Телевизор Радуга цветной

Цветное ТВ в Советском Союзе

Интересно, что в Советском Союзе в 1951 году пытались разработать собственное цветное телевидение и в итоге выбрали стандарт в 525 строк и 25 кадров в секунду. Это была полумеханическая система с вращающимся диском, очень похожая на американскую; подобные в то же время испытывали во Франции и Великобритании.

В конце 1952-го началось пробное цветное телевещание в Ленинграде, в 1953-м — в Москве. В 1954-м передачи стали регулярными: дважды в неделю; их можно было принимать на телевизор «Радуга».

Телевизор на 23 лампах оснащался трубкой диаметром 18 см и цветным диском, который вращался со скоростью 1.500 оборотов в минуту. Аппарат выпустили партией примерно в 100 штук, их устанавливали в телеателье и других публичных местах для массового просмотра.

Фото с сайта rw6ase.narod.ru

Журнал «Радио» писал: «У многих радиолюбителей возникал вопрос: нельзя ли переделать существующие черно-белые телевизоры для приема цветного изображения? Такая переделка нецелесообразна, так как при ней в приемнике черно-белого изображения должны подвергнуться изменению не только все его схемные элементы (радиоканал, развертки, синхронизация, выпрямитель), но и его конструкция. Проще сделать новый приемник».

Советская система цветного телевещания была несовместимой с системой черно-белой, и в конце 1955 года цветные передачи прекратились.

Советский черно-белый телевизор

Первая серийная бытовая механическая модель была изготовлена на заводе ленинградском «Коминтерн» в начале 30-х годов 20-го века. По ходу выпуска постоянно проводилось улучшение технических параметров продукции и уже в конце 30-х годов предприятие выпускало черно-белый телевизор ТК-1, считавшийся на то время прогрессивным и мощным. В результате массового приобретения населением телевизионных приемников, уже к началу 40-х годов режим постоянного телевещания был организован во всех союзных республиках.

Черно-белый телевизор ТК-1

А вот электронный советский телевизор появился только в самом конце 40-х годов и назывался он КВН. До сих пор встречаются такие КВН-49 первых выпусков еще работающие.

Устройство телевизора

Несмотря на произошедшую эволюцию и существенное изменение внешнего вида, телевизионные приемники не перестали выполнять свои базовые функции.
А они заключаются в:

• преобразовании радиосигналов, принятых антенной, в синхронизированный аудио-видео ряд с последующим воспроизведением звука и изображения;
• регулировании параметров видео (контрастность, яркость и т. д.) и аудио (громкость, тембр и т. д.).

Таким образом, все устройство телевизора можно разделить на три части – радио, видео и аудио:

• радиочасть преобразует выбранную радиочастоту в две промежуточные частоты – одна для видеосигнала, другая для аудиосигнала;
• видеочасть преобразует промежуточную частоту видеосигнала на компоненты, которыми управляется схема построения изображения на экране;
• аудиочасть преобразует промежуточную частоту аудиосигнала в акустический частотный диапазон, который после усиления воспроизводится динамиками.

Несложно понять, что телевизор делает телевизором видеочасть, поскольку без нее получается обычный радиоприемник. Принципов ее построения существовало огромное множество, поскольку для кодирования телевизионного сигнала применялись несколько абсолютно различных систем (PAL, NTSC, СЕКАМ и др.), а элементная база постоянно обновлялась, а периодически и полностью замещалась.
Электронные телевизоры поначалу собирались полностью из электронных ламп. Создание транзисторов и прочих нелинейных полупроводниковых приборов привело сначала к постепенному замещению ими ламп, а затем и к полному их вытеснению по соображения минимизации энергопотребления и массогабаритных параметров телевизоров.

