Основы телевидения

П. И. Мисюль

основы

телевидения

Рекомендовано учреждением образования «Республиканский институт 
профессионального образования» Министерства образования Республики 

Беларусь в качестве пособия для учащихся учреждений образования, 

реализующих образовательные программы профессиональнотехнического образования по специальности «Техническое 

обслуживание и ремонт радиоэлектронных средств» 

и среднего специального образования по специальности «Техническая 

эксплуатация радиоэлектронных средств»

Минск
РИПО

2015

УДК  621.397.13(075.32)
ББК  32.94я7

М65

Автор:

преподаватель УО «Молодечненский государственный 

политехнический колледж» П. И. Мисюль.

Рецензенты:

предметно-методическая комиссия «Техническая эксплуатация 

радиоэлектронных средств» УО «Минский государственный высший 

радиотехнический колледж» (Б. П. Даниленко);

доцент кафедры «Системы телекоммуникаций» УО «Белорусский 
государственный университет информатики и радиоэлектроники», 

кандидат технических наук, доцент А. П. Ткаченко.

Все права на данное издание защищены. Воспроизведение всей книги или 

любой ее части не может быть осуществлено без разрешения издательства.

Выпуск издания осуществлен при финансовой поддержке Министерства обра
зования Республики Беларусь.

Мисюль, П. И.

М65
Основы телевидения : пособие / П. И. Мисюль. – Минск : 

РИПО, 2015. – 372 с. : ил.

ISBN 978-985-503-543-6.

В пособии рассмотрены физические основы телевидения, принципы 

формирования и передачи сигналов цветного телевидения. Дана 
характеристика систем цветного телевидения NTSC, PAL, SECAM 
и действующих стандартов. Особое внимание уделяется принципам 
построения функциональных узлов современных телевизоров и 
функционированию.

Освещены вопросы организации сети теле визионного вещания, в том 

числе кабельного и спутникового цифрового телевидения: цифровое 
представление видеосигналов и звука; принципы кодирования; формирование полного цифрового ТВ-сигнала; стандарты на цифровое 
телевидение; построение приемного устройства цифровой ТВ-системы.

Предназначено для учащихся учреждений профессионально-тех
нического и среднего специального образования. Будет полезно при 
переподготовке рабочих, а также для радиолюбителей.

УДК 621.397.13(075.32)
ББК 32.94я7

ISBN 978-985-503-543-6                © Мисюль П. И., 2015

© Оформление. Республиканский институт

профессионального образования, 2015

СпиСок Сокращений

АИМ – амплитудно-импульсная модуляция
АМ – амплитудная модуляция
АПЧГ – автоматическая подстройка частоты гетеро
дина

АРУ – автоматическая регулировка усиления
АЧХ – амплитудно-частотная характеристика
АЦП – аналого-цифровой преобразователь
БПД – блок питания дежурного режима
ВЧ – высокая частота
ДКП – дискретно-косинусное преобразование
ДМВ – дециметровые волны
ЖК – жидкие кристаллы (жидкокристаллический)
ИКМ – импульсно-кодовая модуляция
ИП – источник питания
КГИ – кадровые гасящие импульсы
КСИ – кадровые синхроимпульсы
НЧ – низкая частота 
ОИ – оптическое изображение
ОЭП – оптико-электронный преобразователь
ПДУ – пульт дистанционного управления
ПЗС – прибор с зарядной связью
ПТС – полный телевизионный сигнал
ПЧ – промежуточная частота
ПЧИ – промежуточная частота изображения
ПЧЗ – промежуточная частота звука
ПЦТС – полный цветной телевизионный сигнал
ПФ – полосовой фильтр
РКТВ – радиоканал вещательного телевидения
РСВТ – радиосигнал вещательного телевидения
СДУ – система дистанционного управления

Список сокращений

СГИ – строчные гасящие импульсы
СИ – синхронизирующие импульсы
СКПТ – система коллективного приема телевидения
СКТВ – система кабельного телевидения
ССИ – строчные синхроимпульсы
СЦС – сигналы цветовой синхронизации
ТВ – телевидение (телевизионный)
ТВЧ – телевидение высокой четкости
УЗЧ – усилитель звуковой частоты
УПЧЗ – усилитель промежуточной частоты звука
УПЧИ – усилитель промежуточной частоты изобра
жения

