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CENNI DI TV ANALOGICA
ELABORATO DA :
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http://web.tiscali.it/troiani.luca/tecnica%20tv.htm
Il primo televisore della storia, molto diverso in realtà da quelli attuali, fu costruito dall’ingegnere
scozzese John Baird nel 1926 ed utilizzava un disco forato ruotante a grande velocità. Era dunque
di tipo elettromeccanico. Fu presto superato da quello di tipo elettronico inventato da Zworykin
che utilizzava l’iconoscopio come tubo da ripresa, ed il cinescopio per ritrasformare gli impulsi
elettrici in immagini luminose. Soltanto nel 1953 nasce negli Stati Uniti il primo sistema televisivo
a colori veramente moderno, funzionante secondo lo Standard NTSC (National Television System
Committee = comitato per il sistema televisivo nazionale) che si diffuse anche in Giappone,
Canada, e parte dell’America Latina.
In Italia la televisione in bianco e nero appare nel 1954 e la televisione a colori appare in Europa
dopo il 1967 sotto forma di due nuovi Standard: SECAM e PAL che tentavano su strade diverse di
correggere i difetti che intanto si erano evidenziati nell’NTSC.
Lo Standard SECAM inventato in Francia si diffuse nei paesi dell’EST europeo e in Russia.
Lo Standard PAL (Phase Alternation Line = righe ad alternanza di fase) inventato in Germania
dall’Ing. Walter Brunch della Telefunken fu accolto in Italia e nel resto dell’Europa.
I tre sistemi televisivi sono incompatibili tra loro, perciò un televisore costruito negli Stati Uniti e
previsto per il sistema NTSC, non può funzionare in Europa dove si trasmette in PAL o in SECAM
e viceversa.
La trasmissione d’immagini televisive può avvenire:
1.
2.
3.
4.
VIA ETERE
VIA CAVO
VIA SATELLITE
A CIRCUITO CHIUSO (CCTV)
L'immagine che noi dobbiamo trasmettere viene prima scomposta in tanti piccoli punti (pixel).
Questi vengono esplorati uno dopo l'altro su righe orizzontali, quindi trasformati in segnali elettrici,
e poi trasmessi in modo sequenziale (uno dietro l’altro nel tempo). Per evitare errori tra il TX e il
RX, questi devono trovarsi sempre nella stessa posizione, essere cioè sincronizzati. Dunque occorre
trasmettere anche un segnale di sincronizzazione.
Per avere l'impressione di un movimento continuo, l'esplorazione dell'intera immagine deve
avvenire almeno 20...30 volte al secondo, è per questo che la tecnica televisiva ha una frequenza di
25 Hz (in Europa in quanto la rete elettrica ha frequenza di 50 Hz). Si sfrutta infatti una proprietà
dell'occhio, per cui ogni impressione luminosa sulla retina rimane per un certo periodo di tempo
(1/20 di secondo o meno). E’ lo stesso principio usato nel Cinema, Cartoni Animati ecc.
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Qui si crea un problema: quando il pennello elettronico, che va verso destra, finisce la scansione di
una riga e torna verso sinistra (RITORNO DI RIGA), si crea un intervallo di oscurità sullo schermo
che all'occhio umano è visto come un tremolio. Per evitarlo si dovrebbe aumentare la frequenza di
scansione, ma ciò comporta anche l’aumento della banda del segnale.
E' per questo che si usa la tecnica dell' interlacciamento d'immagine; cioè l'immagine viene divisa
in 2 parti (righe dispari e righe pari) ed entrambe vengono trasmesse alternativamente in modo da
far sembrare che la frequenza raddoppi, così ad una certa distanza dal televisore, l'occhio umano
non percepisce più lo sfarfallio iniziale.
In questo caso è molto importante la nitidezza dell'immagine, che risulterà più definita quanto più
alto sarà il numero di righe in un quadro, e quanto più sarà piccola la distanza tra una riga e l'altra.
Quindi dopo aver letto tutti i dati sopra riportati, non risulterà difficile calcolare la frequenza di riga
o frequenza orizzontale: 25 sono le immagini trasmesse in un secondo, composte in totale da 625
righe; quindi la frequenza di riga è 625 * 25 = 15625Hz.
FUNZIONE DELLA TELECAMERA
Il compito della telecamera è quello di trasformare in segnale elettrico l'immagine ottica del
soggetto ripreso.
La telecamera, il cui cuore è il tubo da ripresa, riprende una scena a colori trasformando quindi
l’informazione racchiusa nell’immagine stessa in tre distinti segnali elettrici che racchiudono
l’informazione presente nell’immagine originaria. I colori fondamentali: ROSSO, BLU, VERDE
(RGB in inglese, da Red, Green, Blue) sono infatti i 3 colori, detti primari, che opportunamente
sommati, riescono a riprodurre tutti gli altri colori.
La scelta del R G B non è unica: le stampanti, ad es., usano altri colori primari
La telecamera a colori quindi contiene idealmente tre tubi da ripresa che generano tre segnali
elettrici proporzionali alla intensità di luce dei tre colori e contenuta in ogni punto dell’immagine.
Questi 3 segnali non vengono però direttamente trasmessi perché non si manterrebbe la
compatibilità con i TV in bianco e nero (B/N).
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Per la compatibilità i segnali RGB vengono sommati tramite un circuito detto Matrice in giuste
proporzioni per dare il segnale di luminanza (o Luma: segnale Y ) che esprime l'intensità della
sensazione luminosa.
Esso viene trasmesso con modulazione AM-VSB (banda Vestigiale) ed è l’unico ad essere ricevuto
dai TV B/N.
