miércoles, 17 de junio de 2009
viernes, 12 de junio de 2009
CONOCIMIENTOS DE UNA TELEVISION
1.- INTRODUCCIÓN En esta memoria trataremos de explicar el fenómeno televisivo, no desde un ángulo social sino desde esa perspectiva tecnológica tan desconocida hasta ahora. Intentaremos explicar desde los fenómenos biofísicos que nos hacen observar las imágenes hasta la circuitería interna del televisor; desde cómo funciona el tubo de rayos catódicos hasta cómo se modulan y se transmiten las señales, para su posterior decodificación.
En sus orígenes históricos y técnicos, la televisión comienza con la transmisión y recepción de imágenes en blanco y negro, es decir, la información de brillo de la imagen.
El principio de la transmisión de TV consiste en dividir en pequeños elementos la imagen. Un conversor electro-óptico, generalmente una cámara, transforma sucesivamente cada uno de los elementos individuales en señales eléctricas de magnitud proporcional a su brillo. Posteriormente esta señal es transmitida en su frecuencia original o modulando una portadora de R.F. Después del procesamiento adecuado en el extremo receptor, la citada información se aplica a otro conversor electro-óptico pero a la inversa, y reproduce la distribución de brillo de la imagen original sobre una pantalla.
La sensación de continuidad se consigue con la generación de un determinado número de cuadros por segundo en forma similar al método utilizado en cinematografía.
Básicamente, la imagen a transmitir se divide en un número de líneas que son barridas de izquierda a derecha y de arriba abajo. A tal fin, el haz de barrido es desviado horizontal y verticalmente. Para asegurar que los haces de lectura y escritura se mantengan en fase, barriendo elementos de imagen que se correspondan entre sí, se trasmiten pulsos de sincronismo.
2.- LOS COLORES
Como nota técnica diremos que no son objetos lo que vemos, sino la cantidad de luz reflejada sobre ellos. La luz no es más que una radiación electromagnética y el porqué de los colores de los objetos es que, debido al material que los componen, reflejan con mayor o menor dificultad ciertas longitudes de onda mientras que, los colores, no son más que eso:
Según la frecuencia de la radiación electromagnética de la onda, determinados en qué lugar del gráfico se encuentra y, en consecuencia, si entra dentro del rango de longitudes de onda visibles, o no.
La longitud de onda es una magnitud empleada para trabajar cómodamente con grandes frecuencias (que pueden llegar a ser de millones de GHz):
=C/F
*Siendo C la velocidad de la luz y F la frecuencia de la onda.
Como hemos observado en la escala de longitudes de onda, no aparece en la escala el blanco ni el negro ya que el primero de ellos es la suma de todos los colores y el negro corresponde a la ausencia de color o de longitudes de onda.
Mediante los colores Rojo, Verde y Azul podemos representar el resto de colores, recibiendo el nombre de colores primarios por ese motivo. Veamos el triángulo de Maxwell:
A partir de ahora, a estos tres colores primarios los vamos a abreviar con las siglas RGB (Red, Green y Blue).
Como observamos en el triángulo de Maxwell, a partir de estos colores primarios se sacan los secundarios, mediante los cuales también se pueden representar el resto de colores. Los colores secundarios son Cyan, Magenta y Amarillo. Los colores secundarios se utilizan para la impresión, ya que sobre fondos blancos tienen la peculiaridad de tener características inversas a los primarios, es decir, la suma de esos tres colores da como resultado el color negro, mientras que con su ausencia (sobre fondo blanco) obtenemos el blanco.
3.- el ojo humano
Vamos a ver una serie de conceptos relacionados con el ojo humano y que nos permitirán comprender mejor como se forma la imagen en una pantalla de TV. En primer lugar, debemos dejar claro que las imágenes son la conciencia creada a partir de las señales transmitidas por los nervios ópticos, desde los ojos hasta el cerebro. Esto se consigue transformando a señales bioeléctricas la cantidad y tipo de luz que llega a la retina a través de la pupila, siendo éstas traducidas por nuestro cerebro e interpretadas por nosotros.
a) El ojo es capaz de efectuar las siguientes distinciones:
o Distinción de colores.
o Distinción de la forma de los cuerpos.
o Distinción de la mayor o menor intensidad de la luz.
o Enfoque del objeto.
b) El ojo tiene la propiedad de persistencia de la imagen, efecto llamado “remanencia” (gracias a esto puede verse el cine o
c) De acuerdo con esto último, todo fenómeno luminoso producido con una frecuencia mayor de 10 veces por segundo, será interpretado como movimiento continuo.
d) Existe una distancia mínima que debe existir entre dos puntos para que el ojo pueda verlos separados, al observarlos desde una distancia dada. El valor del ángulo de visión mínimo para ver dos puntos separados es de 1'.
e) Como regla práctica, diremos que un objeto se verá con detalle, comodidad y entero, cuando su distancia hasta nosotros sea unas 5 veces mayor que su dirección máxima. Norma aplicable también al cine y a la televisión.
f) Existe una sensibilidad relativa del ojo humano, es decir, unos colores que el ojo percibe con menos dificultad que otros. Veamos la gráfica:
Para representar una escena dinámica, debemos saber que a partir de 16 imágenes por segundo se recrea la sensación de movimiento en nuestro cerebro.
