приховати рекламу

Автоматизовані системи обробки інформації та управління

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Державний комітет російської федерації

з вищої освіти


Нижегородський технічний коледж


Лабораторія сучасного технічного офісного обладнання


Навчальний посібник

За фахом 2202


дисципліна

"Технічні засоби обробки інформації"


Автоматизовані системи обробки інформації та управління


Розробив Шишанов Ю.А.

Затверджено на засіданні

предметної комісії

протокол № ___ від ________19___г.

Голова комісії

_______________________________


м. Н. Новгород 2000р.


Зміст

1. Введення 6

1.1. Поняття: інформація та інформатика. Вплив засобів інформації на органи чуття. Види комп'ютерної інформації 6

2. Засоби копіювання та розмноження 13

2.1. Електрографічне копіювання 13

2.1.1. Основні принципи електрографічне копіювання. 13

2.1.2. Принципи роботи сучасних аналогових копіювальних апаратів 15

2.1.3. Площинний електрографічний апарат ЕП-12 Р2 (ЕРА-12РМ) 22

2.1.4. Портативна настільна копіювальна машина "Canon" FC-2. 23

3. Настільна електронна друкарня. ПЕОМ, периферійне устаткування і програмне забезпечення 33

3.1. Пристрої введення 33

3.1.1. Клавіатура, миша. Призначення, пристрій і принцип роботи 33

3.1.2. Джойстик, світлове перо, дигитайзер. Призначення, пристрій і принцип роботи 36

3.1.3. Сканери, типи сканерів і їх технічні характеристики. Призначення, склад і принцип роботи 38

3.2. Пристрої виведення 46

3.2.1. Монітори та їх характеристики. Призначення, склад і принцип роботи. 46

3.2.2. Принтери ударної дії. 56

3.2.3. Принтери не ударного дії 60

3.2.4. Термічний принтер 65

3.2.5. Плоттери 66

4. Методи і засоби мультимедіа 68

4.1. Методи і засоби мультимедіа 68

4.1.1. Поняття мультимедіа, мультимедійний РС 68

4.1.2. Звукова карта. Призначення, склад і принцип роботи 71

4.1.3. Аналого-цифрове перетворення 72

4.1.4. Кодування звукових даних. Характеристики модулів запису і відтворення. 73

4.1.5. Модуль синтезатора. Синтез звуку на основі частотної модуляції, таблиці хвиль, фізичного моделювання та їх характеристики. 74

4.1.6. Об'єм пам'яті 80

4.1.7. Відео карта. Призначення, склад, і принцип роботи за функціональною схемою. 85

4.1.8. Мультимедіа-прискорювачі 91

5. Офісне обладнання 93

5.1. Телебачення 93

5.1.1. Телевізійні стандарти 93

5.1.2. Спрощена функціональна схема передавач звуку 99

5.1.3. Кольоровий кінескоп 105

5.1.4. Система телетексту 108

6. Касетні відеомагнітофони 116

6.1. Касетні відеомагнітофони "Електроніка ВМ-12" 116

6.1.1. Стрічкопротяжний механізм 124

7. Телекомунікаційні засоби зв'язку 129

7.1. Факсимільний зв'язок 129

7.1.1. Основні принципи факсимільного зв'язку 129

Заняття 1. Принцип роботи сучасного факсимільного апарату 132

7.2. Стільникові телефони 138

7.2.1. Принципи побудови мережі 138

7.2.2. Стільникові телефони 146

7.2.3. Організація мережі зв'язку 153

8. Пейджинговий зв'язок 156

8.1. "Історія пейджинга" 156

8.2. "Характеристики радіосигналу" 157

8.2.1. 16K0F1D 157

8.2.2. "Основні протоколи пейджингового зв'язку" 157

8.2.3. Протокол POCSAG 158

8.2.4. Протокол FLEX 158

8.2.5. Протокол ERMES 159

8.3. "Умовне поширення радіохвиль" 161

8.4. "Радіопейджінг в Росії" 162

8.5. "Майбутнє пейджингового зв'язку" 162

9. Телекомунікаційні засоби зв'язку 167

9.1. Локальні і глобальні обчислювальні мережі 167

9.1.1. Поняття: локальні та глобальні НД 167

9.2. Топологія мережі 170

9.2.1. Топологій «зірка» 170

9.2.2. Кільцева топологія 171

9.2.3. Шинна топологія 172

9.3. Компоненти локальної мережі 173


Література:

О. Колесніченко, І. Шишигин "Апаратні засоби РС" Дюссельдорф, Київ, Москва, С. Петербург.

Довідник користувача. "Модеми". Лань С. Петербург 1997 р

Беррі Нансі. "Комп'ютерні мережі" Біпом Москва 1996 р.

Г. Вачнадзе. "Всесвітнє телебачення" Тбілісі вид. "Ганатлеба" 1989

В. Фігурне "IBM PC для користувача". С. Петербург 1994

А. Коцубінскій, С. Грошев. "Сучасний самовчитель роботи в мережі Інтернет" Вид. Тріумф. Москва 1997 р.

Беррі Прес "Ремонт і модернізація ПК" Біблія користувача. Вид. Діалектика. Москва. С. Петербург, Київ. 1999

А. Бобров "Копіювальна техніка", Сервіс «Ремонт і обслуговування», Випуск 9, Вид. ДМК, Москва 1999р.

В. Поляков. "Посвячення в радіоелектроніку". Вид. Радіо і зв'язок. Москва 1988р.

В. Джаконія, А. Гоголь, Я. Друзін та ін Телебачення: підручник для вузів. - М.: Радіо і зв'язок, 1997.

В. Виноградов Уроки телемайстра. Вид. 2. - К: Лань, КОРОНА-ПРИНТ, 1997.

1.Вступ

1.1.Поняття: інформація та інформатика. Вплив засобів інформації на органи чуття. Види комп'ютерної інформації

Поняття: інформація та інформатика

Інформація - (від латинського слова Informatio роз'яснення, виклад). Початкові - відомості, подані одними людьми іншим людям усним, письмовим або будь-яким іншим способом (наприклад, за допомогою умовних сигналів, з використанням технічних засобів і т. д.), а також сам процес передачі або отримання цих відомостей.

Інформатика, дисципліна, що вивчає структуру і загальні властивості наукової інформації, а також закономірності її створення, перетворення, передачі і використання в різних сферах людської діяльності.


Завдяки наявності у людини п'яти органів чуття, інформація про навколишнє середовище надходить до людини постійно. Найбільше інформації дає зір. Якщо очі відкриті, то через них надходить величезна кількість інформації про форму і колір предметів, про те, де вони знаходяться, і навіть про те, як вони рухаються.

Висновок:

  • Вся інформація, яка надходить до людини, складається з сигналів.

  • Людина ці сигнали отримує, обробляє і або виконує, або запам'ятовує.

Вплив засобів інформації на органи чуття.

Людина так влаштована, що він захищається від непотрібної, незрозумілою і неприємної інформації. Вона проходить повз нього. У цьому випадку людина не обробляє її, а отже, не може запам'ятати і перетворити в знання.

Та інформація, яка не може бути зрозуміла і засвоєна, називається - інформаційним шумом.

Висновок:

1. Людині важко споживати інформацію. Він може робити це тільки дуже маленькими порціями. Будь-яка перевантаження перетворюється на інформаційний шум, і. вона ставати марною, тобто не перетворюється у знання.

2. Людині важко обробити інформацію. Від цього він втомлюється.

3. Людина можемо, помилитися. Через інформаційного шуму він можемо неправильно обробити інформацію і перетворити її помилкове знання.

4. Людина необ'єктивний (тобто сприймає інформацію не такою, якою вона є, а такою, якою вона йому здається). Якщо інформація збігається з його особистою думкою, він приймає, обробляє і засвоюємо її дуже легко. Якщо інформація йому неприємна, він засвоює її з великими труднощами і багато чого залишається без уваги.

5. Людина не може довго зберігати інформацію. Якщо не закріплювати знання постійними вправами, інформація дуже швидко забувається.

Що ж таке комп'ютер?

Комп'ютер - це електронна машина, яка може:

  • Приймати інформацію;

  • Обробляти інформацію;

  • Зберігати інформацію;

  • Видавати інформацію.

Як було раніше сказано, цими функціями володіє і людина. Однак робить він це повільно, іноді з помилками і не завжди охоче. Комп'ютер звільняє нас від необхідності обробляти гори інформації, але робить він швидко, безвідмовно, видає в тому вигляді, в якому зручно людині, і зберігає як завгодно довго.

Виконання всіх вище викладених функцій розглянемо на прикладі комп'ютерної гри:

  • Завантаження програми гри в пам'ять - функція зберігання:

  • Діалог комп'ютерної програми з людиною спонукає до натискання клавіші клавіатури, джойстика або миші - функція прийому інформації:

  • Аналіз положення курсору щодо об'єкта на картинці монітора і прийняття рішення до дії - функція обробки інформації

  • Висновок події на екран монітора - функція видача інформації

Висновок:

З точки зору комп'ютера немає ніякої різниці, чим займатися. Він може складати розклад шкільних занять, або розкладу руху поїздів. Може управляти роботою великого цеху, а може керувати рухом будь-якого об'єкта в грі. У всіх випадках комп'ютер - це машина, яка робить одне і те ж справа: отримує, обробляє, зберігає і видає інформацію.

Види комп'ютерної інформації

Як раніше було сказано, людина має справу з багатьма видами інформації. Розглянемо, яку інформацію комп'ютер, по порівняння з людиною, не може прийняти, тому, обробити, зберігати і видавати.

- Так, ввести в комп'ютер запах троянди, смак яблука чи м'якість плюшевої іграшки - не можна ніяк.

Раніше говорилося, що комп'ютер це електронна машина, а значить, він працює з сигналами. Тому комп'ютер може працювати тільки з тією інформацією, яку можна представити у вигляді сигналу. Якщо б можна було уявити смак, запах у вигляді сигналу, то комп'ютер ніг б працювати і з такою інформацією, але робити цього поки не навчилися.

Треба відзначити, що добре перетворюється в сигнали те, що ми бачимо. Для цієї мети використовують спеціальні електронні пристрої: відеокамери, цифрові фотоапарати, сканери.

Давно навчилися перетворювати на сигнали те, що ми чуємо. Роблять це за допомогою мікрофону.

Дуже важко перетворювати на сигнали те, що людина відчуває за допомогою нюху, дотику і смаку. Вчені ще не знайшли таких способів. Значить, комп'ютери з такою інформацією працювати, поки, не можуть.

Висновок:

Комп'ютер може, працювати тільки з тією інформацією, яку ми бачимо і чуємо.

П'ять видів комп'ютерної інформації

Сучасні комп'ютери можуть працювати з п'ятьма видами інформації:

  1. Числовою інформацією (числа);

  2. Текстовою інформацією (літери, слова, речення, тексти);

  3. Графічною інформацією (картинки, малюнки, креслення);

  4. Звуковий інформацією (музика, мова, звуки);

  5. Відеоінформацією (відеофільми, мультфільми, кінофільми).

Всі ці п'ять видів інформації разом називають одним словом: - мультимедіа.

Якщо комп'ютер може працювати з усіма цими п'ятьма видами інформації, то його називають мультимедійним.

Якщо комп'ютерна програма використовує всі ці види інформації, то її називають мультимедійної.

Числова інформація

Для передачі інформації на велику відстань по проводах сто років почав людина винайшла телеграф. Знайшовся спосіб перетворення чисел і букв в сигнали - спеціальна телеграфна азбука (Азбука Морзе). Короткий сигнал «крапка». Довгий сигнал - «тире».

Для комп'ютерів азбука Морзе не придатна, тому що дуже незручно розбиратися з тим, який сигнал довгий, а який короткий. Придумали більш прості сигнали: якщо є сигнал, то це одиниця. Якщо ні - нулик. Залишилося навчитися представляти числа у вигляді одиниць і нуликів. Комп'ютер робить гак:

0 - 0 (нуль)

1 - 1 (один)

2 - 10 (нуль - один)

3 - 11 (один - один)

4 - 100 (один - нуль - нуль)

5 - 101 (один - нуль - один)

6 - 110 (один - один - нуль)

7 - 111 (один - один - один)

8 - 1000 (один - нуль - нуль - нуль)

9 - 1001 (один - нуль - нуль - один)

10 - 1010 (один - нуль - один - нуль)

Якщо необхідно перевести число 1999 в сигнали (двійковий код) то комп'ютер сам спроможний перевести його.

1998-11111001110

1999-11111001111

2000 - 11111010000

Мінімальне число подання інформації - (нуль і один) - називають бітами. Група з восьми бітів - байтами. Їх чотири - полубайта.

В один байт можна записати число від 0 до 255. Для запису числа 1998 необхідно скористатися другим байтом.

У двох байтах можна записати число - від 0 до 65535.

У трьох - від 0 до 16 мільйонів.

Текстова інформація

Кожній букві присвоюється числовий номер. Наприклад - букві «А» число 1, а букві "Б" - 2. Треба сказати, що прописні і заголовні букви мають різне число. У тому числі, російський алфавіт і латинська мають свою кодування. Для того щоб різні комп'ютери розуміли один - одного вчені виробили єдиний стандарт подання букв числами і назвали його «кодуванням символів» «КОІ» (Мал. 1.1.1).

Рис. 1.1.1. Кодування символів

Перетворивши букви на числа, комп'ютер перетворює числа в сигнали, і записує їх бітами, з яких збираються байти:

А - 192 - 11000000

Б - 193 - 11000001

В - 194 - 11000010

Г-195 - 11000011

Д - 196 - 11000100 і так далі.

Графічна інформація

Комп'ютери можуть працювати з графічною інформацією. Це можуть бути малюнки або фотографії. Для того щоб картинка могла зберігатися й оброблятися в комп'ютері, їй перетворюють на сигнали. Таке перетворення називають оцифруванням (Мал. 1.1.2).

Для оцифровки графічної інформації служать спеціальні цифрові фотокамери або спеціальні пристрої - сканери.


Рис. 1.1.2 Приклад оцифровки малюнка

Цифрова камера працює, як звичайний фотоапарат, тільки зображення не потрапляє на фотоплівку, а «запам'ятовується» в електронній пам'яті такого «фотоапарата». Потім такий апарат підключають до комп'ютера і по проводі передають сигнали, якими зашифровано зображення.

Якщо картинка зроблена на папері, то для того, щоб перетворити її на сигнали, використовують сканери. Картинку кладуть у сканер. Сканер переглядає кожну точку цієї картинки і передає в комп'ютер числа (байти), якими зашифрований колір кожної точки. Наприклад:

Чорна точка: 0, 0, 0;

Біла точка: 255, 255, 255;

Коричнева точка: 153, 102, 51;

Світло-сіра крапка: 160, 160, 160;

Темно-сіра крапка: 80, 80, 80.

У кожного кольору свій шифр (його називають колірним кодом).

Якщо кожен колір передавати трьома байтами, то можна зашифрувати більше 16 мільйонів квітів. Це набагато більше, ніж може розрізнити людське око, але для комп'ютера це не межа.

Звукова інформація

Звук, музика і людська мова надходить у комп'ютер у вигляді сигналів і теж оцифровується (Мал. 1.1.3. Рис. 1.1.4.), Тобто перетворюється на числа, а потім - в байти і біти. Комп'ютер їх зберігає, обробляє і може відтворити (програти музику або вимовити слово).

Рис. 1.1.3

Для того щоб ввести звукову інформацію в комп'ютер, до нього підключають мікрофон або з'єднують з іншими електронними музичними пристроями, наприклад, з магнітофоном чи програвачем. Якщо в комп'ютері є спеціальна, звукова плата, то він може обробляти звукову інформації та відтворювати людську мову, музику і звуки.

Рис. 1.1.4

Відеоінформація

Сучасні комп'ютери можуть працювати з відео. Вони можуть записувати і відтворювати відеофільми, мультфільми і кінофільми. Як і всі інші види інформації, відеоінформація теж перетворюється на сигнали і записується у вигляді бітів і байтів. Відбувається це точно так само, як і з картинками - різниця лише в тому, що таких «картинок» треба обробляти дуже багато.

Фільми складаються з кадрів. Кожен кадр - его як би окрема картинка. Щоб зображення на екрані, виглядало «живий» і рухалося, кадри повинні змінювати один одного з великою швидкістю - 25 кадрів в секунду. Якщо комп'ютер потужний і швидкий, то він може 25 разів на секунду обробляти в своїй пам'яті нову картинку і показувати її на екрані.

Сигнали для запису відеозображень комп'ютер отримує від відеокамери. Як і всі інші види інформації, він перетворює ці сигнали в біти і байти і записує їх у свою пам'ять.

Плавне відео на екран комп'ютерного монітора. При цьому разом з зображенням може виводитися і звук.

Питання для повторення
  1. Поняття: інформація та інформатика.

  2. Вплив засобів інформації на органи чуття людини.

  3. Види комп'ютерної інформації. Дати їх поняття і способи подання до ПК.


2.Средства копіювання і розмноження

2.1.Електрографіческое копіювання

2.1.1.Основние принципи електрографічне копіювання.

Введення

Ксерографія, це найбільш поширений процес копіювання документів (в тому числі збільшених копій з мікрофільмів), заснований на використанні ефекту фотопровідності деяких напівпровідникових матеріалів, нанесених на спеціальну паперову, металеву або іншу основу, і їх здатності утримувати частинки барвника за допомогою електростатичних сил. Принцип електрографічне копіювання запатентований в США в 1938; перші апарати для електрографії створені в 1950 році. Широке поширення методу електрографії обумовлено високою якістю копій, можливістю отримання копій практично з будь-яких оригіналів, високою продуктивністю (св. 7000 копій в 1 годину), а також можливістю виготовлення друкарських форм для офсетних машин. У 79-х рр.. розроблені способи електрографічне копіювання, що дозволяють отримувати багатобарвні копії з тонових оригіналів.

Розрізняють електрографічне копіювання безпосереднє (пряме, непереносное) і непряме (або переносне). У першому випадку копії отримують безпосередньо на электрофотополупроводниковой папері, у другому - з використанням проміжного носія інформації - "посередника", яким служать полірований металевий лист (звичайно алюмінієвий), циліндр або гнучка стрічка, покриті шаром фотополупроводніка (наприклад, аморфним селеном, селенідів або сульфідом кадмію).

Рис. 2.1.5. Фотокамери

Перші електрографічні апарати використовували принцип фотокамери Рис. 1.1.1.

На Рис. 2.1.6. показана схема процесу безпосереднього електрографічне копіювання. Фотополупроводніковий шар паперу (носія копії) у темряві заряджають (наприклад, за допомогою коронного електричного розряду) до потенціалу кілька сотень вольт. На заряджений таким чином фотополупроводніковий шар проектують зображення оригіналу:

  • З освітлених (пробільних) ділянок шару заряди стікають на провідну основу;

  • Ділянки опинилися неекспоновані (відповідні темним лініям оригіналу), зберігають заряд.

  • У результаті в фотополупроводніковом шарі виникає приховане зображення оригіналу у вигляді "потенційного рельєфу"

  • Виявляють звичайно за допомогою фарбувального порошку (тонера), частинкам якого повідомляється заряд, за знаком зворотний заряду потенційного рельєфу.

Частинки тонера притягуються до заряджених ділянок потенційного рельєфу, утворюючи видиме зображення (Мал. 2.1.6), яке потім закріплюється.

Закріплення може бути здійснено методом нагрівання до температури плавлення порошку. Таким чином, розплавлені частинки порошку склеюються з паперовою основою.

При непрямому електрографічне копіювання приховане зображення оригіналу утворюється в світлочутливому шарі "посередника". Виявлену за допомогою наелектризованого фарбувального порошку, воно потім переноситься на звичайний папір, кальку або інший носій копії. Процес закріплення зображення такої ж, як при безпосередньому електрографічне копіювання.

Рис. 2.1.6. Схема безпосереднього электрофотополупроводникового копіювання:

а - електрофотопроводніковая папір - носій копії

(1 - фотополупроводніковий шар, 2 - електропровідних основа);

б - розподіл зарядів в носії копії;

в - експонування фотополупроводнікового шару (стрілками позначені світлові промені);

г - носій копії після експонування;

д - прояв прихованого зображення (чорними кружками позначені частки фарбувального порошку);

е - носій копії із закріпленим зображенням (чорними прямокутниками позначені розплавлені частинки порошку, які прилипли до основи носія).

Електрографічне копіювання здійснюється в електрофотографічних апаратах із застосуванням проміжних носіїв інформації та отримання копій на звичайних паперах і в апаратах з отриманням копій на электрофотополупроводниковой папері.

Апарати електрографічне копіювання розрізняють:

  • За способами експонування;

  • За способами прояву ("мокре" і "сухе") і закріплення зображення;

  • За форматами оригіналу та копії;

  • За ступенем автоматизації і т.д.

Експонування в апаратах переносного копіювання з "посередником" у вигляді пластини проводиться статичним способом - окремими кадрами; в апаратах з "посередником" у вигляді циліндра або стрічки застосовують динамічні способи (при якому оригінал, оптична система і поверхня "посередника" безперервно переміщаються щодо один одного ). Тривалість експонування залежить від освітленості оригіналу, світлочутливості фотополупроводніка, якості оптичної системи.

2.1.2.Прінціпи роботи сучасних аналогових копіювальних апаратів

Процес сухого електростатичного копіювання, що став фактичним стандартом для офісної копіювальної техніки, складається з наступних етапів:

  1. Попередня зарядка негативним потенціалом фоточутливого барабана.

  2. Проектування зображення на барабан таким чином, щоб промені, відбиті від світлих ділянок оригіналу, нейтралізували відповідні області фоторецептора, залишаючи негативно зарядженими лише ті частини барабана, на які в подальшому буде накладатися тонер для перенесення на папір.

  3. Перенесення часток тонера з магнітного валу вузла проявлення на негативно заряджені ділянки поверхні фотобарабана.

  4. Перенесення тонера з барабана на папір.

  5. Відділення папери від барабана.

  6. Термічне закріплення копії.

Серцем копіювального апарату є фотобарабан, званий також просто барабаном або драма. Часто фотобарабан розглядається цілком - як нероздільний вузол, що включає в себе:

  • несучі кріплення

  • ракель для зчищення відпрацьованого тонера

  • бункер, куди цей тонер потрапляє після зняття з барабана

  • коротрон перенесення

  • лампи попередньої засвічення і бланкірованія

  • спеціальні друковані плати барабана і т. п.

У таких випадках він називається вузлом барабана, драм - картріджом або драм - юнітом. Основна функціональна частина фотобарабана світлочутливий шар, в якому при попаданні фотонів світла формується приховане електростатичне поле, що представляє собою точну проекцію оригіналу, спочатку відбив цей світ.

Примітка:

В окремих моделях копіювальних апаратів зустрічаються деякі модифікації подібної конструкції. У Ricoh M-50, наприклад, барабан замінений на світлочутливу майстер - плівку, яка не має нічого спільного з званої так само і трафаретного плівкою, що стоїть на пріпортах і різографах, і теж являє собою фоточутливий шари, але тільки завдану не на алюмінієвий барабан , а на гнучку синтетичну основу (подібно до того, як замість тефлонових валів іноді використовуються тефлонові термопленки).

Крім вузлів, що безпосередньо беруть участь в процесі електростатичного копіювання, у копіювальних апаратах є вузли, призначені для транспортування папери. У невеликих портативних апаратах транспортування здійснюють всього декілька роликів подачі і соленоїдів, але на більш серйозної техніки цю функцію виконують такі пристрої:

  • піддони (касети) з механізмом визначення формату знаходиться в них папери;

  • дуплекси, які суттєво спрощують виробництво двосторонніх копій, оскільки накопичують у собі копії, віддруковані на одній стороні паперу, щоб потім повторно подати їх для копіювання з іншого боку, коли оригінал на склі експозиції буде, перевернутий вручну або автоматично;

  • автоподатчики (позначаються ADF / SADF / RADF в залежності від свого типу) - звичайно на них можна помістити відразу стопку оригіналів, з якої вони зможуть самостійно забирати по одному листу;

  • сортери, виконують поділ тиражу по окремих стопках в різних режимах, що задаються оператором;

  • фінішер, які відрізняються від сортерів тим, що замість обойми пластин використовують для розділення тиражу всього один рухомий лоток;

  • степлери, часто входять до складу сортерів і автоматично прошивають стопки готових копій скріпками.

Крім того, високопродуктивні копіювальні апарати можуть комплектуватися такими вузлами, як кабінет (проста металева тумба на коліщатках, на якій зручно розміщувати великі копіри), лічильниками призначених для користувача карток (дають можливість керівнику мати чітке уявлення про число копії, зроблених на апараті кожним зі співробітників), контактними планшетами (дозволяють виконувати примітивне редагування зображення) і іншими удосконаленнями.

Якщо при проектуванні портативних моделей як пріоритети виступають дешевизна, відносна простота пристрою і компактність вузлів, то в високопродуктивних копіювальних апаратах конструктори можуть дозволити собі застосувати складну електроніку і останні досягнення техніки, наприклад вакуумну подачу паперу. Тим не менш, основні принципи копіювального процесу однакові для одного з перших портативних копірів Canon FC-2, вже досить давно знятого з виробництва, і для сучасного крупнотіражного агрегату Sharp SD-2275, що використовує графічний дисплей і інші передові технології.

Оптична система

У копіювальних апаратах використовується як рухливий експозиційний стіл, так і нерухому оптичну систему з дзеркалами і тросової передачею. Рухомий стіл влаштований елементарно, але не дуже зручний в експлуатації і не дозволяє масштабувати зображення. Його зазвичай застосовують в не надто дорогих «персональних» копіювальних апаратах, розрахованих на виробництво 50 копій в день і стоять до 1000 доларів. З моделей, описаних у цьому посібнику, використовують:

рухомий стіл:
  • Canon PC-310/330/336;

  • Canon FC-310/330/336;

  • Canon PC-300/320/325/400/420/430;

  • Canon FC-210/230/200/220;

нерухомий:
  • Canon PC-720/740/750/770/780;

  • Canon NP-6012/6112/6212/6312

Оптична система призначена для плавного переміщення вузького спрямованого променя світла скануючої лампи по оригіналу, щоб відбитий від поверхні оригіналу пучок фотонів падав на синхронно - обертову поверхню барабана і під його впливом у шарі фоторецептора виникало статичне поле, відповідне зображенню на оригіналі. Більш докладно суттєві особливості оптичної системи окремих моделей описуються в спеціальній літературі.

Система подачі і транспортування папери

Сучасні копіювальні апарати в більшості своїй працюють із звичайною офісної папером. Лише деякі екзотичні моделі, наприклад різографи (Riso) і пріпорти (Ricoh), вимагають папір зі спеціальним покриттям або дуже чутливі до її капілярним властивостям.

Примітка:

У багатьох моделей є можливість копіювати на прозору пластикову плівку для проекторів (ОНР transparent sheets). В останньому випадку часто рекомендується до листа плівки, що подається з ручного лотка, прикріплювати знизу лист звичайного паперу таким чином, щоб його передня кромка виступала за передню кромку прозорого листа в середньому на 1 см. Така міра покликана полегшити проходження пластикової плівки через копіювальний тракт. Слід обов'язково мати на увазі, що мова тут йде виключно про термостійкої плівці, призначеної спеціально для використання в офісній техніці, в якій передбачено температурне закріплення. Будь-які спроби провести через нагрітий до робочої температури фьюзер звичайну поліетиленову плівку закінчаться тим, що плівка розплавиться і наліпнет на деталі.

Зазвичай вимоги до щільності паперу лежать в діапазоні від 40 до 200 г / м 2, але для кожної конкретної моделі можуть бути свої особливості.

Увага:

Якщо папір має недостатню щільність то готові копії, що піддаються термічній дії при закріпленні, можуть загинатися догори, упиратися в грубо сформовану корпусні деталь і м'яти.

Рекомендується вибирати папір по можливості більш високої якості так як, використання паперу низької якості приводить до сильного зносу робочих вузлів апарату, і в першу чергу фоторецептора і зменшується його термін служби в кілька разів.

Примітка:

У дешевої папери є два очевидних технічних недоліку. Намагаючись заощадити на якості целюлози, виробники формують недостатньо однорідну масу, що призводить до значного підвищення абразивної дії папери на фоторецептор. Крім того, оскільки листи фасуються поштучно (в середньому по 500 листів на пачку), виробники, випускаючи менш щільні листи, економлять на масі паперу. Папір з недостатньою щільністю набагато легше заминається на тракті подачі, частіше рветься при спробах витягнути її.

Загальні рекомендації по вибору паперу такі:
  • Переважно брати папір з найвищим коефіцієнтом білизни і щільністю не менше 80 г / м 2.

  • Зберігати папір треба в сухому приміщенні при кімнатній температурі, розташовуючи пачки горизонтально. В умовах підвищеної вологості повітря папір може пожолобитися, і її властивості погіршуються

  • Не рекомендується відразу ж починати копіювання на папері, що довгий час перебувала в холодному приміщенні. Краще почекати від півгодини до доби, залежно від перепаду температур і загальної кількості паперу.

Розміри і орієнтація подаються для копіювання листів можуть бути різними. Максимальний розмір визначається розмірами експозиційного скла і шириною тракту подачі конкретної моделі, а мінімальний - лише характеристиками тракту подачі і в середньому коливається від розміру візитної картки до розміру поштової листівки. Папір для виробництва копій може подаватися або з ручного лотка, або з піддону. У деяких моделях листи автоматично забираються по одному з пачки, поміщеної в лоток ручної подачі. Моделі, в яких закладається всього по одному листу, дещо простіше по конструкції. З бічного лотка папір подається безпосередньо, не згинаючись, як при подачі з піддону, тому вимоги до паперу, що надходить в копіювальний апарат таким способом, значно нижче. Саме так - з ручного лотка - слід подавати картон, пластикову плівку, візитні картки та поштові листівки для надпечатки. Піддони, розраховані на зберігання великої кількості листів з автоматичною подачею їх у міру потреби, мають механічні обмежувачі, що виставляються оператором відповідно до формату паперу, яку він збирається завантажувати. Починаючи від копіювальних апаратів середнього класу, піддони оснащені датчиками формату, що дозволяють процесору вибрати потрібний відсоток збільшення / зменшення оригіналу для автоматичного масштабування, а також самостійно подати папір з відповідного за форматом піддону. Папір, що надходить з ручного лотка або з піддону, зупиняється для синхронізації перед барабаном, і як тільки на валик (шторку) синхронізації приходить сигнал від процесора, копіювання починається. Папір проходить під фотобарабаном, на неї переноситься тонер, далі вона відділяється від поверхні барабана коротроном відділення (для цих цілей також використовуються пальці відділення і розрахована кривизна листа, коли папір відходить від барабана під дією власної ваги). Після цього папір транспортується - як правило, за допомогою одного або декількох гумових ременів - в термоблок, де що лежить на її поверхні тонер розплавляється і впрессовивается, утворюючи готову копію.

Вузол проявлення

Приховане електростатичне зображення, сформоване в шарі фоторецептора падаючими на нього променями світла, відбитими від сканованого оригіналу, необхідно зробити видимим, нанісши на заряджені ділянки барабана рівномірний тонкий шар тонера. Для виконання цього завдання фоторецептор перед експонуванням заряджає негативно. Потім області, які на копії повинні вийти світлими, розряджаються світлом з вузла сканування, і на фоторецепторі залишаються негативно зарядженими лише ті ділянки, на які повинен бути нанесений тонер. Тонер міститься в спеціальному блоці прояву, сусідить в апараті з фотобарабаном, а іноді і становить з ним один вузол. Частинки тонера заряджені позитивно і, будучи поміщеними в безпосередній близькості від фоторецептора, легко переносяться на його негативно заряджені області. Забезпечити необхідне розташування і добитися рівномірного притоку тонера для перенесення його на барабан дозволяє конструкція вузла проявлення, на прилеглій до фотобарабані краї якого є обертовий магнітний вал, що притягає до себе тонер з бункера. Існує два типи тонера:

  • однокомпонентний (його фарбувальні частинки самі по собі володіють магнітними властивостями)

  • двокомпонентний (його фарбувальні частинки, призначені для перенесення на фотобарабан, не можуть самостійно утримуватися на магнітному валу вузла проявлення, але прилипають до знаходяться в бункері часткам спеціального магнітного порошку, званого девелопером або носієм, і потрапляють разом з ними на магнітний вал).

Примітка:

Тонер формує на магнітному валу блоку проявлення так звану магнітну кисть, тобто наростає, подібно металевої стружці, на магніт. Залежно від моделі апарата і властивостей тонера, девелопера та магнітного вала ця «кисть» може бути або цілком помітною для людського ока, або являти собою тонкий напівпрозорий шар частинок тонера, рівномірно розподілених по металевій поверхні магнітного валу. У разі однокомпонентної системи сила тяжіння частинок тонера до девелоперу або магнітного вала підібрана таким чином, щоб вона була менша електростатичного притягання до зарядженої поверхні барабана і відповідно не перешкоджала перенесенню частинок на нього. У двохкомпонентній системі девелопер залишається на магнітному валу вузла проявлення і продовжує служити далі. Отже, в процесі проявлення на поверхню фотобарабана наноситься дзеркальне позитивне зображення у вигляді найтоншого шару тонера.

Перенесення зображення на папір та її відділення від фотобарабана

Приховане і потім проявлену зображення на фотобарабані являє собою дзеркальне відображення оригіналу і тому може бути перенесено на що проходить під барабаном папір простим поєднанням поверхонь, при якому виконається зворотна дзеркальна трансформація і вийде точна копія. Через низьку адгезії тонера і звичайного офісного паперу простий механічний контакт поверхні листа з фоторецептором не забезпечить належної перенесення фарбувального порошку. Тому доводиться використовувати більш сильне, ніж сформоване на барабані, статичне поле, перетягує позитивно заряджені частинки тонера на папір. Для цього служить коротрон перенесення, розміщений під проходить через апарат аркушем паперу. У результаті такого розташування все притягує його негативним зарядом частинки тонера відриваються від фоторецептора і потрапляють на поверхню паперу, створюючи там копію оригіналу. Коротрон перенесення може бути як дротяним, що представляє собою туго натягнуту тонку (близько 70 мкм у діаметрі) металеву нитка із спеціальним напиленням, так і голчастим у вигляді металевої пластини з частими гострими зубцями, або губчастим - у формі обтягнутого спеціальним пінистим полімером металевого валу, що знаходиться під напругою, який впритул притискається до барабана і виконує таким чином ще й функцію додаткового ролика подачі.

Нитка коротрона часто обривається через неправильне втручання. Крім того, перебуваючи під високою напругою, вона виробляє значну кількість озону, що істотно впливає на здоров'я, оскільки вплив озону у великих дозах на організм людини в будь-якому випадку несприятливо.

Емісія озону від голчастих, а особливо губчастих коротроном набагато нижче, ніж від дротяних. Крім того, вони в цілому більш надійні, оскільки їх важче пошкодити механічно. Тим не менш і у таких видів коротроном зустрічаються власні несправності у вигляді пробою напруги на корпус, що виникає в результаті забруднення. Можуть також відійти або засмітитися контакти, з'явитися механічні дефекти.

Частина тонера, що залишилася на фоторецепторі після перенесення, зчищається з нього спеціальним гумовим лезом, ракелем, і потрапляє в бункер для відпрацьованого тонера, передбачений конструкцією апарату.

Щоб виключити прилипання статично зарядженого аркуша паперу до барабана, використовується спеціальна техніка його відділення. Переважно це відділення по кривизні: конструкція розраховується так, щоб дати листу відокремитися під дією власної ваги і жорсткості. У поєднанні з такою технікою часто застосовується спеціальний коротрон відділення, що впливає на проходить за барабан папір позитивним зарядом і нейтралізуючим її статичним полем. Цей метод дуже корисний у випадках, коли копії виготовляються на занадто тонкому папері, що не володіє достатньою вагою і жорсткістю, щоб відокремитися «по кривизні».

Крім того, на деяких моделях копірів поруч з барабаном встановлені спеціальні видільними лапки.

Після відділення від барабана незакріплена копія подається в термоблок, де проходить заключна стадія процесу копіювання - закріплення.

Вузол закріплення

Апарати, що копіюють зображення методом електростатичного перенесення, використовують не рідку фарбу, а сухий фарбувальний порошок, який необхідно якимсь чином фіксувати після нанесення на папір. Це досягається шляхом нагріву під певним тиском. Частина апарату, що відповідає за цей процес, називається вузлом закріплення, термоблоком, фьюзер (від англійського слова fuse - плавка, плавити) або просто піччю.

У вузол термозакрепленія входять:
  • нагрівальний елемент;

  • гумовий притискної вал;

  • напрямні подачі, що забезпечують правильне попадання ще не закріпленою копії в термоблок;

  • видільними лапки, що запобігають намотування закріпленої копії на вали термоблока;

  • температурні датчики, контролюючі температуру нагрівального елемента;

  • термостат (термозапобіжник), які обривають харчування нагрівального елемента у випадку, якщо температура перевищить критичне значення.

Примітка. У перших моделях електростатичних копіювальних апаратів, що використовувалися в 60-х роках, не було подібних механізмів захисту, тому вони часто загоряється.

У термоблоки може розташовуватися також:
  • очищуючий фетровий вал, що збирає на себе велику частину бруду з гумового й тефлонового валів

  • щітка, що знімає статичний заряд з паперу

  • датчик, покликаний повідомляти процесору про те, що копія проходить через термоблок.

У більшості вузлів закріплення як нагрівальний елемент використовуються лампи розжарювання, що забезпечують спеціальним валу, виготовленому з алюмінію і покритому тефлоном (цей вал прийнято називати тефлоновим).

Примітка:

Деякі копіри систему швидкого поверхневого нагріву, в якій місце нагрівальної лампи і тефлонового валу займають керамічний термоелемент і тефлонова плівка.

При такій схемі, коли джерело теплової енергії входить у майже безпосередній контакт з копією, енергія витрачається ефективніше і практично не потрібно часу на попереднє прогрівання копіювального апарату для приведення його в робочий стан.


6.Кассетние відеомагнітофони

6.1. Касетні відеомагнітофони "Електроніка ВМ-12"

Призначення

Касетний відеомагнітофон ВМ-12 розроблений відповідно до міжнародного стандарту VHS (Video Home System). Він забезпечує запис телевізійних програм кольорового (систем СЕКАМ і ПАЛ) і чорно-білого зображення, прийнятих антеною в діапазоні метрових хвиль (канали з 1-го по 12-й), і подальше їх відтворення через будь-який телевізор, включений на прийом в шостому або сьомому каналі.

