, обеспечивая накопление заряда, кото¬рый считывается один раз в течение кад¬ра, Этот принцип был реализован в 1933—1934 гг. в США и СССР на переда¬ющей трубке «иконоскоп». Ее авторами принято считать В. К. Зворыкина — вы¬ходца из России, работавшего в США, и советского ученого С. И. Катаева.

Вещание по электронной системе на¬чалось в 1936 г. в США (стандарт разло¬жения 343 строки, автор — Зворыкин В. К.) и Англии (405 строк, автор — также выходец из России И. Шоэнберг), а в 1938 г — в СССР (240 и 343 строки), во Франции (455 и 441 строка), в Герма¬нии и Италии (441 строка).

Начавшаяся вторая мировая война приостановила дальнейшее развитие те¬левизионного вещания в Европе. Правда, в США оно продолжалось, и в 1943 г там был внедрен новый стандарт — 525 строк, который используется и в настоя¬щее время.

Первым в Европе после войны возоб¬новил работу Московский телецентр (5 мая 1945 г.). Вскоре начали свое вещание телецентры и в других странах. Однако единого стандарта, как по параметрам разложения, так и по радиочастотным ха¬рактеристикам, не было.

В то время в СССР проводились рабо¬ты (начавшиеся еще во время войны) по созданию нового стандарта на 625 строк,

Они были успешно завершены, и уже в 1948 л Московский телецентр первым в мире перешел на этот стандарт. В том же году во Франции началось телевизи¬онное вещание по стандарту 819 строк.

Отсутствие единого стандарта в мире, особенно по радиочастоте, приводило к взаимным помехам в пограничных зо¬нах-Эта проблема серьезно обсуждалась на международных конференциях в рам¬ках Международного Союза Электросвя¬зи (МСЭ). В результате были рекомендо¬ваны разработанный в СССР стандарт на 625 строк и действующий в США и ряде стран Америки и Японии стандарт на 525 строк. В Англии и Франции перешли на стандарт 625 строк. Однако в связи с тем, что у населения оставалось много старых телевизоров, их телецентры еще в тече¬ние 30 лет (вплоть до 1987 г.) дублирова¬ли передачи одной государственной про¬граммы со стандартами 405 и 819 строк соответственно.

Поскольку ранее развитие телевизи¬онного вещания в ряде стран велось, как уже отмечалось, без единого мирового плана по стандартам разложения и ра¬диочастотным параметрам, в согласованных МСЭ планах имеются некоторые различия в параметрах для отдельных ре¬гионов (ширина остатка подавленной бо¬ковой полосы, разнос между несущими изображениями и звука, способы их мо¬дуляции и др.). В дециметровом диапа¬зоне, который ранее практически не ис¬пользовался, таких различий меньше, С учетом этого до принятия единого пла¬на было зафиксировано 14 разновиднос¬тей систем (стандартов). Они и их пара¬метры указаны в табл. 1. В настоящее время их число сократилось до девяти (системы А, С, Е, F, K1 сейчас перестали применять). Использование их по регио¬нам Земли иллюстрирует табл. 2.

Конечно, большинство различий ока¬залось в европейских странах, ранее дру¬гих начавших телевизионное вещание и использовавших индивидуальные стан¬дарты. Системы В и G первоначально бы¬ли использованы многими западноевро¬пейскими странами, а стандарты D и К — восточноевропейскими (В и D — для мет¬рового диапазона, G и К — для децимет¬рового). С целью уменьшения взаимных помех и облегчения общего планирования для систем G и К были приняты оди¬наковая ширина радиоканала (хотя это неэкономично для системы G) и одинако¬вые значения несущих канала изображе¬ния.

Стандарт I используют Англия, Ирлан¬дия, Гонконг и др. Систему L, в которой сохранены позитивная модуляция несу¬щей сигнала изображения и амплитудная модуляция несущей звукового сопровож¬дения, оставили Франция, Монако и Люк¬сембург. Система М, принятая, в США, применяется многими странами Амери¬ки, Японией и др. Однако Аргентина, Бо¬ливия, Парагвай и Уругвай используют разложение на 625 строк. Поскольку к моменту принятия ими такого стандар¬та в Америке действовал единый частот¬ный план для стандарта 525 строк, эти страны используют его радиопараметры, что обобщено в системе N. Подобные различия имеются и у ряда других стран.

В итоге стандарт 525 строк использу¬ют в 55 странах с населением 1 млрд жи¬телей, а стандарт 625 строк — в 152 стра¬нах с населением 4,2 млрд. жителей.

Примечательна история цветного те¬левидения. Его развитие шло параллель¬но со становлением черно-белого. Пред¬лагались различные технические реше¬ния разделения светового потока изоб¬ражения на три цветовых составляющих, формирование трех соответствующих сигналов и передача их по каналу до пользователя и их сложение в приемном устройстве для получения цветного изоб¬ражения.

Вначале это были оптико-механичес¬кие системы, например, с вращающи¬мися дисками из цветофильтров, затем — электронные. Проводились много¬численные испытания, опытное веща¬ние, В конце концов, в 1953 г. США при¬няли и начали внедрять трехкомпонентную электронную совместимую сис¬тему NTSC (назва¬ние представляет собой аббревиатуру наименования наци¬онального комитета США по телевизион¬ным системам). Она обеспечивает высо¬кое качество цвет¬ного изображения и хорошую совмес¬тимость с черно-бе¬лым телевидением.

Но ее сигналы весь¬ма чувствительны к параметрам тракта передачи. Это затрудняло использование системы в действующих телевизионных сетях без реконструкции оборудо¬вания, что побудило спе¬циалистов Европы к поис¬ку других форм сигналов цветного телевидения, менее чувствительных к характерным искажени¬ям трактов передачи.

Учитывая, что работы велись в условиях, когда в Европе отсутствовало цветное телевизионное вещание, ставилась зада¬ча выбора единого стан¬дарта для всех европей¬ских стран. Однако в основном по поли¬тическим соображениям, достичь един¬ства не удал ос J. Были выбраны две сис¬темы: SECAM (Франция — СССР) и PAL (ФРГ). Наименования систем представ¬ляют собой аббревиатуры от слов «по-очередность цветов с запоминанием» и «строка с переменной фазой» соответ¬ственно. Их сигналы малочувствительны к искажениям действующих трактов пе¬редачи. Это, начиная с 1967 г, обеспечи¬ло быстрое внедрение цветного телеви¬дения в Европе по мере создания студий¬ных комплексов и выпуска приемников.

Итак, в мире используют три системы цветного телевидения. Однако в Брази¬лии, например, наряду со стандартом М (525 строк) применяют видоизмененную систему PAL, отличающуюся от европей¬ской значением цветовой поднесущей. В Люксембурге и Монако телецентры ра¬ботают по стандартам SECAM и PAL. во Вьетнаме — по системам NTSC и SECAM. В Бельгии, Голландии и других западноевропейских странах принята си¬стема PAL, но на территориях, где дисло¬цируются войска США, используется и система NTSC-M

Применение стандартов разложения и систем цветного телевидения в регио¬нах Земли показано в табл. 3. Следует иметь в виду, что в Китае и Индии, ис¬пользующих систему PAL, проживает около 40 % всего населения планеты. По¬этому можно считать, что все три систе¬мы цветного телевидения примерно рав¬нозначно применяются всеми странами мира.

Хотя в новых телевизорах качество изображения сейчас оценивается весьма высоко, спрос на них (основного источ¬ника доходов производителей