ЧМ – частотная модуляция
ФВЧ – фильтр высоких частот
ФНЧ – фильтр низких частот
ФЭП – фотоэлектрический преобразователь
ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь
ЦРС – цветоразностные сигналы
ЭЛТ – электронно-лучевая трубка
ЭОП – электронно-оптический преобразователь

ВВеДение

Телевидение – научно-техническое направление в ра
диоэлектронике, объяденяющее вопросы электрической 
передачи, обработки, записи (хранения) и воспроизведения движущихся и неподвижных оптических изображений со звуковым сопровождением или без него. Комплекс технических и программных средств, обеспечивающих передачу изображений телевизионным способом, 
составляет телевизионную систему. 

Слово «телевидение» состоит от двух слов: «теле» 

(от греч. tele – далеко) и «видение», что буквально означает «далековидение». Термин «телевидение» впервые 
был использован российским инженером К.Д. Перским 
в 1900 г. на IV Международном электротехническом конгрессе в Париже. В ГОСТ 21879-88 приведено следующее 
определение: «Телевидение – это передача и получение 
на расстоянии изображений движущихся и неподвижных объектов электрическими средствами со звуковым 
сопровождением или без него».

ТВ развивается по двум основным направлениям:
1) вещательное телевидение – телевидение со звуко
вым сопровождением для массовой аудитории зрителей;

2) прикладное телевидение – телевидение, применя
емое во всех других областях (промышленности, науке, 
медицине, обороне и т. д.).

Можно выделить четыре этапа развития ТВ.
Первый – зарождение, первые идеи и опыты по пере
даче изображений движущихся объектов.

Второй – ТВ-вещание по системе с оптико-меха
нической разверткой изображения на передающей и приемной сторонах.

Введение

Третий – ТВ-вещание с электронной разверткой и 

передачей сначала информации только о яркости, т. е. 
черно-белых изображений, затем и о цветности по композитным системам цветного телевидения NTSC, PAL, 
SECAM.

Четвертый – ТВ-вещание по компонентным систе
мам цифрового ТВ и развитие от ТВ стандартной четкости до ТВ высокой, ультравысокой и супервысокой четкости, стереотелевидения.

В основе телевидения лежит открытие фотоэффек
та в селене, сделанное У. Смитом в 1873 г. Изобретение 
сканирующего диска П. Нипковым в 1884 г. послужило 
толчком в развитии механического телевидения, которое 
пользовалось популярностью вплоть до 1930-х гг. 

10 октября 1906 г. изобретатели М. Дикман (ученик 

К.Ф. Брауна) и Г. Глаге зарегистрировали патент на использование трубки Брауна для передачи изображений.

В 1907 г. Дикманом был продемонстрирован телеви
зор с экраном  в 20 строк, размером 3×3 см и частотой 
развертки 10 кадров/с.

Первый патент на электронное телевидение получил 

профессор Петербургского технологического института 
Б. Розинг, который 25 июля 1907 г. подал заявку на патентование «Способа электрической передачи изображения». Однако ему удалось добиться передачи на расстояние только неподвижного изображения. 

Настоящим прорывом в четкости изображения элек
тронного телевидения, что решило в его пользу спор с 
механическим телевидением, стал «иконоскоп», изобретенный в 1923 г. В. Зворыкиным. Иконоскоп – первая 
электронная передающая телевизионная трубка. Первые 
регулярные передачи черно-белого ТВ были начаты в 
Германии в 1934 г. В 1937 г. в СССР, в Ленинграде и Москве были созданы первые телецентры.

Введение

С 1948 г. начато вещание по системе электронного 

телевидения с разложением на 625 строк и 50 полей/с. 
В США был принят стандарт на 525 строк и 60 полей/с 
еще в 1940 г.

Проекты по передаче цветных изображений начали 

разрабатываться в 1899 г. ученым А.А. Полумординовым. 
Трехцветная последовательная система передачи цветных изображений была предложена в 1926 г. И.А. Адамианом. 

В 1953 г. в США была принята система NTSC, а си
стемы PAL и SECAM с 1967 г. начали применяться одновременно во многих странах.