Принцип дії

Касетний відеомагнітофон "Електроніка ВМ-12" розроблений відповідно до міжнародного стандарту VHS (Video Home System). Він забезпечує запис телевізійних програм кольорового (систем СЕКАМ і ПАЛ) і чорно-білого зображення, прийнятих антеною в діапазоні метрових хвиль (канали з 1 - го по 12-ий), і подальше їх відтворення через будь-який телевізор, включений на прийом у 6-му чи 7-му каналі. Сигнали записуються на хромо-оксидну магнітну стрічку шириною 12,7 мм. Відтворення програм може бути як прискореним, так і уповільненим. Звуковий супровід можна прослуховувати на головних телефонах.

Відеомагнітофон допускає короткочасну зупинку магнітної стрічки під час запису і відтворення, а також її прискорене перемотування в обох напрямках. У ньому передбачена установка поточного часу і його індикація, а для запису обраної телевізійної передачі - одноразове включення і виключення апарату в задано час протягом 14 діб. З метою полегшення налаштування селектора телевізора і самого відеомагнітофона на вільний (шостої або сьомої) телевізійний канал у відеомагнітофоні формується тест-сигнал, що подається на його високочастотний вихід.


Технічні характеристики

Швидкість руху магнітної стрічки, див / с -2,339 ± 0,5%

Роздільна здатність по яркостному каналу, ліній, не менш -240

Відносний рівень перешкод в каналах яскравості і звукового супроводу при відтворенні власної запису, дБ, не більше -40

Час запису або відтворення, хв, не менше, відеокасети:

ВК-180 -180

ВК-120 -120

ВК-30 -30

Час перемотування стрічки, хв, не більше -7

Розмах вхідного повністю колірного сигналу позитивної полярності на навантаженні 75 Ом, У -0,7 - 1,4

Розмах колірної піднесу щей у вхідному сигналі, мВ -80 - 215

Ефективне напруга вхідного сигналу звукового супроводу, У -0,1 - 0,5

Співвідношення сигналу синхронізації до повного вхідного колірному сигналу,% -25 - 35

Розмах вихідного повного колірного сигналу позитивної полярності на навантаженні 75 Ом, У -0,9 - 1,1

Ефективне напруга вихідного сигналу звукового супроводу, У -0,1 - 0,3

Смуга відтворених частот сигналу звукового супроводу, Гц 100 - 8000

Співвідношення сигналу синхронізації до вихідного повного колірного сигналу,% -20 -35

Споживана потужність, Вт, не більше -43

Розміри, мм -480  367  136

Маса, кг, не більше -10

Відеомагнітофон харчується від мережі змінного струму напругою -220 ± 22 В.

Спрощена структурно-кінематична схема апарату представлена ​​на Рис. 6.1.1. Перш ніж розповідати про принцип його роботи, пояснимо призначення зображених на схемі вузлів

Рис. 6.1.52


Радіоприймальний пристрій 1 () виділяє і підсилює прийняті антеною РЧ сигнали, перетворює їх у коливання ПЧ зображення і звукового супроводу і детектирует останні з метою отримання напруг відео-і звукової частот телевізійного мовлення. У цьому пристрої формуються також управляючі напруги для роботи систем автоматичного підстроювання частоти гетеродина (АПЧГ) і регулювання посилення (АРУ). Далі сигнали зображення і звукового супроводу обробляються в окремих каналах.

У каналі запису сигналу яскравості 2 з повного кольорового зображення виділяються яскравісні коливання, а також відновлюється їх постійна складова. Система АРУ ​​підтримує постійний рівень телевізійного сигналу при зміні напруги на вході пристрою.

У цьому ж каналі формується частотно - модульований (ЧС) яскравості телевізійний сигнал і вводяться необхідні частотні предіскаженія, чим забезпечується сталість струму запису в інтервалі девіації частоти.

Канал запису сигналів кольоровості 3 з повного колірного телевізійного сигналу відфільтровує напруга кольоровості (його рівень підтримується постійним системою АРУ) і автоматично розпізнає сигнали кольорових і чорно-білих телевізійних передач. У ньому здійснюється також перенесення спектру сигналів кольоровості в область частот 0,3 - 1,1 МГц.

ЧС сигнали яскравості і кольоровості складаються в суматорі 4, посилюються і надходять на комутатор 5, який, залежно від режиму роботи відеомагнітофона, підключає відеоголоівки 17 до початку запису або відтворення.

Передпідсилювач 6 каналу відтворення посилює зчитування відеоголовками з магнітної стрічки 26 ЧС сигнал і забезпечує його частотну корекцію. У каналі відтворення сигналу яскравості 7 виділяються (після обмеження і детектування) вихідні яскравісні коливання, "випадали" сигнали рядків заміщуються сигналами, затриманими на тривалість рядки (64 мкс), і знижується рівень шумів. Канал відтворення сигналів кольоровості 8 виділяє коливання кольоровості з відтвореного відеоголовками напруги і переносить їх спектр назад в область частот 3,9 - 4,7 МГц.

У суматорі 9 сигнали яскравості і кольоровості складаються, утворюючи повний колірний телевізійний сигнал.

Канал запису сигналів звукового супроводу 11 забезпечує посилення, необхідні частотні предіскаженія коливань і підтримка (за допомогою системи АРУ) постійного струму запису в магнітній голівці 18, канал відтворення 13 посилює знімається з неї напруга і блокує його під час паузи, прискореного і сповільненого відтворення запису програм . Комутатор 12 підключає голівку до каналу запису або відтворення залежно від режиму роботи відеомагнітофона. Струми стирання (у головках 15) і підмагнічування (в головці 18) створює генератор 14. Блок головок, що обертаються (БВГ) 16 записує на стрічку і відтворює з неї обертаються відеоголовками 17 сигнали нової відеоінформації.

Радіопередавальний пристрій 10 перетворює надходять на нього відео-та звукові сигнали в коливаннях РЧ шостого або сьомого каналу.

Система автоматичного регулювання (САР) 20 підтримує необхідні частоту і фазу обертання ведучого валу, а, отже, і швидкість руху магнітної стрічки в режимах запису і відтворення залежно від частоти і фази зразкових коливань. Ними служать кадрові синхроімпульсів, що виділяються при записі з прийнятого сигналу і записувані сінхроголовкой 19 або зчитуються нею при відтворенні. Інформація про частоту і фазі обертання ведучого валу знімається з тахогенератора 23, механічно пов'язаного з блоком ведучого валу 24. Блок ведучого валу забезпечує нормальне, прискорене і сповільнений рух магнітної стрічки при подачі відповідних команд з блоку комутації 31.

САР БВГ 21 регулюють частоту обертання відеоголівок в певній фазі з зразковими коливаннями - кадровими синхроімпульса прийнятого сигналу в режимі запису і напругою кварцового генератора каналу запису сигналу яскравості 2 в режимі відтворення. Інформація про роботу електродвигуна 22, що обертає блок відеоголівок 16, знімається з датчика становищем ротора 25 і датчика 32 сигналу частотою 25 Гц.

Стрічкопротяжний механізм (ЛПМ) 27 забезпечує автоматичну заправку магнітної стрічки 26, її транспортування та комутацію режимів роботи відеомагнітофона.

Стабілізатор напруг харчування 28 перетворює надходять з мережного трансформатора змінні напруги в стабілізовані постійні напруги.

Блок автоматики 29 управляє перемиканням режимів роботи відеомагнітофона по командах блоку комутації 31 і контролює їх виконання за сигналами датчиків. Таймер 30 автоматично включає і вимикає апарат в заданий час і показує поточний час на вакуумному люмінесцентному індикаторі. Блок комутації 31 включає відеомагнітофон в необхідний режим роботи і показує його.

Принцип роботи апарату заснований на похило-рядкового запису відеоінформації двома обертовими відеоголовками 17. Розташовані вони в діаметрально протилежних частинах барабана, що обертається діаметром 62 мм (кут між осьовими лініями робочих зазорів відеоголівок - 180 ). Період його обертання (у напрямку руху магнітної стрічки) дорівнює періоду повного кадру телевізійного сигналу (частота обертання - 1500 хв -1). Барабан з відеоголовками розміщений над нерухомою частиною БВГ 16, на зовнішній стороні якої виточений уступ (напрямна) для магнітної стрічки 26. Відеоголівки контактують з нею через прорізи в барабані. Рухомі направляючі стійки механізму заправки і натягу стрічки забезпечують охоплення нею барабана по дузі близько 186 , а положення БВГ і його спрямовуюча - такий рух стрічки, при якому її базовий край і траєкторія переміщення зазорів магнітних головок утворюють кут близько 6  (точніше -5  58 ).

При русі стрічки в ЛПМ 27 відеоголоівки послідовно, одна за одною, залишають на ній похилі намагнічені рядка (відеодоріжки). Кожна голівках стикається зі стрічкою по дузі більше 180 , тому, крім одного полукадра телевізійного сигналу, вона записує або відтворює ще й частину наступного.

Одночасно з відео блоком магнітних головок 18 і 19 на стрічку записуються сигнали звукового супроводу і управління. Спосіб запису сигналів звукового супроводу - звичайний (поздовжній), звукові доріжки розташовуються у верхнього краю магнітної лени. На окремій доріжці біля нижнього (базового) краю стрічки записуються імпульси управління з частотою проходження 25 Гц, "прив'язані" до кадрових синхроімпульса прийнятого телевізійного сигналу. При відтворенні ці імпульси керують роботою САР ведучого валу, забезпечуючи збіг траєкторії обертання відеоголівки записаними похилими відеодоріжки.

Рис. 6.1.53. Відеофонограми, використовувана в "Електроніку ВМ - 12" формату VHS.

Розміри, вказані на ньому загальноприйнятими буквеними символами, мають наступні значення (у міліметрах): A = 12,65 ± 0,01; B = 10,6; W = 10,07; L = 6,2; P = 0,049; T = 0,049; C = 0,75 ± 0,1; R = 1 ± 0,1; D = 0,35 ± 0,05; E = 0,35 ± 0,05; F = 11,65 ± 0,05 ; h = 0,3 ± 0,05; X = 79,244. Кут нахилу робочого зазору магнітної відеоголоівки щодо перпендикуляра до відеодоріжці становить  = 6 .

Основна перевага відеомагнітофона-висока щільність запису: при відносно низькій швидкості руху магнітної стрічки (2,339 см / с) ширина відеодоріжок дорівнює 49 мкм. Захисні смуги між ними відсутні, а так як довжина робочого зазору відеоголівок трохи перевищує ширину відеодоріжок, то при записі кожна з них перекриває край попередньої. Для усунення взаємного впливу сигналів сусідніх рядків при відтворенні робочий зазор однієї відеоголоівки повернуть щодо перпендикуляра до відеодоріжці на кут  = +6 , а інший - на кут  =- 6 . У результаті при записі сусідні рядки мають різні напрямки намагнічування, а при відтворенні кожна голівках зчитує сигнали тій відеодоріжки, яка відповідає орієнтації її робочого зазору, сигнали ж інший рядки виявляються дуже слабкими з-за великих втрат.

Застосовані в магнітофоні відеоголоівки при ширині робочого зазору 0,4 мкм і швидкості їх руху відносно стрічки 4,84 м / с (швидкість запису-відтворення) забезпечують запис сигналів з максимальною частотою 5МГц. Проте притаманні магнітного запису спотворення не дозволяють перенести безпосередньо на магнітну стрічку широкий спектр частот телевізійного сигналу, показаний на малюнку 3, а. Тому при записі використана частотна модуляція. З метою звуження смуги частот ЧС коливань несуча частота (3,8 МГц) обрана близькою до верхньої модулирующей частоті. Яскравості сигнал модулює несучу частоту так, що вершин синхроімпульсів відповідає частота 3,8 МГц, рівню білого-4, 8 МГц. Швидких змін яркостного напруги відповідають бічні смуги ЧМ сигналу. Верхня бокова смуга внаслідок спаду АЧХ пари голівках - стрічка майже повністю пригнічується, а нижня займає інтервал частот від 1,2 МГц до несучої. Так записують на магнітну стрічку телевізійні сигнали частотою до 2,8 МГц.

Рис. 6.1.54. Спектральні діаграми перетворення відеосигналу для запису на магнітну стрічку


Як видно, побутовий відеомагнітофон - щодо вузькосмуговій пристрій, і на ньому неможливо записати і відтворити повний колірний телевізійний сигнал без попередньої обробки. Остання полягає в тому, що смуга частот ЧМ сигналів кольоровості звужується до 0,8 МГц, для чого вони виділяються фільтром з повного телевізійного сигналу (Мал. 6.1.54, а) тільки в інтервалі 3,9 - 4,7 МГц (Мал. 6.1.54, б) і частотним перетворенням (частота гетеродина f г = 5,06 МГц) переносяться в інтервал 0,3 - 1,1 МГц (Мал. 6.1.54, в). Одночасно спектр сигналу яскравості обмежується частотою близько 3 МГц (Мал. 6.1.54, б) і використовується потім для частотної модуляції несучої. Нарешті яскравості ЧС сигнал складається з ЧС сигналами кольоровості (Мал. 6.1.54, г), і обидва вони записуються на магнітну стрічку (це можливо завдяки тому, що в яркостном ЧС сигналі інтервал частот від 0 до 1,2 МГц виявляється вільним).

При відтворенні сигнали, записані на магнітну стрічку, зчитуються відеоголовками, посилюються і розділяються фільтрами на яскравості ЧС сигнал і перетворені сигнали кольоровості. Перший з них обмежується і детектується, в результаті чого виділяється яркостной напругу. Якщо зчитувальні відеоголовками напруга з якої - небудь причини (наприклад, з - за дефектів магнітної стрічки) зменшується в 12 разів в порівнянні з номінальною рівнем, у ньому забезпечується заміщення чотирьох - п'яти телевізійних рядків затриманим сигналом.

Посилені сигнали кольоровості частотним перетворенням переносяться в інтервал 3,9 - 4,7 МГц, після чого складаються з яркостной сигналом, утворюючи повний колірний телевізійний сигнал. Паралельно з цим у каналі звуку відтворюється сигнал звукового супроводу.

Якість запису і відтворення відеоінформації багато в чому визначається роботою САР БВГ і ведучого валу, забезпечують синхронізоване обертання БВГ, транспортування магнітної стрічки і сталість їх швидкостей.

САР БВГ 21 (Мал. 6.1.52.) Регулює частоту обертання головок в певній фазі з зразковим сигналом. У режимі запису, як вже вказувалося, їм служать кадрові синхроімпульсів прийнятого відеосигналу, які записуються головкою 19 на магнітну стрічку, в режимі відтворення - коливання частотою 50 Гц, що виробляються кварцовим генератором каналу запису сигналу яскравості 2. САР регулює по двох каналах - частотного і фазовим. У першому з них пропорційний частоті обертання безконтактного електродвигуна 22 період проходження імпульсів (вироблюваних датчиком положення ротора БВГ 25) порівнюється з тривалістю зразкового сигналу. Отримувана напруга неузгодженості впливає на регулятор частоти обертання електродвигуна 22, встановлюючи її необхідне значення. Як датчик положення ротора БВГ 25 застосовані малогабаритні трансформатори, в первинну обмотку яких надходить синусоїдальний сигнал частотою 65 кГц.

Фазовий канал має окремий датчик 32 сигналу частотою 25 Гц. Цей же сигнал після перетворення в напругу частотою 50 Гц використовується для роботи комутатора відеоголівок 17.

САР ведучого валу 20 регулює швидкість руху магнітної стрічки. Для точного зчитування сигналу з магнітної стрічки в ній передбачена ручна корекція фази. Ця САР також містить два канали регулювання - частотний і фазовий, побудовані аналогічно САР БВГ. Для роботи частотного каналу відеомагнітофон забезпечений спеціальним тахогенератором 23, з якого знімаються необхідні імпульси. Фазовий канал не має окремого датчика, сигнал для його роботи виходить розподілом частоти проходження імпульсів, що виробляються тахогенератором.

Блок автоматики і управління 29, у який входять САР БВГ і ведучого валу, містить також систему управління, яка забезпечує порядок комутації та контроль роботи відеомагнітофона у всіх режимах відповідно до команд органів управління, розташованих на передній панелі, а також за сигналами датчиків, встановлених в апаратурі. Її основа-мікроконтроллер, що гарантує проходження команд у разі правильної послідовності операцій і забороняє їх виконання при порушенні потрібної черговості, а також забезпечує пріоритетне виконання команд з датчиків при порушенні нормальної роботи відеомагнітофона.

Слід зазначити, що якість роботи відеомагнітофона залежить від умов навколишнього середовища, особливо від вологості (вона впливає на стан магнітної стрічки), для контролю якої передбачений спеціальний датчик. При підвищеній вологості (лампа горить) відеомагнітофон ні в один режим не перекладається. У такому випадку потрібно дочекатися, поки не згасне індикатор. Після цього апарат готовий до роботи.


6.1.1.Лентопротяжний механізм

Стрічкопротяжний механізм (ЛПМ) касетного відеомагнітофона "Електроніка ВМ-12" представляє собою його механічну частину, зібрану вузловим способом. Основне призначення ЛПМ - переміщення магнітної стрічки з постійною швидкістю близько магнітних головок в процесі запису або відтворення. Крім цієї основної функції, званої робочим ходом, ЛПМ забезпечує перемотування стрічки вперед при пошуку потрібної ділянки запису, режим паузи під час запису або відтворення уповільнене або прискорене в п'ять разів транспортування стрічки при відтворенні і зворотну перемотування стрічки для повернення її у вихідне положення після запису або відтворення.

ЛПМ виконаний за схемою з відкритою петлею магнітної стрічки і тягне провідним валом, розташованим по ходу руху стрічки за магнітними голівками. Основні вузли тракту руху магнітної стрічки показані, а види ЛПМ зверху і знизу - на (Мал. 6.1.56, Рис. 6.1.57) відповідно.

Блок головок, що обертаються (БВГ) 8 на Рис. 6.1.52. він забезпечує запис і відтворення відеоінформації обертовими магнітними головками на магнітну стрічку 6 (Мал. 6.1.52) похило - рядковим способом. БВГ забезпечений електронною системою автоматичного регулювання частоти і корекції фази їх обертання.

Блок електродвигунів складається з двигунів ведучого валу 14 і заправки стрічки, закріплених на кронштейні. Двигун ведучого валу транспортує магнітну стрічку із заданою швидкістю. Він також забезпечений електронною системою автоматичного регулювання швидкості руху стрічки. Двигун заправки служить для переміщення програмного механізму і перекладу ЛПМ, а також всього магнітофона в необхідний режим роботи.

Отже, Той вузол, на який встановлюється подає котушка 1 (Мал. 6.1.52) касети, передає їй пригальмовує моменти від регулятора натягу і допоміжного гальма в режимах запису, відтворення відеосигналу і прямому перемотування, а також обертання цій котушці в режимі зворотного перемотування. Прийомний вузол, на який встановлюється приймальня котушка 15 (рис. 1.) Касети, передає їй обертання від двигуна ведучого валу в режимах відтворення і запису відеосигналу і забезпечує підмотку стрічки та її натяг на участь між вузлом ведучого валу і котушкою. Для запобігання магнітної стрічки від деформації і передачі на приймальну котушку необхідного моменту підмотки прийомний вузол виконаний у вигляді фрикційної пари. Вона передає обертання приймальній котушці касети в режимі прямої перемотування і служить приводом лічильника метражі стрічки.

Регулятор забезпечує необхідний натяг стрічки в режимах відтворення і запису відеосигналу. Він виконаний у вигляді важеля з стрічковим гальмом.

Механізм заправки витягує магнітну стрічку з касети в робочий тракт її руху. Він складається з плити заправки. В (рис. 2) з двома направляючими пазами, в яких переміщуються колодки з закріпленими на них обвідними стійками. Колодки наводяться в рух двома двухзвенних важелями, з'єднаними зі своїми зубчастими колесами за допомогою пружин. Ці зубчасті колеса зчеплені між собою, а одне з них - з шестернею програмного механізму.

Програмний механізм служить для перемикання ЛПМ, а, отже, і всього магнітофона в потрібний режим роботи. Він складається з програмної шестерні 12 (Мал. 6.1.57.), Кінематично пов'язаної з програмною пластиною 5, яка забезпечує управління стоповими гальмами 2 і 5 (Мал. 6.1.56.), Вузлом перемотування 3, допоміжним гальмом, важелем з притискним роликом 15 (Мал. 6.1.56), вузлом підмотки 17 і блокування вузла перемотування в режимах запису і відтворення відеосигналу. Програмна пластина пов'язана з движком програмного перемикача режимів роботи 6 (Мал. 6.1.57), блокувальними пластинами замку контейнера 1, а також з блокувальною пластиною 4, що забезпечує управління стоповими гальмами і вузлом перемотування в обох режимах його роботи. Програмна шестерня через зубчастий сектор на проміжну шестерню пов'язана зі шківом механізму заправки.

Вузол перемотування магнітної стрічки служить для передачі обертання від провідного двигуна до подкатушним вузлів. Він містить пластину з напрямним пазом, в якому пересувається направляючий ролик, закріплений на одній осі з проміжним шківом. Останній зчіплюється з прийомним або подає вузлом в залежності від напрямку обертання муфти перемотування 2 (Мал. 6.1.57).

Замок контейнера забезпечує фіксацію контейнера з відеокасетою в опущеному положенні. Він складається з гака, планки фіксації відкритого положення, планки управління і блокувальних пластин, які захищають замок від випадкового відкривання в робочих режимах магнітофоні.

У режимі відтворення, коли касета знаходиться в контейнері, і він опущений, напруга живлення надходить на двигун заправки. Через ремені заправки (10 і 11 на Рис. 6.1.57), систему зубчатих коліс і програмну шестерню він забезпечує притягання магнітної стрічки до БВГ. При цьому обвідні стійки колодок в плиті заправки захоплюють магнітну стрічку в відеокасеті, колодки рухаються в пазах плити в напрямку БВГ і фіксуються в упорах.

Розглянемо більш детально цей процес. Від двигуна заправки через шків починає обертатися програмна шестерня, яка переміщує програмну пластину. Вона, у свою чергу, розгортає стопові гальма і звільняє подкатушние вузли, відводить кронштейн, блокуючий вузол підмотки, блокує замок контейнера, виключаючи можливість його підняття і замінанія стрічки, призводить стрічковий гальмо в робоче положення, підводить притискної ролик до ведучого валу, відводить важіль стопового гальма 5 (Мал. 6.1.56) від подаючого вузла і переміщає движок перемикача режимів роботи до моменту виключення, коли весь цикл заправки стрічки повністю закінчений.

Одночасно з двигуном заправки включаються двигуни провідного валу і БВГ. Через плоский ремінь 8 (Мал. 6.1.57) двигун ведучого валу обертає маховик 7, і в момент, коли процес заправки повністю закінчується, притискної ролик, контактуючи через магнітну стрічку з валом маховика, починає протягувати її по тракту, у вузол підмотки намотувати стрічку на приймальну котушку касети. До закінчення процесу заправки двигун БВГ досягає розрахункової кутовий швидкості, яка стабілізується, забезпечуючи можливість зчитування відеоінформації.

При необхідності повернення ЛПМ в початковий стан натискають кнопку "Стоп". У цьому випадку двигуни провідного валу і БВГ вимикаються і зупиняються, на двигун заправки надходить напруга зворотної полярності і починається процес расправкі. Колодки з обвідними стійками в плиті заправки повертаються у вихідне положення й одночасно вузол вибору петлі магнітної стрічки (знизу від подаючого вузла 4 на Рис. 6.1.56), пов'язаний безпосередньо з програмною шестернею і з подаючим вузлом, усуває петлю. Замок контейнера розблокується, забезпечуючи можливість підняття контейнера при натисканні на клавішу викиду.

На режими прямого і зворотного перемотування можна перейти лише після натискання кнопки "Стоп" і закінчення процесу расправкі магнітної стрічки. При включенні одного з них працює двигун ведучого валу, а на двигун заправки надходить така ж напруга, що і при расправке. Через систему зубчастих коліс починає обертатися програмна шестерня, яка переміщує програмну пластину в напрямку від перемикача режимів роботи до замку контейнера. Блокувальна пластина, жорстко пов'язана при цьому з програмною, також переміщається і забезпечує фрикційне зчеплення вузла перемотування з його муфтою. Обертаючись через ремені 3, 8 (Мал. 6.1.57) і маховик від двигуна ведучого валу, муфта 2 обертає через ролик вузла перемотування 3 (Мал. 6.1.56) подає або приймальний вузол.

При вимиканні режиму перемотування двигун заправки, обертаючи через шків програмну шестерню, роз'єднує програмну і блокировочную пластини, і під дією пружини остання швидко повертається у вихідне положення (чується характерне клацання). Ролик вузла перемотування миттєво розчіплюється з його муфтою, і процес перемотування магнітної стрічки припиняється. Двигун заправки приводить всі вузли та елементи магнітофона у вихідне положення.

У режим паузи при відтворенні магнітофон перемикається при натисканні на відповідну кнопку. При цьому магнітна стрічка не транспортується через зупинку двигуна ведучого валу, а ЛПМ залишається в стані відтворення. При повторному натисканні тієї ж кнопки переміщення магнітної стрічки поновлюється.

Режим паузи під час запису виконується тією ж кнопкою. У цьому випадку транспортування магнітної стрічки припиняється через видалення притискного ролика від провідного валу (його двигун не вимикається). Її транспортування прискорюється в 5 разів в режимі відтворення при натисканні кнопки "Швидко / Повільно" і сповільнюється теж у 5 разів, якщо натиснути спочатку кнопку "Пауза", а потім кнопку "Швидко / Повільно". В обох випадках швидкість змінюється в результаті відповідної зміни числа обертів двигуна ведучого валу. 12 - блок магнітних головок;


Рис. 6.1.55. Тракт руху магнітної стрічки

1 - подає котушка; 2 - стійка механізму натягу стрічки; 3, 11 - демпфуючі ролики, 4 - стирає головка; 5, 10 - обвідні ролики; 6 - магнітна стрічка, 7. 9 - похилі стійки; 8 - БВГ; 12 - блок магнітних головок, 13 - стійка; 14 - провідний вал з притискним роликом; 15 - приймальня котушка.

Рис. 6.1.56. Вид стрічкопротяжного механізму зверху

1 - шасі, 2, 5 - стопові гальма; 3 - вузол перемотування, 4 -, що подає вузол; 6 - вузол натягу магнітної стрічки; 7 - кронштейн з стрічковим гальмом; 8 - плита заправки; 9, 11 - демпфуючі ролики; 10 - БВГ ; 12 - двигун заправки стрічки; 13 - двигун ведучого вала; 14 - блок магнітних головок; 15 - притискний ролик, 16 - вузол провідного вала; 17 - вузол підмотки; 18 - прийомний вузол


Рис. 6.1.57. Вид стрічкопротяжного механізму знизу

1 - замок контейнера; 2 - Муфта перемотування; 3 - ремінь перемотування; 4 - блокувальна пластина; 5 - програмна пластина; 6 - програмний перемикач; 7 - Маховик; 8 - ремінь ведучого вала; 9 - опорна планка, 10, 11 - ремені заправки; 12 - програмна шестерня


7.Телекоммунікаціонние засоби зв'язку

7.1.Факсімільная зв'язок

7.1.1.Основние принципи факсимільного зв'язку

Введення

Фототелеграфна зв'язок (телефакс) - передача на відстань плоских нерухомих зображень (графічних ілюстративних і буквено-цифрових) з відтворенням їх у пункті прийому, здійснювана сигналами, що поширюються по дротах, або радіосигналами.

Факсимільний зв'язок характеризується великою різноманітністю переданої документальної інформації та більш високої перешкодостійкістю.

Вперше передачу на відстань нерухомого зображення здійснив італійський фізик Дж. Казеллі в 1855.

Факсимільний зв'язок необхідний для передачі зображень по звичайній телефонній лінії зв'язку тексту (на будь-якій мові), написаній від руки, документів, креслень, ділових листів, фотографії тощо

Назва «факсимільний зв'язок» отримала від латинського слова «facio - similis» - відтворити подібне.

Основна особливість методу полягає в тому, що він забезпечує найбільш повну відповідність переданого зображення оригіналу.

Факсимільний апарат

Розглянемо принципи передачі нерухомого графічного зображення по каналах зв'язку. Вони схожі з принципами використовувані в телебаченні (розкладання зображення на елементарні ділянки та передача їх на відстань). Різниця лише в тому, що засобами телебачення передаються рухомі зображення (кадри 25 разів на секунду змінюють один одного). При факсимільного зв'язку швидкість передачі зображення визначається технічними можливостями передачі єдиного кадру.

Факсимільний апарат, комплекс механічних, оптичних та електронних пристроїв, призначений для передачі і прийому зображень нерухомих плоских об'єктів (оригіналів) по електричних каналах зв'язку. Факсимільні апарати підрозділяється: передавальні і приймально-передавальні.

Передавальний факсимільний апарат

Передавальний факсимільний апарат містить (Мал. 7.1.58):

  • Аналізує систему. Вона служить для перетворення зображення оригіналу у відеосигнал;

  • Електронний вузол, призначеного для перетворення відеосигналу у форму, зручну для передачі по каналу зв'язку.

Анализирующая система включає:

  • Світлооптичному пристрій, що формує вузький світловий пучок, який утворює на поверхні оригіналу "точкове" світлове пляма;

  • Розгортає пристрій, який направляє світловий пучок по черзі (у заданій послідовності) на всі елементарні майданчики, в результаті чого від поверхні відбивається світловий потік, модульований за інтенсивністю з відбивною здатністю майданчиків;

  • Фотоелектричний перетворювач, що перетворює відбитий світловий потік в пропорційний йому електричний струм (відеосигнал).

Рис. 7.1.58. Передача і прийом факсимільного інформації

(Структурна схема)

Модуляція коливань може бути:
  • Позитивна амплітудна модуляція (при якій макс. Рівень коливань з частотою, що відповідає чорному полю переданого зображення);

  • Негативна амплітудна модуляція (максимальний рівень коливань відповідає білому полю зображення);

  • Позитивна частотна модуляція (більш висока частота відповідає білому полю);

  • Негативна частотна модуляція (більш висока частота відповідає чорному полю).

Прийомний факсимільний апарат

Прийомний факсимільний апарат містить:

  • Електронний вузол виділення відеосигналу, призначений для демодуляції прийнятих модульованих коливань;

  • Синтезує систему, яка формує копію переданого зображення;

  • Синтезує система складається з розгортає і записуючого пристрою.

В якості носія запису використовується фотопапір, фотоплівка, електрографія, електрохімія, електротермія (може використовуватися звичайна газетний папір).

Розгортають пристрої приймального і передавального факсимільного апарату часто аналогічні. Конструктивно вони поділяються на механічні та електронні. Найбільшого поширення набули факсимільні апарати з механічною розгорткою барабанного, площинного і дугового типу.

У факсимільному апараті з барабанної розгорткою оригінал (або носій) закріплюється на поверхні циліндра. Розгортка здійснюється в результаті обертання циліндра і його поступального переміщення уздовж осі при нерухомому розгортає елементі (світловому плямі) або в результаті обертання циліндра і одночасного переміщення розгортає елемента уздовж твірної циліндра.

Факсимільний апарат з площинною розгорткою оригінал зміцнюється між протягують валиками. Розгортка по рядках здійснюється розгортають елементом, що переміщуються за оригіналом за допомогою хитного дзеркала, а по кадру (перехід розгортає елемента на наступний рядок) - переміщенням самого оригіналу.

У факсимільний апарат з дугового розгорткою оригінал (або носій) розміщується всередині циліндричної камери. Розгортка здійснюється в результаті обертання оптичної системи і переміщення камери - на один крок за кожен оборот оптичної системи.

Синхронізація розгортають пристроїв передавального і приймального факсимільного апарату здійснюється або автономно. У цьому випадку електродвигуни розгортають пристроїв живляться від високостабільних за частотою камертона чи кварцових генераторів незалежно один від одного. Або примусово за сигналами синхронизирующей частоти, що надходять від передавального факсимільного апарату на приймальний апарат. Або за допомогою включення синхронних двигунів в єдину електроенергетичну систему. Фазування розгортають пристроїв здійснюється в приймальному факсимільному апараті автоматично, напівавтоматично або вручну.

      1. Принцип роботи сучасного факсимільного апарату

У передавальної частини факсимільного апарату світловий промінь переглядає (сканує) нерухоме зображення і утворює на світлочутливому приймачі його електричну копію (Мал. 7.1.59).

Рис. 7.1.59. Процес факсимільного передачі і прийому


Кожній точці (осередку) зображення оригіналу відповідає електричний сигнал. У процесі зчитування він перетворюється в послідовність «0» і «1» - цифрову кодову комбінацію. Цифрові комбінації перетворюються далі в аналогові сигнали - в послідовність імпульсів, які і надходять у канал зв'язку. На приймальному боці процес відбувається у зворотному порядку. Аналогові сигнали де модулюються і перетворюються в оцифроване зображення, яке роздруковується на папері.

Перераховані операції в тому чи іншому вигляді реалізовані у факсимільному апараті будь-якої системи і постійно вдосконалюються з появою нових технічних рішень.

Сучасний факсимільний апарат є по суті спеціалізованим комп'ютером для передачі зображень по - звичайним телефонним каналам.

Факсимільний апарат CANON PBX-230

Структурна схема факсимільного апарату (наприклад, CANON PBX-230) наведена на Рис. 7.1.60.

Рис. 7.1.60. Узагальнена блок - схема факсимільного апарату


Вона дуже нагадує структуру мікрокомп'ютера. «Серцем» апарата є мікроконтролер, який керує роботою периферійних пристроїв, - зчитувача зображення, пристрої термодруку, пульта управління і модему. Кожен елемент апарату побудований на основі найбільш надійним і дешевим електронної технології, що реалізує цю функцію. Пристрій дозволяє передавати на тисячі кілометрів зображення формату звичайного аркуша паперу А4 (210х297 мм) з роздільною здатністю 1728Х1160 точок. У середньому, дозвіл звичайного факсимільного апарату - 8 точок на 1 мм. Цього достатньо, щоб точно відтворювати рукописні тексти та малюнки.

Зчитувач зображення побудований на основі пристрою з зарядовим зв'язком. Подібна технологія використана, на приклад, в динамічних ОЗУ і ПЗУ. На відміну від звичайного оперативного запам'ятовуючого пристрою, кристал кремнію з нанесеною на нього регулярною структурою світлочутливих елементів пам'яті відкритий для сприйняття зображень. За допомогою оптичної системи воно «порядково» переноситься на кристал. Мікроконтролер синхронізує переміщення оригіналу і будівельних зчитування зображення на світлочутливий елемент. Освітлені і затемнені ділянки оригіналу формують у відповідних осередках кристала значення «0» і «1». Таким чином, зображення «оцифровується» як це показано на Error: Reference source not found. Оцифрованное зображення переноситься в оперативну пам'ять мікроконтролера. Для забезпечення високої якості зображення, зашиті від перешкод і ущільнення лічені в пам'ять цифрові коди обробляються мікроконтролером.

З оперативної пам'яті оброблений цифровий код надходить в модем-модулятор/демодулятор електричних сигналів. Модем перетворює цифровий код зображення в низькочастотний сигнал, що передається далі по звичайній телефонній лінії. Вбудований в факсимільний апарат модем побудований на основі цифрових процесорів сигналів, що формують і обробних електричні сигнали. Від способу модуляції (протоколу), використовуваного в модемі, залежить швидкість передачі зображення. Дані протоколи відповідно до рекомендацій Міжнародного консультативного комітету з телефонії і телеграфії (МККТТ) класифікуються за чотирма групами.

У сучасних факсимільних апаратах використовують протоколи третьої і четвертої груп МККТТ (G3 і G4). Вони дозволяють передавати по телефонних каналах оцифровані зображення. Час передачі зображення формату А4 становить менше однієї хвилини при використанні швидкості передачі по телефонній лінії 9600 Вод. Протоколи G3 наведені у Табл. 7.2.10.

Протоколи групи G3

Таблиця 7.1.2

Швидкість передачі біт / сек Спосіб модуляції

Швидкість

модуляції, Вод

Частота несу щей, Гц

Протокол

МККТТ

9600 Шестнадцатімет-ричная QAM 2400 1700 V.29
7200 Вісімковий AM 2400 1700 V.29
4800 8-фаз PSK Д600 1800 V.27
2400 4-фаз PSK 1200 1800 V.27
300 FSK 300 1650/1850 V.21

Найменшу швидкість передачі характеризує найбільш простий протокол V21 з частотною модуляцією (FSK). Великі швидкості передачі досягаються при застосування більш складних протоколів V.27 і V.29, що використовують фазову модуляцію (PSK) і її модифікацію - квадратурної амплітудної модуляції (QAM).

Важливим елементом протоколів є кодування (стиснення даних) оцифрованих факсимільних зображень.

Воно не лише призводить до скорочення обсягу переданої інформації та економить час передачі зображень, але і забезпечує сумісність протоколів цієї групи. Тому способи кодування, як і способи модуляції, входять в область стандартизації МККТТ.

Способи кодування сигналу

Рекомендація цього комітету - Т.4 для факсимільного апаратури третьої групи - встановлює так звану одновимірну схему кодування, в якій кодуються довжини білих і чорних серій елементів зображень за допомогою коду Хаффмена, Рядок розгорнення містить 1728 білих або чорних елементів, кожен з яких відображається в оцифрованому зображенні «0» або «1». Таким чином, рядкова розгортка відображається у вигляді масиву рядків двійкових цифр, які утворюють випадкову послідовність. Код Хаффмена враховує статистичні властивості чорно-білих зображень і являє собою код довжин серій «0» і «1», в якому довжина кодової комбінації пов'язана з ймовірністю появи кодируемой серії в оцифрованому масиві даного зображення. Чим більше вірогідність (частота) появи серії, тим менше довжина кодової комбінації для такої серії. Для кодових комбінацій складається спеціальна таблиця, яка дозволяє відновити оригінальний зміст оцифрованого масиву.

У загальному випадку повне кодове опис рядки зображення складається з трьох частин:

«Дані», «заповнення», «кінець рядка» (Мал. 7.1.61).

Рис. 7.1.61. Кодове опис рядки

«Дані» - це послідовність кодових комбінацій «чорних» і «білих» серій одного рядка зображення, розташована в послідовності розгортки рядка. Код «кінець рядка» супроводжує комбінацію кожного рядка, а також передує першому рядку розгортки. Послідовність «заповнення» (послідовність «0 ... 0») передається між послідовностями «дані» та «кінець рядка» для того, щоб час передачі рядки було не менше встановленого стандартом процедури передачі. Закінчення передачі сторінки документа позначається серією з шести послідовностей «кінець рядка».