En la actualidad el cine emite a 24i/s y
4.- El tubo de rayos catódicos
El tubo de rayos catódicos, que hasta hace poco era el único sistema de presentación de imágenes, es el elemento decisivo en la historia de la televisión. Este tubo es realmente una válvula en la que el último ánodo se recubre de un elemento (usualmente fósforo) capaz de emitir luz cuando sobre él incide un haz de electrones.
El tubo de rayos catódicos fue inventado en Alemania por Ferdinand Braun, y estuvo disponible para otros experimentadores en 1897. Se puede pensar que el TRC es realmente el punto de partida de la televisión.
Aunque la tecnología necesaria para la fabricación de un TRC es elevada sus principios de operación son simples.
El haz de electrones se acelera y enfoca hasta que hace impacto sobre el recubrimiento de fósforo. La energía que contienen los electrones aumenta el nivel de los electrones del fósforo. Cuando los electrones retornan a su estado inicial emiten energía en forma de luz. El brillo emitido depende de:
· la naturaleza del propio fósforo
· la tensión usada para acelerar el haz de electrones
· la corriente del haz
· la duración de la excitación
El haz de electrones se genera mediante el cañón de electrones, un conjunto de electrones que se encuentran en el cuello del tubo. Al calentarse el cátodo se produce un desprendimiento de electrones por emisión termoiónica.
En el centro de la rejilla de control se practica un pequeño orificio con el objeto de que dar paso a los electrones. La rejilla se encuentra a una tensión negativa respecto al cátodo, variando esta tensión se regula el número de electrones que atraviesan el orificio.
La rejilla de pantalla está a un nivel positivo con respecto al cátodo, por lo cual atraerá electrones. La finalidad es acelerar el haz de electrones.
La rejilla de enfoque se conforma de tal modo que el campo electrostático en su eje, enfoque el haz electrónico cuando llega al fósforo.
La deflexión de haz de electrones se consigue mediante unas bobinas dispuestas alrededor del cuello del tubo, llamadas yugo deflector. La corriente eléctrica que circula por la bobina crea un campo magnético que provoca una deflexión electromagnética en el haz.
Hasta el momento hemos visto cómo un haz de electrones incide sobre la pantalla generando un punto de luz pero ¿cómo se representan los tres colores en
5.- BARRIDOS
Sería impensable fabricar un tubo de rayos catódicos TRC con tantos cañones de electrones como píxeles existieran en la pantalla, el coste de fabricación sería desorbitado. Para ello se recurrió a la electrónica y al ingenio para aprovechar la remanencia del ojo humano con el fin de formar imágenes.
Cuando miramos la televisión no estamos viendo imágenes completas, sino un punto de luz o, mejor dicho tres (RGB), que barren o exploran la pantalla a una velocidad imperceptible para nosotros.
La mayoría de los sistemas contemporáneos utilizan cientos de líneas de exploración por Imagen (405 y 625 en Inglaterra 525 en los Estados Unidos, 625 en Europa), y en Inglaterra proporcionan 25 imágenes completas por segundo. Con la exploración entrelazada se duplica esa cantidad de cuadros. Veinticinco imágenes por segundo no es por sí mismo lo suficientemente útil como para eliminar la oscilación, problema que se supera a través del ingenioso método del entrelazamiento. Con éste se exploran primero las líneas 1, 3, 5, 7, etcétera, para seguir con las líneas 2, 4, 6, 8, etcétera. Esto se efectúa al doble de la velocidad normal.
Pero no todo este tiempo es aprovechado para lo antes dicho. El haz al llegar al extremo derecho de la pantalla, debe regresar hacia el extremo izquierdo par barrer la siguiente línea, y esto lo hace en un tiempo finito. Idénticamente al terminar el campo, para comenzar el segundo, el haz debe regresar desde abajo hacia arriba.
Como hemos comentado antes, unos 25Hz no son suficientes para evitar el parpadeo luminoso (Flicker), de hecho, en el cine se recurrió a un obturador (shutter) de parpadeo que da la sensación que la frecuencia de repetición es el doble.