Схема устройства электронного телевизора

Развитие микроэлектроники привело к изобретению микросхем, которые сначала были способны заменять единицы и десятки транзисторов, а затем миллионы различных электронных микрокомпонентов. Одновременно упростился процесс сборки телевизоров до такой степени, что ее стало возможным практически полностью автоматизировать. В результате конвейерной сборки роботами-автоматами, цена телевизоров стала очень маленькой и они стали неотъемлемой частью любой квартиры и дома.
В настоящее время телевизоры собираются в основном из микросхем, транзисторов и законченных функциональных модулей. К последним можно отнести радиочастотный и питающий узлы, в составе которых имеются микросхемы, транзисторы и пассивные компоненты (дроссели, конденсаторы, резисторы и др.).
Миниатюризация элементной базы и создание ЖК и LED панелей позволили создавать телевизоры, толщина и линейный размер экрана которых могут различаться на несколько порядков.

Плоский телевизор

Если под плоским понимать наружную форму экрана, то к таким телевизорам можно отнести и электронные с кинескопами «уплощенного» формата. Выпускаться они стали в конце 20-го века. Но обычно под плоским телевизором понимают такой, у которого глубина на порядок меньше, чем остальные линейные размеры.
Недостаток кинескопа – значительная глубина – устраним только до определенного предела. Поэтому для создания плоских телевизионных приемников он не подходит. А подходящим вариантом для этого стали плазменные и жидкокристаллические панели. Разработка первых началась еще в середине 60-х годов 20-го века, однако практически реализовать их выпуск в формате телевизора удалось лишь 2 десятилетия спустя, как и ЖК-телевизоры.

Телевизор с плоским экраном и возможностью записи передач для просмотра в отложенном режиме. США, выставка в Чикаго (1961)

Механический телевизор

Таким можно считать устройство, изготовленное П. Нипковым в 84-ом году 19-го века и состоящее из плоского круга, на который были нанесены в некоем порядке отверстия. Они служили для пропускания светового потока, импульсы которого выполняли функцию информационного потока, управляющего после преобразования приемником изображением на экране.

Диск Нипкова

Развитие этой технологии реализовалось в оптимизировании системы визуализации, благодаря чему удалось существенно повысить четкость границ и плавность движений. Решение заключалось в использовании нескольких «дисков Нипкова» и одного или нескольких проекторов. Автором этой технологии стал Дж. Бэрд, основавший бренд Baird, который занимал монопольное положение на рынке телевизоров до конца первой трети 20-го века.

Новый стандарт цветного телевидения

Решить проблемы с совместимостью удалось только после внедрения полностью электронных систем. Поначалу и Джон Бэйрд, и некоторые американские компании испытывали системы с несколькими электронными пушками и теневой маской, но эти решения страдают низкой яркостью экрана.

Концерн RCA внедряет принцип раздельной передачи информации о яркости и цвете, и в 1953-м его принимают в качестве национального стандарта NTSC (National Television Standards Committee): 525 строк, 60 герц, полная совместимость с черно-белым стандартом 1941 года. В конце августа 1953-го телесеть NBC начинает экспериментальные передачи в новом стандарте.

В марте 1954-го в продаже появляется первый цветной телевизор нового стандарта: Westinghouse H840CK15 с экраном в 38 сантиметров. Он стоит 1295 долларов вместе с установкой и в целом продается плохо: из 500 изготовленных экземпляров большинство так и не нашли своего хозяина — даже после того, как цену снизили до 1110 долларов.

В апреле в магазинах появляется RCA CT-100: у него экран такого же размера, но стоит он чуть меньше — 1000 долларов. Их изготовили около 4400 штук. В конце 1954-го фирма представила новую модель: RCA 21-CT-55 с экраном в 53 сантиметра. Цена на старую модель СТ-100 разом упала до 495 долларов, а тем, кто уже купил СТ-100, его бесплатно заменяли на 21-СТ-55.

Первые телевизоры стандарта NTSC: Westinghouse H840CK15 (слева) и RCA CT-100 (справа). Фото с сайта EarlyTelevision.org

Стандарт NTSC начинает завоевывать страны: 1958 — Куба, 1960 — Япония, 1963 — Мексика, 1966 — Канада и Филиппины, 1971 — Барбадос и Гаити, 1975 — Ямайка и Южная Корея и так далее. В результате телевидением NTSC оказались охвачены Северная и значительная часть Южной Америки, а также некоторые страны Юго-Восточной Азии.