Використання кодування Хаффмена дозволяє скоротити обсяг переданої інформації від 3 до 5 разів, що значно підвищує ефективність систем факсимільного передачі.

При прийомі зображення модем демодулирует електричні сигнали, що надходять по телефонному каналу. Мікроконтролер відновлює з стисненого цифрового коду оригінальний код оцифрованого зображення, а потім прийнята факсимільна копія оригінального зображення роздруковується на папері.

У факсимільному апараті використовуються, як правило, недорогі і прості пристрої термодруку, забезпечують досить високий дозвіл.

Для вибору режимів управління факсимільним апаратом (Мал. 7.1.62.) Та введення команд служить спеціальна клавіатура, схожа на клавіатуру телефонного апарату з кнопковим управлінням. Користуючись нею, можна ввести в пам'ять апарату телефонні номери кореспондентів, витягувати з пам'яті номери для з'єднання по телефону, проводити набір телефонного номера, переключити апарат на режим звичайної телефонної розмови.

Рис. 7.1.62. Факсимільний апарат


Усім цим управляє мікроконтролер апарату. Крім того, він здійснює і додатковий сервіс, корисний при оцінці загального часу роботи апарату, суми оплати телефонних рахунків. У пам'яті апарату ведеться і по команді з клавіатури роздруковується на папері журнал роботи апарату. У ньому реєструються, як правило, час усіх сеансів прийому та передачі зображень, номери телефонів викликали або викликаних кореспондентів, протокол сеансу, сумарна тривалість сеансу передачі.

В даний час у світі експлуатуються мільйони факсимільних апаратів, поступово замінюють в установах телекс і телетайп. Це пояснюється важливою перевагою факсимільного зв'язку в порівнянні з засобами буквопечатанія. Для неї не потрібно спеціальної мережі для зв'язку з кореспондентами, використовується звичайна телефонна лінія, причому поряд зі звичайним телефоном. Факсимільний апарат (як і звичайний телефон) постійно підключений до мережі і готовий для прийому або передачі документів.

Перспектива розвитку факсимільного зв'язку

Останнім часом факсимільний зв'язок все ширше впроваджується в засоби передачі інформації, побудовані на основі персональних комп'ютерів і систем електронної пошти. Так як сучасний персональний комп'ютер часто оснащується досконалими засобами для введення / виведення графічних зображень. Природно використовувати подібні пристрої і сам комп'ютер для обміну зображеннями, використовуючи факсимільні протоколи.

Наприклад, сучасний лазерний принтер має дозвіл близько 12 точок на 1 мм, що навіть більше, ніж при відтворенні факсимільних зображень. Подібне ж дозвіл мають і сканери - що робить можливим їх використання для зчитування зображень. Комп'ютер лише доповнюється спеціальним факсимільним модемом, які реалізують стандартні протоколи передачі оцифрованих і закодованих зображень. Факсимільний модем часто дозволяє не тільки передавати зображення, але і звичайну інформацію за допомогою протоколів V.22 або V.22 BIS, а також користуватися інформаційними системами та електронною поштою.

Практично всі системи електронної пошти мають можливість передачі повідомлень (листів) на факсимільні апарати. Для цього в мережу електронної пошти включаються факсимільні сервери, які встановлюються в різних регіонах країни. Це спеціальні комп'ютери, оснащені факсимільними модемами і підключеними як до мережі електронної пошти, так і до місцевої (регіональної) телефонної мережі. При необхідності передати повідомлення на факсимільний апарат кореспондента інформація спочатку відправляється на найближчий до кореспондента факсимільний сервер, там коди текстового повідомлення перетворюються в графічне зображення тексту, яке і передає по місцевої телефонної лінії на факсимільний апарат. Таким чином, текстове повідомлення, введене в комп'ютер, скажімо, в Москві, як на віддаленому принтері роздруковується на факсимільному апараті, встановленому, наприклад, у Владивостоці. У більшості випадків доставка повідомлення засобами електронної пошти через віддалений факсимільний сервер більш надійна і вигідна, ніж по міжміському або міжнародному телефону.

7.2.Сотовие телефони

Прийняті скорочення

AT & T - американської компанії AT & T

ГУН - генератор напруги, що управляє

ДПКД - дільник із змінним коефіцієнтом ділення

РКД - рідкокристалічний індикатор

ІС - інтегральна мікросхема

МП - мікропроцесор

Оатсу - загальнонаціональна автоматична телефонна мережа

ПБ - переносна батарея

ПЧ - проміжна частота

РЧ - радіочастота

СБ - стаціонарна батарея

ФАПЧ - фазова автопідстроювання частоти

ФКС - федеральна комісія зв'язку

7.2.1.Прінціпи побудови мережі

Введення

Можливість розмовляти по телефону "на ходу" для більшості людей завжди вважалася недосяжною розкішшю. Але погодьтеся, що мобільний зв'язок - це зручно, а іноді і життєво необхідно - можна зателефонувати з будь-якого місця в будь-який час. Для багатьох абонентів саме остання якість виявляється визначальним - можливість зателефонувати в екстремальних ситуаціях.

Мобільний зв'язок за допомогою переносних радіостанцій існує вже майже шістдесят років. Аматорські і службові системи радіозв'язку добре відомі і широко використовуються. Однак вони не забезпечують безпосереднього доступу до Загальнонаціональної автоматичної телефонної мережі (Оатсу). Деякі радіолюбительські радіостанції можуть підключатися до Оатсу, але процедура входження в телефонну мережу досить складна й тривала, а, крім того, в кожен конкретний момент нею може скористатися тільки один оператор і тільки на короткий час.

Деякий час тому було розроблено таке радіотелефонне обладнання, яке дозволяє підключатися до Оатсу за допомогою встановленої на автомобілі радіостанції. Така побудова мережі дозволяє вести переговори відразу багатьом абонентам одночасно - зв'язок здійснюється на різних частотах (каналах). Вся мережа підключається до Оатсу на центральній станції системи.

Можливості радіотелефонного зв'язку обмежені двома факторами:

  • По-перше, у частотному діапазоні, виділеному для радіотелефонії Федеральною комісією зв'язку (ФКС), можна розмістити лише обмежена кількість каналів. Всього їх може бути близько 2000. На перший погляд це досить багато, але такої кількості явно недостатньо, щоб забезпечити всіх бажаючих, - черга на установку радіотелефонів величезна.

  • По-друге, радіотелефонна мережа зобов'язана бути централізованою, - тому вас обслуговує одна-єдина компанія. Територія, де ви можете користуватися радіотелефоном, обмежується зоною дії її приймачів.

Система стільникового телефонного зв'язку розроблялася з розрахунком на масового споживача, тому що охоплюються нею території постійно розширюються, а вартість послуг дуже невисока. У цій главі розглядаються принципи стільникового зв'язку, і описується пристрій типового стільникового телефону (Мал. 7.2.63).


Рис. 7.2.63. Кишеньковий стільниковий телефон.


У традиційних радіотелефонних системах для розширення зони обслуговування і збільшення числа абонентів використовувався чисто силовий підхід. Регіональні станції збільшували число радіоканалів і потужності передавачів до максимумів, які ще допускала ФКС. Це призвело до того, що зони обслуговування розташовувалися невеликими острівців, відокремленими один від одного істотними відстанями, оскільки в іншому випадку, через використання одних і тих же частотних каналів, між сусідніми зонами могли виникнути неприпустимі перешкоди. Збільшення потужності станцій і виділення ФКС більш широкої смуги частот не вирішувало проблеми. Тому довелося переосмислити наново сам підхід до мобільного телефонного зв'язку.

Компанія AT & T стала першою, хто зайнявся реконструкцією радіотелефонного зв'язку, і розробила нову систему AMPS (Advanced Mobile Phone Service), відому сьогодні просто як стільниковий зв'язок.

Історії розвитку стільникового зв'язку

Перші радіотелефони використовували звичайні фіксовані канали, і якщо один з них був зайнятий, абонент вручну перемикався на іншій. У 1946 р, у місті Сант-Луїс (США) вперше запрацювала подібна система радіотелефонного зв'язку.

З розвитком техніки системи радіотелефонії удосконалювалися:

  • зменшувалися габарити пристроїв

  • освоювалися нові частотні діапазони

  • поліпшувалося базове і комутаційне обладнання

  • з'явилася функція автоматичного вибору вільного каналу.

Залишалася головна проблема: - обмеженість частотного ресурсу при величезній потребі в наданні послуг.

У середині 40-х років дослідницький центр Bell Laboratories американської компанії AT & T запропонував ідею розбиття території на невеликі ділянки (Мал. 7.2.64), звані стільниками (від англійського слова cell - осередок, стільника). В основу було покладено наступний принципи:

  • Кожна з комірок обслуговується передавачем з обмеженим радіусом дії і числом каналів. Це без перешкод дозволило б повторно використовувати ті ж самі частоти в іншому осередку.

Теоретично їх можна використовувати в сусідній комірці. Але на практиці зони обслуговування сот можуть перекриватися з-за різних факторів, наприклад, зміни умов поширення радіохвиль. У результаті з'являються взаємні перешкоди, що неприпустимо. Тому в сусідніх осередках використовуються відмінні від першої частоти. Група осередків з різними наборами частот називається кластером. На (Мал. 7.2.64) розмірність кластера дорівнює трьом, але на практиці це число може досягати п'ятнадцяти.

Рис. 7.2.64.

Цей принцип організації зв'язку був реалізований в 70 роки.

В Америці в 1983 році вступила в комерційну експлуатацію мережа стандарту AMPS (Advanced Mobile Phone Service).

У 1981 р., почалася експлуатація перших систем стільникового зв'язку стандарту NMT-450 (Nordic Mobile Telephone) діапазону 450 МГц.

Трохи пізніше, в 1985 р., на базі NMT-450 був розроблений стандарт NMT діапазону 900 МГц, що дозволив значно збільшити ємність системи за рахунок використання більшого, частотного ресурсу і розширити її функціональні можливості.

У 1985 р. Великобританія прийняла як національного стандарт TACS (Total Access Communications System), розроблений на основі AMPS.

Всі названі тут стандарти є аналоговими і відносяться до першого покоління систем стільникового зв'язку. Їх основні характеристики наведені в (Табл. 7.2.9.).

Аналогові стандарти стільникового зв'язку

Табл. 7.2.9

Характеристики системи AMPS (США) NMT-450 (Скандинавські країни) NMT-900 (Скандинавські країни)

TACS

(Великобританія)

Radiocom-2000 (Франція)
Рік введення в експлуатацію 1983 1981 1986 1985 1985

Смуги частот на передачу, МГц

- Базова станція

-Рухома станція


870-890


825-845


463-467,5


453-457,5


935-960


890-915


935-950 (917-933 ETACS)

890-905 (872-888 ETACS)


424,8-427,9


418,8-421,9

Рознос мовних каналів, кГц 30 25 25/12, 5 25 12,5
Загальне число каналів 666 180 1000/1999 600 (640 ETACS) 256
Характеристики телефонного сигналу: - тип модуляції - пікова девіація, кГц

ФМ

+ / - 12

ФМ

+ / -5

ФМ

+ / - 5

ФМ

+ / - 9,5

ФМ

+ / -2.5

Тип модуляції сигналів управління FSK FFSK FFSK FSK FFSK
Типовий радіус осередку, км 2-20 2-45 0,5-20 2-20 5-20
Час перемикання на кордоні осередків, мс 250 1250 270 290

-

Примітка:

* AMPS - Advanced Mobile Phone Service (Передові Послуга Рухомий Зв'язку)

* CDMA - Code Division Multiple Access (Багато - станційний доступ з кодовим поділом каналів)

* СЕРТ - Conference of European Postal and Telecommunications Administrations (Європейська Конференція Адміністрацій Пошт і Електрозв'язку)

* DQPSK - Differential Quadrature Phase Shift Keying (Диференціальна квадратурна Фазова Маніпуляція)

* FSK - Frequency Shift Keying (Частотна Маніпуляція)

* FFSK • Fast Frequency Shift Keying (Частотна Маніпуляція з мінімальним зрушенням)

* GMSK - Gaussian Minimum Shift Keying (гауссовская Маніпуляція з мінімальних зрушень)

* GSM - Global System for Mobile Communications (Глобальна Система Рухомий Зв'язку)

* IS - Interim Standard (Внутрішній Стандарт)

* JDC - Japan Digital Cellular (цифрового стільникового зв'язку Японії)

* NMT - Nordic Mobile Telephone (Скандинавський Стільниковий Телефон)

* QPSK - Quadrature Phase Shift Keying (квадратурної фазової Маніпуляція)

* TACS - Total Access Communications System (Система Зв'язки Загальних Доступу)

* ПА - Telecommunications Industry Association (Промислова Асоціація в області Зв'язку)

Недоліки аналогового способу передачі інформації

Аналоговий спосіб передачі інформації за допомогою звичайної кутовий модуляції (ЧМ або ФМ), крім простоти, має ряд істотних недоліків:

  • можливість прослуховування розмов;

  • відсутність ефективних методів боротьби з завмираннями сигналів під впливом навколишнього ландшафту і будівель або при русі абонентів.


Використання різних стандартів стільникового зв'язку суттєво заважало її широкому застосуванню.

Збільшувати кількість абонентів можна було лише двома способами:

  • Розширенням частотного ресурсу

  • Переходом до раціонального частотного планування, що дозволяє набагато частіше використовувати одні і ті ж частоти.

До кінця минулого десятиліття стільниковий зв'язок підійшла до нового етапу свого розвитку - створення систем другого покоління на основі цифрових методів обробки сигналу.

У 1982 р. була створила спеціальну групу Groupe Special Mobile з метою розробки єдиного європейського стандарту цифрового стільникового зв'язку для виділеного в цих цілях діапазону 900 Мгц. Її абревіатура GSM і дала назву новому стандарту.

Перші технічні вимоги до GSM були опубліковані в 1990 р. У 1992 р. у Німеччині вступила в комерційну експлуатацію. Пізніше, у зв'язку з широким розповсюдженням стандарту у всьому світі, GSM стали розшифровувати як Global System for Mobile Communications.

У GSM використовувалися найсучасніші розробки. До них відносяться:

  • Застосування тимчасового поділу каналів

  • Шифрування повідомлень і захист даних користувача

  • Використання блочного і згортального кодування

  • Новий вид модуляції - GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) і ряд інших.

Примітка:

Найперша система стільникового зв'язку стандарту NMT -450 вступила в експлуатацію в Саудівській Аравії, на місяць раніше, ніж у себе на батьківщині в Скандинавії.


Цифрові стандарти стільникового зв'язку

У 1991 р. він був затверджений цифровий стандарт стільникового зв'язку. Табл. 7.2.10.

Табл. 7.2.10

Характеристики

Стандарту

GSM

(Західна Європа)

ADC (США)

JDC

(Японія)

CDMA (США)
Рік введення в експлуатацію 1992 1992 1991 1994
Робочий діапазон частот, МГц

935-965

890-915

824-840

869-894

810-826

910-956

824-840

869-894

Метод доступу


Тимчасовий поділ каналів

Тимчасовий поділ

каналів

Тимчасовий поділ каналів

Кодове розділення

каналів

Рознос каналів, кГц 200 30 25 1250
Кількість мовних каналів на несучу 8 3 3 (6) 32
Еквівалентна смуга на мовний канал, Гц 25 10 8,3 (4,15)
Вид модуляції GMSK тс / 4 DQPSK тс / 4 DQPSK QPSK
Можливий радіус стільники, км 0,5-35 0,5-20 0,5-20 0,5-25

Структура стільникової системи

Стільниковий зв'язок корінним чином відрізняється від традиційної радіозв'язку (Мал. 7.2.65.). У ній не передбачається створення окремих, що вимагають великих витрат енергії, каналів зв'язку між кожною парою абонентів. Замість цього обслуговується територія поділяється на відносно невеликі осередки (соти). Станції, розташовані в кожній клітинці, мають невелику потужність, повністю автоматизовані, і кожна з них з'єднана з центральною стільникового станцією. Абоненти пов'язуються не безпосередньо з центральної, а тільки з найближчою станцією. Таким чином, на великому просторі може бути створена мережа з безлічі взаємозалежних радіостанцій.

Рис. 7.2.65. Структура мережі.

Принциповим є те, що осередки робляться невеликими: - радіус дії кожної станції не перевищує декількох кілометрів. В умовах обмеженого діапазону частот той же самий частотний канал можна використовувати знову, але, правда, не в сусідній комірці. Таким способом можна, не розширюючи смугу займаних частот, забезпечити стільниковим зв'язком всю земну кулю. Невелика потужність передавачів дозволяє робити апаратуру вельми компактною і недорогий.

У Сполучених Штатах для стільникового зв'язку виділено діапазон частот, в якому можна розмістити 666 телефонних каналів. Обладнання кожного осередку забезпечує 45 двосторонніх телефонних розмов одночасно. Кожна дуплексний зв'язок ведеться на двох частотах, отже, в кожному осередку використовуються 90 з 666 виділених каналів. У сусідніх осередках використовуються інші канали. У більш віддалених осередках, ті ж самі канали можуть використовуватися знову.

Рис. 7.2.66. Розподіл каналів між осередками.

Припустимо (Мал. 7.2.66.), Що в центральній осередку області 1 використовуються канали з 1 по 90. Ні в одній із сусідніх з нею осередків на цих каналах вести переговори вже не можна через можливих взаємних перешкод, тому в сусідніх комірках будуть використовуватися інші з 666 частотних каналів. Частина осередків області 2 вже досить віддалена, тому в них знову можна використовувати ті самі частоти, що і в області 1. Центральна стільниковий станція приймає сигнали від кожної з комірок своїй галузі і направляє їх у Оатсу.

Коли абонент стільникового зв'язку "знімає трубку" свого телефону, найближча станція приймає передані телефоном сигнали і виділяє два вільних каналу, за якими і здійснюється зв'язок. Вибір каналів повністю автоматизований, - особа не має відношення до цієї процедури. Після установки двостороння центральна стільниковий станція передає обробку виклику звичайної телефонної станції. Після підключення до телефонної лінії ви почуєте сигнал готовності.

Оскільки мобільний телефон переміщається в просторі, рівень прийнятого сигналу постійно змінюється. Коли абонент наближається до межі осередку, центральна стільниковий станція визначає, яка з сусідніх осередків опиняється в "кращому стані". Після цього зв'язок з абонентом передається апаратурі наступної комірки; така процедура називається перебросом виклику. Процес перекиду непомітний для абонента, його розмова не переривається.

У стільникової системи є ще одна перевага. Якщо різні території обслуговуються різними компаніями, вони можуть вступити в угоду і створити єдину мережу. Багато компаній так і вчинили, домовившись про взаємне обслуговуванні клієнтів. Всякий раз, коли ви виїжджаєте за межі "свого" району, інша мережа автоматично візьме перекидання виклику і продовжить вас обслуговувати. Там, де дві місцевості, що обслуговуються різними компаніями, сусідять одна з одною, мережа може бути безперервною.

Мережа розширювана як вшир, так і "вглиб". Можна не тільки додати нові осередки до існуючої мережі, а й розділити існуючі на більш дрібні, що дозволить обслуговувати більшу кількість абонентів.

7.2.2.Сотовие телефони

Безсумнівно, стільниковий телефон є найбільш досконалим і ефективним з доступних для пересічного споживача засобом зв'язку. Умовно схему стільникового телефону можна розділити на три модулі (Мал. 7.2.67.): Радіочастотний модуль, низькочастотний модуль і модуль управління.

Радіочастотний модуль

Радіочастотний модуль, показаний на Рис. 7.2.68, обробляє всі радіосигнали, які приймаються або передаються стільниковим телефоном. Антена підключається до вхідного пристрою (зазвичай це феритовий вентиль, доповнений селективними фільтрами), яке запобігає потраплянню сигналів передавача на вхід приймальні схеми. Ефективність його така, що вхід приймача не перевантажується навіть при потужності передавача стільникового телефону у декілька ват - це необхідно для забезпечення двостороння.

Рис. 7.2.67. Пристрій стільникового телефону.

Сигнали, що приймаються РЧ фільтруються і перетворюються в ПЧ схемою приймача. Вихідний сигнал ПЧ з радіочастотного модуля надходить на низькочастотний модуль. Проте якщо в звичайних радіоприймачах використовується ручна настроювання для встановлення частоти прийому, то в стільниковому телефоні використовується синтезатор частот, за допомогою якого можна вибрати будь-який з 666 виділених каналів стільникового зв'язку. Частоти каналу, вибраного в кожен конкретний момент часу, визначаються модулем управління. Коли стільниковий телефон переміщається в просторі від осередку до осередку, частоти прийому і передачі перемикаються таким чином, щоб відповідати доступними каналами зв'язку в новій осередку. Інструкції, розпорядчі, на яку частоту переключитися, надходять на телефон разом з іншими сигналами управління зі станції стільникового зв'язку та декодуються модемом, що входять до складу модуля управління телефону.

Рис. 7.2.68. Радіочастотний модуль стільникового телефону.

Мовні сигнали і службові коди з низькочастотного модуля надходять на схему передавача, де ними модулюється несуча частота. Посилений модульований РЧ сигнал подається на антену. Несуча частота передавача встановлюється синтезатором і визначається керуючим кодом, переданим на телефон приемопередатчиком того осередку, в якій ви перебуваєте.

Синтезатор частот зазвичай будується на основі систем фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ) і включає в себе опорні генератори (зазвичай два), частоти яких стабілізуються кварцовими резонаторами, і два генератори, керованих напругою (ГУН), що виробляють сигнал гетеродина приймача і несучу передавача. Сигнали обох ГУН змішуються в окремих змішувачах з сигналом одного з опорних генераторів, в результаті чого на виходах змішувачів виділяються сигнали різницевих частот (між опорної частоти і частотами ГУН). Частота сигналу другого опорного генератора ділиться в певне число разів двома - один для несучої, інший для гетеродина - дільниками зі змінними коефіцієнтами розподілу (ДПКД). Коефіцієнт розподілу кожного ДПКД визначається керуючим кодом, переданим стільникового станцією. Схема ФАПЧ порівнює різницеві частоти на виходах змішувачів з частотами на виходах ДПКД та підлаштовує обидва ГУН таким чином, щоб вищевказані частоти виявилися рівні. Таким чином, частоти сигналів гетеродина і генератора несучої визначаються, з одного боку, зразковими частотами двох опорних генераторів, а з іншого - керуючими кодами стільникового станції, що гарантує їх високу стабільність.

Рис. 7.2.69. Низькочастотний модуль стільникового телефону.

Низькочастотний модуль

У низькочастотному модулі (Мал. 7.2.69.) Відбувається перетворення сигналів ПЧ, що надходять з радіочастотного модуля, в звукові сигнали, які можна почути в гучномовці стільникового телефону. Досить часто в стільникових телефонах встановлюється друга звуковипромінювач, він використовується для подачі сигналу "дзвінка". Тональні DTMF-сигнали набору і мовний сигнал від мікрофона проходять через фільтри, підсилювачі, сумуються і подаються на радіочастотний модуль (разом з сигналами з модуля управління), де ними модулюється несуча частота передавача. Частина переданого мовного сигналу повертається у гучномовець для отримання місцевого ефекту. Робота приймача і передавача звукових сигналів координується модулем управління.

Модуль управління

Модуль управління (Мал. 7.2.70.) Координує роботу всіх вузлів стільникового телефону. За своєю архітектурою він схожий персональний комп'ютер. Функціонування мікропроцесора (МП) здійснюється на підставі інструкцій (програм), що зберігаються в постійному запам'ятовуючому пристрої (ПЗП). Оперативний запам'ятовуючий пристрій (ОЗП) використовується для тимчасового зберігання даних, наприклад, номера поточного каналу зв'язку, встановленої потужності передавача і т.д., а також результатів логічних або математичних операцій, які проводяться при виконанні програми.

Рис. 7.2.70. Модуль управління стільникового телефону.

У ре-програмованому постійному запам'ятовуючому пристрої (РПЗУ) зберігається інформація, специфічна для кожного конкретного телефону: наприклад, призначений стільниковий телефонний номер. Радіочастотний і низькочастотний модулі і DTMF-генератор управляються сигналами, які надходять безпосередньо з МП.

Оскільки стільникові телефони є активними елементами мережі, вони повинні перебувати з нею в постійному контакті. Крім мовних сигналів і тональних DTMF-сигналів набору номера, стільникові телефони повинні передавати і приймати дані від прийомопередавача поточної комірки (тобто, в кінцевому рахунку, від центральної стільникового станції). Для "підмішування" даних в передаваний телефоном радіосигнал, а також для виділення та декодування команд і даних, одержуваних з мережі, використовується ІВ модему.

МП управляє роботою контролера стільникового телефону, який представляє спеціалізовану ІС, через яку здійснюється взаємодія з клавіатурою і індикатором стільникового телефону. Він використовується також при встановленні необхідних частот синтезатора в радіочастотному модулі.

У стільниковому телефоні зазвичай встановлюється дисплей, на якому відображається набирається номер і режим роботи мережі і телефону (наприклад, "Вибір", "Увімкнено", "У роботі", "Пошук", "Зайнято" тощо). Для зниження споживаної потужності і збільшення терміну служби в якості дисплея зазвичай використовується рідкокристалічний індикатор (РКІ).

Недоліки стільникового зв'язку

Як і бездротові, мобільні телефони мають ряд недоліків, про які вам необхідно знати. Вони не пов'язані з несправностями або вадами конструкції стільникового телефону, а є наслідком самих принципів радіотелефонії. Найбільш слабким місцем вважається радіочастотний канал зв'язку між телефоном і приемопередатчиком осередки. Проблеми, що виникають при користуванні стільниковим зв'язком, можна розділити на чотири основні групи: завмирання сигналу, мертві зони, джерела живлення та конфіденційність.

Завмирання сигналу

Відмінною особливістю радіохвиль в діапазоні від 800 до 900 МГц (діапазон стільникового зв'язку) є те, що вони випромінюються (і приймаються) тільки в певних напрямках щодо антени, тобто її діаграма

спрямованості має явно виражені мінімуми і максимуми. Крім того, сигнали цих частот сильно поглинаються у вологій атмосфері, відбиваються від стін і інших поверхонь (наприклад, від води), а велика перешкода, наприклад, висотна будівля або пагорб, і зовсім не дозволить їм поширитися далі.

При переміщенні вашого стільникового телефону рівень прийнятого сигналу може іноді знижуватися настільки, що це буде призводити до короткочасного втрати чутності. Може перериватися і сигнал вашого телефону, рухаючись на стільниковий станцію. У залежності від обставин, ці паузи можуть бути епізодичними, а можу слідувати одна за одною, зовсім расстраівая розмову.

Іншою причиною завмирань сигналу може бути наближення до периферії території, що обслуговується, де немає інших осередків, на які можна перекинути ваш виклик. Зниження рівня сигналу призведе до появи короткочасних переривань, частота яких буде швидко збільшуватися до тих пір, поки вас повністю не від'єднають.

Обладнання стільникового центру зазвичай конструюється таким чином, що не реагує на короткочасні завмирання і не роз'єднує вашу розмову. Однак занадто часті або тривалі завмирання можуть призвести до того, що стільниковий центр вас від'єднає. Користуючись мобільним телефоном, ви досить скоро з'ясуйте, де у вашому районі знаходяться зони з поганим зв'язком.

Мертві зони

У принципі, мертві зони виникають з тих же причин, що і завмирання сигналу, тільки такі ділянки займають набагато більший простір. Перерви в проходженні сигналів можуть бути настільки тривалими, що стільниковий центр сприймає втрату сигналу як відбій, і звільняє зайняті канали, перемикаючи їх на обслуговування інших викликів.

Мертві зони часто виникають через поглинання і віддзеркалень сигналів в горбистій або гористій місцевості, в районах з щільною міською забудовою. Від мертвих зон іноді можна позбутися, змінивши розташування прийомопередавача стільникового клітинки або додавши нові осередки для обслуговування "незручною" території.

Джерела живлення

Як джерела живлення в стільникових телефонах використовуються нікель-кадмієві акумулятори, які мають ряд достоїнств і недоліки.

Акумулятори ПБ не заряджаються. Струм заряду надходить в ПБ через спеціальну пару контактів. Коли вимкнений ПБ знаходиться в призначеному для нього гнізді, контакти СБ стикаються з відповідними контактами ПБ. Для того, щоб судити про наявність зарядного струму, на СБ часто встановлюється світлодіодний індикатор.

В якості акумуляторів використовують нікель-кадмієві акумулятори, які мають обмежений термін служби.

Конфіденційність

Все сказане в попередньому розділі про конфіденційність бездротових телефонів, відноситься і до стільникового зв'язку. З одного боку, в даному випадку ситуація для абонента посилюється тим, що радіус дії стільникових телефонів становить кілька кілометрів, тому Подслушивающий знаходиться в більш вигідному становищі. З іншого боку, оскільки ваш телефон знаходиться в русі, стільникова система перемикає канали при перекидання між осередками. Подслушивающий повинен слідувати за вами і мати можливість підключатися до кожного з 666 каналів, доступних для вашого стільникового телефону, що навіть для самого досвідченого професіонала - досить непросте завдання. Для боротьби з радіо-підслуховуванням в нових моделях бездротових телефонів використовується цифрове кодування переданих сигналів. До складу СБ і ПБ включаються взаємно сумісні шифратори-дешифратори з однаковою (але унікальною) таблицею кодів (їх називають по-англійськи скремблери). Будь-який приймач, в якому не встановлено відповідний декодер, буде відтворювати повну какофонію. Застосування практично повністю вирішує всі проблеми з секретністю.

Пошук несправностей стільникових телефонів

Незважаючи на свої маленькі розміри, стільникові телефони - дуже складні пристрої, що поєднують в собі телефон, радіостанцію і комп'ютер. Все це "упаковано" в прилад, що вміщується на долоні. У рамках однієї глави неможливо навіть конспективно викласти методику ремонту стільникових телефонів. Багато методів пошуку несправностей засновані на принципах радіотехніки та комп'ютерної технології, опис яких виходить за рамки цієї книги.

Якщо ви вирішили ремонтувати стільниковий телефон, ви обов'язково повинні роздобути керівництво з технічного обслуговування вашої конкретної моделі і відповідну вимірювальну апаратуру. У посібнику з обслуговування зазвичай вказуються можливі заміни для мікросхем (хоча багато хто з них є унікальними для даного вироби) та інших компонентів. До керівництва зазвичай додається повний комплект принципових схем, без яких зв'язуватися з приладом такої складності, як стільниковий телефон, не має сенсу.

7.2.3.Організація мережі зв'язку

Стільниковий радіомережа

(Мал. 7.2.71. Рис. 7.2.72).

Рис. 7.2.71

Рис. 7.2.72.Сотовая радіомережа:

УС - вузлова; БС - базова; ЦС - центральна станції;

АС - абонентська; НС - носимая, станції; ГАТС-міська АТС;

МТС-міжміський АТС; НП - носимий приймач


Територія країни розбивається на клітинки, подібні стільників у вуликах. У центрі кожної комірки - базова станція (БС) з радіусом дії 0,5 ... 40 км.

Мережа базових станцій стільникового системи через вузлові станції (УС) з'єднана із загальнодержавною телефонною мережею Оатсу. Вузлова і кілька базових станцій утворюють зону обслуговування. Деякі БС однієї зони обслуговування об'єднуються в зону виклику рухомого абонента.

У межах самостійних адміністративно - господарських утворень (республіки, області, краю), районах нафти і газовидобутку, де 90% населення зосереджено на 5 ... 10% території, зв'язок будуть забезпечувати зонові системи, що складаються з регіональної мережі і місцевих підмереж (Мал. 7.2.73.).

Рис. 7.2.73. Зонові система радіозв'язку:

ГЦС - головна центральна станція; МСЛ-міжміська телефонна лінія; ЗЦС - зонові центральна станція; ЦКШ ЗКС - центральна і зонові комутаційні станції; НД, AC - базова та автомобільна станції; РТсф, ТА - радіотелефон і телефон; РАТС, Рутлі, АРТК - радіоудлінітельние станції


«Зони» - проміжна ступінь між стільникового та радіальної системами. Вони не забезпечують безперервний зв'язок при переїзді з зони дії однієї базової станції до іншої, що спрощує і здешевлює обслуговування абонентів. Кілька видів радіозв'язку можуть благополучно співіснувати в одному місті чи регіоні, так як працюють в різних діапазонах. Так, для радіально - зонових мереж виділена частота 330 МГц, для стільникових - 450 МГц, для пристроїв початкового виклику, передають «блукаючим» об'єктів використовуються закодовані сигнали - 160 МГц.

На даний момент основний шлях телефонізації віддалених місць - є радіоподовжувачі телефонних ліній (Мал. 7.2.74.).

Рис. 7.2.74. Радіоподовжувач телефонної лінії

Питання для повторення
  1. Історія розвитку стільникового зв'язку. Принцип розбиття на кілька ділянок (сот).

  2. Аналогові стандарти стільникового зв'язку.

  3. Недоліки аналогового способу передачі інформації.

  4. Цифрові стандарти стільникового зв'язку.

  5. Принцип функціонування стільникового зв'язку.

  6. Стільниковий радіозв'язок.

  7. Перспективи розвитку стільникового зв'язку.


8.Пейджінговая зв'язок


Введення


Пейджер - малогабаритне електронний пристрій, призначений для прийняття повідомлень. Зазвичай містить рідкокристалічний алфавітно-цифровий або тільки цифровий дисплей, на якому і відображається прийшло повідомлення. Крім основного призначення - прийому повідомлень, пейджери можуть мати додаткові - це будильник, записна книжка, розрахунок біоритмів та інші.

Пейджинг - найстаріший з видів мобільного зв'язку. Багато чого з того, що було розроблено для пейджингу, потім було застосовано в стільникових мережах.

У всьому світі пейджинг залишається найбільш швидко розвивається галуззю телекомунікацій.

8.1. "Історія пейджинга"

Поява радіопошуку можна віднести до 1921 року, коли принцип оповіщення по радіо був вперше використаний поліцією Детройта. Вже в 30-і роки подібні системи в США широко використовувалися урядом, поліцією і збройними силами. Щоправда, був він тоді зовсім не персональним і служив для передачі голосових повідомлень через диспетчера. Персональний радіовизов, або пейджинг, став першим справді персональним засобом радіозв'язку в середині 50-х років, а в 1963 р. Системи пейджинга отримали досить широке поширення в містах Європи та США. Таким чином, історія розвитку пейджинга налічує вже близько сорока років.

Перші пейджери були простими приймачами частотно-модульованого сигналу. Вони містили кілька налаштованих контурів, що відстежують характерну послідовність низькочастотних сигналів (тонів). При отриманні цих тонів пристрій подавало звукові сигнали. Тому такі пейджери і називають тональними. Найбільшого поширення набули дво-і п'яти-тональні пейджери.

У двох - тональних пейджерах використовувалося тільки два контури, що сильно обмежувало кількість адрес в системі: ширини смуги пропускання радіоканалу вистачало лише для кількох тисяч комбінацій частот. Отже, таким же було максимальне число користувачів мережі персонального радіовиклику (СПРВ). Перехід до п'яти-тональним систем дозволив збільшити число адрес (отже, і користувачів) до 100 тис.

Істотним недоліком описаних пейджерів був невеликий термін служби елементів живлення (вони часом розряджалися протягом дня). Цю проблему намагалися вирішити додаванням до п'яти тонам шостого. Продовження терміну служби елементів живлення досягалося за рахунок включення і виключення живлення при впливі певного сигналу.

Тим не менш, перехід до цифрових систем був неминучий.

По-перше, з підвищенням популярності пейджингового зв'язку адрес знову стало не вистачати.

По-друге, тональний кодування не забезпечувало пересилання надлишкової інформації для детектування (або виправлення) виникають під час передачі спотворень.

По-третє, тональний кодування не підходило для передачі складних повідомлень, скажімо, буквено-цифрових.

8.2. "Характеристики радіосигналу"

Відомо, що в пейджингових системах використовується частотна модуляція, що забезпечує кращу стійкість і більш високі енергетичні характеристики, ніж амплітудна модуляція, однак для цього їй потрібна велика необхідна смуга частот.

Необхідна ширина смуги радіочастот - це мінімальна ширина смуги частот для денного класу вивчення, достатня для забезпечення передачі сигналу з необхідною швидкістю та якістю, які визначаються при проектуванні передавача відповідно до його функціональним призначенням.

У СПРВ застосовуються радіосигнали двох класів випромінювання 16K0F1D (канали передачі кодованої інформації) та 16K0F3E (телефонія - для сервісних функцій у складі СПРВ). Пояснимо розшифровку цих позначень.

8.2.1.16K0F1D

16K0 - необхідна ширина смуги частот. Виражається трьома цифрами і однією буквою. Буква є десяткової коми і відображає розмірність значущих цифр (частки герц і герци позначаються літерою H, кілогерц - K, мегагерци - M, гігагерци - G). У даному випадку 16К0 - 16.0 кГц

F - тип модуляції основною несучою (F - частотна модуляція).

1 - характер сигналу (сигналів), модулюючого основну несучу (1 - один канал, що містить квантованих або цифрову інформацію без використання модулирующей піднесе, 3 - один канал з аналоговою інформацією).

D - тип інформації, що передається (D - передача даних, телеметрія, телеуправління, Е - телефонія).

8.2.2. "Основні протоколи пейджингового зв'язку"

Протокол пейджингового зв'язку - як нервова система організму, по якій сигнали передаються в мозок. Це своєрідна мова, набір правил, який дозволяє з повідомленням, не спотворюючись і залишаючись зрозумілим, перемещатся по телефонних дротах, а потім по радіоканалу надходити на пейджер. Ця мова визначає пропускну здатність, час затримки і швидкість передачі, цілісність переданих даних і термін служби батарейок пейджера.

Передача адресної інформації та повідомлень в цифрових системах (в тому числі і пейджингових) здійснюється у визначеному форматі (протоколі) кодування. Історія створення і розвитку протоколів пейджингового зв'язку нараховує понад півтора десятка різних форматів зв'язку.

8.2.3.Протокол POCSAG

Одним з найпоширеніших на сьогоднішній день форматів пейджингового передачі є протокол POCSAG, розроблений Британським поштовим відомством. Він передбачає швидкість передачі інформації 512, 1200 і 2400 біт / сек. Повідомлення передаються в асинхронному режимі: пакет повідомлення може стартувати у будь-який момент часу і довжина його не визначена.

Основна відмінність протоколу POCSAG від інших протоколів пейджингового передачі полягає у способі прийому міститься на початку кожного пейджинг повідомлення фізичної адреси пейджера.