En televisión se recurrió a los barridos entrelazados. Las líneas de las tramas se dividen en 2 campos (2 semi-imágenes) que se entrelazan y transmiten de forma consecutiva. Cada campo contiene L/2 líneas. Así, las líneas 1,3,5,... pertenecen al primer campo y las líneas 2,4,6,... pertenecen al segundo campo.
Al ser el número de líneas impar, la transición entre el primer y segundo campo se produce después de la primera mitad de la última línea del primer campo, por lo que no se requiere señal auxiliar para la separación de los 2 campos que forman una misma imagen.
La frecuencia de campo o frecuencia vertical es, entonces, fv=50Hz.
La frecuencia de línea o frecuencia horizontal (Fh) indica la cantidad de líneas por segundo que son trasmitidas. Si disponemos de 625 líneas horizontales:
1seg____fv campos____fh líneas
1 campo = (L/2) líneas x fv campos = fv.(L/2) líneas
Entonces fh = fv.(L/2)
Para el caso de L=625 y fv=50Hz se deduce fh=15625Hz
*Nota: Esto es válido para sistemas entrelazados, no de barrido progresivo.
Se dedujo que la frecuencia de línea, en el caso de norma N, es Fh=15625Hz. También, aplicando inversas, se tiene que el período de deflexión horizontal es Th=64s y el de deflexión vertical de Tv=20ms.
Las frecuencias vertical y horizontal deben estar enganchadas en fase, lo que se consigue a partir de un único oscilador con el doble de la frecuencia horizontal y circuitos divisores de frecuencia de los que hablaremos más adelante.
Los períodos horizontal y vertical analíticamente corresponden a los recíprocos de Fh y Fv. Conceptualmente el tiempo Th es el necesario para barrer una línea y el tiempo Tv el requerido para generar un campo. Como hemos observado, la necesidad de requerir líneas de retorno en la exploración de la pantalla, sigue vigente. Así pues, veamos en detalle la exploración completa de la pantalla:
6.- Luminancia
7.- Señal de video B/N
En este apartado, junto con el siguiente, vamos a empezar a ver qué forma eléctrica tiene una señal de video en B/N, ésta a su vez, será la base para avanzar al sistema de televisión en color TVC.
Como hemos citado previamente, la luminancia es la información de luminosidad de un punto de la pantalla en escala de grises; mucha luminosidad, blanco; poca luminosidad, negro.
Como norma, la señal de luminancia de una señal de video está comprendida entre los valores de 300mVp (negro) y 1Vp (blanco). Así pues, los valores intermedios corresponderán a escalas de grises.
8.- escalas de grises (Y)
Sabiendo qué valores de tensión representan las escalas de grises, junto con B/N, damos el paso a representar las barras de luminancia de un TV B/N:
Este oscilograma de Y se repetirá en cada una de las líneas visibles de la pantalla.
Ahora llegamos a un punto importante de cualquier señal de video; hemos hablado de la luminancia, y que a través de ella se puede formar cualquier imagen barriendo la pantalla pero ¿cómo sabe el televisor que acaba una línea y que debe retornar el haz de electrones al principio de la pantalla para empezar la siguiente?. Eso se consigue mediante un impulso de sincronismo, que no es más que una señal cuya función es indicar el retorno de cada barrido (horizontal y vertical), así pues, habrán impulsos de sincronismo horizontal ISH e impulsos de sincronismo vertical ISV.
9.- Señal de Sincronismo
Los pulsos de sincronismo son necesarios para que líneas y campos que se están reproduciendo en el receptor mantengan la fase con respecto a lo que se esta generando en el transmisor.
El nivel de los pulsos de sincronismo es mas bajo que el de borrado (zona mas negro que el negro) y suele representarse con el valor 0v.
Como los pulsos H actúan sobre distintos circuitos que los pulsos V, deben poder ser discriminados en el receptor. A tal fin se usan distintos anchos de pulsos.
9.1.- impulsos de sincronismo horizontal
Para extraer el pulso de sincronismo horizontal se usa una red diferenciadora. El borde anterior del pulso determina el comienzo de la sincronización (retorno del haz). Este pulso dura de
9.2.- impulsos de sincronismo vertical
Son los que se transmiten al final de cada campo o a intervalos de 1/60 segundos. Suprimen el haz de exploración durante el tiempo requerido para que retorne a la parte superior de la imagen. El pulso de sincronismo vertical se trasmite durante el intervalo de borrado vertical, y es mucho mayor que el de sincronismo horizontal.
Debido a que el retorno vertical es mucho más lento que el horizontal, los períodos verticales de borrado son mayores que los períodos horizontales de borrado. Los pulsos de borrado verticales son de alrededor de 25 líneas de duración, mientras que los pulsos de borrado horizontal tienen una duración de sólo una pequeña fracción de línea.