С конца пятидесятых в Советском Союзе ведутся испытания новой системы цветного телевидения — стандарта ОСКМ («одновременная совместимая система с квадратурной модуляцией»). Новинка снова получилась чуть ли не полной копией американского стандарта, только что адаптированной под советские технические особенности.

Для тестирования этой системы выпускаются полсотни телевизоров модели «Темп-22» и несколько десятков модели «Радуга» (новой конструкции) с одинаковым кинескопом 53ЛК4Ц. Даже внешне телевизоры очень напоминают американские. «Темп-22» так и вовсе почти полная копия модели Admiral C322 Ambassador. К середине шестидесятых от ОСКМ откажутся, и страна перейдет на еще более новый стандарт — SECAM.

Телевизор «Радуга» для стандарта ОСКМ. Фото с сайта rw6ase.narod.ru

Как работает телевизор

Включение кнопки питания приводит к подаче питающего напряжения на все электронные компоненты устройства. Радиочастотный блок начинает преобразование входных частот в промежуточную путем расчета их разности с частотой опорного генератора (называется гетеродином). Далее избирательный фильтр выделяет промежуточную частоту, из которой затем микросхема (или микросборка) детектора извлекает видеосигнала и аудиосигнал, модулированные каждый на своей промежуточной частоте.
Видеосигнал на промежуточной частоте попадает в видеодетектор, который извлекает из него всю закодированную информацию:

• относительная интенсивность красного, синего, зеленого;
• яркость;
• сигнал конца строки и др.

В результате, для каждой точки экрана становятся определены цвет и яркость. В кинескопных телевизорах для позиционирования электронного луча использовалась система отклонения из двух групп соосных катушек, оси которых были взаимно перпендикулярны. В панелях же позиционирование происходит путем дешифровки номеров строки и столбца, для пикселя на пересечениях которых заданы цвет и яркость.
Аудиосигнал на промежуточной частоте попадает в частотный демодулятор, который преобразует его в звуковой диапазон. Затем он поступает в усилитель звуковой частоты, выход которой нагружен динамиками.
Можно выделить еще один функциональный блок, который состоит из элементов других блоков – настроечный. В него входят кнопки и регуляторы, нажатие или вращение которых приводит к изменению рабочих параметров видео- или аудиоузла – громкости, цветности, яркости и т. д.
В современном телевизоре имеется еще целый ряд дополнительных опций, для реализации которых используются программные или аппаратные средства. Например, пульт дистанционного управления – его приемный блок имеет несколько выходов, которые соединяются параллельно с дублируемыми органами управления в настроечном блоке. Команды передаются по радиоканалу или через пару «светодиод-фотоэлемент».

Пульт от телевизора

А если встроить микропроцессорный (или микрокомпьютерный) модуль, то тогда телевизор станет многофункциональным мультимедийным устройством, которое позволяет:

Французский SECAM и его советская версия

Еще с конца пятидесятых во Франции разрабатывают способ кодирования цвета SECAM (Séquentiel couleur avec mémoire). Поначалу он адаптирован под разрешение 819 линий по горизонтали, позже его переделывают под общеевропейский стандарт разложения в 625 строк при 50 герцах.

В 1965 году в СССР разрабатывают свою версию «Секама» (под названием «НИИР»), затем, после окончательных доработок, 1 октября 1967 года начинается вещание в Париже и Москве, а 7 ноября с Красной площади уже ведется прямая цветная телетрансляция.

SECAM принимается в Греции, Монако и Люксембурге, во французских и бельгийских колониях в Африке, в странах Восточного Блока (за исключением Румынии и Албании) и некоторых государствах Среднего Востока, Монголии, Северной Корее, Вьетнаме. Некоторые другие государства (среди которых — Италия и Великобритания) тестируют SECAM, но позже от него отказываются.

Для приема цветных передач выпускают телевизоры «Радуга-4» (с кинескопом диагональю 40 см) и «Радуга-5» (диагональю 59 см), а также «Рубин-401» (тоже 59 см). Одних только «Рубинов» этой модели за шесть лет производства выпустят более 107 тысяч штук; в семидесятых освоят «Рекорды» и «Электроны», «Чайки» и «Садко» и многие другие аппараты.