У протоколі POCSAG не обмовляється, які фізичні значення сигналу приймаються за 0, а які за 1. Тому різні пейджери (або режими прийому пейджера) сприймають це кодування з точністю до навпаки. Звідси з'явилося поняття інверсної кодування POCSAG. Інверсна кодування POCSAG повністю збігається з описаною вище, за винятком того, що нульові біти, замінюються одиничними, а одиничні біти - нульовими.

Збільшення швидкості передачі повідомлень веде до збільшення пропускної здатності системи, однак, при цьому знижується стійкість до перешкод, а головне - знижується чутливість радіоприйому, тобто фактично - радіус робочої зони прийому повідомлень.

8.2.4.Протокол FLEX

Протокол пейджингового зв'язку FLEX (і супроводжуюча його сімейство ReFLEX, InFLEXion), розроблений компанією MOTOROLA, і ERMES, розроблений Міжнародним Союзом Електрозв'язку. Основною перевагою цього протоколу є висока швидкість передачі даних - 1600, 3200 і 6400 біт / сек а, отже, висока пропускна здатність. Так, якщо в стандарті POCSAG ресурс частоти складає 10-15 тисяч абонентів, то у FLEX-системах ресурс частотного каналу лежить в межах 20-80 тисяч абонентів. На відміну від протоколу POCSAG протокол FLEX використовує синхронну передачу даних, тобто синхронізація передавача і приймача проводиться за абсолютним значенням часу.

Кожен пейджер, що працює з протоколом FLEX, може приймати повідомлення на будь-який з допустимих швидкостей передачі даних. Одним з важливих наслідків синхронного протоколу є те, що повідомлення для кожного конкретного пейджера можна поміщати в кадр з певним номером. Це дозволяє пейджеру вибірково приймати один чи кілька кадрів з усього чотирьох хвилинного циклу протоколу FLEX, в які поміщаються повідомлення на його адресу. Якщо пейджер не виявляє своєї адреси в своєму кадрі, він припиняє прийом. Така організація зв'язку дозволяє різко підвищити термін служби батарейок пейджера.

Ще однією важливою особливістю протоколу FLEX є можливість роботи спільно з іншими протоколами зв'язку. Для цього в циклі виділяються певні кадри для роботи по протоколу FLEX, а проміжки між ними віддаються для роботи за іншими протоколами, наприклад, POCSAG. Це дозволяє компанії - оператору не створюючи нової інфраструктури, поступово перейти від роботи в протоколі POCSAG на роботу в протоколі FLEX.

До достоїнств протоколу FLEX слід віднести:

  • Підвищену швидкість передачі даних, а, отже, підвищену пропускну здатність на один частотний канал;

  • Можливість підтримки великої кількості адрес (до 5 млрд.);

  • Поліпшені характеристики завадостійкості каналу передачі;

  • Забезпечення енерго-економічного режиму роботи пейджерів;

  • Можливість спільної роботи з іншими протоколами.

8.2.5.Протокол ERMES

Протокол ERMES був розроблений як загальноєвропейський протокол пейджингового зв'язку (див. Табл. 8.2.11). Він включає в себе, крім власне протоколу передачі даних, ряд організаційних положень і технічних рішень у рамках Меморандуму про взаєморозуміння, підписаного керівниками організацій 16 країн Європи в січні 1990 року з метою координації зусиль по створенню загальноєвропейської СПРВ. До достоїнств протоколу ERMES слід віднести наступне:

  • Підвищену швидкість передачі даних, а, отже, підвищену пропускну здатність на один канал;

  • Забезпечення енерго-економічного режиму роботи пейджерів;

  • Можливість передачі довільного набору даних об'ємом до 64 Кбіт;

  • Можливість зручної організації роумінгу (роумінг - можливість отримувати повідомлення на свій пейджер, перебуваючи в іншому місті) у всіх регіонах, охоплених мережею ERMES.

Для функціонування СПРВ за протоколом зв'язку ERMES виділяється єдиний діапазон частот (або його частина) 169,4 - 169,8 МГц, в якому організовується 16 частотних каналів з розносом частот в 25 Кгц. Для прийому сигналу використовуються скануючі за частотою абонентські приймачі (пейджери). Швидкість передачі даних становить 6,25 Кбіт / сек.

Системи персонального радіовиклику на базі протоколу ERMES забезпечують наступні послуги:

  • Передачу цифрових повідомлень довгою до 1600 знаків;

  • Передачу буквено-цифрових повідомлень довгою до 9000 символів;

  • Передачу довільного набору даних об'ємом до 64 Кбіт;

  • Можливість прийому виклику та повідомлень одним уніфікованим приймачем (пейджером) у всіх країнах, які входять до об'єднаної СПРВ ERMES.

Табл. 8.2.11. Протоколи пейджингового зв'язку.

Найменування протоколу


Використовувані частоти, МГц Швидкість передачі, біт / сек Необхідна смуга частотного каналу, кГц Наявність нумерації повідомлень Можливість роумінгу
POCSAG Будь-які пейджингові 512, 1200, 2400

25


Є


Є

ERMES 169.425-169.800 6250 25 Є Є
FLEX Будь-які пейджингові 1600, 3200, 6400

25


Є


Є

ReFLEX25-передача на пейджери - прийом з пейджерів

929-931, 940-941, 901-902


1600, 3200, 6400


25 або 50


Є


Є

ReFLEX50-передача на пейджери - прийом з пейджерів

930-931, 940-941, 901-902


До 25600


50


Є


Є

InFLEXion-передача на пейджери - прийом з пейджерів

930-931, 940-941, 901-902


Цифрова компресія звуку


50


Є


Є

Приймачі персонального виклику (пейджери) у системі ERMES працюють таким чином: перебуваючи в зоні прийому "своєї" базової станції пейджер приймає повідомлення на її частоті. При попаданні в інший регіон пейджер, не "чуючи" сигнал на своїй частоті, переходить в режим сканування по каналах ERMES і, виявивши сигнал, починає приймати інформацію на частоті базової станції даного регіону.

8.3. "Умовне поширення радіохвиль"

Для передачі повідомлень в СПРВ використовується ультракороткохвильовий (УКХ) діапазон частот сигналу від 80 МГц до 930 МГц (довжина хвилі від 3.75 м до 0.32 м).

Головна особливість розповсюдження радіохвиль УКХ - діапазону полягає в тому, що основна частина енергії, яку випромінює антеною, поширюється в межах прямої оптичної видимості, так званої зони дифракційного поля.

Особливості хвиль УКХ - діапазону:
  • Не відображаються регулярної іоносферою;

  • Дуже сильно поглинаються грунтом та місцевими предметами;

  • Мають малої дифракційної здатністю;

  • Не відображаються від сухої землі;

  • Радіус дії поверхневого променя не залежить від пори року і доби, але дуже залежить від рельєфу місцевості;

  • Не сприйнятливі до атмосферних перешкод, джерелами яких є грозові розряди;

У лісі сильно поглинаються (радіохвилі горизонтальної поляризації), через що зв'язок може бути не стабільною;

  • Відбиваються від будівель, металоконструкцій та інших великогабаритних перешкод, що дозволяє СПРВ досить впевнено працювати в міських умовах, приймати повідомлення в будівлях, а при достатній потужності передавача і в підвалах. Слід зазначити, що виникає при міських умовах многолучевость розповсюдження (і як наслідок - завмирання) сигналу компенсується при прийомі пейджинговими кодами;

  • Підвищена дальність розповсюдження над грунтами з високою провідністю і високою діелектричною проникністю, наприклад, над болотистими торфовищами і водною поверхнею.

При загальних властивостях радіохвилі УКХ - діапазону мають ряд особливостей поширення в метровому і дециметровому діапазонах.

Радіохвилі дециметрового діапазону відчувають сильніший затухання (наприклад, для частоти 450 МГц у порівнянні з частотою 150 Мгц - на 10 дБ) і у меншій мірі схильні до рефракції, тому мають меншою дальністю поширення. З цієї причини, з точки зору економічного поширення СПРВ (з необхідною меншою потужністю базової станції і меншою кількістю ретрансляторів) при виборі робочої частоти перевагу віддають метровому діапазоні частот. У теж час радіохвилі дециметрового діапазону володіють більшою проникністю всередину приміщень і підвалів, засобів автотранспорту.

8.4. "Радіопейджінг в Росії"

Історія пейджинга в Росії (тоді ще СРСР) почалася в кінці 60-х. Системи персонального радіовиклику широко використовувалися окремими державними структурами. У 1980 під час московської Олімпіади також широко використовувався пейджинг. Тоді це були найпростіші тонові моделі і призначалися вони, перш за все для "швидкої допомоги" та служби безпеки олімпіади. Із закінченням олімпіади пейджери використовувати перестали і на багато років цей вид зв'язку був забутий. Новітня історія пейджинга почалася в 1993 р. Саме тоді в країні почали з'являтися перші пейджингові оператори, і з тих пір пейджинг в Росії стрімко розвивається.

Понад 70% російського ринку пейджингового зв'язку зосереджені в найбільших російських центрах. Найбільший розвиток цей ринок отримав у Москві, де користувачами пейджерів є 1,1% населення, і в Санкт-Петербурзі (0,6% міського населення). У цілому по Росії пейджингового зв'язком охоплено до 100 міст, головним чином обласні та промислові центри. Якщо перша хвиля розповсюдження пейджингового зв'язку в Росії захопила Москву і Санкт-Петербург, то наступна захопить великі промислово-розвинуті російські регіони: Урал, Поволжі, Західний Сибір, південь Східної Сибіру, ​​Алтай, Далекий Схід. За прогнозами, найбільш інтенсивно пейджинговий зв'язок в найближчі чотири, п'ять років буде розвиватися в таких містах, як Єкатеринбург, Нижній Новгород, Новосибірськ, Омськ, Самара, Уфа, Челябінськ, Перм, Казань, Волгоград, Ростов - на - Дону. Зараз близько 30-35% російських операторів об'єднано в єдині міжрегіональні пейджингові мережі. Клієнти можуть користуватися послугами пейджингового зв'язку в будь-якому місті, охопленому мережею роумінгу. У найближчі два-три роки очікується мережевий бум і число міст, охоплених мережами пейджингового зв'язку, буде зростати.

Лідируюче положення серед виробників на ринку пейджерів займає компанія Motorola (68%), NEC (20%), Philips (9%), Oi Electric (2%). Серед моделей бестселером, як і раніше залишається Motorola Advisor, далі за популярністю ідуть NEC 21A, Philips 2310, Scriptor LX2, NEC 26B і Oi Electric. Проведені маркетингові дослідження показали, що майже 80% пейджерів у російських абонентів - чотирьох рядкові, двох рядкові пейджери займають 10% ринку, трохи менше (8%) займають моделі з великим дисплеєм.

Поступово змінюється ставлення до пейдженгу. Ще якийсь час назад пейджер сприймався виключно як атрибут "нових росіян" і "молодший брат" стільникового телефону. Зараз серед потенційних користувачів пейджинга відбувається поступова трансформація ставлення до цього виду зв'язку. Фактично пейджер на поясі все частіше сприймається не як символ престижу, а як зручне і доступне засіб мобільного зв'язку.

8.5. "Майбутнє пейджингового зв'язку"

У всьому світі пейджинг залишається найбільш швидко розвивається галуззю телекомунікацій. Наочно це демонструє ситуація, що склалася в Америці і країнах Південно-Східної Азії: кількість абонентів пейджингових мереж збільшуються там кожен рік більш ніж на третину. У тому ж Китаї до кінця тисячоліття прогнозується збільшення кількості власників пейджерів до 100 мільйонів чоловік.

У Західній Європі ситуація розвивається не так стрімко, проте навіть за найпесимістичнішими оцінками, до 2000 року число власників пейджерів в європейських країнах перевищить 20 мільйонів.

Вже зараз очевидно, що пейджер поступово стає не лише оперативним засобом особистої комунікації, але і засобом масової інформації, персональним інформаторів. Мова йде не тільки про інформаційні каналах. Знаходить все більш широке застосування інший варіант цієї послуги - отримання інформації за запитом. Наприклад, абонентові пейджингового компанії необхідно терміново дізнатися час вильотів всіх літаків в певне місто. У такому випадку, він може просто зателефонувати оператору, і через хвилину на дисплеї з'явиться потрібна інформація, яку до того ж можна буде при бажанні зберегти в пам'яті апарату. Про те, що найближчим часом пейджинговий зв'язок буде розвиватися саме в цьому напрямку, говорить і той факт, що в Америці і деяких країнах Європи вже існують компанії, що надають своїм абонентам подібні послуги. Дана послуга знайшла попит і на Російському ринку операторів зв'язку. При цьому попит на такий сервіс постійно зростає. За прогнозами аналітиків, саме ця сфера послуг в найближчі роки стане основною для російських пейджингових компаній.

Окремої уваги заслуговує тема організації федеральних мереж - пропонується вважати, що тільки ті інтегровані мережі можуть претендувати на статус федеральної F-мережі, якщо вони діють на території не менш ніж 50% суб'єктів Російської Федерації.

З кожним днем ​​все більша кількість компаній об'єднується в мережі, які у свою чергу приєднуються до більш значним із метою створення мережі покриває всю територію Росії.

У даний момент до цього наближається "Єдина Пейджинговий Система Росії", де окремим операторам регіональних мереж вдалося узгодити використання одного номіналу частоти на всій території Росії та деяких країнах СНД (Грузія, Казахстан), на сьогоднішній день більше 80 міст, що дозволило їм перейти до організації мереж, що охоплюють багато регіонів Росії.

Таким чином, мережі дозволить перейти на протокол федерального рівня FLEX.

"Висновки"

За період з 1980 року по 1993 рік виникли і стали бурхливо розвиватися інші види персонального зв'язку, що реалізують на відміну від пейджерів двонаправлену передачу повідомлень. Наприклад, стільниковий зв'язок. Багато хто, можливо, здивуються, чому двонаправлені системи зв'язку, що володіють багатими функціональними можливостями, не витіснили пейджинг з ринку. Проте популярність пейджинга не тільки не зменшується, але навіть зростає. У чому ж криються причини успіху пейджингового зв'язку? По-перше, пейджери дуже компактні і мало важать. По-друге, вартість послуг пейджинга невисока. По-третє, частотні ресурси дуже ефективно використовуються даними системами. Це означає, що один радіоканал з смугою, скажімо 25 Кгц, може обслуговувати велику кількість абонентів. І, нарешті, пейджери - дуже комфортний засіб персонального зв'язку: ви можете отримувати повідомлення під час ділової зустрічі або, перебуваючи за кермом автомобіля, і вони не відірвуть вас від виконання поточних справ. У вас завжди буде час обдумати отриманий виклик або повідомлення і тільки потім реагувати на нього.

Складається в європейських країнах ситуація показує, що навіть при значному здешевленні послуг стільникового зв'язку, мобільний телефон не витісняє пейджер. Більш того, проведені опитування (в тому числі і серед російських користувачів), показують, що 72% респондентів сприймають ринки стільникового і пейджингового зв'язку не як конкурентні, а як взаємодоповнюючі.



Рис. 8.5.75. Блок-схема приймача персонального радіовиклику (пейджера).

Додаток

ІНСТРУКЦІЯ З ЕКСПЛУАТАЦІЇ Алфавітно-цифровий пейджер "BUMERANG"



9.Телекоммунікаціонние засоби зв'язку

9.1.Локальние і глобальні обчислювальні мережі

9.1.1.Понятіе: локальні та глобальні НД

Локальна мережа (Local Area Network, LAN) являє собою з'єднання декількох РС за допомогою відповідного апаратного та програмного забезпечення. Слово "локальний" в цій назві означає, що всі з'єднані РС знаходяться, як правило, в одній будівлі або в сусідніх будинках. Крім LAN, існують і інші мережі:

MAN (Metropolitan Area Network). У цій мережі основою є поєднання систем у межах міста. Як область її застосування можна уявити комп'ютеризовану головну керуючу систему або управління інформацією про жителів великого міста.

WAN (Wide Area Network). У даному випадку мова йде про мережі, яка може поєднувати декілька країн.

GAN позначає мережа, яка з'єднує континенти, і походить від англійського терміна Global Area Network.

Природно, РС може працювати в будь-якій з цих мереж. Однак типовою областю його застосування є саме локальна мережа. Завдяки відкритій архітектурі мережі комп'ютер має можливості для підключення до мережі.

Перевага, що надається при використанні локальної мережі:

На підприємстві, маючі сет, що включає кілька сотень робочих місць, повинен бути фахівець, який відповідає функціонування всієї мережі. Такого фахівця називають мережевим адміністратором або супервізором.

Для захисту інформації в першу чергу необхідні пристрої на випадок виходу з ладу промислової електричної мережі. Для цієї мети використовують апаратні засоби, наприклад пристрій безперервного живлення комп'ютера (UPS).

Як інша заходи необхідно мати в розпорядженні додатковий комп'ютер, який може замінити що вийшов з ладу сервер або робочу станцію.

Так як в мережі циркулює велика кількість даних, то необхідно ретельно і планомірно піклуватися про захист інформації. Наприклад, можуть бути встановлені додаткові вінчестери (дзеркальні), на яких дублюється інформація, або накопичувачі великої ємності (стримери), за допомогою яких забезпечується планомірне копіювання (архівування) даних.

Крім того, в мережі кожен користувач може мати доступ до всієї інформації, тобто прочитати і змінити будь-які дані. Зазвичай це небажано, і не тільки з міркування безпеки.

Відповідні дії користувачів мережі регулюються певними правилами доступу, які встановлюють, якому користувачеві дозволено читати або записувати певні дані. Для розмежування доступу, розподілу ресурсів мережі та забезпечення збереження даних необхідно мережеве адміністрування.

Спосіб з'єднання комп'ютерів в мережі називається топологією. Тому перш ніж говорити про окремі компоненти, необхідно розглянути найважливіші топології мереж.

Перш за все, слід запам'ятати, що файловий сервер (або просто сервер) - це центральний комп'ютер всієї локальної чоти, з яким той чи інший спосіб пов'язані робочі станції - клієнти.

РС - РС (псевдосеть)

Рис. 9.1.76. Пов'язані між собою РС

Мова йде не про мережу (псевдосеть), а лише про зв'язок між двома РС (Мал. 9.1.76.). однак і в цьому випадку є можливість обміну даними.


Обмін інформацією здійснюється через роз'єми послідовного інтерфейсу обох комп'ютерів за допомогою спеціального кабелю нуль - модему. У цьому випадку для здійснення передачі даних необхідно лише відповідне термінальне програмне забезпечення.

Найбільш поширення набула програма LapLink. У цій програмі також існує опція передачі даних не тільки через послідовний, але і через паралельний порт вводу / виводу. Однак треба зазначити, що в цьому випадку підвищується швидкість обміну інформацією між обома РС, але довжина кабелю обмежена. Якщо використовується послідовна передача даних, то кабель може бути значно довшим.

Пропонуються також і інші утиліти, так в стандартну поставку операційної системи MS-DOS (починаючи з версії 6.0) входить програма Interlink, яка не дуже зручна у застосуванні.

При з'єднанні типу РС-РС говорити про мережі не дуже правильно. Таке поєднання, в основному, служить для передачі і швидкого копіювання інформації з одного комп'ютера на інший. Під час передачі даних обидва процесора блокуються і не можуть виконувати інші завдання.

Тимчасова мережа

Рис. 9.1.77. Принцип тимчасової мережі

Одно-рангова мережу (Мал. 9.1.77.) Не має центрального комп'ютера і працює без резервування файлів. Деякі апаратні засоби (вінчестери, приводи CD-ROM) і, перш за все, дорогі периферійні пристрої (сканери, принтери та ін), підключені до окремих РС, використовуються спільно на всіх робочих місцях.

Кожен користувач одно-рангової мережі може визначити права доступу іншим користувачам до інформації на своєму РС

Щоб встановити таку мережу, необхідно дещо більше апаратних засобів, ніж у випадку з псевдосетью. Кожен РС мережі повинен бути оснащений мережевою картою, а всі робочі місця повинні з'єднуватися один з одним кабелями.

Якщо кількість користувачів однорангової мережі перевищує 10, її робота сповільнюється. У цьому випадку потрібно використовувати більш потужні РС.

Мережа типу клієнт-сервер

Під мережею типу клієнт-сервер розуміють мережу, в центрі якої знаходиться потужний РС (званий сервером або файловим сервером), з'єднаний з окремими робочими станціями (клієнтами). Таке з'єднання комп'ютерів називають мережею типу клієнт-сервер.

Окремі робочі станції використовують ресурси сервера, тому можуть бути оснащені більш скромно. Управління мережею, а також контроль за периферійними пристроями мережі, такими як модеми, факси і т.д., здійснюється спеціальним потужним мережевим програмним забезпеченням. Топологи таких мереж може бути різною.

9.2.Топологія мережі

9.2.1.Топологій «зірка»

Рис. 9.2.78. Топологія «зірка»

У мережі з топологією «зірка» файловий сервер знаходиться в центрі (Мал. 9.2.78.).

Мережа такого типу має свої переваги:

Недоліки:

9.2.2.Кольцевая топологія

У цьому випадку всі робочі станції і сервер з'єднані один з одним по кільцю, за яким надсилаються дані та адресу одержувача. Робочі станції отримують відповідні дані, аналізуючи адресу посланого повідомлення. Топологія такої мережі показана на Рис. 9.2.79.

Переваги:

Недоліки:


Рис. 9.2.79. кільцева топологія

9.2.3.Шінная топологія

Така мережа схожа на центральну лінію, до якої підключені сервер і окремі робочі станції. Таке з'єднання отримало широке поширення, що, перш за все, можна пояснити невеликими потребами в кабелі і високою швидкістю передачі даних.

Для виключення загасання електричного інформаційного сигналу внаслідок перевідбиттів в лінії зв'язку такої мережі на кінцях лінії встановлюються спеціальні заглушки, звані термінаторами (Мал. 9.2.80.).

Переваги:

Недоліки:


Рис. 9.2.80. Шинна топологія

9.3.Компоненти локальної мережі

Основою для організації локальної мережі є звичайні РС, підключені до мережі за допомогою карти розширення. Мережа встановлюється відносно легко, але повинні ще конфігуруватися мережеві карти. У великих мережах для вирішення спеціальних завдань можуть виділятися окремі РС, наприклад, сервер друку для управління принтером чи комунікаційний сервер для зв'язку з модемами і т.п. До того ж необхідно користувачам або групам користувачів призначити відповідні права доступу до ресурсів мережі.

Файловий сервер

Файлового сервера в мережі належить центральна роль. Отже, в якості нього повинен використовуватися досить потужний РС з розвиненою периферією в залежності від кількості підключених робочий станцій. Можна зустріти інформацію, що в якості сервера достатньо використовувати РС з процесором 80486DX, 16 Мб RAM і вінчестером ємкістю 600 Мб. Проте мережа з таким сервером вже при малих навантаженнях буде працювати повільно. Тому при плануванні мережі в якості сервера завжди слід вибирати РС з PCU не нижче Pentium 200 МГц. Комп'ютер з шиною EISA або PIA гарантує більш швидку передачу даних, ніж звичайна 16-розрядна шина ISA. При цьому необхідно як мінімум 46 Мб RAM, а краще 0 128 Мб. Особливу увагу слід звернути на ємність вінчестера. При його ємності 2 Гб можна використовувати мережевий файловий менеджер, але залежно від запитів робочих станцій при збільшенні їх кількості до 10 буде потрібно ємність вінчестера вже не менше 3 Гб.

Треба відзначити, що треба відмовитися від використання на сервері високоякісної відео карти або суперякісно клавіатури, тому що робота на сервері обмежена. При цьому не потрібний монітор, оснащений графічною картою, що підтримує 16,7 млн. квітів.

Робоча станція

Оснащення окремих робочих станцій всередині мережі залежить від оснащення сервера. Якщо файлового сервера виділена центральна роль, то в ка якості робочих станцій можуть використовуватися не менш потужні РС: досить материнської плати з процесором 89486 DX з 16 Мб RAM.

По-іншому виглядає тимчасова мережа, в якій здійснюється файловий сервер. Тут чим краще окремі станції, тим краще розподіл ресурсів всередині всієї мережі. Дорогі периферійні пристрої, такі як сканер, модем, жорсткі змінні диски і т.п., необхідно встановлювати лише на одній робочій станції, так як в мережі ці ресурси доступні всім користувачам.

Мережеві карти

РС, як правило, підключаються в мережу за допомогою мережевої карти. Виняток становить псевдосеть, де РС з'єднуються за допомогою кабелю нуль - модему. Мережева карта встановлюється в один з вільних слотів материнської плати. При цьому сервер не обов'язково повинен мати кращу карту, ніж робочі станції, однак для забезпечення оптимальної ефективності, слід оснащувати робочі станції 16 - розрядними, а за можливості 32 - розрядними мережевими картами. Мережеві карти є посередниками між РС і мережею і передають дані по мережі шин з CPU і RAM сервера або робочої станції. Мережева карта обладнана власним процесором і пам'яттю, зазвичай має обсяг 8-16 Кб.

Питання для повторення
  1. Поняття: Локальні і глобальні засоби зв'язку. Визначення, область застосування, гідність і недоліки.

  2. Топологія мережі типу РС-РС (псевдосеть). Зв'язок РС між собою. Особливості, гідність і недоліки.

  3. Одно-рангова мережу. Топологія. Організація одно-рангової мережі. Гідність і недоліки

  4. Мережа типу клієнт-сервер. Топологія, недоліки і достоїнства.

  5. Топологія «зірка». Організація, гідність і недоліки.

  6. Кільцева топологія. Гідність і недоліки.

  7. Шинна топологія. Гідність і недоліки.

  8. Компоненти локальної мережі. Файловий сервер. Робоча станція. Призначення, склад, системні ресурси.

  9. Мережеві карти. Призначення. Мережеві програмні засоби.


2.1.3.Плоскостной електрографічний апарат ЕП-12 Р2 (ЕРА-12РМ)

Призначення, склад і принцип роботи

Площинний електрографічний апарат ЕП-12 Р2 (ЕРА-12РМ) призначений для отримання копій з оригіналу масштабу 1:2 або 2:1.

Технічні характеристики

1. Найбільший розмір оригіналу: мм 597 х 441

2. Масштаб копіювання 2:1 або 1:2

3. Вид прояви сухе, каскадне

4. Швидкість копіювання, кол / год 60

Склад: (плакат)
  1. Орігіналодержатель;

  2. Освітлювач;

  3. Об'єктив;

  4. Камера;

  5. Процесор з касетою;

  6. Рама.

Принцип роботи:
  1. Оригінал встановлюється і зміцнюється в орігіналодержатель;

  2. Вмикається освітлення, відкривається затвор об'єктиву;

  3. У процесор замість касети вставляється матове скло;

  4. За допомогою регулювальних гвинтів на матовому склі домагаються сфокусованого зображення;

  5. Виключають освітлення, закривається затвор об'єктиву;

  6. За допомогою зарядного пристрою заряджають фотополупроводніковую пластину;

  7. Заряджену пластину вставляють у процесор;

  8. Знімають кришку з касети;

  9. На фотоекспонометра виставляють час витримки;

  10. Реле фотоекспонометра включає освітлювач і відкриває затвор об'єктиву;

  11. Експоновані касету виймають з процесора і поміщають в пристрій з фарбувальною порошком;

  12. Отримане таким чином зображення оригіналу на пластині, методом безпосереднього зіткнення, переносять на папір;

  13. Отриманий відбиток зображення закріплюють у парах ацетону або пропускають через розігріті ролики.

2.1.4.Портатівная настільна копіювальна машина "Canon" FC-2.

Призначення, склад і принцип роботи.

Призначення

Копіювальна машина "CANON" FC-2 призначена для отримання копій оригіналу розміром 210 Х 297 см. і менше (Мал. 2.1.7.).

Технічні дані.

Табл. 2.1.1.

Тип Портативна настільна машина
Система копіювання Сухий електростатичний перенос
Оригінали Листи, переплетені оригінали
Розмір оригіналу Максимум А4
Розмір копії 6,35 х 8,89 см (візитні картки) - А4
Швидкість копіювання 5 копій / хв
Безперервне копіювання

Задається кількість 1-9.

Режим С для безперервного копіювання - до 20

Вихід 1-й копії Приблизно 18 секунд
Час прогріву Приблизно 20 секунд
Масштаб копій 1:1
Система експонування Щілина експонування з рухомим склом оригіналу
Подача паперу Автоматична подача паперу для копій
Система закріплення Нагрівальні ролики
Система прояви Прояв за методом магнітної щітки
Джерело світла Флуоресцентна лампа
Фоторецептор Барабан ОРС
Джерело живлення Змінний струм 220/240 В, 50 Гц
Витрата енергії 0,93 кВт
Маса 11,6 кг
Розмір машини 381 мм ширина х 415 мм глибина х 137 мм висота
Пристрій

Рис. 2.1.7.

Склад:
  1. Кришка оригіналу;

  2. Скло оригіналу;

  3. Вихідний лоток;

  4. Лоток для паперу;

  5. Напрямні папери;

  6. Панель управління;

  7. Отклоняющее дзеркало;

  8. Фотобарабан;

  9. Ролики очищення;

  10. Резервуар з тонером;

  11. Барабан девелопер;

  12. Провід розряду;

  13. Коронирующим провід;

  14. Фіксуючий циліндр.

Принцип роботи (Мал. 2.1.8)


Рис. 2.1.8. Функціональна схема ксерокса

Найважливішим конструктивним елементом ксерокса є обертовий барабан, за допомогою якого виробляється перенос зображення на папір.

Барабан являє собою металевий циліндр, покритий тонкою плівкою светопроводящий напівпровідника (оксиду цинку).

На поверхні барабана рівномірно розподіляється статичний заряд. Для цього служить тонкий дріт, звана коронирующим проводом.

На цей провід подається висока напруга, що викликає навколо нього світиться іонізовану область званої короною.

Відбите зображення від оригіналу проходить через щілину, що відхиляє дзеркало і потрапляє на барабан, що обертається. Під дією променів світла напівпровідниковий шар барабана змінює електричний заряд. Таким чином, на барабані виникає прихована копія зображення.

На наступному робочому кроці, на фото-барабан наноситься тонер (найдрібніша барвна пил). Під дією статичного заряду ці дрібні частинки легко притягуються до поверхні барабана в точках, які зазнали експозиції, і формується видиме зображення.

Папір втягується з лотка і за допомогою системи валиків переміщається до барабана. Перед барабаном паперу повідомляється статичний заряд. Папір під дією заряду стикається з барабаном і притягає, завдяки заряду, частинки тонера від барабана.

Для фіксації тонера, папір пропускається між двома нагрітими до температури близько 180 0 С роликами.

Після процесу друку барабан повністю розряджається і очищається від прилиплих частинок.

Панель управління

Панель управління призначена для управління процесом копіювання і зміни режимів роботи копіювальної машини (Мал. 2.1.9.).

Рис. 2.1.9.

  • Регулятор експонування: - служить для зміни часу експонування в ручному режимі (Індикатор ручного / автомат експонування не світиться);

  • Індикатор ручного / автомат експонування;

  • Кнопка ручного / автомат експонування (індикатор світиться - автоматичне експонування, індикатор не світиться - ручне експонування);

  • Індикатор заміни картриджа (індикатор блимає - необхідно замінити картридж);

  • Індикатор застрявання паперу (індикатор світиться при аварійній ситуації);

  • Сервісний індикатор (індикатор світиться якщо кількість отриманих копій перевищує 20000 примірників і вимагає заміни фоточутливого барабана);

  • Дисплей кількості копій і кодів стану - відображає необхідну кількість одержуваних копій 1-9, і висвічує коди стану при аварійних ситуаціях;

Коди стану:

E0 - за певний час термодатчик на термоелемента не розігрівся до потрібної температури (180 0); причини:

  • згорів термоелемент, ймовірність 80%;

  • немає контакту в роз'ємах на термоелемента або термодатчика, 10%;

  • несправний термодатчик, 5%;

  • інше, 5%.

Е1 - проблема з термоплівкою. Міняти термоплівку краще людині з досвідом.

Іноді причиною бувають неполадки з термоелементом, термістори, платою постійного струму.

E2 - неполадки каретки.

E6 - несправність лампа експозиції.

  • Клавіша кількості - задає кількість копій 1-9;

  • Клавіша стоп / скасування - установка кількості заданих копій і відміна виконуваної операції;

  • Клавіша старт - включає режим копіювання.

Зберігання паперу.

Для надійної роботи машини і хорошої якості копій фірма Ренк Ксерокс рекомендує, щоб папір зберігалася:

  • На плоскій поверхні

  • У закритому шафі

  • У приміщенні з малою вологістю

  • При частковому використанні пачки - щільно обернутою в пакувальний папір

Тип паперу, який може використовуватися.

ПРИМІТКА: Для найкращої якості копій використовувати тільки аркуші паперу мають марку Ксерокс.

Табл. 2.1.2.

Матеріал для копіювання Лоток для паперу
Розміри паперу 6,35 х 8,89 см (візитні картки) - А4
Щільності паперу

Оптимальна 75 г / кв.м

Діапазон 60-90 г / кв.м

Місткість (74 г / кв.м) 40 аркушів
Бланки з шапками Так
Папір з перфорацією Так
Листи з наклейками Так (максимум 1 за один раз)
Прозорі листи Так (максимум 1 за один раз)

Порядок виготовлення копій та обслуговування

Після встановлення приладу і завершення циклу її прогріву машина готова до виготовлення копій.

Відкрити кришку оригіналу.

Помістити оригінал зображенням вниз у верхньому правому куті скла оригіналу і закрити кришку.


Примітка: Текст розташований дуже близько до краю оригіналу, може не скопіювати (стирання краю). Корисно перевернути оригінал на склі.


  1. Налаштувати напрямну паперу на лотку на ширину паперу і помістити папір у лоток.

  • Простежити, щоб завантаження папери не перевищувала мітки МАХ (40 аркушів) на лотку для паперу.

  • Спеціальна або цупкий папір повинна подаватися по 1-му аркуші.

  1. Поставити необхідну кількість копій.

  • Натиснути на клавішу СТОП / С для скасування індикації кількості.

Режим завдання кількості
  • Натиснути на клавішу Кількості до появи індикації потрібного числа копій (1-9).

Безперервний режим

Натиснути на клавішу кількості до появи на дисплеї букви С. Машина тепер може виготовити до 20 копій. Якщо в лотку менше 20 аркушів паперу, машина продовжує виготовлення копій до спустошення лотка, після чого на дисплеї кількості видається миготливе Р.

  1. Регулятор автоекспонірованіе налаштовує копійований фон.

  2. Натиснути на клавішу СТАРТ.

  • Для зупинки копіювання натиснути на кнопку СТОП.

2 - стороннє копіювання.
  1. Помістити перший оригінал на скло ЗОБРАЖЕННЯМ ВНИЗ і ВЕРХИ оригіналу СПРАВА і закрити кришку.

  2. Поставити необхідну кількість і натиснути на СТАРТ для виготовлення копій.

  3. Видалити перший оригінал і помістити другий оригінал на скло з тією ж орієнтацією, що і перший оригінал. Закрити кришку.

  4. Витягти копії з вихідного лотка, перевернути їх і вставити кожну копію ЗОБРАЖЕННЯМ ВНИЗ в лоток для паперу.

  5. Поставити необхідну кількість і натиснути на СТАРТ для копіювання другий оригіналу.

Застреваніе папери

Миготіння на дисплеї букви "Р" кількості копій, коли лоток для паперу порожній або коли папір застрягла при подачі з лотка.

Буква "Р" видається також, якщо лоток для паперу не встановлений правильно.

  1. Перевірити наявність паперу в лотку.

Якщо лоток порожній, завантажити папір і натиснути на СТАРТ для продовження.

  • Дисплей кількості видає залишається число копій. Якщо машина знаходиться в безперервному режимі, видається індикація "С".

  • При закінченні більш 90 секунд до натиснення на СТАРТ кількість повинна бути задано знову.

  1. При застрягання паперу обережно видалити її і натиснути на СТАРТ.

  • Може знадобитися зняти лоток для видалення застряглого листа.

  • Не використовувати застряглий лист.

  • Дисплей кількості покаже залишається число копій. Якщо машина в безперервному режимі видається індикація "С".

Ділянка виходу

Миготіння індикатора (Застрявання) і зупинка машини означає застрявання паперу в зоні виходу або на внутрішньому шляху паперу.

Дотримуватися обережності, щоб не пошкодити фоторецептор або коротрон під час усунення застрявання. Не торкатися фьюзер.

  1. Вимкнути машину для очищення індикатора застрявання.

  2. Перевірити ділянку виходу на ту, що застрягла папір і видалити її.

  3. Перевірити папір усередині ділянки виходу. Цей тип застрявання зазвичай викликається перевищенням місткості вихідного лотка (40 аркушів).

  4. Видалити будь-які залишаються копії з лотка.

  5. Вставити очищувач коротрона / об'єктива у вихідний отвір для видалення паперу всередині ділянки виходу.

  6. Включити машину.

УВАГА

Не торкатися блискучої поверхні фоторецептора. Подряпини або мазання приводять до погіршення якості копій і до можливого укорочення терміну служби машини.

Не залишати фоторецептор на світлі протягом тривалого часу (понад 10 хвилин). Це призводить до його пошкодження та погіршення якості копій.

Заміна картриджа тонера

Індикатор заміна картриджа тонера мигає, коли картридж порожній. Машина зупиняється, коли поточна робота буде закінчена.

  1. Зрушити скло оригіналу вліво.

  2. Натиснути на кнопку для відкривання передньої кришки.

  1. Взятися за рукоятку і за запірний важіль і витягнути картридж тонера назовні.

  2. Витягти новий картридж тонера з мішка.

  3. Енергійно струснути картридж для звільнення злежалого тонера. Активне струшування картриджа дозволяє отримати максимальну кількість копій з одного картриджа.

  4. Всунути новий картридж тонера щільно в машину так, щоб він повернувся на місці.

  5. Зняти захисне ущільнення зі щілини над рукояткою.

  6. Закрити передню кришку і повернути кришку оригіналу в її вихідне положення.

Віддача від картріджа тонера


Рис. 2.1.10.

Головним чинником, що впливає на віддачу від картріджа тонера, є щільність зображення на оригіналі. На (Мал. 2.1.10) показаний приклад того, як кількість копій від картриджа зменшується зі збільшенням щільності зображення.

Інші фактори, які можуть впливати на віддачу від картріджа:

  • Розмір копируемого оригіналу;

  • Темний тон;

  • Залишення кришки оригіналу відкритою;

  • Кількість включень і виключень машини.

  • Висока вологість.

Для отримання максимальної віддачі від картріджа тонера:

  • Завжди вести копіювання при закритій кришці оригіналу;

  • Залишати машину ввімкненою протягом дня. Вимикати машину в кінці робочого дня;

  • Вести копіювання при регуляторі експонування, настроєному на Авто експонування, якщо тільки потрібно регулювання на фон вашого оригіналу;

  • Коли це можливо, встановлювати машину в сухому приміщенні.