Puesto que los pulsos de sincronización vertical son muy grandes comparados con los de sincronización horizontal y puesto que los dos pulsos son de la misma amplitud, la separación de los pulsos es llevada a cabo por discriminación de frecuencia.
El pulso de sincronismo vertical se extrae del conjunto por integración. Para tener iguales condiciones iniciales de los campos, se agregan pulsos de preigualación y pulsos de postigualación; la función de los pulsos de pre y postigualación (que no son más que ondas cuadradas de valor positivo con Ton
10.- audio
Hemos visto cómo se representan imágenes en el televisor pero hemos olvidado algo muy importante y complementario a una escena, es el sonido. El sonido, aunque independiente del video, tiene que ir también ligado al mismo.
Para transmitir el sonido, al igual que en los sistemas de radiofrecuencia , es necesario modularla para hacer más fácil su emisión y recepción, a fin de reducir su ancho de banda.
11.- La modulación
Este sistema parte de dos ondas:
· Onda portadora: es la encargada de fijar la frecuencia de transmisión y es la que alteraremos para que transporte la información que queremos.
· Onda moduladora: es la onda que queremos transmitir (voz, música, datos, etc...).
El proceso de modulación se basa en alterar de una forma determinada la onda portadora en función de la onda moduladora, obteniéndose como resultado final la onda modulada.
Para ello nos basaremos en los dos parámetros más importantes de una onda:
· La amplitud.
· La frecuencia.
En función del parámetro empleado vamos a tener dos posibles tipos modulación:
· Modulación en amplitud (AM).
· Modulación en frecuencia (FM).
11.1.- Modulación en amplitud (AM)
Se basa en variar la amplitud de la onda portadora en función de la amplitud de la onda moduladora, obteniendo como resultado una onda modulada que contiene a la moduladora. Si unimos los extremos de la onda modulada obtendremos la señal moduladora y su simétrica (trazado en verde en el siguiente gráfico):
Un parámetro importante es el porcentaje de modulación, que indica la amplitud mínima o nivel cero de la onda modulada. Una modulación al 100% indica que la amplitud mínima será cero.
Se puede demostrar matemáticamente que la onda modulada final se puede descomponer en tres señales: una de frecuencia igual a la portadora y otras resultado de sumar y restar la frecuencia de la moduladora a la de la portadora. Es decir, si tuviéramos una portadora de 500 KHz y la onda moduladora posee una frecuencia máxima de 20 KHz (como las señales musicales) obtendremos tres ondas: una de 500 KHz y dos bandas laterales de 480 KHz y 520 KHz.
Esto es importante para saber el ancho de banda que ocupa la transmisión (en este caso 20+20=40 KHz).
11.2.- Modulación en frecuencia (FM)
La modulación en Frecuencia es la técnica de transmisión por radio más popular actualmente.
La modulación en frecuencia se basa en variar la frecuencia de la portadora en relación a la amplitud de la moduladora.
Supongamos que tenemos una señal moduladora cuya máxima amplitud es de 1Vp y una onda portadora de 1000 KHz. Si suponemos que para este valor de amplitud la frecuencia de la portadora se desvía 15 KHz (simétricamente, es decir +15 KHz y -15 KHz), conforme oscile la señal moduladora la frecuencia de la portadora oscilará entre 985 KHz y 1015 KHz, ocupando un ancho de banda de 30 KHz.
En este sistema de modulación también tenemos un problema práctico, y es que rara vez el ancho de banda de la transmisión es inferior a diez veces el de la señal moduladora.
Pero no sólo el sonido es objeto de modulación, podemos decir que es modulable cualquier tipo de señal eléctrica.
viernes, 5 de junio de 2009
HORARIO DE CLASE
| Lunes | Martes | Miercoles | Jueves | Viernes | |
| 8:30-9:25 | ALS | MUSICA | TECNOLOGIA | TECNOLOGIA | INGLES |
| 9:25-10:20 | ACT | ALS | E.D.FISICA | TECNOLOGIA | TUTORIA |
| R | E | C | R | E | O |
| 10:40-11:35 | MUSICA | ACT | PLASTICA | ALS | PLUMIER |
| 11:35-12:30 | ALS | TECNOLOGIA | ACT | E.D.FISICA | ACT |
| R | E | C | R | E | O |
| 12:45-13:40 | INGLES | ALS | ALS | ACT | ACT |
| 13:40-14:35 | TECNOLOGIA | INGLES | SEGUIMIENTO | PLASTICA | TECNOLOGIA |
martes, 2 de junio de 2009
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