Y = 0,3 * R + 0,59 * V + 0,11 * B : segnale di luminanza come somma pesata di R, G, B
La modulazione è negativa intendendo con ciò che a piccola luminosità (colore vicino al nero)
corrisponde per il segnale Y una tensione elevata. Viceversa per il bianco. Il vantaggio è che un
disturbo che si somma al segnale rende più scura l’immagine, il che da meno fastidio. Inoltre
quando non si trasmette nulla (tutto bianco) il segnale ha ampiezza minima e quindi si risparmia
potenza in trasmissione. Da ciò deriva anche che i vari segnali di sincronismo, dovendo essere
invisibili hanno tensione maggiore di quella che da il nero (più nero del nero)
Per trasmettere invece il colore, si generano due segnali Colore ottenuti come:
I=R–Y
e Q = B – Y : differenza
Rosso – Luminanza e
Blu – Luminanza
Esistono in commercio numerosi tipi di tubi da ripresa, quali VIDICON, ORTICON,
PLUMBICON ecc. i quali rispondono in linea di principio allo schema di figura:
La superficie fotosensibile colpita dalla luce manifesta una maggiore o minore resistenza elettrica
a seconda che sia stata poco o molto illuminata rispettivamente.
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Il tubo a vuoto, d’altra parte, per mezzo di un pennello elettronico emesso da un catodo dalla parte
opposta, colpisce lo stesso punto più o meno illuminato determinando, a seconda della maggiore o
minore resistenza determinata dalla superficie fotosensibile e quindi dalla maggiore o minore
luminosità dell’immagine in quel punto, una corrente elettrica direttamente proporzionale
all’intensità di luce.
Vi sono poi tubi da ripresa più recenti realizzati allo stato solido, a CCD (Charge
Coupled Device) o a CMOS che hanno il vantaggio, rispetto ai tubi a vuoto, della robustezza
meccanica, delle dimensioni ridotte, della bassa tensione di alimentazione.
Sono caratterizzati dall’avere una superficie ricoperta da fotosensori in grado di produrre cariche
elettriche se colpiti dalla luce.
Queste cariche vengono poi trasferite all’esterno a mezzo di lunghe file di registri a scorrimento
integrati
Il segnale Video che comprende anche i segnali di sincronismo è detto Segnale Composito
Il segnale video in uscita dalla telecamera è tutto negativo ed ha una durata di 64 us che si divide
in 2 parti: traccia (52 us) e ritraccia (12 us).
La traccia si trova tra il 10% e il 75% dell’ampiezza totale (10% bianco; 75% nero), e questa
sarebbe la parte visibile sullo schermo, mentre la ritraccia và dal 75% al 100% dell’ampiezza totale,
dove si trovano l’impulso di sincronismo di riga e il burst (raffica) di colore.
Questi due segnali fanno parte della parte invisibile sullo schermo.
Il sincronismo di riga serve a far in modo che l’immagine possa essere correttamente ricostruita.
Il burst del colore viene trasmesso alla fine di ogni riga ed è costituito da una decina circa di
oscillazioni della sottoportante cromatica, necessarie per rigenerarla con la stessa frequenza e fase
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in ricezione. Infatti la trasmissione del segnale cromatico è in modulazione a portante soppressa
e richiede in ricezione un demodulatore coerente
Trasmissione Del Colore
I segnali del colore, R - Y e B - Y modulati con due portanti della stessa frequenza, ma sfasate di
90° fra loro, sono trasmessi a portante soppressa e modulati sia in fase sia in ampiezza.
Nella fase è racchiusa l’informazione della tinta del colore (tonalità), nell’ampiezza è racchiusa
l’informazione della saturazione del colore (intensità).
Dalla combinazione dei due segnali di colore, R - Y e B - Y si ottengono tutte le sfumature possibili
di tonalità e di intensità di colori che possono esistere.
In ricezione i televisori in bianco e nero ignorano il segnale di crominanza, utilizzando solo quello
di luminanza che mandano all’unico cannone elettronico del cinescopio televisivo.
I televisori a colori, invece, dalla combinazione fra i tre segnali Y, R - Y, B - Y, riottenono i
tre segnali di colore di partenza R (rosso), B (blu), V (verde) che mandati ai tre cannoni elettronici
dei tre corrispondenti colori riproducono sullo schermo con i fosfori un’immagine analoga a quella
ripresa dalla telecamera in trasmissione.
Dopo 312,5 righe (625 / 2) si ha un impulso di sincronismo di quadro (generato direttamente dal
TV e dunque non compreso nel segnale composito) di durata maggiore di quello di riga e di
frequenza 50 Hz, che riporta il pennello elettronico in alto a sinistra dello schermo per ritracciare
l’altro semiquadro.
L’audio, che ha una banda base 30 Hz – 10 kHz (quindi a media fedeltà) è trasmesso in FM con
deviazione di frequenza ∆fm = 50 kHz. La banda è dunque 2*(50+10) = 120 kHz circa
SPETTRO DEL SEGNALE TELEVISIVO (in Banda Base)
5 MHz circa è la banda del solo
segnale video
5,5 Mhz è la distanza che c'è tra la
portante video e la portante audio.
4,3 Mhz è la portante del colore
(crominanza).
Le gamme di frequenza impiegate
in Italia per le trasmissioni
televisive via etere oggi sono le
VHF e le UHF e la larghezza di
banda complessiva di un canale
televisivo è di 7 MHz per i canali
VHF e di 8 MHz per i canali UHF.
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Schema A Blocchi Del Ricevitore Televisivo In B/N
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