Сервісний індикатор

Сервісний індикатор загоряється після виготовлення приблизно 20 тисяч копій для того, щоб вказати, що прийшов час замінювати фоторецептор і збірник відпрацьованого тонера. Ця заміна не входить в гарантійні зобов'язання.

Обслуговування копіювальної машини

Якщо копії мають смуги або плями, коротрон і об'єктив вимагають очищення.

  1. Вимкнути машину;

  2. Зрушити скло оригіналу вправо і відкрити кришку оригіналу;

  3. Зняти очищувач коротрона / об'єктива у верхньому правому куті кришки оригіналу.

  4. Для очищення коротрона помістити пов'язані з коротрон кінець очищувача, вирівняти стрілки, помічені 1;

  5. Зрушити очищувач по кромці скла два-три рази;

  6. Для очищення об'єктиву помістити відноситься до об'єктиву кінець очищувача, вирівняти стрілки, помічені 2;

  7. Помістити очищувач коротрона / об'єктиву на кришку оригіналу.

  8. Включити машину.

Характерні несправності та методи їх усунення

Табл. 2.1.3.

Стан машини Пропоноване рішення
Машина не працює

Чи включена машина в розетку?

Включений вимикач харчування?

Чи встановлений картридж тонера?

Машина включена, але копії не виготовляються

Горить є який-небудь з індикаторів?

Чи є папір в лотку?

Порожні копії Уміщено чи оригінал зображенням вниз на склі?
Світлі чи темні копії Налаштований чи правильно регулятор експонування?
Копії мають смужки або лінії або копії поганої якості

Що поверхня скло або кришка оригіналу?

Чи не потребує очищення коротрон або об'єктив?

Часте застрявання паперу для копій

Чи не волога чи папір?

Чи застосовується спец. матеріал?

Зображення легко стирається з копії

Чи не занадто щільний папір?

Чи не волога чи папір?

Машина прогрівається довше, ніж зазвичай, і видає клацали звук Можливий низький запас тонера. Струсити картридж тонера. Не торкатися відкритого тонера на лівій стороні картриджа. Перевірити готівку в запасі нового картриджа.
Віддача від картріджа нижче очікуваної, і індикатор тонера включений Тонер міг злежався у картриджі. Струсити картридж, намагаючись не торкатися відкритого тонера на лівій стороні картриджа.
Отримання меншого числа копій від картриджа тонера, ніж очікувалося

Переконатися, що оригінал не мають малюнків, ділянок суцільного зображення або товстих ліній.

Уникати застосовувати оригінали, які потребують більш високої витрати тонера - бланки, газети, книги і т.д.

Не допускати частого включення і виключення машини.

Не залишати кришку оригіналу відкритої під час копіювання.


Питання для контролю:
  1. Принцип електрографічне копіювання. Схема процесу безпосереднього элетрофотополупроводникового копіювання.

  2. Плоский електрографічний апарат ЕП-12 Р2 (ЕРА-12 РМ). Призначення, склад і принцип роботи (по плакату).

  3. Копіювальна машина "CANON" FC-2. Призначення, склад і принцип роботи за функціональною схемою.

  4. Панель управління настільною, копіювальної машини "CANON" FC-2. Призначення органів управління.

  5. Порядок виготовлення копій. 1-стороннє і 2 - стороннє копіювання. Копіювання в автоматичному і ручному експонуванні.

  6. Основні несправності настільною копіювальної машини "CANON" FC-2, методи їх усунення. Заміна картриджа тонера.

  7. Обслуговування копіювальної машини.


3.Настольная електронна друкарня. ПЕОМ, периферійне устаткування і програмне забезпечення

3.1. Пристрої введення

3.1.1.Клавіатура, миша. Призначення, пристрій і принцип роботи

Введення

З основи класичної схеми обчислювальної системи випливає, що для введення інформації широко використовувалася клавіатура. Однак і інші пристрої введення, наприклад, сканери, які кілька років тому були ще недоступні, більше не належать до екзотичних пристроїв введення. На відміну від відео карт та моніторів пристрої введення, як і пристрою виведення, набагато більш стандартизовані.

Клавіатура

В даний час клавіатура є основним пристроєм введення інформації в РС, не дивлячись на сильну конкуренцію з боку миші. Це положення не зміниться до тих пір, поки не буде створена надійна і не дорога система розпізнавання людської мови.

Принцип дії

Принцип дії клавіатури представлений на Рис. 3.1.11. сигнал при натисканні клавіші реєструється контролером клавіатури і передається у вигляді так званого скан-КОДА на материнську плату.

Рис. 3.1.11. Принцип дії клавіатури

Скан-код - це однобайтові число, молодші 7 біт якого представляють ідентифікаційний номер, присвоєний кожній клавіші. На материнській платі РС для підключення клавіатури використовується спеціальний контролер. Для РС типу АТ зазвичай застосовується мікросхема універсального периферійного інтерфейсу. Скан-код поступає в контролер, процесор припиняє свою роботу і виконує процедуру, яка аналізує скан-код. Дане переривання обслуговується спеціальною програмою, яка входить до складу ROM BIOS. Потім введений код поміщається в буфер клавіатури, що представляє собою область пам'яті, здатну запам'ятати до 15 символів, що вводять, поки прикладна програма не може їх обробити. Буфер організований за принципом FIFO (перший прийшов - першим вийшов). Кожна клавіша генерує два типи скан-КОДА: код натиснення, коли клавіша натискається, і код звільнення, коли клавіша відпускається.

Конструктивне виконання

Для виготовлення простий клавіатури використовується пластмаса і гума. При натисканні клавіші штемпель (гума) стикається з контактною площадкою, завдяки чому замикається ланцюг, що фіксується контролером клавіатури.

Більш надійні й дорогі за вартістю клавіатури використовують мікроперемикачі, герконові і сенсорні кнопки.

Миша

Рис. 3.1.12. Принцип дії оптико-механічної миші

Поряд з клавіатурою миша є найважливішим засобом введення. Широке поширення миші стало розробка зручного графічного інтерфейсу користувача.

Принцип роботи

При переміщенні миші по килимку «важкий» кульку приходить в рух і обертає дотичні з ним валики. Вісь одного валика обертається горизонтально, а іншого - вертикально. На цих осях встановлені диски з растровими отворами, які обертаються між двома пластмасовими цоколями. На першому цоколі знаходиться джерело світла, а на іншому - фоточутливий елемент (фотодіод, фоторезистор або фототранзистор). Цей фотосенсор визначає, де знаходиться джерело світла; перед отвором або за пластмасовою перегородкою диска. Оскільки таких перегородок два, то порядок освітлення фоточутливих елементів визначає напрям переміщення миші, а частота приходять імпульсів - швидкість.

Імпульси за допомогою мікроконтролера перетворюються на сумісні з РС дані і передаються через інтерфейс RS232 на материнську плату.

Драйвер миші

В якості стандарту в світі РС виступає так звана Microsoft-сумісна миша (MS-Mouse). За допомогою драйверів для цієї миші можна керувати всіма сумісними мишами.

Якщо заперечити відповідність миші з MS-Mouse, на корпусі є перемикач, який позначений як MS або PC, необхідно встановити мишу в режим сумісності з MS-Mouse. У деяких старих моделях такий перемикач відсутній. Для ініціалізації такої миші треба якийсь час тримати натиснутою її ліву клавішу, що викличе перемикання в режим MS-Mouse.

Підключення драйвера миші подібно підключенню драйвера клавіатури. Для автоматичної ініціалізації він повинен бути включений в один зі стартових файлів AUTOEXEC.BAT або CONFIG.SYS.

Для стартового файлу AUTOEXEC.BAT потрібно включити команду:

C: \ Windows \ Mouse

Для стартового файлу CONFIG.SYS - команду:

Device = C: \ Windows \ Mouse

Типи миші

Оптична миша працює за принципами, схожим з роботою оптико-механічної миші, тільки переміщення миші реєструється не механічними валиками. Оптична миша посилає промінь на спеціальний килимок. Цей промінь після відбиття від килимка надходить в мишу та аналізується електронікою, яка в залежності від типу отриманого сигналу визначає напрямок руху миші, грунтуючись або на кутах падіння світла, або на спеціальному підсвічуванню.

Інфрачервона миша. Рух миші реєструється за допомогою вже відомої механіки і перетвориться в інфрачервоний сигнал, який потім передається на приймач.

Радіо-миша. Передача інформація від миші здійснюється за допомогою радіосигналів.

Трекбол. Можна порівняти з мишею, що лежить на спині кулястим черевом вгору. Принцип дії трекбола такий же, як і миші.

3.1.2.Джойстік, світлове перо, дигитайзер. Призначення, пристрій і принцип роботи

Джойстик

Джойстик - це пристрій введення, яке зайняло міцну позицію, перш за все, в галузі комп'ютерних ігор. Вони поділяються на цифрові і аналогові. Цифрові джойстики, як правило, застосовуються в ігрових приставках і ігрових комп'ютерах. Аналоговий джойстик має істотну перевагу перед цифровими, так як цифрові реагує, в основному, на становище керуючої ручки (вліво, вправо, вгору, вниз) і статус кнопки «вогонь». Аналогові джойстики реєструють мінімальні руху ручки управління, що забезпечує більш точне керування грою.

Світлове перо

Світлове перо застосовується досить рідко, що істотно обмежує його застосування. Воно являє собою вид кулькової ручки, в яку замість пише кульки вмонтований фотоелемент. Замість стрижня знаходиться електронна складова частина, яка оцінює сигнали. Світлове перо функціонує тільки спільно з монітором. При дотику стрижнем до поверхні екрану електронне випромінювання реєструється фотосесором світлового пера. Так як екран монітора складається з безлічі точок (пікселів), то отриманий сигнал можна передати на графічну карту, яка визначить координати електронного променя по часу його реєстрації. Таким чином, теоретично світлове перо може замінити миша, однак це сумнівна альтернатива, тому що якщо для управління великими об'єктами світлове перо ще надійно в застосуванні, при виборі дрібних об'єктів воно не зручно.

Дігітайзер

Дигитайзер (зі світловим пером) є професійним стандартним пристроєм для графічних робіт, так як він дозволяє за допомогою відповідних програм перетворити у векторний формат зображення, отримане в результаті пересування руки оператора.

Спочатку дигитайзер був розроблений тільки для систем автоматизованого проектування (CAD) вимагають завдання точного значення координат великої кількості крапок. Виконати цю вимогу при використанні звичайних пристроїв введення (клавіатури) важко, а за допомогою миші практично неможливо.

Склад:

  1. Графічний планшет;

  2. Пристрій вказівки (курсор або світлове перо).

Принцип дії: - заснований на реєстрації місця розташування пристрою вказівки за допомогою інтегрованої в планшет сітки, що складається з провідників. Відстань між сусідніми провідниками може бути 3-6 мм.

Залежно від механізму визначення місця розташування пристрою вказівки, дигітайзери поділяються: - електростатичні і електромагнітні.

У першому випадку: - визначення місця розташування пристрою здійснюється шляхом реєстрації локальної зміни електричного потенціалу сітки під курсором.

У другому випадку: - курсор є передавачем, а сітка - приймачем.

Характеристики дигитайзера:

У середньому похибка електромагнітних дигітайзерів менше ніж електростатичних.

Графічний планшет

Графічний планшет буває на твердій (планшетний дигитайзер) або гнучкою (гнучкий дигитайзер) основі. Розмір робочого поля дигитайзера як формат паперу (наприклад, А4, А3).

Курсор, перо

Як пристрій вказівки в дигитайзера може використовуватися курсор або перо.

Серед користувачів додатків САПР (CAD) найбільш популярний курсор. Він може бути: 4 -, 8 -, 12 - або 16 кнопковий. Одним з кращих визнано 4-кнопковий курсор. Пір'я мають одну, дві або три кнопки. Існують пір'я, чутливі до натиснення, мають до 256 градацій рівнем тиску. Від натискання залежить або товщина лінії, який відтінок кольору. Перо імітує кисть при малюванні аквареллю, олійними фарбами, і т.д.

Для реалізації можливостей дигитайзера необхідне спеціальне програмне забезпечення (Adobe PhotoShop Fractal Designer).

Харчування дигитайзера

Харчування для дигитайзера подається з вбудованого або зовнішнього блоку живлення. Для деяких моделей - від послідовного порту.

3.1.3.Сканери, типи сканерів і їх технічні характеристики. Призначення, склад і принцип роботи

Призначення і класифікація сканерів

Сканером називається пристрій, що дозволяє вводити в комп'ютер у графічному вигляді текст, малюнки, слайди, фотографії та ін Сканери можна класифікувати за такими ознаками:

Спосіб формування зображення

Технологія зчитування даних в сучасних пристроях оцифровування зображень реалізується на основі використання світлочутливих датчиків двох типів: приладів з зарядовим зв'язком (ПЗЗ) або фотоелектронних помножувачів (ФЕП).

Кінематичний механізм

Визначальним фактором для даного критерію є спосіб переміщення голівки, що зчитує сканера і папера відносно один одного. Тому параметру сканери поділяються на дві групи: - ручні і настільні.

У всіх сканерах є:

Ручний сканер

Сканування здійснюється вручну послідовним переміщенням сканера щодо оригіналу.

У корпусі шириною не більше 10-12см. розміщуються лише датчики і джерело світла.

Перевага:

Недоліки:

Настільні сканери

До категорії настільних сканерів відносяться: - планшетні, роликові, барабанні та проектовані сканери.

Планшетні сканери

Основний відмітна ознака планшетного сканера - скануюча голівка переміщається щодо папера за допомогою крокового двигуна.

Переваги: ​​- простота і зручність в експлуатації.

Недолік: - великі габарити.

Роликові сканери (листовий сканер)

Оригінал пропускається через ролики механізму подачі паперу і потрапляє в поле зору лінійки датчиків.

Режими роботи сканера:

Переваги:

  1. компактність;

  2. можливість автоматичного функціонування;

  3. низька вартість.

Недоліки:

  1. складність вирівнювання оригіналів;

  2. обмежений діапазон типів оригіналу;

  3. незручність роботи з листами різного розміру;

  4. можливість пошкодження оригіналу.

Барабанні сканери

Оригінал закріплюється на поверхню прозорого циліндра з органічного скла (барабан) укріпленого на масивному підставі. Барабан обертається з великою швидкістю (від 300-1350 об / хв). Розташовані поряд скануючі датчики через маленьку апертури, зчитують зображення з високою точністю.

Переваги:

  1. сканування з найбільш високою роздільною здатністю;

  2. широкий діапазон типів оригіналів.

Недоліки:

  1. великий розмір;

  2. неможливість безпосереднього сканування книг та журналів;

  3. висока вартість цих пристроїв.

Проекційні сканери

Проекційні сканери нагадують фотозбільшувач або проекційний апарат. Оригінал розташовується зображенням вгору на підсвічуванню під скануючої головкою на відстані близько 30 см. Внутрішній джерело світла не потрібно, природного освітлення виявляється достатнім. Механізм повороту всередині головки датчика направляє «око» сканера на кожну лінію оригіналу.

Переваги:

  1. зручність вирівнювання оригіналу;

  2. займає невелику площу;

  3. різноманітність сканованих оригіналів (у тому числі тривимірних);

  4. можливість комбінування плоских і тривимірних оригіналів.

Недоліки:

  1. залежність від джерела зовнішнього освітлення;

  2. обмеження на розмір оригіналу;

  3. трудність розташування нестандартних оригіналів (наприклад: - книги в розгорнутому вигляді).

Матричні сканери

У слайдових сканерах, цифрових фото і кінокамер ПЗЗ - датчики мають форму прямокутної матриці, що дозволяє формувати образ оригіналу цілком, а не порядково.

До матричним сканерів відносяться:

Цифрові камери

Цифрова камера більше схожа на комп'ютер (як носій мультимедійної інформації). За допомогою цифрової камери можна не тільки фіксувати зображення, але і записувати звук, параметри зйомки і т.п.

Можливості цифрових камер:

  1. можливий запис, як окремих кадрів, так і їх послідовність;

  2. мають жорсткий знімний диск об'ємом 100-170 Мб;

  3. забезпечують 24-36 - бітових уявлень кольору;

  4. володіють здатністю 30-70 ліній на дюйм.

  5. мають рідкокристалічний екран, що дозволяє переглядати і відбирати кадри.

Цифрові камери поділяються: - студійні, поза студійні і побутові.

У побутових камерах зображення з роздільною здатністю прийнятним для перегляду на моніторах чи екранах TV, але не достатньо для друку.

Студійні і поза студійні цифрові камери: - реалізують технологію трьох - кадрової або однокадровий кольоровий зйомки, використовують матрицю ПЗС великого розміру.

Відео-сканери: (фрейм - грабери, видеобластера)

До відео-сканерів відносяться пристрої, які представляють собою плату розширення, встановлену в слот РС і мають входи для підключення відеокамери, телевізора, відеомагнітофона.

Гідність:

Недоліки:

Монітор комп'ютера не здатний відображати відеосигнали безпосередньо. Тому в комплект постачання деяких відеокамер входить спеціальний інтерфейс для підключення відеомонітора, за допомогою якого можна переглянути запис і вибрати кадр.

Принцип роботи сканера

Невід'ємною частиною будь-якого сканера є аналого-цифрові перетворювачі (АЦП). Вони призначені для перетворення безперервно змінюються значень напруг, одержуваних за допомогою ПЗЗ або ФЕУ, на числа, відповідні відтінків кольору або градацій сірого. Якість сканованого зображення безпосередньо пов'язано з розрядністю використовуваного в сканері АЦП. У чорно-білих (дворівневих) сканерах аналогічне перетворення виконує компаратор, порівнюючи зафіксоване значення напруги з опорною напругою.

Блок - схема чорно-білого сканера



Рис. 3.1.13. Блок - схема чорно-білого сканера

ПЗЗ - це твердотільний електронний компонент, що складається з безлічі датчиків, які перетворять інтенсивність падаючого на них світла в пропорційний їй електричний заряд. В основу ПЗЗ покладена чутливість провідності pn - переходу звичайного провідникового діода до ступеня його освітленості. На pn переході створюється заряд, який зменшується зі швидкістю, що залежить від освітленості. Чим менше заряд, тим більше струм, що проходить через діод.

Блок - схема кольорового сканера з обертовим RGB - фільтром


Рис. 3.1.14. Блок - схема кольорового сканера з обертовим RGB - фільтром

Блок - схема кольорового сканера з dichroic - фільтром




Р
ис. 3.1.15. Блок - схема кольорового сканера з dichroic - фільтром


Залежно від типу сканера ПЗЗ можуть мати різну конфігурацію. При лінійному способі зчитування інформації мікродатчиків ПЗЗ розміщуються на кристалі в одну лінію (для прохідного сканування). Така конфігурація дозволяє пристрою робити вибірку всієї ширини вихідного аналогового зображення і записувати його як повну рядок. Даний спосіб формування зображення (Мал. 3.1.16.) Зазвичай використовується в доступних широкому колу користувачів ручних, планшетних і проекційних сканерах.

Рис. 3.1.16. Спосіб формування зображення в планшетних сканерах

Барабанні сканери

У барабанних сканерах (Мал. 3.1.17) як світлочутливих приладів застосовуються фотоелектронні помножувачі. В якості джерела світла в цих сканерах використовується ксеноновий або вольфрамо-галогенні лампи, випромінювання яких за допомогою конденсаторних лінз і волоконної оптики фокусується на невеликій області оригіналу. Відбитий від оригіналу промінь потрапляє через об'єктив на фотоелектронний помножувач. Світло вибиває з нього електрони, які, проходячи через пластини дінодов, викликають вторинну електронну емісію. Напруга, пропорційне освітленості катода ФЕУ, знімається з анода і потім перетвориться в цифровий код.

Рис. 3.1.17. Спосіб формування зображення в барабанних сканерах

Характеристики сканерів

  1. Оптичне дозвіл - визначається розміром елементарного ПЗЗ датчика і характеризує щільність, з якою скануючий пристрій виробляє вибірку інформації в заданій області оригіналу. Роздільна здатність сканера виміряється в пікселях на дюйм.

  2. Максимальна роздільна здатність сканера наводиться з урахуванням інтерполяційних можливостей пристрою.

  3. Область сканування визначається найбільшого оригіналу, який може бути сканувати пристрій.

  4. Оптичний діапазон, який характеризує здатність скануючого пристрою відтворювати плавні тонові зміни і висловлює відмінність між найсвітлішими та найтемнішими тонами, які можуть бути зафіксовані за допомогою сканера.

  5. Розрядність бітового представлення в якості показника ступеня з основою 2 визначає максимальне число кольорів або градацій сірого, які може відтворювати сканер.

  6. Метод сканування при описі моделей кольорових сканерів визначає одне - або трехпроходовий спосіб зчитування інформації про яскравість оригінального зображення в трьох основних кольорах системи RGB.

  7. Швидкість сканування - показник швидкодії сканера, який дорівнює часу, витраченому на обробку одного рядка оригінального зображення. Вимірюється в мілісекундах (мс). На практиці під швидкістю сканування розуміють кількість сторінок чорно-білого оригіналу, сканованих на хвилину з максимальним оптичним дозволом.

  8. Технологія сканування визначається типом та параметрами використовуваного світлочутливого датчика (ПЗЗ або ФЕП).

  9. Тип і колір джерела світла. У залежності від цього можливі різні варіанти сканування кольорових оригіналів. Наприклад, застосування кольорових світлофільтрів для видалення не бажаних плям або відтінків певних кольорів.

  10. Підтримувані комп'ютерні платформи - характеристика сумісності сканера з різними комп'ютерними системами і всіма застосовуваними в них периферійними пристроями і програмними додатками.

  11. Додаткові можливості сканера. Наприклад - додаткові можливості обробки прозорих оригіналів, автоматична подача листів та факсимільна передача сканованих зображень.

  12. Інтерфейс - слід розуміти варіанти апаратного підключення пристрою до комп'ютера.

Питання для повторення
  1. Клавіатура. Принцип дії за структурною схемою. Поняття скан-КОДА. Конструктивне виконання. Драйвер клавіатури, і способи його ініціалізації.

  2. Миша. Призначення, склад і принцип роботи опто-механічної миші по структурній схемі. Способи підключення та ініціалізації драйвера миші.

  3. Типи миші. Їх відмінності та конструктивні особливості.

  4. Джойстик. Призначення, переваги та їх конструктивні особливості.

  5. Світлове перо. Призначення, переваги та недоліки. Конструктивні особливості.

  6. Дігітайзер. Призначення, склад, область застосування і відмінності, в залежності від механізму визначення місця розташування пристрою (електростатичні, електромагнітні). Графічний планшет. Курсор і перо.

  7. Призначення сканера. Класифікація сканерів.

  8. Способи формування зображення на основі приладів із зарядовим зв'язком і фотоелектронних помножувачів.

  9. Принцип роботи чорно-білого сканера по блок схемою.

  10. Принцип роботи кольорового сканера по блок схемою з обертовим RGB-фільтром.

  11. Принцип роботи по блок схемою кольорового сканера з dichroic - фільтром.

  12. Планшетні сканери. Призначення, склад і спосіб формування зображення.

  13. Барабанні сканери. Призначення, склад і спосіб формування зображення.

  14. Загальні характеристики сканерів.

3.2.Устройства виведення

3.2.1.Монітори та їх характеристики. Призначення, склад і принцип роботи.

Введення

З відомостей про ПК відомо, що монітор відноситься до пристрою виводу. Персональний комп'ютер може без особливих проблем працювати і без принтера, то використання РС без монітора навіть важко собі уявити. Тому пристрої виводу за винятком монітора позначають як вторинні.

Монітори

Монітор (дисплей) комп'ютера IBM PC призначений для висновку на екран текстової та графічної інформації. Монітори бувають кольорові і монохромні. Вони можуть працювати в одному з двох режимів: текстовому або графічному.

Текстовий режим. У текстовому режимі екран монітора умовно розбивається на окремі ділянки - знакоместа, найчастіше на 25 рядків по 80 символів (знакомест). У кожне знакомісце може бути виведений один з 256 заздалегідь заданих символів. У число цих символів входять великі і малі латинські букви, цифри, символи:


~! @ # $% ^ & * () _ + {} [];: '"<> /? ,.


а також псевдографічний символи, що використовуються для виведення на екран таблиць і діаграм, побудови рамок навколо ділянок екрана і т.д.

У число символів, зображених на екрані в текстовому режимі, можуть входити і символи кирилиці (літери російського алфавіту).

Графічний режим. Графічний режим монітора призначений для висновку на екран графіків, малюнків і т.д. Зрозуміло, що в цьому режимі також можна виводити на екран і текстову інформацію у вигляді різних написів, причому ці написи можуть мати довільний шрифт, розмір букв і т.д.


│ ┌ ┬ ├ ┼ ┤ ┘ ┴ ═ ║ ╒ ╓ ╔ ╕ ╖ ╗ ╘ ╙ ╚ ╛ ╜ ╝ ╞ ╟ ╠ ╡ ╢ ╣ ╤ ╥ ╦ ╧ ╨ ╩ ╪ ╫ ╬ ▀ ▄ █ ▌ ▐ ░ ▒ ▓


У графічному режимі екран монітора складається з точок, кожна з яких може бути світлою або темною на монохромних моніторах або одного з декількох квітів - на кольорових. Кількість точок по горизонталі й вертикалі називається роздільною здатністю монітора у цьому режимі. Наприклад, вираз "роздільна здатність монітора 640х480" означає, що монітор в даному режимі виводить 640 точок по горизонталі і 480 - по вертикалі. Слід зауважити, що розмір екрану монітора не впливає на роздільну здатність, так само як і великий і маленький телевізори мають на екрані 625 рядків розгорнення зображення.

Часто використовуються монітори.

Найбільш широке поширення в комп'ютері IBM PC одержали монітори типів MDA, CGA, Hercules, EGA і VGA. Їх характеристики наведено у Табл. 3.2.4 ..

Табл. 3.2.4.

Монітор Колір / моно Текстовий режим Графічний режим
MDA Монохромний 80х25, 2 кольори 640х200, 2 кольори
CGA Кольоровий 80х25, 16 кольорів

640х200, 2 кольори

320х200, 4 кольори

Hercules Монохромний 80х25, 2 кольори 720х348, 2 кольори
EGA Кольоровий

80х25, 16 кольорів

80х43, 16 кольорів

640х350, 16 кольорів
VGA Кольоровий

80х25, 16 кольорів

80х50, 16 кольорів

640х480, 16 кольорів

640х350, 16 кольорів

320х200, 256 кольорів


В даний час монітори MDA, CGA, EGA і Hercules практично не використовуються, оскільки вони не мають належної роздільною здатністю, що призводить до швидкого стомлення очей. Більшість комп'ютерів випускаються в даний час використовують монітори типу VGA, що забезпечують достатню якість зображення в текстовому і графічному режимах. Для багатьох програм, що використовують графічний інтерфейс, потрібно кращу якість, ніж у моніторів VGA. У таких випадках використовують монітори Super VGA (SVGA) c роздільною здатністю 800х600, 1024х768 і 1560х1024.

Швидкість роботи.

Важливою характеристикою адаптера монітора є швидкість роботи. У тестовому режимі всі адаптери працюють досить швидко, але при виводі графічних зображень з високою роздільною здатністю швидкість роботи досить істотна. У даному випадку може виявитися необхідним використання відеоприскорювача.

Відеопам'ять.

Монітор по відношенню до процесора виступає в тій же ролі, що телевізор по відношенню до телецентру: він показує зображення, що формується процесором.

У графічному режимі монітора у відеопам'яті для кожної точки екрану повинен бути записаний той колір, яким вона виводиться. Так що чим більше роздільна здатність і чим більше може одночасно зображуватися квітів на екрані, тим більше повинен бути обсяг відеопам'яті. Для режиму 800х600х256 і 1024х768х16 потрібно відеопам'ять розміром 512Кбайт, а для 1024х768х256 - 1Мбайт.

Розмір точки (зерна) екрана.

На якість зображення на екрані істотно впливає розмір точки (пікселі) на екрані. Чим менше розмір точки, тим чіткіше зображення. На моніторах стандартного розміру (14'') при максимальній роздільній здатності 640х480 задовільний зображення виходить при розмірі зерна 0,39 мм, а хороше - при 0,31 мм, а для режиму 1024х768 - 0,25 - 0,28 мм.

Якість зображення.

Якщо на комп'ютері приходиться працювати не 10-15 хв в день, а годинами і навіть весь день, то слід особливу увагу звернути на якість зображення: не мерехтить чи екран, чи немає на ньому кольорових плям і т.д. Небажано, якщо праворуч від яскравих або темних смуг з'являється їх тінь. Монітори з дефектним зображенням призводять до швидкого стомлення людей, які з ними працюють - такі монітори купувати не слід.

Екранні фільтри.

Для захисту від відблисків на поверхні екрану, а також для зменшення випромінювань, що виходять від екрана, використовують екранні фільтри. Найкращий захист від відблисків дають скляні поляризаційні фільтри.

Принцип роботи монітора

Принцип дії монітора на базі електронно-променевої трубки мало відрізняється від принципу звичайного телевізора і полягає в тому, що створений катодом (електронною гарматою) пучок електронів, потрапляючи на екран, покритої люмінофором, викликає його світіння. На шляху пучка електронів зазвичай знаходиться додаткові електроди: модулятор, який регулює інтенсивність пучка електронів і пов'язану з нею яскравість зображення, і відхиляє система, що дозволяє змінити напрямки пучка.

Будь-яке текстове або графічне зображення на екрані монітора комп'ютера (так само, як і телевізора) складається з безлічі дискретних точок люмінофору, що представляє собою мінімальний елемент зображення (растра) і званих пікселями. Такі монітори називаються растровими. Електронний промінь у цьому випадку періодично сканує весь екран , утворюючи на ньому близько розташовані рядки розгорнення. У міру руху променя по рядках відеосигнал, що подається на модулятор, змінює яскравість світлової плями і утворює видиме на екрані зображення. Роздільна здатність монітора визначається числом елементів зображення, які він здатний відтворювати по горизонталі й вертикалі, наприклад, 640х480 або 1024х768 пікселів.

Для формування растра (Мал. 3.2.18.) В моніторі використовуються спеціальні сигнали. У циклі сканування промінь рухається по зигзагоподібної траєкторії від лівого верхнього кута до правого нижнього. Прямий хід променя по горизонталі здійснюється сигналами малої (горизонтальній - H. Sync) розгорнення, а по вертикалі - кадрової (вертикальної - V. Sync) розгорнення. Переклад променя з крайньої правої точки рядки в крайню ліву точку наступного рядка (зворотний хід променя по горизонталі) і з крайньої правої позиції останнього рядка екрану, а крайню ліву позицію першого рядка (зворотний хід променя по вертикалі) здійснюється спеціальними сигналами зворотного ходу.

Рис. 3.2.18.Формірованіе растра на екрані монітора

Таким чином, найбільш важливими для монітора є наступні параметри: частота вертикальної (кадрової) розгорнення, частота горизонтальної (рядкової) розгорнення і смуга пропускання відеосигналу.

Описаний вище спосіб формування зображення застосовується і в телевізійній техніці. Частота оновлення зображення (частота кадрів) складає 25 Гц. З першого погляду здається, що це дуже низька частота. Проте в телебаченні для звуження смуги частот спектру телевізійного сигналу застосовується чересстрочная розгортка, тобто повний растр виходить за два прийоми. Спочатку за час, що дорівнює 1 / 50 с, передається (відтворюються) тільки непарні рядки: 1, 3, 5 і т.д. ця частина растра називається полем непарних рядків або непарних полів. Потім розгортають електронний промінь швидко переводиться від нижнього краю екрана вгору і потрапляє в початок 2-й (парної) рядки. Далі промінь промальовує всі парні рядки: 2, 4, 6, т.д. так формується полі парних рядків або парний полукадр. Якщо накласти обидва полукадра один на одного, то вийде повний растр зображення.

Даний спосіб формування зображення, як в моніторі, так і в телевізорах виявився можливим завдяки двом властивостям, а точніше, недоліків, нашого зору:

  • Інерційність сприйняття світлових подразнень, тобто виникнення і припинення фотохімічних реакцій в сітківки ока після початку і закінчення дії імпульсу світла відбувається не миттєво, а з затримкою, що характеризує цю інерційність (приблизно 0,1 с). Час збереження світлового збудження сітківки ока становить 0,4-1,0 с після закінчення дії світлового подразнення. Завдяки такій властивості зору виявилося можливим виробляти поелементну розгортку зображення від рядка до рядка і від одного полукадра до іншого (при чересстрочном способі формування зображення), тобто зображення представляється у вигляді швидко змінявся послідовності рядків і кадрів

  • Обмежена роздільна здатність по переміщенню. Це властивість враховується при відображенні рухомих предметів на екрані монітора або телевізора. Для того щоб рухи здавалися плавними, кожну зміну положення предметів має бути передано невеликими порціями. Око людини сприймає зображення як безперервне, якщо зміна кадрів відбувається з частотою 20-25 Гц. Частотою зміни кадрів визначається стійкість зображення. Чим вище стійкість, тим менше навантаження на очі від мерехтіння екрану. Тому з використанням порядкового формування зображення, частоту кадрів моніторів PC намагаються підвищувати. У хороших моніторів кадрова частота досягає 70-80 Гц.

Формування кольорового зображення

Принцип Формування растра кольорового монітора такий же, як і в монохромного, проте, в основу формування кольорового зображення покладені інші властивості колірного зору.

  • Трикомпонентної колірного сприйняття

Це означає, що всі кольори можуть бути отримані шляхом додавання трьох основних кольорів (синій, зелений, червоний), що дозволило в кольорових моніторах використовувати метод адитивного змішування кольорів (Мал. 3.2.19.).

Рис. 3.2.19. Модель змішування кольорів

  • Просторове усереднення кольору.

Якщо на зображенні є близько розташовані кольорові деталі, то з великої відстані ми не помітний кольору окремих деталей. З огляду на це властивість зору, в електронно-променевої трубки монітора формується колір одного елемента зображення з трьох кольорів люмінофорних зерен, розташованих поруч. Відповідно до особливостей людського зору в електронно-променевої трубки кольорового монітора є три променеві гармати з окремими схемами управління, а на внутрішню поверхню екрана завдано люмінофор трьох основних кольорів (RGB) (Мал. 3.2.20.).

Рис. 3.2.20. Повна модель освіти квітів на екрані монітора

Таким чином, кожна гармата стріляє по своїх плям люмінофора. Для цього в кожному кінескопі є апертурная грати або тіньова маска. Вона служить для того, щоб кожна гармата потрапляла тільки в точки люмінофора відповідного кольору. Тіньова маска являє собою пластину з спец. металу - інвару, з дуже низьким коефіцієнтом лінійного розширення. На неї наносять систему отворів, які відповідають точкам люмінофора на внутрішній поверхні кінескопа. Апертурна решітка утворена системою щілин з аналогічними функціями.

Середня відстань між пікселями називається зерном і становить 0,25-0,41 мм.

Люмінофорному покриття екрану

При виготовленні дешевих моніторів екран покривається люмінофором, частинки якого світяться при попаданні на них електронного пучка, але мають короткий період післясвітіння. Висвітлених пікселі екрана повинні продовжувати світитися протягом часу, який необхідно електронного променю, щоб просканувати весь екран і повернутися для активізації даного пікселя вже при промальовуванні наступного кадру. Отже, мінімальний час післясвітіння повинно бути не менше періоду зміни кадрів - 20мс. Якщо це не виконується, відбувається мерехтіння зображення. При використанні високоякісних дорогих матеріалів такий ефект не спостерігається. Кожна точка світиться протягом всього часу, який необхідний променю для сканування всього екрану. Зображення на екранах, покритих високоякісними люмінофорами, здається контрастним, абсолютно чистим і немерехтливий.

Типи моніторів і їх характеристики

Аналогові монітори.

У даному випадку мова піде про монітори, які працюють з адаптерами VGA, SVGA і ін Вони здатні підтримувати дозвіл 640х480 і більше. У назві аналоговий відображаються не можливість дозволу (на відміну від TTL-моніторів), а спосіб передачі інформації про квіти від відеокарти до монітора.

Аналоговий сигнал передається шляхом зміни амплітуди напруги. VGA монітори можуть працювати не тільки в кольоровому, а й монохромному режимі. У монохромному режимі кольору замінюються відтінками сірого кольору. В аналоговому монохромному моніторі для відображення інформації використовується тільки відеосигнал зеленого. Сигнали червоного і синього при цьому не передаються.

Мультичастотному монітори.

Всі сучасні монітори можна розділити на 3 великі групи:

  • З фіксованою частотою

  • З кількома фіксованими частотами

  • Багаточастотні (їх також називають мультичастотному)

Монітори з фіксованою частотою сприймають синхросигнали якої-небудь однієї частоти, наприклад, для кадрової розгортки 60 Hz, а для малої - 31,5 kHz. Монітори з декількома фіксованими частотами менш критичні до значень частот синхроімпульсів і можуть працювати з набором з 2 або більше поєднань частот синхроімпульсів кадрової і рядкової розгортки. Мультичастотному монітори звані іноді Multisync, мають здатність налаштовуватися на довільні значення частот синхросигналов з деякого певного діапазону, наприклад, 30-64 kHz - для малої й 50-100 Hz - для кадрової.

Діагональ монітора.

Діагоналлю монітора, як і телевізора, називається відстань між лівим нижнім і правим верхнім кутами екрана. Це відстань вимірюється в дюймах. В якості стандарту для ПК виділилися монітори з діагоналлю 14''і 15''. Для оптимальної роботи в Windows 9x c більш високою роздільною здатністю слід встановити монітор з діагоналлю 17 дюймів. А для професійною з роботи з настільними видавничими системами і системами автоматичного проектування (САПР) рекомендується монітор з діагоналлю 20, 21 дюйм (зрозуміло, не варто забувати і про upgrade відеокарти).

Маска екрану.

Якість зображення залежить значною мірою від типу і характеристик використовуваної тіньової маски. Відстань між отворами маски вимірюється в мм.

  • Remarks:

Відстань між отворами тіньової маски часто ототожнюють з розміром зерна монітора, що цілком виправдано, оскільки обидва параметри повинні бути рівні. Однак ця умова виконується не завжди, а залежно від технології виробництва електронно-променевої трубки та її якості. Крім того, відстань між отворами тіньової маски в порівнянні із зерном, яке можна побачити під лупою прямо на екрані, є менш наочною характеристикою.