Постоянное совершенствование телевизионной ап
паратуры, систем передачи сигнала, с одной стороны, и 
возрастание требований к качеству телевизионного изображения и звука – с другой, привели к созданию цифровых телевизионных систем. 

В Республике Беларусь принята Государственная 

программа перехода на цифровое вещание, согласно которой с 2015 г. программы цифрового вещательного телевидения транслируются по всей территории страны. 

Развитие цифрового телевидения прошло три этапа.
Первый этап характеризуется использованием циф
ровой техники в отдельных частях телевизионного тракта при сохранении аналоговых каналов связи. На данном 
этапе осуществлено введение цифровых блоков в ТВприемники с целью повышения качества изображения 
и звука и расширение функциональных возможностей 
телевизоров.

Второй этап (начало 1980-х гг.) — это создание гиб
ридных аналогово-цифровых ТВ-систем с параметрами, 
отличающимися от принятых аналоговых систем. В этот 
преиод  появилось телевидение повышенного качества.

Введение

Третий этап (конец 1990-х гг.) — это создание циф
ровых телевизионных систем. В это время появилось 
телевидение высокой четкости. В качестве каналов связи начали применять спутниковые системы, волоконнооптические линии связи, получили развитие кабельные 
системы телевидения.

ГлаВа 1. ФизичеСкие оСноВы телеВиДения

1.1. СВетоВое излучение и еГо характериСтики

Светом называют электромагнитное излучение, ко
торое оценивается глазом по действию, производимому 
на него. Ощущение света создают только длины волн 
электромагнитных колебаний определенного диапазона, 
который называется «диапазоном видимых (световых) 
излучений». Границами этого диапазона являются длины волн от 380 до 780 нм (рис. 1.1).

V( )
λ

0,5

1,0

400
500
600
700
800
λ

λ

, нм

, м

УФ

Фиолетовый

ИК

Синий

Голубой

Зеленый

Желтый

Оранжевый

Красный

380 430 470 500 560590
600
780

ВИ

УФ
ИК
РВ

10
-9
10
-8
10
-7
10
-6
10
-5
10
-4
10
-3

0

а

б

V(λ)

λ, м

λ, нм

Рис. 1.1. Относительная спектральная характеристика зрения (а) 
со шкалой электромагнитных волн (б): ВИ – видимое излучение; 

ИК – инфракрасное излучение; УФ – ультрафиолетовое излучение; 

V(αλ) – относительная спектральная характеристика зрения

Глава 1. Физические основы телевидения

Изображение объектов – это непосредственное (хотя 

бы частичное) восприятие человеком электромагнитных 
колебаний в диапазоне видимых излучений, если эти 
объекты излучают данные электромагнитные колебания 
либо отражают или пропускают их от внешних источников.

Световые явления характеризуются рядом светотех
нических величин и единиц. Остановимся на тех из них, 
которые используются в телевидении.

Световой поток F представляет собой мощность ви
димого светового излучения, которое оценивается по 
зрительному ощущению. Единицей измерения светового 
потока является люмен (лм). 1 люмен соответствует потоку, излучаемому источником с силой света 1 кандела 
(кд) в телесном угле 1 стерадиан (ср).

Распределение светового потока в пространстве, окру
жающем источник света, характеризуется силой света.

Сила света I определяется как отношение светового 

потока ∆F к телесному углу ∆Ω, в пределах которого этот 
поток излучается, т. е. 

I = ∆F / ∆Ω, [кд].
(1.1)

Телесный угол равен отношению площади поверхно
сти, вырезанной на сфере конусом, к квадрату радиуса 
сферы (рис. 1.2):

Ω = S / r 2, [cр].
(1.2)

Телесный угол всей сферы равен 4απ ср. 
Единицей силы света является кандела (кд). Сила 

света равна 1 канделе, если в телесном угле, равном 
одному стерадиану, проходит, равномерно распределяясь, 
световой поток в 1 люмен. 1 кандела – сила излучения 
эталона (эталонный излучатель или абсолютно черное 
тело) при температуре затвердевания платины (2042 °К) 
площадью 1/60 см2. В природе абсолютно черного тела