Первый белорусский цветной телевизор — «Горизонт-701» (1974 год) был оценен в 690 рублей, но в серию не пошел. А в 1977-м на прилавках появился «Горизонт-723» (первый советский цветной телевизор со Знаком качества), в ноябре того же года витебчане собрали первые образцы модели «Витязь-722» стоимостью 755 рублей. С января 1977-го все передачи Центрального телевидения СССР ведутся только в цвете, еще через десять лет на «цвет» переведут все местные телецентры.

Опытный телевизор «Горизонт-701». Фото с сайта rw6ase.narod.ru

Расширение функциональности телевизоров

Помимо базовых функций, в телевизоры постоянно пытаются внедрить вспомогательные опции, направленные на решение какой-либо цели. Самым известным дополнительным и неотъемлемой теперь модулем является система дистанционного управления, позволяющая переключать каналы, регулировать звук и производить прочие действия, не взаимодействуя физически с телевизором. Среди других опций телевизионных приемников можно отметить:

• входы для теле- и видеосигнала в разных форматах;
• модем для соединения и полноценной работы с интернетом;
• программное обеспечение (операционная система), позволяющее взаимодействовать с другими цифровыми устройствами – камерами, планшетами, смартфонами, DATA-накопителями и т. д.

Современный телевизор

Немецкий PAL

В начале шестидесятых в Германии фирма Telefunken ведет разработку собственного стандарта цветового кодирования — он получает название PAL (Phase Alternating Line). Тоже 625 строк и 50 герц, как у создающегося в это же время SECAM; в чем-то похож на NTSC, но несколько сложнее, зато и несколько качественнее.

Вещание в этом стандарте начинается в Великобритании в июне 1967 года, чуть позже в том же году — в Западной Германии. Стандарт PAL захватывает те страны, куда не дотянулись NTSC и SECAM. В девяностых около полутора десятков стран отказываются от стандарта SECAM и переходят на PAL. Две трети всех телезрителей мира смотрят передачи в «Пале». Чуть позже рождается шутка: как низко пал «Секам»!

Очередная ирония судьбы: со временем французская компания Thomson покупает немецкую фирму Telefunken (разработчика стандарта PAL), французскую Compagnie Générale de Télévision (разработчика SECAM) и права на выпуск аппаратуры под маркой RCA (разработчика NTSC). Германия откажется от PAL в 2009-м, а Франция от SECAM — в 2011-м (и там, и тут перейдут на цифровой стандарт DVB-T), а США в 2015-м окончательно мигрирует с NTSC на цифровой ATSC.

Электронный телевизор

Устройство, которое с уверенностью можно назвать телевизором (т. е. выполняющим все положенные ему базовые функции) электронного типа, появилось в 36-ом году 20-го века – оно сконструировано В. Зворыкиным при поддержке RCA. Основным его компонентом можно назвать кинескоп, который был создан в самом конце 19-го века немцем К. Брауном.

Карл Фердинанд Браун

Созданный Зворыкиным телевизор был опытным экземпляром, после которого был налажен серийный выпуск продукции для бытового использования. Наладить производственный процесс удалось к 39-му году на модели RCS TT-5. При диагонали экрана 12-13 см линейные размеры корпуса были в разы больше.

Телевизор RCA-TT5

Недостатки первых цветных телевизоров

У ранних систем цветного ТВ было несколько важных недостатков. Один из них — большая сложность и громоздкость конструкции. Приходилось применять по три кинескопа или барабаны с зеркалами и светофильтрами. Доктор Джордж Браун, описывая в автобиографии один такой «тринископ» на 108 лампах, вспоминал, что телевизор был более двух метров в высоту и глубину и 80 см в ширину, при этом экран был диагональю всего 40 см.

Доктор Ален ДюМон демонстрирует макет установки, которая показывает размеры конструкции, необходимой для построения цветного изображения системы CBS, и телевизор DuMont с таким же по размеру экраном (30 дюймов, или 76 см). Фото с сайта Luxfon.com

Вторая проблема — большое число не совместимых между собой стандартов и систем. В погоне за цветным изображением участвовали как отдельные конструкторы, так и крупные корпорации.