Всі монітори з зерном більше 0,28 мм вважаються "дешевими" і "грубими". Кращі монітори мають зерно 0,26 мм, а в самого якісного відомого монітора зерно - 0,19 мм.

Дозвіл.

Аналогові монітори забезпечують дозвіл не нижче 1024х768, а мультичастотному мають дозвіл 1280х1024 і більше.

Кінескоп.

Істотне значення має тип ЕПТ (кінескопа). Переважні такі типи кінескопів, як Black Trinitron, Black Matrix or Black Planar. Люмінофорному покриття екрану моніторів цих типів складається з спеціальної речовини, яка має істотний недолік - дуже вразливе до світла. Якщо монітор з подібним кінескопом тривалий час знаходиться під дією світла, це значно скорочує термін його служби.

Випромінювання і захисні екрани

Медичні дослідження показали, що випромінювання, що супроводжує роботу монітора, може негативно позначатися на здоров'ї людини.

Спектр цього випромінювання досить широкий - це і рентгенівське випромінювання, і інфрачервоне, і радіовипромінювання, а також електростатичні поля. Саме тому, купуючи монітор, не слід забувати про захисний екрані.

Фільтри бувають сіткові, плівкові та скляні. Їх захисні властивості і, відповідно, ціна зростають в порядку перерахування-Фільтри можуть кріпитися до передньої стінки монітора, навішуватись на верхній край, вставлятися в спеціальний жолобок навколо екрану або вдягатися на монітор.

Сіткові фільтри практично не захищають від електромагнітного випромінювання і статичної електрики. Крім того, вони дещо погіршують контрастність зображення. Однак ці фільтри послаблюють відблиски від зовнішнього освітлення, що після інтенсивної роботи за комп'ютером є важливим чинником.

Плівкові фільтри також не захищають від статичної електрики, але значно підвищують контрастність зображення, практично повністю поглинають ультрафіолетове випромінювання і знижують рівень рентгенівського випромінювання. Звичайні плівкові фільтри вартістю 3-7 USD погано захищають від відблисків зовнішнього випромінювання, однак існують також поляризаційні плівкові фільтри, наприклад фірми Polaroid, які здатні забезпечувати поляризацію відбитого світла і пригнічувати виникнення відблисків. Поляризаційні фільтри, як правило, стоять дорожче звичайних фільтрів.

Скляні фільтри випускаються в декількох різних модифікаціях. Прості скляні фільтри вартістю 3-10 USD знімають статичний заряд, послаблюють низькочастотні електромагнітні поля, знижують інтенсивність ультрафіолетового випромінювання та підвищують контрастність зображення.

Випускаються також скляні фільтри категорії повний захист. Вони володіють найбільш повною сукупністю захисних властивостей; практично не дають відблисків (частка відбитого світла менше 1%), підвищують контрастність зображення в півтора-два рази, усувають електростатичне поле і ультрафіолетове випромінювання, значно знижують низькочастотне магнітне (менше 1000 Гц) і рентгенівське випромінювання. Ці фільтри виготовляються зі скла спеціального сорту, легованого атомами важких металів, і мають багатошарове покриття. Коштують такі фільтри недешево - понад 150 USD.

У першу чергу, такі монітори мають більш чутливий люмінофор, який забезпечує ту ж яскравість світіння при менш інтенсивної електронної бомбардуванню. В результаті вдається значно знизити величину ускоряющего анодної напруги, а разом з ним - інтенсивність рентгенівського випромінювання. Крім того, менша швидкість зіткнення знижує температуру розігріву люмінофора, в результаті чого зменшується інтенсивність інфрачервоного та ультрафіолетового випромінювань.

У моніторах класу low radiation застосовується спеціальне скло, яке поглинає всі ці види випромінювань. Це скло володіє властивостями, аналогічними властивостями захисних екранів, які використовуються спільно зі звичайними моніторами. Екран монітора low radiation має характерну матову поверхню, яка усуває відблиски.

Зниження електростатичного потенціалу досягається використанням спеціальних екрануючих матеріалів, з'єднаних із заземлюючим проводом.

У результаті застосування такого заходу немає необхідності використовувати спеціальні захисні екрани, які вважалися неодмінним атрибутом для перших моніторів.

Монітори Plug & Play

Будь-який сучасний PC підтримує технологію Plug & Play, яка забезпечує автоматичне конфігурування, що підключається.

З метою реалізації даної технології для моніторів асоціація VESA розробила специфікацію DDC (Display Data Channel), яка передбачає обмін інформацією між монітором і PC по звичайному кабелю, тобто через стандартний VGA-роз'єм. Існує кілька версій цього протоколу:

  • DDC1 - одностороння передача даних від монітора до PC

  • DDC2 (DDC2A, DDC2B, DDC2AB) - двосторонній обмін даними між PC і монітором

Монітори Plug & Play дозволяють системі встановити оптимальні для конкретної моделі характеристики виведення зображення (частоту кадрової та стічної розгортки, колірну модель та ін.)

Термін служби

Щодо надійний критерій для оцінки тривалості роботи монітора - це кількість виділяється їм тепла. Якщо монітор дуже сильно нагрівається, то можна очікувати, що термін його служби буде невеликий. Якщо ж монітор протягом довгого часу залишається тільки теплим, - це вказує на невеликі втрати енергії і передбачуваний тривалий термін служби. Монітор, на корпусі якого є багато вентиляційних отворів, добре охолоджується, що не дозволяє монітору швидко вийти з ладу.

При покупці монітора слід провести теплової тест: якщо його корпус здається тільки теплим - це хороший монітор.

Рідкокристалічні дисплеї (LCD)

В кінці 80-х років були представлені перші моделі PC типу laptop. Такі PC мають малу вагу, в першу чергу, за рахунок того, що в них застосовуються рідкокристалічні дисплеї {Liquid Crystal Display, LCD}. Подібний екран складається з двох скляних пластин, між якими знаходяться рідкі кристали, які можуть змінювати свою оптичну структуру і властивості в залежності від електричного заряду, тобто кристали під впливом електричного поля змінюють свою орієнтацію і тим самим по- різному відбивають світло. Оскільки опір відносно велике, кристали можуть рухатися тільки з певною швидкістю.

Це властивість проявлялося при переміщенні курсору миші по LCD-екрану першого дисплеїв: при швидкому переміщенні курсор просто зникав. Рідкі кристали отримували електричний імпульс, але не встигали зреагувати, коли курсор вже перемістився.

Час реакції перших кольорових дисплеїв становило приблизно 500 мс. Для зменшення «смазанності» і збільшення контрастності зображення були розроблені рідкокристалічні дисплеї, виконані за технологією DSTN (Dual - scan Super - Twisted Nemattc). Завдяки використанню спеціальних рідких кристалів та подвійного сканування, час реакції скоротилася до 150 мс.

Фірма Toshiba розробила рідкокристалічний дисплей з активною матрицею на тонкоплівкових транзисторах (так звана технологія Thin Film Transistor - 777). Вартість подібних дисплеїв на 700-900 USD вище, ніж вартість дисплеїв DSTN. Однак ці витрати цілком виправдані, оскільки TFT-дисплеї практично не поступаються своїм електронно-променевим побратимам.

Різновидом DSTN-технологи і з'явилася технологія MLA (Multiline Addressing). Завдяки многолинейной адресації час реакції панелі зменшилася до 50-75 не.

Розмір екрана рідкокристалічного дисплея складає від 10,2 "до 13,3" по діагоналі, а роздільна здатність - 800х600 і 1024х768.

Один з недоліків таких дисплеїв може бути вам знайомий за наручним годинником, калькуляторах і т. п., які працюють з LCD-індикаторами, Якщо подивитися на екран під кутом, то можна побачити тільки сріблясту поверхню. Сприйняття зображення на LCD-екранах залежить від кута спостереження. Хороша якість зображення досягається при куті спостереження 90 ° до екрану.

Рідкі кристали не світяться, тому подібні монітори потребують підсвічуванні {Backlight} або в зовнішньому освітленні. Подальший розвиток LCD-дисплеїв направлено на подання кольору, тобто на зміну окремими кристалами свого забарвлення під впливом електричних імпульсів, а також на "активні" LCD-дисплеї, що випромінюють світло,

Цікавою особливістю деяких моделей LCD-дисплеїв є те, що їх можна повертати на 180 °, що дуже зручно при роботі з текстовими документами.

Газо-плазмові монітори

Для газо-плазмових моніторів немає таких обмежень, як для LCD-дисплеїв. Вони також мають дві скляні пластини, між якими знаходяться не кристали, а газова суміш, яка висвітлюється у відповідних місцях під дією електричних імпульсів. Недолік таких моніторів - їх не можна використовувати в портативних комп'ютерах з акумуляторним і батарейним харчуванням через те, що вони споживають багато струму.

3.2.2.Прінтери ударної дії.

Інтерфейс

У протилежності іншим периферійним пристроям принтер практично завжди приєднується до РС через паралельний інтерфейс. Для старих моделей є можливість підключення через послідовний інтерфейс. Однак треба мати на увазі, що передача інформації на принтер через послідовний інтерфейс значно сповільнює його роботу, особливо при друці в графічному режимі.

Останні моделі лазерних принтерів для підвищення швидкодії забезпечені високошвидкісним портом з розширеними можливостями ECP для швидкого друку. Довжина кабелю може становити до 10 м, а не 3м при більш ранніх розробках інтерфейсу.

Деякі моделі принтерів різних фірм обладнані інфрачервоними передавачами, що дозволяє передавати файли за допомогою інфрачервоного випромінювання, роблячи непотрібним кабельне з'єднання.

За принципом нанесення зображення на папір принтери поділяються:
  • Принтери ударної дії;

  • Принтери не ударного (ненаголошеного) дії (Мал. 3.2.21.).

Рис. 3.2.21. Класифікація принтерів



Принтери ударної дії

Принтери ударної дії, засновані на створенні зображення шрифту механічно «вибивання» барвника стрічки прямо на папір. В якості ударного механізму можуть бути використані шаблони символів або голки.

Типові принтери (ударні) аналогічні електричні друкарські машинки.

Переваги

Типовий принтер дає дуже чисте зображення букв, звичайно за умови, що барвна стрічка досить чорна і незношених.

Недоліки
Область застосування

Принтери можуть застосовуватися тільки в машинописному бюро, де для оформлення документа, окрім чистоти, нічого не потрібно. За вартістю вони порівнянні з голчаті принтерами.

Голчасті принтери

Голчастий принтер довгий час був стандартним пристроєм висновку для РС по відношенню до струминних і лазерних принтерів. Перевагою голчастих принтерів визначаються, в першу чергу, швидкістю друку і їх універсальністю, що полягає в здатності працювати з будь-яким папером, а також низькою вартістю.

Принцип дії

Принцип, яким голчастий принтер друкує знаки на папері, дуже простий. На відміну від інших принтерів, голчастий принтер формує знаки декількома голками, розташованими в головці принтера.

Механізм подачі паперу аналогічний з друкарською машинкою. Папір втягується з допомогою вала, а між папером і голівкою принтера розташовується барвна стрічка. При ударі голки по цій стрічці на папері залишається зафарбований слід.

Голки, розташовані усередині головки, зазвичай активізуються електромагнітним методом. Головка рухається по горизонтальній направляючої і керується кроковим двигуном (Мал. 3.2.22.).

Рис. 3.2.22. Розташування голок на 9-голчастою голівці (в один і два ряди)

Завдяки горизонтальному руху голівки принтера та активізації окремих голок надрукований знак утворює як би матрицю, причому окремі букви, цифри і знаки «закладені» всередині принтера у вигляді бінарних кодів. З цієї причини головка принтера «знає», які голки і в яких позиціях необхідно активізувати, щоб, наприклад, створити за 10 кроків головки букву «К» (Мал. 3.2.23.).


Рис. 3.2.23. Матриці для літери «К», яка залежить від кількості голок у голівці

Хоча наявність дев'яти голок у голівці принтера забезпечує високу швидкість друку, однак, гарної якості досягти не вдається. Це помітно позначається на відбитку шрифту принтера, коли на папері видно відбиток кожної з голок, а у зв'язку із зносом фарбувальної стрічки якість ще більше погіршується.

Для поліпшення якості кожен рядок пропечатували два рази, при цьому окремі точки, складові знаки, дещо зміщуються при другому проході друку. Такий метод хоч і покращує якість зображення, але збільшує час процесу друку.

Подальшим розвитком 9 голчастого принтера став 18-голчастий принтер, а пізніше 24-голковий. Він мав розташування голок у голівці у два ряди по 9 голок.

24-голчастий принтер

Голки розташовані у два ряди по 12 штук. Крім цього є можливість переміщення голівки двічі по одній і тій же рядку, щоб знаки пропечатували ще раз з невеликим зсувом.

Рядковий принтер

У рядкового принтера головка відсутня, але є друкуюча планка. Таким чином, при друці зображення матриці, відповідному рядку, повністю переноситься на папір. Так як голівка не рухається, а рядок друкується цілком за один раз, це дає перевагу в швидкості друку.

Особливості роботи голчастого принтера:

3.2.3.Прінтери НЕ ударної дії

Принтери не ударної дії працюють за іншим принципом. Коротке зображення створюється за допомогою застосування тепла, чорнила або інших ксерографічного методів.

Струминні принтери

Основний принцип роботи струменевих принтерів чимось нагадує роботу голчастих принтерів, тільки замість голок застосовуються тонкі як волосся, сопло, які знаходяться в головці принтера. У голівці встановлений резервуар з рідкими чорнилом, які через сопла, як мікрочастинки, переносяться на матеріал носія. Число сопел (від 6 до 64) і залежить від моделі принтера і виробника. Останні розробки принтерів такого типу мають від 300 для чорного чорнила і до 416 сопел для кольорових.

Для зберігання чорнила використовуються два методи:

Принцип дії

Сучасні моделі струменевих принтерів використовують такі методи друку;

П'єзоелектричний метод

Для реалізації цього методу в кожне сопло встановлений плоский п'єзокристал, пов'язаної діафрагмою. Під впливом електричного поля відбувається деформація пьезоелемента. При друку, що знаходяться в трубці п'єзоелементи, стискаючи і розтискаючи трубку, наповнюють капілярну систему чорнилом. Чорнила, які віджимаються тому, перетікають назад у резервуар. Чорнила, які «видавлюються» назовні, залишають на папері точку (Мал. 3.2.24.).

Рис. 3.2.24. Принцип дії струменевого принтера з п'єзоелементом

Метод газових бульбашок

Цей спосіб є термічним і більше відомий під назвою «інжектіруемие бульбашки». Кожне сопло обладнане нагрівальним елементом, який при пропущенні через нього струму за кілька мікросекунд нагрівається до температури близько 500 0. Виникаючі при різкому нагріванні газові бульбашки намагаються виштовхнути через вихідний отвір сопла необхідну краплю рідкого чорнила, яка переноситься на папір (Мал. 3.2.25.). При відключенні струму нагрівальний елемент остигає, паровий міхур зменшується і через вхідний отвір надходить нова порція чорнила.

Рис. 3.2.25. Принцип роботи принтера за методом газових бульбашок


Метод Drop-on-demand

Також як і в методі газових бульбашок, метод drop-on-demand для подачі чорнила з резервуару на папір використовується нагрівальний елемент. Однак для подачі чорнила використовується спеціальний механізм (Мал. 3.2.26.).

Рис. 3.2.26. Принцип роботи принтера за методом Drop-on-demand.

Завдяки тому, що в механізмах друку, реалізованих з використанням методу газових бульбашок, менше конструктивних елементів, такі принтери надійніше в роботі і термін їх експлуатації значно довше. Крім того, дозволяє домогтися високої роздільної здатності принтерів.

Кольоровий струменевий принтер

Зазвичай кольорове зображення формується при друці накладенням один на одного трьох основних кольорів: ціан, пурпурний і жовтий. Теоретично накладення цих трьох кольорів має у результаті давати чорний колір, на практиці виходить сірий або коричневий, і тому в якості четвертого основного кольору додають чорний. На підставі цього таку кольорову модель називають CMYK (за назвою основних кольорів). Таким чином, принтери застосовують не три, а чотири кольори, включаючи чорний додатковий патрон.

Особливості роботи струминного принтера
  1. Низький рівень шуму;

  2. Швидкість, як і голчастий принтер, залежить від якості друку (від 3-4 сторінок на хвилину до 8-9 сторінок);

  3. Якість друку залежить від типу застосовуваної паперу та його якості. Добре зарекомендувала себе папір для ксерокса (80 г / м 2);

  4. Не можна використовувати папір у рулоні.

Лазерний принтер

Незважаючи на сильну конкуренцію з боку струминних принтерів, за допомогою лазерних принтерів на справжній момент можна одержати більш високу якість друку. Його якість наближає до якості фотографії.

Принцип дії

Більшість виробників лазерних принтерів використовують механізм друку, який застосовується в ксероксах, наприклад механізм друку ксероксів фірми CANON (Мал. 3.2.27.).

Рис. 3.2.27. Функціональна схема лазерного принтера

Найважливішим, конструктивним елементом лазерного принтера є обертовий барабан, за допомогою якого виробляється перенос зображення на папір. Барабан являє собою металевий циліндр, покритий тонкою плівкою светопроводящий напівпровідника.

Звичайно як такого напівпровідника використовується оксид цинку. По поверхні барабана рівномірно розподіляється статичний заряд. Для цього служить тонкий чи дріт сітка, називаний коронирующим проводом. На цей провід подається висока напруга, що викликає виникнення навколо нього світиться іонізованої області, званої короною.

Лазер, керований мікроконтролером, генерує тонкий світловий промінь, відбивається від обертового дзеркала. Цей промінь, потрапляючи на барабан, змінює його електричний заряд у точці дотику. Величина заряду барабана зменшується від 200 до 900 вольт. Таким чином, на барабані виникає прихована копія зображення.

На наступному робочому кроці на фотоскладальний барабан наноситься тонер - найдрібніша барвна паль. Під дією статичного заряду ці дрібні частинки легко притягуються до поверхні барабана в точках, які зазнали експозиції, формують зображення.

Папір втягується з лотка і за допомогою системи валиків переміщається до барабана. Перед самим барабаном паперу повідомляється статичний заряд. Потім папір стикається з барабаном і притягає, завдяки своєму заряду, частинки тонера від барабана.

Для фіксації тонера, папір знов заряджається і пропускається між двома роликами з температурою близько 180 0 С. Після процесу друку, барабан повністю розряджається, очищується від прилиплих зайвих часток і готовий для нового процесу друку.

Альтернативою лазерному принтеру може служити світлодіодний принтер. Замість лазерного променя, керованого за допомогою механізму дзеркал, барабан висвітлює нерухома діодна рядок, що складається з 2500 світлодіодів, що описує не кожну крапку, а цілий рядок.

У кольоровому лазерному принтері зображення формується на світлочутливої ​​фотоприймальний стрічці послідовно для кожного кольору. Лист друкується за чотири проходу, що позначається на швидкості друку. Є чотири ємності для тонера і від двох до чотирьох вузлів прояви. Принтери такого класу обладнані великим обсягом пам'яті, процесором і, як правило, власним вінчестером.

Технологічний процес кольорового друку на лазерному принтері здійснюється дуже складно, тому і ціни на такі принтери високі.

Особливості роботи лазерного принтера

Швидкість друку - визначається двома факторами.

Зазвичай лазерний принтер обладнаний власним процесором. Як правило, для чорно-білих лазерних принтерів використовується мікропроцесор Motorola 68000. У високо продуктивних принтерах, наприклад HP, використовуються процесор Intel 80960, що має тактову частоту 33 Мгц і скорочений набір команд.

Так як лазерний принтер є сторінковим принтерів (тобто він формує для друку повну сторінку), швидкість друку вимірюється в сторінках у хвилину.

Середній лазерний принтер друкує 4, у кращому випадку 8 сторінок на хвилину. Високошвидкісні принтери, які, як правило, використовуються в комп'ютерних мережах, можуть до 20 і більше сторінок на хвилину.

Дозвіл

Дозвіл лазерного принтера по горизонталі і по вертикалі визначається різними факторами:

Пам'ять

Лазерні принтери обробляють цілі сторінки, що пов'язано з великою кількістю обчислень. При вирішенні 300х300 dpi на сторінці формату А4 налічується майже 9 млн. точок, а при вирішенні 1200х1200 понад 140 млн. Обсяг необхідних обчислень різко зростає. Швидкість друку визначається не тільки процесором, але й істотно залежить від обсягу пам'яті, якою обладнаний принтер.

Величина пам'яті лазерного принтера 1 Мб є нижньою межею, більш відчутна ємність пам'яті від 2 до 4 Мб. Кольорові принтери мають ще велику пам'ять. Принтер, який функціонує в мережі, часто має ще і зовнішню пам'ять (вінчестер).

Лазерний принтер може оснащуватися додатковою пам'яттю, і встановлюються спеціальні карти з DRAM або SIMM - модулями.

Робота з папером

Як правило, більшість лазерних принтерів можуть друкувати на папері формату А4 і менше, правда, останнім часом з'явилися принтери, здатні друкувати на аркушах формату А3.

3.2.4.Терміческій принтер

Кольорові лазерні принтери поки не ідеальні. Для отримання кольорового зображення з якістю близьким до фотографії або виготовлення додрукарських кольорових проб використовують термічні принтери або, як їх ще називають, кольорові принтери високого класу.

В даний час поширення одержали три технології кольорового термодруку:

Спільним для останніх двох технологій є нагрівання барвника й перенесення його на папір (плівку) в рідкій або газоподібній фазі. Багатобарвний барвник нанесений на тонку лавсанову плівку (завтовшки 5 мкм). Плівка переміщається за допомогою механізму протягування стрічки, який, конструктивно схожий з аналогічним вузлом голчастого принтера. Матриця нагрівальних елементів за 3-4 проходи формує кольорове зображення.

Термовосковие принтери переносять барвник, розчинений у воску, на папір, нагріваючи стрічку з кольоровим воском. Як правило, для подібних принтерів необхідна папір зі спеціальним покриттям. Термовосковие принтери зазвичай використовують там, де потрібна висока якість кольорового друку.

Для друку зображень, що майже не відрізняється від фотографії, і виготовлення додрукарських проб найкраще використовувати сублімаційні принтери. За принципом роботи вони аналогічні термовосковим, але переносять зі стрічки на папір тільки барвник (не має військової основи).

Принтери, що використовують струменевий перенесення розплавленого барвника, називають ще восковими принтерами з твердим барвником. При друку блоки кольорового воску розплавляються і вибризгіваются на носій, створюючи яскраві насичені кольори на будь-якій поверхні. Отримані таким чином «фотографії» виглядають злегка зернистими, але задовольняють усім критеріям фотографічної якості. Цей принтер не можна використовувати для виготовлення діапозитивів, оскільки краплі воску після висихання мають напівсферичну форму і створюють сферичний ефект.

Є термічні принтери, які поєднують у собі технологію сублімаційного і термічної друку. Такі принтери дозволяють друкувати на одному пристрої як чорнові, так і чистові відбитки.

Швидкість друку термічних принтерів унаслідок інерційності теплових процесів невисока. Для сублімаційних принтерів від 0,1 до 0,8 сторінок на хвилину, а для термовоскових - 0,5 - 2 сторінки в хвилину.

3.2.5.Плоттери

Плоттери є пристроєм виведення, що застосовується тільки в спеціальних областях. Вони зазвичай використовуються спільно з програмами САПР. Результат роботи практично будь-який такий програми - це комплект конструкторської та / або технологічної документації, в якій значну частину складають графічні матеріали. Таким чином, основою плоттера є креслення, схеми, графіки, діаграми і т.д. Для цього плоттер обладнаний спеціальними допоміжними засобами.

Всі сучасні плоттери можна віднести до двох великих класів:

Барабанні плоттери використовують рулони паперу довжиною до декількох десятків метрів і дозволяють створювати довгі малюнки і креслення.

Більшість плотерів мають пишучий вузол пір'яного типу. Використовуються спеціальні фломастери з можливістю їх автоматичної заміна (по сигналу програми) з доступного набору. Крім фломастерів, застосовуються чорнильні, кулькові друкарські вузли, Рапідографи, кабірафи і багато інших пристроїв, що забезпечують різну ширину ліній, насиченість, колірну палітру і т.д.

Ріжучі плоттери

Останнім часом на базі пір'яних плотерів були створені ріжучі плоттери. Пишучий вузол в таких плоттерах замінюється на різак. Зображення переноситься на папір, а, наприклад, на плівку, або аналогічний носій. Букви або знаки, отримані за допомогою ріжучого плоттера, можна побачити на вітринах, вивісках, покажчиках і т.п.

Струминні плоттери

Подальшим розвитком сімейства плотерів по шляху їх просування на ринок художньої, графічної та рекламної продукції стало створення групи пристроїв з друкарськими вузлами струминного типу. По суті, ця група пристроїв створена на базі механізмів стандартних плотерів та оснащена сучасною головкою, що забезпечує до 4 кольорів з роздільною здатністю 75 -720 dpi.

Більшість струменевих плоттерів забезпечують як друк креслень, карт і схем у форматах, що застосовуються в САПР.

Швидкість друку на струминному плотері залежить від складності малюнка і дозволу і в середньому складає 30-60 хвилин на 1 м 2 зображення. Друк, як правило, здійснюється на спеціальний папір або полімерну плівку.

Електричний плоттер

Електричні плоттери нагадують ксерокси або лазерні принтери. Принцип роботи цих пристроїв полягає в електризації окремих точок (областей) спеціального паперу (плівки) з подальшою подачею її до кювету з барвником. Закріплення барвника відбувається аналогічно процедурі ксерокопіювання. Чорно-білий друк забезпечується за 1 прохід, кольорова (в 4 основних кольори) вимагає 4 прогонів. Дозвіл становить 400 dpi. Забезпечується друк малюнків у форматі А0-А1 зі швидкістю 10-30 мм / с.

Фотоскладальний апарат

Фотоскладальний апарат можна побачити тільки в солідній поліграфічній фірмі. Він відрізняється своєю високою роздільною здатністю. Для обробки інформації фотоскладальний апарат обладнується процесором растрового зображення RIP, який функціонує як інтерпретатор PostScript у растрове зображення. На відміну від лазерного принтера в фотоскладальні апараті лазерним променем освітлюється не барабан, а фотопапір або фотопластинка (фотоплівка).

Питання для повторення
  1. Монітор. Призначення, склад, режими і принцип роботи монітора.

  2. Класифікація принтерів за принципом нанесення зображення на папір.

  3. Принтери ударної дії. Типові, голчасті принтери. Їх призначення, переваги, недоліки, конструктивні особливості та сферу застосування.

  4. Голчасті принтери. Розташування головок. Принцип роботи голчастого принтера в режимі виведення текстової та графічної інформації. Способи поліпшення якості виведеної інформації.

  5. Рядковий принтер. Його конструктивна особливість.

  6. Загальні особливості голчастих принтерів. Переваги та недоліки.

  7. Принтери не ударної дії. Принцип виведення інформації.

  8. Струменеві принтери. Загальний принцип роботи струминних принтерів. Число застосовуваних сопів у чорно-білих і кольорових принтера. Методи зберігання чорнила.

  9. Методи, використовувані в струменевих принтерах при своїй роботі.

  10. Принцип роботи принтера з п'єзоелементом (малюнок пояснюючий принцип роботи методу).

  11. Принцип роботи принтера за методом газових міхурів (малюнок, що пояснює принцип роботи методу).


4.Методи і засоби мультимедіа

4.1.Методи та засоби мультимедіа

4.1.1.Понятіе мультимедіа, мультимедійний РС

Мультимедіа

Часто термін Мультимедіа розуміють спрощено. Наприклад, встановивши на своєму комп'ютері звукову карту і підключивши до неї акустичні системи, деякі користувачі вважають, що їхній комп'ютер оснащений мультимедіа. Це далеко не так. Поняття мультимедіа досить ємне і означає сукупність візуальних і аудіоефектів, керованих за допомогою інтерактивних програм. У зв'язку з цим апаратне забезпечення мультимедіа повинно включати, крім звукової карти, і інші пристрої і пропонувати значно більші можливості, які не можуть забезпечити стандартні засоби РС та телевізійної техніки.

Мультимедіа представляє великі можливості для створення віртуальної реальності, інтерактивного режиму, коли користувач стає не пасивним спостерігачем подій, а їх активним учасником. Це стосується не тільки комп'ютерних ігор, а й іншого спеціального програмного забезпечення. Крім того, на РС, обладнаних засобами мультимедіа, можна створювати і обробляти динамічні зображення в реальному масштабі часу. Мультимедійний продукт повинен забезпечувати:

Для реалізації цих можливостей необхідні спеціальні апаратні засоби.

Мультимедійний РС

Щоб можна було характеризувати РС як мультимедійний необхідно:

Однак цього ще не достатньо він повинен задовольняти ще ряду вимог;

Стандарт МРС.

Створений стандарт МРС створений для сумісності мультимедійних компонентів, виготовлених різними фірмами. Крім переліку обов'язкових мультимедіа-компонентів та їх характеристик, він містить набір рекомендацій, що визначають подальшого розвитку не тільки апаратних засобів, а й мультимедіа-додатків. Таким чином, розробники програмного забезпечення отримали можливість орієнтуватися на певний (мінімальний) набір апаратних засобів, з яким повинна працювати мультимедіа - програма.

У відповідності зі стандартом МРС мультимедійний РС повинен мати п'ять основних компонентів:

Нова версія стандарту МРС декларує таку мінімальну конфігурацію системи:

Висновок: для забезпечення високої продуктивності системи такої конфігурації потрібен більш швидкодіючий процесор і вінчестер великою ємністю:

Аудіо

З появою в 1989 р. звукової карти перед користувачами відкрилися нові можливості РС. З'явилася нова (звукова) підсистема РС - комплекс програмно-апаратних засобів, призначених для:

Рис. 4.1.28. Звукова система РС

У класичну звукову систему (Мал. 4.1.28.) Входять;

Кожен з модулів може виконуватися у вигляді окремої мікросхеми або входить до складу багатофункціональної мікросхеми.

4.1.2.Звуковая карта. Призначення, склад і принцип роботи

Модуль запису і відтворення

Звук, з точки зору акустики, являє собою поздовжні хвилі стиснення і розрядження, вільно поширюються в повітрі чи іншому середовищі, тому звуковий тиск (звуковий сигнал) безперервно змінюється в часі і в просторі.

Запис звуку - це збереження інформації про коливання звукового тиску в момент запису. В даний час для запису і передачі інформації про звук використовуються аналогові і цифрові сигнали. Іншими словами, звуковий сигнал може бути представлений в аналоговій або цифровій формі.

Щоб отримати звуковий сигнал в аналоговій формі, достатньо скористатися мікрофоном (Мал. 4.1.29.).

Рис. 4.1.29

Нагадаємо, що амплітуда звукової хвилі визначає гучність звуку, а її частота - висоту звукового тону, тому для збереження достовірної інформації про звук амплітуда електричного напруги повинна бути пропорційна амплітуді звукового сигналу, а його частота повинна точно відповідати частоті коливань звукового тиску.

Щоб отримати звуковий сигнал в цифровій формі, необхідно в дискретні моменти часу вимірювати значення звукового тиску, причому щоб правильно передати форму сигналу, ці виміри треба проводити досить часто - не менше кількох разів за період самої високочастотної складової звукового сигналу.

В даний час на вхід звукової карти РС в більшості випадків звуковий сигнал подається в аналоговій формі. А оскільки РС оперує тільки цифровими сигналами, вихідний аналоговий сигнал перед використанням повинен бути перетворений в цифровий. У свою чергу, акустична система сприймає тільки аналогові електричні сигнали, тому на вихід звукової карти РС повинен видати звуковий сигнал в аналоговій формі.

Таким чином, модуль запису і відтворення звукової системи якраз і здійснює аналого-цифровий і цифро-аналогове перетворення в режимі програмної передачі звукових даних або передачі їх по каналах DMA.

Аналого-цифрові і цифро-аналогові перетворювачі.

4.1.3.Аналого-цифрове перетворення

Перетворення звукового сигналу з аналогового в цифровий відбувається в кілька етапів (Рис. 4.1.30.):

Рис. 4.1.30. Схема перетворення звукового сигналу з аналогового в цифровий

Спочатку аналоговий звуковий сигнал джерела подається на аналоговий фільтр, який обмежує смугу частот сигналу;

Далі здійснюється дискретизація, тобто вибірка відліків аналогового сигналу із заданою періодичністю. Періодичність відліків визначається частотою дискретизації. У свою чергу, частота дискретизації повинна бути не менше подвоєної частоти найвищої гармоніки вихідного звукового сигналу. В іншому випадку оцифрований звуковий сигнал не можна перетворити в аналоговий, точно відповідний вихідному сигналу.

Так як людина здатна чути звуки, частота яких знаходиться в діапазоні від 20 Гц до 20 кГц, отже, максимальна частота дискретизації вихідного звукового сигналу повинна складати не менше 40 кГц., Тобто відліки потрібно проводити 40000 разів в секунду. У більшості сучасних звукових підсистем РС максимальна частота дискретизації звукового сигналу становить 44,1 або 48 кГц.

Одночасно з дискретизацією здійснюється квантування відліків по амплітуді - миттєві значення амплітуди вимірюються і перетворюються на цифровий код. При цьому точність вимірювання залежить від кількості розрядів кодового слова. Таким чином, чим вище розрядність, тим ближче до реального.

Аналого-цифрове перетворення здійснюється спеціальним електронним пристроєм - аналого-цифровим перетворювачем (АЦП), в якому дискретні відліки перетворюються на послідовність чисел, причому потік цифрових даних, що представляє сигнал, включає як корисний, так і небажані високочастотні компоненти і перешкоди. Для фільтрації високочастотних перешкод, отримані цифрові дані пропускаються через цифровий фільтр з високою крутизною амплітудно-частотної характеристики і малими фазовими спотвореннями.

Цифро-аналогове перетворення (ЦАП)

Цифро-аналогове перетворення в загальному випадку відбувається у два етапи (Мал. 4.1.31.).

Рис. 4.1.31. Схема цифро-аналогового перетворення

На першому етапі з потоку даних за допомогою ЦАП виділяють відліки сигналу, що випливають із частотою дискретизації. На другому етапі з дискретних відліків шляхом згладжування (інтерполяції) формується безперервний аналоговий сигнал. Це робить фільтр низької частоти, який пригнічує періодичні складові спектра дискретного сигналу.

4.1.4.Кодірованіе звукових даних. Характеристики модулів запису і відтворення.

Кодування звукових даних

Чим вище вимоги до якості записуваного звуку, тим більше повинна ємність носія. Наприклад, стереофонічний звуковий сигнал тривалістю 60 с, оцифрований з частотою дискретизації 44,1 кГц, при 16-розрядному квантуванні для зберігання зажадає на вінчестері близько 10 Мб. Крім цього підвищується вимоги до продуктивність (пропускної спроможності) каналу звукозапису. Таким чином, все це вимагає суттєво знизити обсяг цифрових даних, необхідних для подання звукового сигналу з заданою якістю, можна за допомогою компресії, тобто шляхом зменшення кількості відліків і рівня квантування або числа біт, що приходять на один відлік.

Вибір методу кодування при записі звукового фрагмента залежить від набору програм стиснення, встановлених в операційній системі РС. Програми аудіостиснення поставляються разом з програмним забезпеченням звукової карти або можуть входити до складу операційної системи. Програми аудіостиснення реалізують, наприклад, такі методи:

Спосіб кодування задається безпосередньо перед записом.

Характеристики модуля запису і відтворення

Основними характеристиками модуля запису і відтворення є:

4.1.5.Модуль синтезатора. Синтез звуку на основі частотної модуляції, таблиці хвиль, фізичного моделювання та їх характеристики.

Модуль синтезатора

Електромузичний цифровий синтезатор (далі - синтезатор) звукової підсистеми дозволяє генерувати практично будь-які звуки, в тому числі і звучання реальних музичних інструментів.

Принцип синтезування полягає у відтворенні структури музичного тону (ноти) створений за допомогою музичного інструменту звуковий сигнал, як правило, має кілька часових фаз: атака, підтримка і затухання (Мал. 4.1.32.).

Форма амплітудної обвідної залежить від типу музичного інструменту. Проте, виділені фази характерні для звуків практично всіх музичних інструментів (за винятком ударних).

Рис. 4.1.32. Фази звукового сигналу

У загальному випадку технологія створення звуку (голосу інструменту) в сучасних синтезаторах полягає приблизно в наступному (Мал. 4.1.33.).

Рис. 4.1.33. Створення голоси інструменту у сучасних синтезаторах

В даний час на звукових картах встановлюються синтезатори, генеруючі звук з використанням:

Синтез звуку на основі частотної модуляції

Висота звуку залежить від частоти основного тону. Обертони, навіть якщо їх сила велика, на відчуття висоти звуку впливають мало, але надають йому своєрідне забарвлення. Здатність людського вуха розкласти складний звук на гармонійні складові (основний тон і обертони) дозволяє розрізняти звуки, наприклад, відрізнити ноту до, взяту на кларнеті, від тієї ж ноти, взятої на роялі.

Таким чином, якщо синтезувати сигнали основного тону та обертонів, властивих звучанню конкретного інструменту, можна імітувати звук практично будь ноти цього інструмент.

Як вже зазначалося, висота створеного за допомогою музичного інструменту звукового сигналу характеризується частотою і формою амплітудної огинаючої. Від форми амплітудної обвідної залежить також і спектральний склад обертонів. Зазвичай у фазі атаки кількість високочастотних складових максимально і поступово зменшується на стадіях підтримки та загасання. Особливо це властиво звуку смичкових і клавішних інструментів. Отже, у найпростішому випадку для генерації голоси музичного інструменту достатньо двох генераторів сигналів складної форми: генератора несучої частоти і модулирующего генератора (Мал. 4.1.34.).

Рис. 4.1.34. Синтез звуку на основі частотної модуляції


Генератор несучої частоти формує сигнал основного тону, частотно-модульований сигналом обертонів. Модулюючий генератор (генератор обвідної) управляє індексом модуляції сигналу основного тону і амплітудою результуючого сигналу. Управління генераторами (налагодження частоти, вибір форми амплітудної обвідної, режим роботи і т. п.) здійснюється шляхом подачі на його вхід цифрового коду. Ці генератори називаються операторами.

Такий спосіб не дозволяє підучити багато спектральних складових звукового сигналу, тому в реальних FM-синтезаторах використовується не два, а шість і більше операторів, модулюють один одного. При цьому створення нових звуків здійснюється на основі емпіричних методів шляхом вибору певних співвідношень частот і схем з'єднання операторів. Варіанти з'єднання операторів називають FM-алгоритмами. У перших звукових картах використовувався двухоператорний синтез, тобто у створенні голосу одного інструмента (тембру) брало участь тільки два генератори. FM-синте-затори сучасних звукових карт можуть працювати у двох-, чотирьох-і т. д. операторних режимах.

Кожен оператор може формувати сигнал однієї з певних форм (waveform). Відповідно до FM-алгоритмом оператори можуть з'єднуватися по-різному. Наприклад, вихідні сигнали операторів можуть підсумовуватися (адитивний синтез). При послідовному з'єднанні з петлею зворотного зв'язку другий оператор буде задавати основний тон сигналу (бути генератором несучої), а перший - визначати обертони (є модулятором). У цьому випадку сигнал з виходу першого оператора надходить на вхід другого, а з виходу другого - на вхід першого.

Звукові карти з FM-синтезаторами забезпечують повторюваність тембрів, Наприклад, партія скрипки, записана з використанням FM-синтезатора однієї моделі, буде звучати практично без спотворень на FM-синтезаторах інших моделей. До теперішнього часу накопичено велику кількість FM-алгоритмів синтезу оригінальних звучань (тембрів).

Однак, оскільки процес синтезу в часі суміщений з процесом виконання музики, значно зростають вимоги до сумарної продуктивності PC і власне FM-синтезатора. Дійсно, чим вище вимоги до точності відтворення звучання музичного інструменту, тим більша кількість генераторів повинно бути задіяно. При цьому алгоритм управління генераторами виявиться досить складним - адже необхідно враховувати найменші відтінки звучання, властиві конкретному інструменту. Для зменшення обсягу обчислень у звукових картах використовуються спрощені алгоритми, при цьому голос інструменту формується мінімальною кількістю генераторів. Це призводить до того, що звукові карти з FM-синтезом формують мало милозвучних тембрів. Внаслідок цього імітація звучання реальних музичних інструментів виявляється дуже грубою.

Синтез звуку на основі таблиці хвиль

При використанні синтезу звуку на основі таблиці хвиль (WТ-синтез) можна отримати більш реалістичне і якісне звучання, ніж при використанні FM-синтезу. У WT-синтезаторі використовуються попередньо оцифровані образи звучання реальних музичних інструментів, і інших звуків. Кожен образ звучання, званий патчем, або інструмент, включає в себе один або кілька семплів, організованих певним чином. Семпл - це оцифрований фрагмент реального звуку, певний тон музичного інструменту або, наприклад, звук пострілу.

Як відомо, за допомогою спеціальних алгоритмів навіть по одному тону музичного інструменту можна відтворити всі інші і таким чином повністю відновити звучання інструменту в усьому робочому діапазоні частот (Мал. 4.1.35).

Рис. 4.1.35. Синтез звуку за допомогою WT - синтезатора

Наприклад, якщо семпл, оцифрований з частотою 44,1 кГц, відтворити з подвоєною частотою 88,2 кГц (удвічі швидше), то висота звуку зросте на октаву. Якщо ж відтворювати сигнал зі зниженою частотою, то висота звуку зменшиться. Таким чином, шляхом відтворення семпли з різною швидкістю, в принципі, можна отримати звук будь-якої висоти.

Такий принцип генерації звуку реалізований в так званих семплерів - Прообразах WT-синтезаторів. Семплер представляє собою пристрій, за допомогою якого можна записувати звуки реального інструмента з мікрофону і потім відтворювати з різною швидкістю. Однак при генерації звуку таким способом одночасно зі зміною швидкості відтворення і, відповідно, висоти звуку буде змінюватися тривалість атаки і затухання сигналу, що призведе до спотворення тембру синтезованого інструменту.

Тому в WT-синтезаторах застосовується інший спосіб зміни висоти звуку. Оцифрування піддаються кілька різних за висотою звуків реального музичного інструменту, що перекривають весь його робочий частотний діапазон. Крок за частотою повинен бути досить малий, щоб зміни тембру не були чутні. Для недорогих WT-синтезаторів достатньою вважається оцифровка звучання музичного інструмента з інтервалом півоктави.

Після оцифровки всі семпли (або їх частину) об'єднуються в патч, тобто набір фрагментів звучання реального інструмента у всьому робочому діапазоні частот. Саме тому терміни патч і інструмент є синонімами.

При генерації звуку певної висоти WT-синтезатор визначає, в якому частотному діапазоні знаходиться звук, вибирає семпли, частота яких найбільш близька до частоти генерується звуку, і змінює частоту основного тону цих семплів на конкретну величину.

Крім того, звучання деяких музичних інструментів стає більш реалістичним і виразним при одночасному відтворенні кількох семплів, тобто звучання інструменту (голос) може формуватися шляхом накладення декількох семплів.

У свою чергу, інструменти об'єднуються в банки. Банки з інструментами зазвичай зберігаються в спеціальній ROM, виконаної у вигляді окремої мікросхеми пам'яті або інтегрованої в мікросхему WT-синтезатора. Крім того, банки інструментів можуть зберігатися на вінчестері PC і перед роботою завантажуватися в оперативну пам'ять (звичайно розташовується на звуковій карті) WT-синтезатора або RAM PC (технологія Downloadable Sample, DLS).

Оскільки якість звуку, синтезованого WT-синтезатором звукової карти, безпосередньо залежить від якості патчів, бажано мати семпли високої якості (з високою роздільною здатністю запису), що в свою чергу призводить до зростання обсягу банку інструментів. Проте WT-синтезатори звичайних звукових карт мають невеликий обсяг пам'яті. Це досягається шляхом збільшення кроку за частотою основного тону при оцифрування звуку, зменшення тривалості семплів і, нарешті, за рахунок компресії семплів.

Мінімальний набір банку інструментів для WT-синтезатора у відповідності зі специфікацією General MIDI включає 128 інструментів.

Синтез звуку на основі фізичного моделювання

На відміну від синтезу звуку на основі таблиці хвиль, де джерелом сигналу є оцифровані образи звуків реальних музичних інструментів, що зберігаються в пам'яті синтезатора, фізичне моделювання передбачає використання математичних моделей звукоутворення реальних музичних інструментів для генерації в цифровому вигляді відповідних хвильовим форм, які потім перетворюються на звуковий сигнал за допомогою ЦАП.

Розглянемо принцип синтезу звуку шляхом фізичного моделювання на прикладі синтезу звуку саксофона. Припустимо, існує точний математичний опис явищ, що відбуваються в саксофоні. У якості джерела коливань виступає тростину. Звук посилюється і забарвлюється в резонаторі, за який виступає вигнута металева труба. Синтезатор розраховує зміни коливань повітря, які виникають під впливом руху тростини саксофона. На основі отриманих даних створюється цифровий образ цих коливань. Потім розраховуються всі зміни, що відбуваються зі звуком у резонаторі і, відповідно до результатів розрахунків формується цифрова модель звукового сигналу саксофона. Змодельований цифровий звуковий сигнал перетвориться в електричні коливання за допомогою ЦАП звукової карти.

Фірма Yamaha (піонер в галузі фізичного моделювання) виробляє в даний час синтезатори, що імітують звучання духових і струнних інструментів. За допомогою цих синтезаторів можна експериментувати в області формування звуку, комбінуючи різні джерела коливань з різними резонаторами і обробляючи вийшов звук все можливими фільтрами.

За принципом фізичного моделювання звуку працюють так звані програмні (віртуальні) синтезатори. Необхідні розрахунки звучання інструментів замість апаратного синтезатора звукової карти виконує CPU PC. Результат математичного моделювання, тобто потік цифрових даних - від віртуального синтезатора направляється в ЦАП звукової карти.

Звукові карти, що використовують синтез звуку на основі фізичного моделювання, поки не набули широкого поширення, оскільки для їх роботи потрібен потужний PC.

Характеристики модуля синтезатора

Основними характеристиками модуля синтезатора звукової системи є:

Примітка:

Поліфонія визначається числом генераторів синтезатора (реальних або віртуальних).

Метод синтезу

Метод синтезу, що використовується у звуковій системі PC, визначає не лише якість звуку, але і її елементний склад. Зауважимо, що звукова система PC може містити кілька синтезаторів.

FM-синтезатор використовується практично у всіх недорогих звукових картах. Якість звуку при використанні FM - синтезатора виходить досить прийнятним і в більшості випадків здатне задовольнити запити недосвідчених користувачів. Для карт з FM-синтезаторами поліфонія зазвичай складає 20 голосів. Звукові ефекти не реалізуються.

У разі WT-синтезу звук генерується з високою якістю. При цьому звукова підсистема повинна містити спеціальний WT-синтезатор.

4.1.6.Об'ем пам'яті

На звукових картах з WT-синтезатором встановлюються елементи пам'яті (ROM) для зберігання банків з інструментами. Об'єм пам'яті WT-синтеза-тора може бути змінений за рахунок установки додаткових модулів пам'яті (Мал. 4.1.36). Тип і кількість елементів пам'яті (RAM або ROM) залежить від конкретної моделі звукової карти.

Рис. 4.1.36. Додаткові модулі пам'яті на звуковій карті за WT-синтезатором

Збільшивши обсяг пам'яті, звукової карти, ви можете завантажити додаткові банки інструментів, використовувати більш якісні патчі (більшого обсягу), а також редагувати існуючі або створювати нові. Більшість ігор для PC використовують набір стандартних інструментів (General MIDI) тому збільшення обсягу пам'яті відіб'ється на якості звукового супроводу гри тільки в тому випадку, якщо ця гра використовує власні інструменти. А ось звучання MIDI-Фаил після завантаження нового банку інструментів може змінитися кардинально - як в кращу, так і в гірший бік.

Звукові ефекти

Для більшості карт з WT-синтезом ефекти реверберації і хоруса стали стандартними. При використанні тимчасової затримки фази або амплітуди сигналу можна одержати й інші звукові ефекти. Обробка вихідного сигналу для створення ефекту у більшості випадків здійснюється спеціальним ефект - процесором, який може бути самостійним елементом (мікросхемою) або інтегруватися до складу WT-синте - затору.

Залежно від рівня складності обробки сигналу ефект-процесор по-різному створює звукові ефекти: в одному випадку застосовується ефект з наперед заданими фіксованими параметрами, в іншому - з'являється можливість управляти параметрами ефекту, що впливають на темброву забарвлення звуку.

Розрізняють загальні, поканальні і поголосовие ефект - процесори. Перші обробляють звук всіх каналів синтезатора одночасно, другі - звучання окремих MIDI-каналів, треті - звучання окремих голосів синтезатора. Кількість і типи ефектів, які можуть бути одночасно застосовані до різних каналах (голосам), залежить від потужності процесора. Складні ефекти зазвичай не можуть накладатися на кілька каналів одночасно. Багатосекційні процесори допускають поділ секцій між каналами, дозволяючи задавати або прості ефекти для багатьох каналів, або складні - для одного-двох. Ефект-процесор може також мати окремі секції для кожного голосу. У цьому випадку можливе регулювання глибини і параметрів звукового ефекту кожного голосу окремо.

Як правило, звукові дані обробляються спеціалізованими методами, які вимагають великої кількості обчислень, що веде до значної завантаженні CPU і зниження продуктивності PC в цілому. Тому, часто для прискорення процесів обробки аудіоданих до складу звукової системи може додатково входити цифровий сигнальний процесор (Digital Signal Processor, DSP). Провідними виробниками DSP є такі відомі фірми, як Analog Devices (AD), Texas Instruments (TI), Motorola.

DSP - це спеціалізований швидкодіючий RISC-процесор, який використовується для складної обробки сигналів (звуку в тому числі) в реальному часі. Він обробляє звукові дані в сотні разів швидше, ніж процесори загального призначення, тому для нього не складає ніяких тру так, наприклад, розкласти вступник звук на спектральні компоненти, "вирізати" мелодію потрібного музичного інструменту з фонограми оркестру, виступити в ролі еквалайзера, і т . п.

Так, аналізуючи спектр по ступають моно фонічних звукових сигналів, DSP здатний виділити звуки, характерні для будь-якого інструменту або групи інструментів, і розмістити кожен інструмент у просторі, тим самим, створюючи на вартий стереоефект. Ефект-процесор може обробляти аудіотреки і MIDI-партії, причому і те і інше з поканальні управлінням.

Головне достоїнство сучасних DSP - можливість виконувати функції декількох пристрій звукової системи одночасно, що дозволяє відмовитися від її класичної архітектури. В даний час у продажі з'явилися звукові карти, WT-синтезатор, ефект-процесор і модуль оцифровки яких реалізовані програмно на базі потужного DSP.

Нова архітектура, перш за все, збільшує гнучкість системи. Змінюючи програму (операційну систему синтезатора), можна змінювати структуру синтезу та можливості ефект - процесора. Якщо виникне необхідність щось модифіковані у синтезаторі, усунути помилку або додати нову функцію, досить переробити програму DSP, а при використанні класичної архітектури довелося б замінювати мікросхему або цілком звукову карту.

Модуль мікшера

Модуль мікшера звукової карти виробляє:

Джерела і приймачі звукового сигналу з'єднуються з модулем мікшера через зовнішні чи внутрішні роз'єми. Зовнішні роз'єми (Мал. 4.1.37) звукової системи зазвичай знаходяться на задній панелі корпусу системного блоку:

У каналі відтворення звукової системи може перебувати вихідний підсилювач потужності, на вхід якого надходить сигнал від мікшера. Потужність підсилювача зазвичай не перевищує 4 Вт на стереоканал. Вихід підсилювача потужності підключений до зовнішнього роз'єму Speaker.

Рис. 4.1.37. Зовнішні роз'єми звукової системи

На деяких недорогих звукових картах на один і той самий зовнішній роз'єм може виводитися або сигнал лінійного виходу, або сигнал від підсилювача, а вибір режиму роботи виходу (Line Out або Speaker) в цьому випадку здійснюється джамперами на звуковій карті.

Зовнішні пристрої, що підключаються до звукової карти, зображені на (Мал. 4.1.38).

Рис. 4.1.38. Підключення зовнішніх пристроїв до звукової карти

Зовнішні роз'єми звукової системи Line In, Line Out, Mic In, Speaker представляють собою гнізда (розетки) для стандартного штекерного концентричного з'єднувача {jack} діаметром 3,5 мм. Штекер може виконуватися в двох варіантах: для монофонічного (мікрофон) або стереофонічного (лінійний вхід і вихід) сигналу.

У високоякісних звукових системах можуть використовуватися широко поширені в відеотехніки роз'єми типу RCA. Цей роз'єм, іноді званий "дзвіночком", являє собою концентричний з'єднувач з діаметром центрального контакту 3,2 мм. Для передачі стереофонічного сигналу використовуються два гнізда RCA.

Усередині системного блоку звукова система може бути обладнана додатковими роз'ємами для підключення:

За допомогою спеціального кабелю внутрішній вихід приводу CD-ROM можна з'єднати із звуковою підсистемою PC (Мал. 4.1.39). У цьому випадку CD-ROM буде виступати в ролі джерела аналогових звукових сигналів і підключений до модуля мікшера. Роз'єм CD Audio конструктивно може бути виконаний в одному з трьох варіантів: Panasonic, Mitsumi, Sony. Призначення контактів роз'єму розрізняється для кожного варіанту виконання, з цього при підключенні кабелю слід проявити максимум уваги.


Рис. 4.1.39. Підключення приводу CD-ROM до звукової карти

Основні характеристики модуля мікшера:

Управління мікшером здійснюється програмно засобами Windows або за допомогою програми-мікшера, що входить в комплект програмного забезпечення звукової карти.

4.1.7.Відео карта. Призначення, склад, і принцип роботи за функціональною схемою.

Відео

Мультимедіа не обмежується тільки аудіо. В області відео розвиток техніки йде значно швидше в порівнянні з розвитком засобів цифрової обробки звуку. Зробити огляд існуючих методів і засобів цифрової обробки відеозображень набагато важче оскільки немає не лише стандартів але і будь-яких остаточно сформованих норм.

Упорядкувати стан справ у цій сфері важко ще й тому, що відеосигнали, що використовуються як джерело для дискретизації, мають різні системи кодування кольору і різні параметри сигналів синхронізації. Загальним є лише те, що в якості джерела відео - сигналу завжди виступає аналогове пристрій - телевізійний тюнер, відеомагнітофон, відеокамера і т. п.

Цифрове відео - нової вид мистецтва. Але щоб ним займатися на PC, необхідні спеціальні апаратні засоби. Відеозапис до цих пір ос шається аналогової, тому перед тим, як ви зможете зробити хоч що-небудь з відеофрагментів, ви повинні його оцифрувати.

Для цього потрібні карти введення / виводу, що приймають вхідний аналоговий відеосигнал і оцифровує його в реальному часі, потім ці дані треба зберегти на жорсткому диску. Для цього необхідні накопичувачі, що забезпечують швидкість читання 3-9 Мбіт / с, як правило, з інтерфейсом SCSI.

Як тільки відео оцифровано і збережено, можна приступати до редагування і накладення ефектів, але величезний обсяг даних означає, що процес створення остаточної версії відеофрагменту високої якості буде дуже повільним.

Робота з цифровим відео на кшталт роботі з цифровими зображеннями або звуком: оригінали можуть бути багаторазово використані, кліпи в електронному вигляді можуть зберігатися тривалий час на відміну від аналогового відео на магнітній стрічці або кіноплівці. А головне, цілий ряд додаткових тільних можливостей стає доступним, як тільки дані потрапляють у комп'ютер.

В даний час застосовуються два способи формування зображення на екрані монітора: порядкова і чересстрочная розгортки. У телевізійній техніці використовується черезрядковий спосіб, коли за перший цикл сканування електронним променем екрана формується зображення непарних рядків, а за другий - парних. У результаті чого повний кадр зображення формується з двох полів (полів), тобто 625 рядків розгортаються за 1 / 25 з (при частоті полів 50 Гц для систем PAL і SECAM). Застосування такого способу формування телевізійного зображення обумовлено необхідністю звуження спектру телевізійного сигналу. Однак черезрядковості призводить до помітного мерехтінню зображення, навіть незважаючи на інерційні властивості людського ока і відносно високу частоту полів (50/60 Гц).

Дозвіл графічних карт стандарту VGA: 640х480, 800жб00, 1024х600 і 1024х768 пікселів. У телебаченні існують свої стандарти. Чи замислювалися ви, чому при демонстрації американських фільмів за європейським телебаченню зображення заповнює не весь екран по вертикалі, а зверху і знизу видно темні смуги. Це пов'язано з тим, що американська система кольорового телебачення NTSC (National Ю System Commile) передбачає тільки 525 рядків і кадрову частоту 60 Гц, а в Європі прийнята система PAL (Phase Alternation Line) 625 рядків і частота кадрів 50 Гц. Телебачення майбутнього - HDTV (High Definition Television) - використовувати зовсім інше разу рішення. Тут розмір зображення має співвідношення ширини до висоти 4:3, кратне кіноформат - 16:9.

Як ви вже помітили, дозвіл телевізійного зображення і графічного зображення PC значно відрізняються один від одного.

Переклад відеоданих в цифрову форму

Переклад відеоданих в цифрову форму можна виконати за допомогою спеціальних пристроїв введення відеосигналів і програм Media Player і Video for Windows.

Перш за все необхідні програмні продукти. Відео дані, оброблені за допомогою вище згаданих програмних засобів, можуть бути відображені тільки у вікні певного розміру - 160х120 пікселів зображення. На стандартному моніторі з кінескопом розміром 14 "таке вікно займає всього лише 1 / 16 його повної величини. Хоча є можливість збільшувати розмір зображення, але при цьому автоматично включається драйвер Windows Desktop і вибирається більш низький дозвіл. Цього може бути цілком достатньо для того, щоб скласти загальне уявлення про мультимедіа. Для серйозної ж роботи всі ці кошти не придатні.

У принципі, відеокліп завжди може бути відтворений з якістю, з яким він був записаний. Цифрова обробка робить можливою техніку збільшення розміру вікна (без втрати якості), для чого необхідні тільки відповідні графічні можливості системи.

Для створення вікон більших форматів, наприклад, розміром 320х240 або 480х360 пікселів, необхідно кілька більшу кількість інформації. Карти типу Overlay, такі як Video Blaster Pro, miroMovie Pro, ScreenMachine і т. п., обробляють вхідні відеосигнали від аналогових джерел так, що ці сигнали можуть бути змінені на зображення на екрані монітора за допомогою звичайної графічної карти PC.

Таким чином, більшість карт типу Overlay працює спільно зі звичайною картою стандарту VGA, не підміняючи її. Обидві карти зв'язуються через роз'єм Feature Connector VGA-карти або / і через зовнішні роз'єми обох карт. Іноді електронні схеми, що забезпечують функцію Overlay, інтегруються безпосередньо на карту VGA.

Пристрої захоплення відеосигналу

З моменту появи першого видеобластера (Video Blaster) сінгапурської фірми Creative Labs, що ознаменував початок ери масового розповсюдження пристроїв введення телевізійних сигналів в PC. Подібні пристрої повинні забезпечувати:

Ці відеоплати називаються загарбниками зображень, пристроями введення відео, ТВ-граббером (grab - захоплювати), імідж - кепчерамі (image capture - захоплення зображення), просто видеобластера.

Узагальнена структурна схема цих пристроїв складається з чотирьох базових елементів, реалізованим відповідними наборами мікросхем (Мал. 4.1.40).

Рис. 4.1.40. Узагальнена структурна схема видеобластера


Першим з них є відеодекодер, що забезпечує прийом сигналу з одного з входів, його оцифрування, цифрове декодування згідно телевізійному стандарту і передачу отриманих YUV-даних видеоконтроллеру.

Видеоконтроллер виконує ключову роль в організації потоків оцифрованих даних між елементами відеоплати. Він здійснює необхідні цифрові перетворення даних (наприклад, YUV у RGB, масштабування), організовує їх зберігання в буфері власної пам'яті - третьому елементі відеоплати, пересилання даних по шині комп'ютера при збереженні на вінчестері, а також їх передачу цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП) з VGA-виходом. Останній спільно з відеоконтролером бере участь у формуванні "живого" ТВ - вікна на екрані монітора VGA. Він виконує зворотне аналогове перетворення цифрового захопленого зображення і відповідно до ключовим сигналом, вироблюваним відеоконтролером, здійснює передачу VGA-сигналу від VGA-адаптера, або RGB-сигналу з буфера пам'яті на монітор,

Розглянемо роботу цих елементів більш докладно. Найбільш важливими характеристиками видеобластера є:

Представлення телевізійного сигналу

Як вже зазначалося, низькочастотний телевізійний відеосигнал є композитним, тобто представляє собою результат складання сигналу яскравості Y, двох колірних піднесуть, модульованих цветоразностнимі сигналами U і V, які утворюють сигнал кольоровості З {Chroninance}, а також синхроімпульсів. Причому, завдяки дискретної структурі спектра сигналу яскравості і певному вибору частоти піднесе, сигнали кольоровості передаються у смузі частот сигналу яскравості, забезпечується так зване частотне переміщення спектрів. Це робиться з метою забезпечення сумісності систем кольорового і чорно-білого телебачення, а також для ущільнення спектру телевізійного сигналу. Ця міра призводить до необхідності розділення сигналів яскравості і кольоровості на приймальній стороні і, як наслідок якості цього поділу, появи перехресних спотворень на зображенні, викликаних взаємним впливом цих сигналів один на одного.

Ефективне розділення цих сигналів можливо за допомогою спеціальних гребінчастих фільтрів. Однак подібні фільтри досить складні і дороги, а тому, в основному, використовуються в професійній апаратурі високого дозволу,

У побутових пристроях обмежуються більш простими і дешевими смуговими фільтрами, помітно знижують чіткість зображення. Так, відеомагнітофони та камери форматів VHS {Video Home System} і Video-8 працюють тільки з композитними відеосигналами, при цьому дозвіл складає не більше 240 телевізійних ліній (твл). Крім того, навіть повний облік всіх відмінностей сигналів все одно не дозволяє ідеально розділити їх.

Більш ефективним виявляється використання не єдиного композитного сигналу, а двох (Y / C): Y - сигнал яскравості з синхроімпульсів, а С-сигнал кольоровості. Такий сигнал називають S-Video, він застосовується при записі / відтворенні на апаратурі форматів S-VHS, Hi-8. При цьому забезпечується дозвіл близько 400 твл.

Наступним кроком до підвищення якості є перехід до компонент ному сигналу YUV, складові якого передаються окремо. Він використовується в професійній апаратурі формату Betacam і забезпечує дозвіл до 500 твл. І нарешті, останнім у цій низці є RGB ​​- представлення, у якому відсутні будь-які кодування і модуляція, забезпечується найбільш проста і точна передача кольору. Тим не менш, що досягається тут підвищення якості зображення стає вже візуально непомітним. Тому подібна вистава реально використовується лише у високоточному наукової вимірювальної апаратури.

Входи видеобластера

Ранні моделі видеобластера були засновані на декодері Philips SAA9051 і мали три композитних входу, в той час як у сучасних відеоплата нормою вважається наявність одного S-Video і двох композитних входів, підтримуваних, наприклад, декодером Philips SAA7110. Для S-Video він забезпечує паралельну оцифровку Y-і С - сигналів. Якщо SAA9051 "розуміє" сигнали лише стандартів PAL / NTSC, то SAA7110 дозволяє декодувати і SECAM. Більш того, він має вбудовану схему автоматичного розпізнавання системи кодування сигналів кольоровості.

Корисною особливістю декодера є можливість регулювання прийнятого відеосигналу по яскравості, насиченості, контрастності. Це дозволяє враховувати конкретні умови зйомки і в певних рамках компенсувати недоліки зображення до його збереження. При цьому візуальний контроль процесу налаштування можна здійснювати за формованому відеозображення у вікні VGA-монітора.

Організація зберігання елементів зображення

Зберігання елементів зображення організовано у вигляді матриці, наприклад, 512х512, 1024х512 або 1024х1024, В залежності від конкретного способу кодування розмір буфера пам'яті може змінюватися від 256 Кб до 2 Мб (Таблиця 4.1.1), і в той же час при одному і тому ж розмірі буфера ефективність використання пам'яті може бути різною. Таким чином, навіть якщо декодер і забезпечує оцифровку вхідного відеосигналу без погіршення якості, але обсяг пам'яті недостатній, результуюче зображення виявиться неякісним (розмиті деталі, кольорові плями і т. д.). Зворотне також вірно. Наприклад, якщо пам'ять організована як 1024х512 і достатня для розміщення в ній 768 елементів рядка, але частота оцифровки 13,5 МГц, то результуючий розмір зображення не може бути більше 702х512. Втім, якість відеосигналу багатьох побутових відеокамер настільки невисоко, що покладати провину за погану якість захопленого зображення тільки на видеобластер було б несправедливим.


Таблиця 4.1.1. Залежність розміру буфера пам'яті від способу кодування

Розмір буфера пам'яті Кодування Байт / елемент зображення Число кольорів Організація пам'яті Розмір кадру
256Кб RGB 5:6:5 2 64 тис. 512х256 512х256
512Кб RGB 5:6:5 2 64 тис. 512х512 512х512
768Кб RGB 8:8:8 3 16 млн. 512х512 512х512
1 Мб RGB 5:6:5 2 64 тис. 1024х512 768х512
1 Мб YUV4: 2:2 2 16 млн. 1024х512 768х512
1.5Мб RGB 8:8:8 3 16 млн. 1024х512 768х512
2 Мб YUV4: 2:2 2 16 млн. 1024х1024 768х576

Вибір видеобластера

При виборі видеобластера в першу чергу слід звертати увагу на:

4.1.8.Мультімедіа-прискорювачі

Під мультимедіа-прискорювачами розуміють сукупність програмно-апаратних засобів, які об'єднують базові можливості графічних прискорювачів з однією або декількома функціями мультимедіа, які вимагають зазвичай установки в PC додаткових пристроїв. Наприклад, до мультимедіа-функцій відносяться:

В даний час більшість хороших графічних карт-прискорювачів в змозі виконувати ряд мультимедійних функцій. Зокрема, сигнал зображення з простору RGB може перетворюватися в простір YUV, над ним можуть виконуватися такі операції, як стискання, білінійної масштабування, лінійна інтерполяція, фільтрація і растрування (dithering). Багато сучасних відеопроцесори прискорюють процеси декомпресії стандартних кодеків, включаючи, наприклад, Indeo, Cinepak і MPEG-1.

Мультимедіа-прискорювачі, як правило, представляють собою 32 - і 64-розрядні графічні контролери з чергуванням блоків пам'яті. Крім того, ці карти оснащуються об'ємом відеопам'яті 2 Мб і більше та характеризуються підтримкою підвищених частот відновлення зображення (100 Гц і більше), нових стандартів DPMS, DDC і DCI, підтримкою відтворення цифрового відео та прискоренням тривимірних (3D) графічних операцій.

Прискорювачі тривимірної графіки

В даний час виникла необхідність у вирішенні таких завдань, коли рівень розвитку існуючих відеоадаптерів, навіть "монстрів" з обсягом відеопам'яті 8 Мб і вартістю понад 1000 USD, вже не в змозі з ними впоратися. Для вирішення цих завдань потрібні ще більші швидкості з генерування багатокутників і прорахунку в реальному масштабі часу тривимірних об'єктів. Це новітні розробки в області віртуальної реальності, професійні 2D-і ЗD - додатки CAD, комп'ютерне моделювання, обробка тривимірних зображень і т. п. Крім того, поява програм ЗD - анімації і апаратно-орієнтованих ігрових приставок типу 3DO, Sony Plantation або Sega Saturn ще більше стимулювало розвиток індустрії в області відео.

Серед передових технологій, які можуть значно прискорити процес впровадження 3D у світ PC, першої слід назвати Intel MMX (Multimedia Extension).

Будь-яка тривимірна операція в принципі може бути запрограмована звичайними засобами без застосування апаратного прискорення або тільки за допомогою "двомірних" функцій. Проте навіть сучасні високопродуктивні CPU Pentium і якісні програми далеко не завжди дозволяють досягти задовільного співвідношення між реалістичністю зображення і частотою кадрової розгортки монітора. При потужностях з тимчасових процесорів будь-яке ускладнення зображення або збільшення дозволу неминуче вимагатиме або застосування апаратного прискорення тривимірної графіки, або зниження частоти кадрів до неприйнятного рівня.

Все вищесказане і послужило причиною появи апаратних 3D-ycкoрітелей, або, як їх ще називають, 3D-блacтеров, 3D-акселераторів.

3D-aкceлepaтори - це апаратні засоби, здатні самостійно, без участі процесора, розраховувати взаємне розташування фігур у трьох мірному просторі і в реальному масштабі часу відображати необхідну двомірну проекцію на моніторі PC.

Функції 3D-акселераторів

Для створення найбільш реалістичного зображення використовуються різні методи.

Зафарбування Гуро виглядає реалістичніше простий плоскою зафарбовування, одержуваної при інтерполяції значень квітів уздовж поверхонь багатокутників. Відображення текстури увазі накладення шаблонів, які подаються бітовими картами на поверхні об'єктів з урахуванням ефектів перспективи.

Функція згладжування інтерполює кольору суміжних пікселів для усунення ступінчастості на межах об'єктів. Інші спеціальні прийоми, та Електричні як серпанок, альфа-змішування кольорів і просторове впорядкування, допомагають поліпшити правдоподібність зображення.

Функція Z-буферизації використовує інформацію про просторове положення кожного пікселя, щоб визначити, чи потрібно виводити даний піксел або він закритий ближчим об'єктом,

Подвійна буферизація забезпечує більш плавну анімацію шляхом формування наступного кадру у внутрішньому буфері одночасно з виведенням на екран поточного кадру. Подвійна і Z-буферизація іноді доповнюються механізмами швидкого виведення на екран і просторового видалення. Шаблони, маски та інформація про відсікання частин об'єкта або цілих об'єктів, невидимих ​​залежно від ракурсу, використовуються для визначення атрибутів кожного пікселя і звуження простору графічного виведення, а також доповнюють основні прийоми візуалізації.


5.Офісное обладнання

5.1.Телевіденіе

5.1.1.Телевізіонние стандарти

Введення

Початок розвитку телебачення зазвичай відносять до 1875-1877 рр.., Коли були сформульовані основні принципи отримання та передачі сигналів зображення рухомих об'єктів. Це - розбиття його на окремі елементи і по черзі-послідовна їх передача та відтворення. Вони збереглися до наших днів. Сам термін "телебачення" вперше був використаний російською інженером-електриком К. Д. Перскі в 1900 р. у доповіді "Електричне телебачення" на Міжнародному конгресі в Парижі.

Незмінною залишається і структура тракту передачі: перетворювач оптичних зображень в електричні сигнали, канали передачі сигналів зображення і звукового супроводу, влаштування їх прийому і відтворення зображення і звуку у споживача. Параметри сигналів і ланок тракту, а також використовувані технічні рішення безперервно вдосконалювалися.

На першому етапі всі технічні рішення у світі грунтувалися на оптико-механічних способах малострочного розкладання і зворотного синтезу зображення.

Перші масові передачі відносять в Англії, США і СРСР до 1925 - 1926 рр.., А регулярне мовлення - до 1928 - 1931 рр..


Телевізійні стандарти

З точки зору телевізійних стандартів, можна сказати, світ «розколовся» на 11 груп. У телевізійному стандарті викладені основні параметри мовлення - телевізійні системи, частотні канали, система кольорового телебачення.

Параметри телевізійних систем повністю визначають зміст відеосигналу, число рядків розкладання зображення, ширину каналу, види модуляції частот, зображення і звуку та ін

Існують три основні системи кольорового телебачення - SECAM (СЕКАМ), PAL (ПАЛ), NTSC (НТСЦ).

Різні комбінації складових телевізійного стандарту і склали діючі у світі 11 груп стандартів.

Для зручності позначень їх у короткій формі була введена літерна, умовна індексація. Розшифровка основних параметрів телевізійних систем, відповідних буквеним індексам, наведена в таблиці (див. Табл. 5.1.5)

Повне умовне найменування телевізійного стандарту складається з індексу телевізійної системи та найменування системи кодування (сигналу кольоровості), наприклад:

B / PAL, D / SECAM, M / NTSC (в деяких випадках можливе написання PAL-B, SECAM-D. NTSC-M).

Таким чином, апарат з умовним позначенням B / PAL характеризується:

  • можливістю роботи по стандарту (див. Табл. 5.1.5);

  • з числом рядків - 625;

  • частотою полів - 50;

  • розносом між несучими зображення і звуку-5, 5 МГц (ця частота в телевізійному приймачі використовується для демодуляції сигналів звукового супроводу);

  • система кодування (декодування) колірного сигналу - PAL метровий діапазон.

У нашій країні застосований телевізійний стандарт, що відповідає позначенням D / SECAM (у діапазоні MB), K / SECAM (в діапазоні ДМВ).

Табл. 5.1.5

Телевізійного стандарту Умовний індекс телевізійного стандарту
М N В, О * Н I D, К * KI L
Число рядків за кадр 525 625 625 625 625 625 625 625
Частота полів, Гц 60 50 50 50 50 50 50 50
Частота рядків, Гц 15750 15625 15625 15625 15625 15625 15625 15625
Ширина смуги радіоканалу, МГц 6 6

В-7

G-8

8 8 8 8 8
Ширина основної бічної смуги сигналу ід обряджені, МГц 4,2 4,2 5 5 5,5 6 6 6
Ширина частково пригніченою бічної смуги сигналу зображення, МГц

0,75


0,75 0,75 1,25 1,25 0,75 1,25 1,25
Частотний рознос між несучими зображення і звуку, МГц 4,5 4,5 5,5 5,5 6 6,5 6,5 6,5
Полярність модуляції несучої зображення Негатив Негатив Негатив Негатив Негатив Негатив Негатив Позитив
Вид модуляції несучої звуку ЧС ЧС ЧС ЧС ЧС ЧС ЧС AM
Девіація частоти несучої звуку, кГц ± 25 ± 25 ± 50 ± 50 ± 50 ± 50 ± 50
Стандарти: В і G, D і К розрізняються значеннями частот телевізійних каналів

Телевізійні передавачі

Коли передавальна телевізійна студія сформує повний телевізійний сигнал, його можна передати в ефір. Перші передачі електронного телебачення з високою чіткістю (625 рядків розкладання) велися на метрових хвилях УКХ діапазону. Виділені канали збереглися до теперішнього часу. Це канали IV на частотах 48,5 ... 100 МГц (6,2 ... 3м).

У міру будівництва телецентрів у всіх великих містах цих каналів виявилося недостатньо, адже розташовані поруч телецентри повинні працювати на різних каналах, інакше на кордоні областей обслуговування можливі сильні перешкоди. Виділили ще сім каналів в діапазоні частот 174 ... 230 МГц (1,7 ... 1,3 м). До теперішнього часу і цього виявилося недостатньо, і до 12 каналам на метрових хвилях додали ще два десятки каналів на БМВ у діапазоні 470 ... 630 МГц (64 ... 47 см).

Телевізійний діапазон частот

Телевізійне мовлення здійснювалося в основному на 12 каналах МВ Табл. 5.1.6. Ширина кожного каналу 8 МГц. Рознос між несучими частотами зображення і звуку 6,5 Мгц. В даний час освоєно ще 19 каналів Табл. 5.1.6. Вони розміщуються в області від 480 до 622 Мгц. У зв'язку з тим, що довжина хвилі будь-якого каналу менше 1 м, їх прийнято називати телевізійними каналами дециметрового діапазону ДМВ.