В США экспериментировали RCA, CBS, DuMont, Philco, General Electric, CTI и другие. Например, фирма CBS добилась разительного уменьшения габаритов своей системы путем помещения кинескопа внутрь барабана с девятью светофильтрами, который вращался со скоростью 960 оборотов в минуту.

Телевизор CBS с вращающимся барабаном, 1950 год. Внутри корпуса размерами 86×69 см помещался кинескоп с диаметром 43 см. Фото с сайта EarlyTelevision.org

Другая система CBS — с вращающимся диском вместо барабана. Точнее, с двумя такими дисками, посаженными на одну ось. Диск перед кинескопом разделен на четыре неравных по площади сектора: самый большой — бесцветный, и три поменьше — цветные.

При приеме черно-белой телепередачи диск не включался, и зрители смотрели передачу через его бесцветную часть. А для просмотра цветной передачи включался мотор, вращавший диски, и изображение окрашивалось.

Отмечая это изобретение, журнал Time поместил портрет директора CBS Фрэнка Стэнтона и изображение цветного диска на обложку декабрьского номера за 1950 год. Такой телевизор с экраном диаметром в 25 см поступил в продажу в 1951 году по цене в 500 долларов.

Телевизор CBS 12CC2. Фото с сайта TVHistory.tvКадры из цветной передачи CBS 1951 года. Изображения с сайта EarlyTelevision.org

Еще один серьезный недостаток сводился к тому, что часто системы цветного телевидения оказывались несовместимыми с системами телевидения черно-белого. В результате по старым черно-белым телевизорам нельзя было смотреть цветную трансляцию даже в двух цветах.

По каким-то причинам в 1950 году Федеральная комиссия по связи, выбирая перспективную систему для внедрения на территории страны, остановилась на предложении CBS, чья система как раз не имела никакой совместимости с черно-белым стандартом 1941 года.

Ирония судьбы состоит в том, что из-за запрета на производство цветных телевизоров (вызванного экономией стратегического сырья во время Корейской войны) регулярные передачи в ставшем национальным стандарте CBS длились всего 4 месяца.

Современные перспективные направления развития телевизора

Перспективными электронными светоизлучающими компонентами для плоских телевизоров, являются люминесцентные светодиоды. Экраны на их основе называются LED и OLED.

Отличие OLED от LED телевизора

Телевизоры с матрицей с обратной подсветкой
В них светодиоды дополняют жидкокристаллическую панель, формируя световой поток через (из-за) нее в сторону зрителя. Ограничение, связанное с такой технологией заключается в выборе компромисса между толщиной и максимальной яркостью – т. е., начиная с определенной толщины панели (порядка сантиметров), потенциально получаемая яркость и четкость изображения будет ограничена довольно низкими значениями.Телевизоры с матрицей без обратной подсветки
Это OLED-технология (т. е. Organic LED – органический светодиод), в которой мощность светодиодных компонентов позволяет им самим проецировать на экран собственный световой поток. Поэтому применение жидких кристаллов перестает быть необходимым. Результатом этого является утончение экранной панели, а вместе с ней и корпуса телевизоров (а также неизбежное облегчение) – имеются модели с глубиной в несколько сантиметров.
Очевидным достоинством OLED-телевизоров является несущественное снижение интенсивности цветового потока с экрана даже под острым углом его распространения. Поэтому боковые зрители будут видеть так же четко и с такой же цветопередачей, как и фронтальные.

OLED-телевизор

К особенности OLED-панели следует отнести дополнение стандартной RGB-палитры еще одним цветом – белым. Такое решение привело к увеличению ресурса телевизоров и сокращению поломок, связанных с экранными панелями. В настоящее время проводятся улучшения OLED-технологии по различным направлениям с целью:

• расширения палитры визуализируемых цветов;
• увеличения четкости границ;
• повышения яркости;
• улучшения различимости деталей на темных и светлых участках;
• уменьшения времени отклика, от которого обратно напрямую зависит степень «подергивания» (т. е. отсутствия плавности) быстро движущихся границ при смене кадров.