Табл. 5.1.6

Номери

каналу

Смуга частот

МГц

Несуча частота

зображення

Несуча

частота звуку

Від До f, МГц , м f, МГц , м
1 48,5 56,5 49,75 6,03 56,25 5.33
2 58,0 66,0 59,25 5,06 65,75 4,56
3 76,0 84,0 77,25 3,88 83,75 3.58
4 84,0 92,0 85,25 3,52 91.75 3,27
5 92.0 100,0 93.25 3,22 99,75 3,01
6 174.4 182,0 175,25 1,71 181,75 1,65
7 182,0 190,0 183,25 1,64 189,75 1,58
8 190,0 198,0 191,25 1,57 197,75 1,52
9 198.0 206,0 199,25 1,51 205,75 1,46
10 206; t) 214,0 207,25 1,45 213,75 1,41
11 214,0 222,0 215.25 1,40 221,75 1,36
12 222,0 230,0 223,25 1,35 229,75 1,31

Табл. 5.1.7



Номер


каналу


Смуга частот, МГц

Несуча частота зображення, МГц Довжина хвилі зображення, дм Несуча частота звуку, МГц Довжина хвилі звуку, дм
Від До



21 470 478 471,25 6,36 477,75 6,27
22 478 486 479,25 6,26 485,75 6,16
23 486 494 487.25 6,15 493,75 6,07
24 494 502 495.25 6,05 501,75 5,97
25 502 510 503,25 5,96 509,75 5,88
26 510 518 511,25 5,86 517,75 5,79
27 518 526 519,25 5,77 525,75 5,70
28 526 534 527,25 5,69 533,75 5,62
29 534 542 535,25 5,60 541,75 5,53
30 542 550 543,25 5,52 549,75 5,50
31 550 558 551,25 5.44 557.75 5,37
32 558 566 559,25 5,36 565,75 5,35
33 566 574 567,25 5,28 573,75 5,22
34 574 582 575,25 5,21 581,75 5,15
35 582 590 583,25 5,14 589,75 5,08
36 590 598 591,25 5,07 597,75 5,01
37 598 606 599,25 5,00 605,75 4,95
38 606 614 607,25 4,94 613,75 4,88
39 614 622 615,25 4,87 621,75 4,82

Табл. 5.1.8

ОРТ 2 м діапазон - 1 канал

НТР 4 м діапазон - 2 канал

ВОЛГА 7 м діапазон - 3 канал

НТВ 9 м діапазон - 4 канал

РТР 10 м діапазон - 5 канал

МЕРЕЖІ НН 12 м діапазон - 6 канал

ТНТ 23 дм в діапазон - 7 канал

СТС 31 дм в діапазон - 8 канал

Діалог 44 дм в діапазон - 9 канал

Стрижень 49 дм в діапазон - 10 канал


Спектр відеосигналу

Рис. 5.1.41. Спектр відеосигналу


Рис. 5.1.42. Суміщені спектри сигналів яскравості і кольоровості

Спрощена функціональна схема передавач зображення

Рис. 5.1.43. Спрощена функціональна схема передавача зображення

Телевізійний передавач зображення (Мал. 5.1.43.) Призначений для формування повного телевізійного сигналу та випромінювання його в ефір на стандартних частотних каналах.

Склад:

  • Генератор, що задає;

  • Модулятор;

  • Підсилювач потужності;

Принцип роботи

Посилений і сформований відео сигнал по кабелю надходить на модулятор. Одночасно на модулятор надходить високочастотний сигнал від генератора, що задає, де і відбувається амплітудна модуляція відеозображення. Сформований таким чином високочастотний радіо сигнал, надходить на підсилювач потужності і по антенно-фидерном тракту - до випромінюючої антени.

5.1.2.Упрощенная функціональна схема передавач звуку

Телевізійний передавач звуку (Мал. 5.1.44.) Призначений для формування звукового сигналу та випромінювання його в ефір одночасно з передаються відеозображенням на відповідних радіочастотних каналах.

Склад:

  • УЗЧ - підсилювач звукової частоти;

  • ЗГ - генератор, що задає;

  • x n - помножувач частоти.

  • Підсилювач потужності.

Принцип роботи

Звуковий сигнал від мікрофона по кабелю надходить на підсилювач звукової частоти, де відбувається його посилення достатнього для управління задає генератором високої частоти. Частота генератора змінюється залежно від звукового сигналу і далі надходить трьохкаскадні помножувач, а після на підсилювач потужності. Посилений за потужністю високочастотний радіосигнал по високочастотному кабелю надходить на антену для випромінювання.

Рис. 5.1.44. Спрощена функціональна схема передавач звуку

Повний телевізійний сигнал

Перш ніж знайомитися з окремими вузлами телевізора, необхідно чітко уявити собі повний телевізійний сигнал, форма якого показана на (Мал. 5.1.45.).

Рис. 5.1.45. Повний телевізійний сигнал чорно-білого зображення:

а) - парний, полукадровий імпульс; б) - непарний полукадровий імпульс; 1 - рівень чорного, 2 - рівень білого, 3 - "язкового імпульси; 4 - кадровий синхронізуючий імпульс: 5 - рядкові синхронізуючі імпульси; 6 - сигнал зображення; 7 - кадровий імпульс, що гасить, 5 - рядковий імпульс, що гасить.

Повний телевізійний сигнал чорно-білого зображення складається з відеосигналів, рядкових і кадрових гасять імпульсів, прирівнюють імпульсів і імпульсів синхронізації. Вершини рядкових гасять імпульсів передаються на рівні чорного і замикають кінескоп на час зворотного ходу променя по рядку.

Рядкові синхронізуючі імпульси передаються під час зворотного ходу променя кінескопа. Вони керують роботою генератора рядкової розгортки і служать для того, щоб час початку кожного рядка в телевізійному приймачі суворо збігалося з часом початку рядка в передавальної камері.

Кадрові імпульси по структурі набагато складніше рядкових імпульсів, так як при чересстрочной розгортці повний кадр передається двома полями: спочатку передаються всі непарні рядки-1, 3, 5, 7 і т. д., а потім промінь повертається до початку кадру, і передаються всі парні рядки - 2, 4, 6, 8 і т. д.

Кадрові синхроімпульси керують роботою генератора кадрової розгортки і служать для того, щоб час початку кожного кадру в телевізійному приймачі суворо збігалося з часом початку кадру в передавальної камері.


Структурна схема чорно-білого телевізійного приймача

Телевізійний сигнал, переданий від телевізійної станції, приймається приймальною антеною. Найчастіше для цього служить колективна телевізійна антена, від якої проведено кабель і до вашого телевізора. Телевізійних антен розроблено безліч, але основним типом залишається знайомий нам полуволновой диполь - вібратор. Для того щоб він краще приймав сигнал від телецентру і послаблював приходять перешкоди, поряд з вібратором встановлюють інші, пасивні вібратори, формують бажану діаграму спрямованості.

Перший блок на структурній схемі (Мал. 5.1.46) - ПТК (перемикач телевізійних каналів). У ПТК входить підсилювач радіочастоти, змішувач і гетеродин - елементи, які є в кожному супергетеродинному приймачі. На кожен канал є набір котушок, всі вони закріплені на загальному барабані. Повертаючи барабан ручкою перемикання каналів, ми можемо включати певний комплект котушок, що відповідає обраному каналу. Перемикач телевізійних каналів з барабанними перемикачами тепер використовується все рідше. Їм на зміну прийшли ПТК з електронною настройкою, малогабаритні і надійніші. Для перебудови резонансної частоти контурів в них встановлені спеціальні напівпровідникові діоди - варикапи. На варикап подається замикаючий напруга зсуву, при цьому р-п перехід не пропускає електричний струм. Його ємність змінюється при змінах напруги зсуву. Необхідна для налаштування на кожен канал напруга встановлюється заздалегідь за допомогою потенціометрів, а включення каналу виробляється натисканням кнопки або сенсорного контакту. Після перетворення частоти сигналу приводяться до єдиної для всіх каналів смузі. Проміжна частота несучої частоти зображення за існуючим стандартом дорівнює. 38 Мгц, звуку - 31,5 МГц.

Далі слід УПЧИ - підсилювач проміжної частоти зображення. (Він містить три - чотири лампових каскаду підсилення, або - кілька транзисторних каскадів).

Рис. 5.1.46. Структурна схема телевізійного приймача

Склад:

ПТК - Перемикач телевізійних каналів

УПЧИ - Підсилювач проміжної частоти зображення

УПЗЧ - Підсилювач проміжної звуковий частоти

ЧД - Частотний дискримінатор

УЗЧ - Підсилювач звукової частоти

ГР - Гучномовець (динамік)

ССІ - селектор синхроімпульсів

ГКР - Генератор кадрової розгортки

ГСР - Генератор рядкової розгортки

ВВ - Високовольтний випрямляч


Між каскадами встановлені коливальні контури і фільтри, що виділяють тільки потрібний спектр частот. Вони визначають селективність приймача. Посилений сигнал подається на детектор, а продетектированного відеосигнал через видеоусилитель - на керуючий електрод кінескопа для управління струмом променя, а, отже, і яскравістю елементів зображення відповідно з передаються сюжетом. Сигнал звукової частоти виділяється після відеодетектора і додатково посилюється в УПЧЗ - підсилювачі проміжної частоти звуку. Сигнал ПЧЗ промодульований по амплітуді відеосигналом і за частотою звуковим супроводом. Амплітудну модуляцію можна виключити обмежувачем. У результаті на виході ЧД виділяється звуковий сигнал, що подається через підсилювач звукової частоти (УЗЧ) на гучномовець.

Наступний блок, підключений до виходу видеоусилителя, селектор синхроімпульсів (CIS). Він відокремлює синхроімпульси від відеосигналу і подає їх на генератор кадрової розгортки (ГКР) і малої розгорнення (SRB). Генератори виробляють струм пилкоподібної форми, що живить відхиляють котушки, для отримання растру на екрані кінескопа. Останній елемент структурної схеми - високовольтний випрямляч (ВВ), що почуває кінескоп високою напругою, що прискорює електрони. Випрямляч приєднаний до генератора рядкової розгортки. Так влаштовано харчування кінескопа у всіх сучасних телевізорах. Якщо вийшов з ладу генератор кадрової розгортки, на екрані видно одна горизонтальна яскраво світиться лінія: всі рядки зливаються в одну. Якщо ж відмовив генератор рядкової розгортки, на екрані нічого не видно: разом з малої розгорткою припинилося і харчування кінескопа високою напругою.

Вимоги, що пред'являються при розробці до кольорового телебачення

До мовним системам кольорового телебачення пред'являються наступні основні вимоги:

1) Висока якість кольорового зображення, яке визначається як точністю відтворення яркостей будь-яких двох сусідніх точок переданого об'єкта, так і точністю відтворення кольоровості деталей об'єкта;

2) Сумісність з мовної системою чорно-білого телебачення. (Під сумісністю розуміється можливість приймати на чорно-білих телевізійних приймачах кольорову програму в чорно-білому вигляді і на кольорових - чорно-білу програму в чорно-білому вигляді, без якої б то не було перебудови приймачів.) У зв'язку з широким розвитком мережі чорно -білого телевізійного мовлення та наявністю у населення великої кількості чорно-білих телевізійних приймачів ця вимога має важливе значення;

3) Відносна простота кольорового телевізійного приймача при його надійності і доступною для населення вартості;

4) Передача кольорового зображення в стандартній (8,0 МГц) смузі частот, відведеної для чорно-білого телебачення (це вимога обумовлена ​​широким розвитком мережі телевізійного мовлення та виникла у зв'язку з цим «тіснотою» в ефірі);

5) Перспективність мовної кольорової системи з точки зору її подальшого розвитку;

6) Можливість обміну програмами з іншими країнами.

При побудові мовної системи кольорового телебачення у всіх країнах світу за основу була прийнята одночасна система, у якій враховані всі новітні досягнення в області статистичних методів зв'язки та особливості зорового сприйняття дрібних кольорових деталей.

Примітка:

У одночасної кольоровий телевізійної системі вся колірна інформація передається одночасно на відміну від послідовної, в якій інформація про кожного кольорі (червоному, синьому і зеленому) передається послідовно.

Для отримання на приймальному боці кольорового зображення в загальному випадку необхідно по каналу зв'язку передати чотири сигналу: яскравості (У), повністю сумісний з сигналом чорно-білого телебачення, і три сигналу (червоний, синій, зелений), які мають інформацію про колір об'єкта.

Проте за рахунок раціонального перетворення цих сигналів передають, по каналу зв'язку замість чотирьох три інформації (яскравості і два сигнали кольоровості), отримуючи інформацію, якої бракує про третій (зеленому) кольорі на місці прийому шляхом зворотного перетворення сигналів.

Основною проблемою при впровадженні кольорового телебачення було створення надійного і досить простого в управлінні кольорового телевізійного приймача доступною вартості, що забезпечує зображення з високою якістю передачі кольору. Тому вибір типу системи кольорового телебачення для мовлення мав велике значення.

У шістдесяті роки в СРСР і Європі велися роботи в порівнянні декількох систем кольорового телебачення. Вибір проводився в основному між одночасно сумісними системами кольорового телебачення: американської з квадратурної модуляцією NTSC (National Television System Committee - Національний комітет телевізійних систем), французької SECAM (Seguentiel a memare - послідовна з пам'яттю) і німецької PAL (Phase Alternation Line - з малої- змінною фазою).

У всіх цих системах використовується широкосмуговий монохромний (яскравості) сигнал, а додаткова кольорова інформація передається на поднесущей (піднесуть), розташований в спектрі монохромного сигналу. Відмінності полягає у способах модуляції піднесуть (квадратурна або частотна).

Структурна схема кольорового телевізійного приймача

Будь-який колір можна отримати комбінацією трьох основних кольорів - червоний, зелений і синій. У телебаченні їх позначають початковою буквою відповідних англійських слів. R (red), G (green), В (blue). Жовтий - наприклад, виходить при змішуванні червоного і зеленого (аналогічно монітора Рис. 5.1.47). Таким чином, найпростіша система кольорового телебачення повинна передбачати передачу одночасно трьох зображень: червоного, зеленого і синього.

Для передачі колірних сигналів скористалися принципом кіно, тобто передача червоного, зеленого та блакитного зображення по черзі. Така система кольорового телебачення була розроблена і навіть випробовувалася в 50-х роках. Перед телекамерою і перед екраном чорно - білого кінескопа встановлювали обертові диски з прозорими кольоровими секторами - світлофільтрами. Диски оберталися синхронно, і для стабілізації їх обертання служила спеціальна система.

Недоліки: - Картинки виходили дрібними;

  • Створювався шум швидко обертового диска;

  • Висока запиленість.

У всьому світі почалися пошуки і розробки нових - сумісних систем кольорового телебачення.

Таких систем зараз використовується три: NTSC (НТСЦ), PAL (ПАЛ), SECAM (СЕКАМ). Вона повністю сумісна, тобто кольорова телепередача приймається чорно-білим телевізійним приймачем як чорно-біла, а чорно-білу передачу можна дивитися і з допомогою кольорового телевізора, але без кольору.

У системі SECAM сигнали, передаються не три основних кольори, а їх комбінації:

  • Яскравості сигнал - EY. Він є сумою колірних сигналів червоного, ER, зеленого EG і синього EB;

  • Цветоразностниє сигнали RY, GY, і BY. Вони несуть інформацію тільки про колір переданого зображення.

Передавати всі чотири сигналу (яскравості і три цветоразностних) немає необхідності, оскільки третій сигнал кольоровості EG-Y можна сформувати в телевізорі з сигналів ER-Y і EB-Y. Це робиться в так званому матричному пристрої, в якому у певній пропорції складаються прийняті сигнали ER-Y і EB-Y. У результаті виходить сигнал - EG-Y, у якого залишається лише інвертувати полярність, щоб отримати третій цветоразностниє сигнал EG-Y. Потім з наявних трьох сигналів віднімається яскравості сигнал EY, і утворюються вихідні колірні сигнали ER, EG, EB. Вони і подаються на електроди кінескопа.

Рис. 5.1.47. Система кольорового телебачення SECAM (приймальня частина):

1 - приймач; 2 - фільтр сигналу; 3 - лінія затримки; 4 - фільтр цветоразностних сигналів; 5-фільтр RY та BY; 6-лінія затримки; 7 - електронний комутатор; 8 - амплітудний селектор; 9-частотний детектор сигналу RY, 10 - частотний детектор сигналу BY, 11, 12 - коригувальний блок; 13-матриця; 14-кінескоп

Три цветоразностних сигналу подають на електроди трьох електронних "гармат" кінескопа, а яскравості сигнал - на його загальний катод.

Таким чином, необхідно передавати крім яркостного лише два сигнали кольоровості.

Отже, в кольоровому телевізорі потрібен новий блок-блок кольоровості. У цьому блоці виділяються колірні поднесущие, детектируются, а з продетектированного сигналів виходять за допомогою матричної схеми сигнали кольоровості ER, EG, EB. Сигнали кольоровості передають через рядок: протягом одного рядка сигнал ER-Y, а протягом іншого EB-Y. Для компенсації запізнювання кольорорізнісного сигналу вводять спеціальну лінію затримки на час, рівний часу передачі одного рядка - 64 мкс.

Однак, час затримки сигналу в ланцюгах телевізійного приймача назад пропорційно смузі пропускання. Отже, широкосмуговий сигнал яскравості каналу проходить через ланцюга приймача швидше, ніж порівняно вузькосмугові сигнали яскравості. Якщо затримку сигналів яскравості не компенсувати, то на екрані кольорового телевізора можна побачити досить цікаві епізоди.

Наприклад:

Яскраво-рудий лев стрибнув з одного кута екрану в іншій, але стрибнув чорно-білим, а його яскраво-руда шевелюра стрибнула услід за ним з деяким запізненням. Інакше, "змазування" квітів на рухомому зображенні буде помітним. Для компенсації цього явища в канал яскравості кольорового телевізора впроваджує ще одну лінію затримки.

5.1.3.Цветной кінескоп

Одне з найголовніших елементів телевізора є пристрій кольорового кінескопа, оскільки саме він остаточно формує кольорове зображення. Кольоровий кінескоп має три катода і відповідно три електронних прожектора. Сфальцьовані ними три електронних промені направляються на екран під деяким кутом один до одного і потрапляють на маску.


Рис. 5.1.48. Пристрій кольорового кінескопа

Маска (Мал. 5.1.48, Рис. 5.1.49) являє собою тонкий металевий лист, встановлений перед самим екраном. У масці є отвори діаметром 0,25 мм. Число їх величезне: 550000.

Рис. 5.1.49. Масочний кінескоп

Люмінофор кольорового кінескопа виконаний у вигляді мозаїки з більш ніж півтора мільйона зерняток люмінофорів червоного, зеленого і синього світіння (R, G, B), причому розташовані ці зернятка в строгому порядку позаду отворів маски.

Три промені від трьох "прожекторів" спрямовані під деяким кутом один до одного. Пройшовши крізь отвір у масці, вони потрапляють на три зернятка люмінофора. Те саме повторюється, коли промені при розгортці перемістяться до сусіднього отвору. І так далі. У результаті кожен з променів викликає світіння екрана тільки своїм, певним кольором. Сигнал яркостного каналу з приймача подається на всі три катода кінескопа і модулює яскравість всіх трьох променів. Так формується чорно-біле зображення. А сигнали кольоровості з блоку кольоровості подаються на електроди (сітки) трьох електронних прожекторів і як би "розфарбовують" зображення.

Недоліки масочного кольоровий кінескопа:

Були розроблені планарні кінескопи. У них три електронних прожектора розташовані в один ряд. Маска замінена системою тонких дротів, розташованих перед екраном і своїм електричним полем, "розподіляє" промені по кольоровим вертикальним смужкам люмінофора. Яскравість екрана такого кінескопа виходить вищою, а енергоспоживання менше. Але тонкі дроту цветоделітельной сітки можна закріпити лише в натягнутому стані: отже, екран повинен бути плоским. У невеликих за розмірами кінескопах це ще можливо, але у великих кінескопах екран повинен бути опуклим, щоб протистояти тиску навколишнього повітря, адже всередині кінескопа вакуум. Сила атмосферного тиску на екран домашнього телевізора сягає двох-трьох тонн. Близько опуклого екрану розміщують тіньову маску з подовженими отворами, площа яких становить значну частину загальної площі маски. За кожним щілиноподібні отвором у масці розташовані три смужки люмінофорів червоного, зеленого і синього світіння на екрані. Вся тріада утворює один елемент зображення. Завдяки штриховий структурі екрану неточність установки променів по вертикалі мало впливає на якість зображення,

Рис. 5.1.50. Планарний кінескоп

Великою проблемою в кольорових кінескопах є зведення променів. Якщо первісної регулюванням вдалося домогтися точного попадання трьох променів в один отвір маски в центрі екрана, то навряд чи це вийде на його краях. Для зведення променів на всій площі екрану встановлюють додаткові електромагніти динамічного відомості, що живляться струмом спеціально підібраної форми. У сучасних планарних кінескопах (Мал. 5.1.50) використовують самосведеніе променів, здійснюване спеціально сконструйованої відхиляє системою з нерівномірним (астигматичних) магнітним полем. У новітніх конструкціях і постійний магніт статичного відомості розташований в колбі трубки. Він намагнічується лише одного разу, при заводській регулюванню кінескопа. Всі ці заходи помітно спрощують телевізійний приймач і підвищують якість кольорового зображення. Телевізори нового покоління з планарним кінескопом зовсім не мають електронних ламп. Вони зібрані тільки на напівпровідникових приладах. А чи не можна взагалі позбавитися і від останнього електровакуумного приладу-кінескопа?

5.1.4.Сістема телетексту

Телетекст - це інформаційна система для масового користувача, що забезпечує передачу власникам телевізорів самої різної інформації додатково до звичайних телевізійних програм.

Розробка принципів роботи таких систем, формування та передачі сигналів у них, конструкцій передавальних і приймальних пристроїв почалася ще в 60-х роках майже одночасно в Англії, Франції і ФРН. Найбільш раціональним виявився варіант, запропонований англійської корпорацією ВВС, і він в даний час використовується в якості загальносвітового стандарту WST (World System Teletext - всесвітня система телетексту). Французька система Antiope знайшла лише обмежене застосування.

Алгоритм отримання інформації в системі ТХТ

Інформація, передана по стандарту WST, може бути текстової чи графічної. Вона формується на телецентрі у вигляді сторінок, пронумерованих від 100-ї по 899-у і згрупованих у так звані журнали. Кожен з них присвячений певній темі, наприклад, спорту, економіці чи ін У ньому - близько ста сторінок. Перша сторінка містить зміст (перелік розділів журналу). Як правило, розділ, наприклад розклад поїздів, складається з кількох сторінок.

Для отримання інформації з системи телетексту (ТХТ) власник телевізора повинен налаштувати його на програму, провідну таку передачу, і, переключившись на прийом сигналів ТХТ, викликати сторінку 100 з переліком журналів. Потім, вибравши і викликавши потрібний журнал, переглянути його зміст і викликати бажаний розділ на екран телевізора для перегляду. Такий загальний алгоритм отримання інформації в системі ТХТ.

Варіанти реалізації ТХТ

Існує кілька варіантів реалізації ТХТ:

Основні відмінності між цими режимами полягають у характері зв'язку між сторінками і в способі їх пошуку.

У режимах LIST та ТОР такого зв'язку немає, сторінки самостійні і викликаються за їх номерами. Правда, якщо викликана одна зі сторінок багатосторінкового розділу, разом з нею виводиться на екран повідомлення про наявність продовження і числі сторінок.

Різниця між режимами LIST та ТОР полягає в тому, що в режимі LIST для виклику сторінки потрібно набрати її номер на пульті ДУ, а в режимі ТОР використовується меню (перелік сторінок на екрані), на якому встановлюють курсор (управляється з ПДУ) навпроти рядка з назвою потрібного журналу, розділу.

У режимі FLOF вся інформація згрупована за чотирма темами, а ПДУ має чотири кольорові кнопки для їх виклику. При натисканні однієї з них на екран послідовно виводяться одна за одною всі сторінки теми. Зміну сторінок можна призупинити для аналізу, а потім продовжити її або припинити.

У режимі FAST перебір сторінок організовано інакше. На першій сторінці кожного журналу, крім списку розділів і номерів сторінок, є чотири кольорових поля з номерами сторінок. Кожному полю відповідає кнопка такого ж кольору на ПДУ. При її натисканні викликається (без набору номера) сторінка, номер якої був зазначений на вибраному полі. На цій сторінці також є поля, але з іншими номерами. Діючи, таким чином, можна за кілька кроків вийти в потрібний розділ і на потрібну сторінку.

Разом з тим в будь-якому режимі кожна сторінка може бути обрана способом, застосованим в режимі LIST, - набором її номера.

Незважаючи на велику кількість режимів реалізації процесу пошуку інформації, кожен телецентр може використовувати тільки два способи:

LIST і один з швидких режимів (FAST, FLOF, TOP).

У той же час на приймальній стороні повинна бути забезпечена можливість многорежимной роботи для прийому повідомлень від будь-якого телецентру.

Стандарт WST

Сторінка ТХТ стандарту WST складається з 25 рядків по 40 символів в рядку. Перший рядок - заголовок сторінки. У рядках 2-25 розміщена інформація ТХТ, а в режимах FAST і FLOF рядок 25 служить рядком статусу.

Заголовок містить номер сторінки N, виведеної власником телевізора на екран; номер та найменування сторінки W, переданої телецентром в поточний момент; дату і час передачі; число і номери полустраніц. У рядку статусу відображаються кольорові поля з назвами тем (режим FLOF) або номерами сторінок (режим FAST).

Будь-яка рядок передається серією з 45 байтів. Байти 1-3 - синхронізуючі. Байти 4, 5 представляють собою адресу рядки: номер журналу і номер рядка в сторінці.

Байти 6-45 заголовка використовують наступним чином: в 6, 7 записано номер сторінки N; в 8-11 - дата і час; в 12-45 - номер і назву сторінки W, а також символьна інформація, що виводиться в заголовку (день тижня і т. п.). Ці ж байти в інших рядках містять символьну інформацію переданого тексту. Для підвищення завадостійкості восьмому біту кожного байта надається значення, що забезпечує непарне число одиниць в байті. Адреса рядка захищений по - бітної.

Інформація ТХТ, підготовлена ​​спеціальною службою телецентру до передачі, в цифровій формі зберігається в банку даних, з якого вона циклічно витягається і посторінково вводиться в телевізійний відеосигнал (ПЦТВ). Передача сторінок відбувається під час кадрових гасять імпульсів (КГІ).

Нагадаємо, що КГІ перший полукадра (поля) ПЦТВ займає інтервал до 623-го рядка попереднього поля по 23-й рядок першого поля, а другого поля - з 311-і по 335-ту рядка. Частина з них вже зайнята Зрівнював малими імпульсами, сигналами колірної синхронізації системи SECAM і телевізійними випробувальними сигналами. Вільні в кожному кадрі лише 12 рядків з номерами 6, 16-18, 22, 23, 318, 319, 329-332. У них-то і розміщують сигнали ТХТ.

Осцилограма ПЦТВ при передачі КГІ

На Рис. 5.1.51. показана осцилограма ПЦТВ при передачі КДІ та положення в ньому сигналів ТХТ. Вітчизняне мовлення ведеться з використанням негативної модуляції, нульові значення на цих осях розташовані на різних рівнях, а осі направлені в різні боки.

Рядок ТХТ передають в інтервалі між двома малими приглушують імпульсами. Цей інтервал дорівнює 52 мкс, і за цей час має бути передано 45 байт (360 біт) інформації. Отже, швидкість їх передачі повинна бути не нижче 6,923 Мбіт / с. У стандарті WST прийнято, що серія бітів рядка ТХТ передається сигналами прямокутної форми з тривалістю імпульсів і пауз 0,144144 мкс. Біту зі значенням 1 відповідає сигнал з рівнем 80% яскравості ПЦТВ, а біту 0 - 30% яскравості. Ці сигнали займають смугу частот 4 ... 10 МГц, що виходить за межі спектру ПЦТВ, обмеженого в різних системах мовлення частотою 5 ... 6 МГц. Щоб ввести їх в спектр ПЦТВ, піднесе сигналів телетексту зрушують на частоту 3,46875 МГц (гармоніка 222 малої частоти), причому верхню бічну смугу пригнічують.

Рис. 5.1.51. Осцилограма ПЦТВ при передачі КГІ

При використанні однієї телевізійної рядки в кожному напівкадрі для передачі сигналів ТХТ пропускна здатність за стандартом WST дорівнює двом рядкам ТХТ за кадр або 0,5 с на сторінку.

Такі структура та порядок кодування рядків сторінок ТХТ в прийнятій у нас системі мовлення SECAM-D / K. У системі PAL немає спеціальних сигналів колірної синхронізації, і передача сторінок може йти швидше за рахунок використання більшого числа телевізійних рядків. У системі NTSC застосована інша система розміщення сигналів ТХТ в ПЦТВ, а в деяких країнах використано й те число рядків у сторінці і знаків у рядку.

У нашій країні передачі ТХТ ведуться за програмами ОРТ, ТВ - центр, НТВ, ТВ-6 і по каналах супутникового телебачення. Кожна з них формує свій пакет журналів і по-своєму визначає їх зміст.

Так, ОРТ передає пакет з назвою "Російська служба телетексту на 1 ТВ каналі TELEINF" з п'яти журналів: новини і спорт, економіка і фінанси, товари і послуги, дозвілля, калейдоскоп. Пакет містить сторінки з номерами від 100-ої до 512-ї. На сторінці 100 дано зміст пакету: найменування журналів та номери їх перших сторінок. На сторінці 101 вказана періодичність оновлення інформації в пакеті: новини - два рази на день; погода, фінанси, спорт, програми ТБ - щодня;

інші відомості - два-три рази на тиждень.

Пакет організований у режимі FAST, але кольорові поля є тільки на перших сторінках розділів. Перебір підсторінок в деяких розділах відбувається автоматично, в інших півсторінки потрібно викликати набором номера. Час очікування чергової сторінки не перевищує 45с.

Телетекст на програмі ТБ - центр організований в режимі LIST. Пакет зі сторінок з номерами 100-497 побудований так, що перші сторінки журналів та сторінки з найбільш важливою інформацією передаються по кілька разів у кожному циклі. Це помітно скорочує час очікування такої сторінки, хоча для інших воно таке ж, як у пакеті ОРТ.

Програма НТВ передає "Журнал ділових людей БЛІЦТЕКСТ", що складається зі сторінок 100-777, також у режимі LIST. У такому ж режимі передається і пакет "ТВ-6 текст" на каналі ТВ-6. Він складається з трьох журналів. Його особливість у тому, що перебір сторінок при їхньому пошуку забезпечується тільки в межах нумерації сторінок викликаного журналу. Це означає, що в кожному напівкадрі ПЦТВ одночасно передається по одному рядку з кожного журналу. Час очікування сторінки не перевищує 5 ... 8 с, що набагато краще цього показника в будь-якій іншій програмі.

Прийом сигналів ТХТ

Для прийому сигналів ТХТ телевізор повинен мати спеціальний пристрій - декодер ТХТ, а для управління його роботою - систему дистанційного управління з микроконтроллерной обробкою команд і відповідним програмним забезпеченням. Розгляд їх почнемо з декодера ТХТ.

Існує велика кількість типів декодерів, які розрізняються за способами управління їх роботою, обсягом пам'яті сторінок і схемного побудови.

За способом управління декодери поділяються на прості і з розширеними можливостями. Простим декодером управляє мікроконтролер (CCU-TV) системи керування телевізора. Він працює тільки в режимі LIST. Декодер з розширеними можливостями забезпечує роботу як в режимі LIST, так і в швидких режимах (FAST, FLOF, TOP). Для цього він повинен мати власний мікроконтроллер (CCU-TXT). Нагадаємо, що мікроконтроллер - це восьмирозрядний мікропроцесор, в корпус якого введено набір інтерфейсних пристроїв, що перетворюють машинні коди мікропроцесора в аналогові або іншої форми сигнали для управління зовнішніми пристроями, включаючи цифрову шину.

За обсягом пам'яті декодери поділяються:

Майбутнє телебачення

Це майбутнє дуже близько. Одна з японських фірм вже рекламувала телевізор, змонтований у корпусі наручних годинників. У ньому немає, зрозуміло, ніякого кінескопа, а екран виконаний на рідких кристалах, приблизно так само, як і циферблат звичайних електронних годинників. Чіткість зображення, безумовно, невисока, та й контрастність чорно-білого зображення залишає бажати кращого. Заманливо інше, чи не зробити екран у вигляді матриці світлодіодів? Зараз вже розроблені і випускаються світлодіоди зеленого, червоного і синього світіння. Як влаштований світлодіод? Досить просто: мініатюрний кристалик напівпровідника закріплений на металевій підкладці. Зверху напилені практично зовсім прозорий, настільки він тонкий, металевий контакт. І все. Коли через світлодіод проходить електричний струм, атоми напівпровідника порушуються ударами носіїв заряду, а, повертаючись в рівноважний стан, віддають накопичену енергію у вигляді квантів світла.

Здавалося б, таке просте пристрій можна було б створити давним-давно, але цього не сталося. Потрібна була досконала технологія виробництва напівпровідників, треба було підібрати відповідні матеріали - арсенід галію, фосфід галію і деякі інші. Хоча, - перші світлодіоди були виготовлені в кустарних умовах понад півстоліття тому в Нижньогородській радіолабораторії молодим співробітником О.В. Лосєвим. Фанатик радіо, дні і ночі проводив він в лабораторії, експериментуючи з різними кристалами для детекторних приймачів. Світіння виникало в тому випадку, якщо до детектора (діоду) підводилося певну напругу від зовнішньої батареї. Про практичне застосування світлодіоди в той час не могло бути й мови (та й назви такого - "світлодіод" - ще не придумали), але явище щось було виявлено. І ще одне чудове відкриття зробив О. В. Лосєв, експериментуючи з діодами, на які подавалося зовнішня напруга зсуву. Виявилося, що діод може генерувати.

Всі ці напівпровідникові прилади мають вольт - амперна характеристику з "падаючим" ділянкою, тобто ділянкою негативного опору. Якщо робочу точку діода вивести зовнішнім напругою зсуву на цю ділянку, діод буде генерувати, причому на дуже високих частотах. В усякому разі, цілком ймовірно, що майбутні телевізійні приймачі, що працюють в діапазонах ДМХ і сантиметрових хвиль (СМВ) матимуть гетеродин, зібраний на "генеруючому діоді.

Але повернемося до матричному телевізійному екрану. Півтора мільйона кольорових фотодіодів розмістити на екрані - завдання цілком посильне сучасній мікроелектроніці. Важче інше - діоди треба "запалювати" по черзі, відповідно до розгорткою телевізійного растру. У принципі це теж можна зробити за допомогою надвеликої інтегральної мікросхеми (НВІС). І ще - яскравістю світіння діодів треба керувати прийнятим телевізійним сигналом. Зробити все це поки що досить важко, але якщо зробити ... телевізор можна буде повісити на стіну, як картину. Чіткість зображення вийде незвично високою, відпадуть проблеми "відомості променів", регулювання "чистоти кольору", характерні для сучасних телевізорів з кінескопами. А вже про енергоспоживання і говорити нічого - можна буде живити весь телевізор від батарейки кишенькового ліхтаря, адже світлодіоди споживають струм лише кілька міліампер при напрузі 2 ... 3 В.

В даний час широкого поширення набуло так зване супутникове телебачення. Власне, передача телепрограм через супутники - ретранслятори почалася вже з 60-х років. Тільки приймальні пристрою або, швидше, прийомні центри потрібні досить великі, оснащені великогабаритними антенами та високочутливими приймачами. У Росії діє кілька таких систем: "Орбіта", "Москва", "Екран", обслуговуючі телевізійним мовленням найвіддаленіші куточки країни.

Ближче всіх до безпосереднього телевізійного мовлення система "Екран". Приймальна станція цієї системи може бути встановлена ​​і на польовому стані, і на базі геологічної експедиції.

Новий якісний стрибок у розвитку телебачення може бути зроблений з розвитком мережі кабельного зв'язку і великих ЕОМ. Розглянемо так зване "діалогове" телебачення. Зараз телеглядач дивиться тільки те, що йому показують, і ніяк не може вплинути на програму передач, хіба що напише листа в телевізійну редакцію. А тепер уявіть ситуацію. Читаючи складний наукова праця чи детектив, ви зустріли незнайоме слово. Ввімкнули телевізор. Набрали на клавіатурі замовлення в бібліотеку. Не минуло й двох хвилин, як на екрані вашого телевізора - дисплея з'явилося зображення сторінки з Великої Радянської Енциклопедії з поясненням даного слова.

Загалом - то нічого надприродного в намальованою ситуації немає. Просто до телевізора повинна бути приєднана невелика буферна ЕОМ з досить великою пам'яттю, підключена широкосмугової кабельної або световолоконной лінією до загальнонаціональної мережі комп'ютерного зв'язку. Ваше замовлення викличе з пам'яті великої ЕОМ (яка може перебувати на дуже великій відстані) відповідну інформацію. Остання буде передана вашої персональної ЕОМ, оброблена і відтворена на екрані телевізора.

Досліди з передачі текстової інформації через існуючі телепередавачі вже проводяться. Адже телевізійний сигнал за своєю природою не безперервний - близько 20% часу передачі відводиться на зворотний хід променя між рядками і кадрами. У цей час і можна передавати цифрову інформацію, відповідає потрібному тексту. ТБ оснащується додатковим пристроєм для виділення і запам'ятовування цієї інформації. З таким пристроєм телеглядач отримує можливість викликати на екран субтитри до переданому фільму, дізнаватися розклад руху поїздів та літаків, зведення погоди і багато іншого. Подібні системи вже експлуатуються в ряді країн.

Наступним кроком у розвитку телебачення буде впровадження систем телебачення високої чіткості. До єдиної думки розробники поки не прийшли, але очікується збільшення числа рядків в кадрі до 1000 ... 1500 при відповідному розширенні смуги частот телевізійного сигналу-З цієї причини передачі телебачення високої чіткості будуть вестися в діапазонах ДМХ і СМВ. Очікується і впровадження стереозвуку у телебачення.

Питання для повторення
  1. Поняття про телевізійні стандарти. Телевізійний стандарт, застосовуваний у нашій країні. Його характеристика.

  2. Телевізійний діапазон частот. Віщальні станції Нижнього Новгорода.

  3. Спектр відеосигналу.

  4. Спрощена функціональна схема передавача зображення. Призначення, склад і принцип роботи.

  5. Спрощена функціональна схема передавача звуку. Призначення, склад і принцип роботи.

  6. Характеристика повного телевізійного сигналу.

  7. Структурна схема чорно-білого телевізійного приймача. Призначення, склад, принцип роботи за функціональною схемою.

  8. Структурна схема кольорового телевізійного приймача. Призначення, склад, принцип роботи.

  9. Суміщені спектри сигналів яскравості і кольоровості.

  10. Принципи передачі кольорових сигналів. Гідність і недоліки. Змішання квітів.

  11. Система кольорового телебачення SECAM (приймальня частина). Призначення, склад і принцип роботи за функціональною схемою.

  12. Пристрій кольорового кінескопа. Недоліки масочного (дельтовидная) кінескопа. Планарний кінескоп. Конструктивні особливості кінескопа.

  13. Перспектива розвитку сучасного телебачення.


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Програмування, комп'ютери, інформатика і кібернетика | Реферат
631.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Автоматизовані системи управління обробки інформації в торгівлі
Автоматизовані системи обробки інформації
Автоматизовані системи обробки економічної інформації
Автоматизовані системи захисту інформації
Геоінформаційні технології Автоматизовані системи збору та зберігання і аналізу інформації
Геоінформаційні технології Автоматизовані системи збору та зберігання і аналізу інформації Основи
Автоматизовані системи управління
Автоматизовані системи управління підприємством
Автоматизовані системи управління підприємством 2
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru