ИНФОФИЗ — мой мир.
Весь мир в твоих руках — все будет так, как ты захочешь
Весь мир в твоих руках — все будет так, как ты захочешь
Как сказал.
Если вы студент, значит перед вами стоит тысяча возможностей. Найдите в себе силы, чтобы использовать хотя бы одну из них.
Вопросы к экзамену
Для всех групп технического профиля
Список лекций по физике за 1,2 семестр
Я учу детей тому, как надо учиться
Часто сталкиваюсь с тем, что дети не верят в то, что могут учиться и научиться, считают, что учиться очень трудно.
Урок 47-2 (дополнительный материал). Принципы телевидения. Применение радиосвязи.
Телевидение. Основные принципы.
Телевидение — система связи для трансляции и приёма движущегося изображения и звука на расстоянии.
Телевидение основано на принципе последовательной передачи элементов изображения с помощью радиосигнала или по проводам. Разложение изображения на элементы происходит при помощи диска Нипкова, электронно-лучевой трубки или полупроводниковой матрицы. Количество элементов изображения выбирается в соответствии с полосой пропускания радиоканала и физиологическими критериями. Для сужения полосы передаваемых частот и уменьшения заметности мерцания экрана телевизора применяют чересстрочную развёртку. Также она позволяет увеличить плавность передачи движения.
Схема телевидения в основном совпадает со схемой радиовещания. Разница заключается в том, что в передатчике колебания модулируются не только звуковыми сигналами, но и сигналами изображения. Оптические сигналы в передающей телекамере преобразуются в электрические. Модулированная электромагнитная волна переносит информацию на большие расстояния. В телевизионном приемнике высокочастотный сигнал делится на три сигнала: сигнал изображения, звуковой сигнал и сигнал управления. После усиления эти сигналы поступают в свои блоки и используются по назначению.
Телевизионный тракт в общем виде включает в себя следующие устройства:
1. Телевизионная передающая камера. Служит для преобразования изображения, получаемого при помощи объектива на мишени передающей трубки или полупроводниковой матрице, в телевизионный видеосигнал. Для воспроизведения движения используют принцип кино: изображение движущегося объекта (кадра) передают десятки раз в секунду (в телевидении 50 раз). Преобразование изображения кадра в электрические сигналы производится с помощью иконоскопа.
Иконоскоп — передающая вакуумная электронная трубка, преобразующая изображение кадра в серию электрических сигналов.
На экран иконоскопа проецируется изображение объекта с помощью оптической системы (объектива). Такой же сигнал получается в телевизионном приемнике, где сигнал преобразуется в видимое изображение на экране кинескопа.
2. Телекинопроектор. Преобразует изображение и звук на киноплёнке в телевизионный сигнал, и позволяет демонстрировать кинофильмы по телевидению.
3. Видеомагнитофон. Записывает и в нужный момент воспроизводит видеосигнал, сформированный передающей камерой или телекинопроектором.
4. Видеомикшер. Позволяет переключаться между несколькими источниками изображения: камерами, видеомагнитофонами и другими.
5. Передатчик. Несущий сигнал высокой частоты модулируется телевизионным сигналом и передается по радио или по проводам.
6. Приёмник — телевизор. С помощью синхроимпульсов, содержащихся в видеосигнале, телевизионное изображение воспроизводится на экране приемника (кинескоп, ЖК-дисплей, плазменная панель).
Кинескоп — приемная вакуумная электронная трубка, преобразующая электрические сигналы в видимое изображение.
Кроме того, для создания телевизионной передачи используется звуковой тракт, аналогичный тракту радиопередачи. Звук передаётся на отдельной частоте обычно при помощи частотной модуляции, по технологии, аналогичной FM-радиостанциям. В цифровом телевидении звуковое сопровождение, часто многоканальное, передаётся в общем с изображением потоке данных.
Телевизионные радиосигналы передаются в диапазоне ультракоротких волн, т. е. в пределах прямой видимости антенны. Для передачи сигнала на большие расстояния используют ретрансляторы (телепередатчики). Зона уверенного приема телевидения увеличивается благодаря использованию ретрансляционных спутников.
Башня Останкинского телецентра высотой 540 м обеспечивает прием в радиусе 120 км.
Применение радиосвязи
В наш технический век радиосвязь глубоко проникла в повседневную жизнь.
Мобильная связь. Абсолютное большинство современных людей не мыслят своей жизни без мобильного телефона. Но редко кто из них догадывается о том, что мобильный телефон – это аппарат, совмещающий в себе функции приёмника и передатчика, а мобильная связь осуществляется с помощью тех же обыкновенных радиоволн.
Радиотелефонная связь. Там, где используют рации – различные приёмопередающие устройства (полиция, скорая помощь, МЧС и т.п.), связь также осуществляется с помощью радиоволн.
Приём телевизионных сигналов с помощью антенн, которые устанавливаются на крышах домов, постепенно уходит в прошлое. Тем не менее, те же самые радиоволны переносят изображение
Спутниковые телевидение, телефонная связь, Интернет – всё это существует, благодаря радиоволнам, которые излучаются передатчиком, ретранслируются спутником и достигают приёмника.
Беспроводные мышь, клавиатура и гарнитура также содержат миниатюрные приёмопередатчики, работающие в радиоволновом диапазоне.
Biuetooch, Wi-Fi, беспроводные компьютерные сети – это также передатчики и приёмники радиоволн.
Различные радиоуправляемые модели обязательно имеют блок управления (передатчик) и приёмник в самой модели.
GPS, ГЛОНАСС – глобальные системы позиционирования, с помощью которых можно определить не только своё место положения, но и многое другое – работают также в радиоволновом диапазоне.
Радиолокация. А.С. Попов ещё в 1900 году обнаружил отражение электромагнитных волн от кораблей и указал на возможность использования этого эффекта в радиолокации. Позднее было обнаружено, что практически все вещества отражают радиоволны. Результат отражения зависит не только от рода вещества, но и от длины волны. Суть радиолокации заключается в следующем. Передатчик вырабатывает высокочастотный импульс и с помощью специальной параболической антенны посылает его в направлении объекта, например, самолёта. Радиоволна, достигая объекта, отражается от него во все стороны. Часть отражённой волны, энергия которой очень мала, улавливает приёмная параболическая антенна. Зная время t между моментом излучения и моментом приёма сигнала, легко рассчитать R расстояние до объекта: R=ct/2 , где с – скорость распространения радиоволны.
Разумеется, это самая примитивная схема радиолокации. В настоящее время анализ принятого сигнала выполняется специализированным компьютером, который определяет не только расстояние, но и скорость, тип объекта, автоматически анализирует «свой-чужой», сравнивает с базой данных и выдает его тактико-технические характеристики и т.д. Имеются мобильные радиолокационные комплексы и мощные стационарные системы, отслеживающие одновременно сотни объектов вблизи поверхности Земли и в космосе над половиной территории России.
В радиоастрономии радиолокационными методами определяют расстояния до небесных тел, отслеживают движение астрономических объектов.
В космонавтике – следят за положением и перемещением различных космических аппаратов.
Карта поверхности Венеры, скрытой мощным облачным покровом, была составлена с помощью радиолокации.
Источник
Телевидение как способ связи
«Физика — 11 класс»
Понятие о телевидении
Радиоволны используются для передачи не только звука, но и изображения в телевидении.
Принцип передачи изображения
На передающей станции производится преобразование изображения в последовательность электрических сигналов.
Этими сигналами модулируются колебания, вырабатываемые генератором высокой частоты.
Модулированная электромагнитная волна переносит информацию на большие расстояния.
В приемнике производится обратное преобразование.
Высокочастотные модулированные колебания детектируются, а полученный сигнал преобразуется в видимое изображение.
Для передачи движения немного отличающиеся друг от друга изображения движущегося объекта (кадры) передаются десятки раз в секунду (в России — 50 раз в секунду).
Изображение кадра преобразуется с помощью передающей вакуумной электронной трубки-иконоскопа в серию электрических сигналов.
Кроме иконоскопа существуют и другие передающие устройства.
Внутри иконоскопа расположен мозаичный экран, на который с помощью оптической системы проецируется изображение объекта.
Каждая ячейка мозаики заряжается, причем ее заряд зависит от интенсивности падающего на ячейку света.
Этот заряд меняется при попадании на ячейку электронного пучка, создаваемого электронной пушкой.
Электронный пучок последовательно попадает на все элементы сначала одной строчки мозаики, затем другой строчки и т. д. (всего 625 строк).
От того, насколько сильно меняется заряд ячейки, зависит сила тока в резисторе R.
Поэтому напряжение на резисторе изменяется пропорционально изменению освещенности вдоль строк кадра.
Принцип приема изображений
Высокочастотные сигналы, полученные на выходе трубки, попадают на антенну, излучающую соответствующие электромагнитные волны.
Эти сигналы формируются в телевизионном приемнике после детектирования.
Это видеосигналы.
Они преобразуются в видимое изображение на экране приемной вакуумной электронной трубки — кинескопа.
Электронная пушка такой трубки снабжена электродом, управляющим числом электронов в пучке и, следовательно, свечением экрана в месте попадания луча.
Системы катушек горизонтального и вертикального отклонения заставляют электронный луч обегать весь экран точно таким же образом, как электронный луч обегает мозаичный экран в передающей трубке.
Синхронность движения лучей в передающей и приемной трубках достигается посылкой специальных синхронизирующих сигналов.
Телевизионные радиосигналы могут быть переданы только в диапазоне ультракоротких (метровых) волн.
Такие волны распространяются обычно лишь в пределах прямой видимости антенны.
Поэтому для охвата телевизионным вещанием большой территории необходимо размещать телепередатчики как можно ближе друг к другу и поднимать их антенны как можно выше.
Башня Останкинского телецентра в Москве высотой 540 м обеспечивает надежный прием телепередач в радиусе 120 км.
В настоящее время телевизионная сеть в нашей стране насчитывает несколько тысяч вещательных станций; их передачи принимают около 100 млн телевизоров.
Для получения цветного изображения осуществляется передача трех видеосигналов, несущих компоненты изображения, соответствующие основным цветам (красному, зеленому, синему).
Зона надежного приема телевидения непрерывно увеличивается, в основном за счет использования ретрансляционных спутников.
Развитие средств связи
Еще сравнительно недавно междугородная телефонная связь осуществлялась исключительно по проводам.
В настоящее время все шире применяются кабельные и радиорелейные линии, повышается уровень автоматизации связи.
В радиорелейных линиях связи используются ультракороткие (дециметровые и сантиметровые) волны.
Эти волны распространяются в пределах прямой видимости, поэтому линии состоят из цепочки маломощных радиостанций, каждая из которых передает сигналы к соседней как бы по эстафете.
Такие станции имеют мачты высотой 60—80 м, находящиеся на расстоянии 40—60 км друг от друга.
Все большей популярностью пользуются оптоволоконные линии связи, позволяющие передавать большой объем информации.
Процесс передачи основан на многократном отражении лазерного луча, распространяющегося по тонкой трубке (волокну).
Такая связь возможна между двумя неподвижными объектами.
Успехи в области космической радиосвязи позволили создать новую систему связи, названную «Орбита».
В этой системе используются ретрансляционные спутники связи.
Спутники связи серии «Молния» запускаются на сильно вытянутые орбиты.
Период их обращения составляет около 12 ч.
Созданы мощные и надежные системы, обеспечивающие телевизионным вещанием районы Сибири и Дальнего Востока.
Они позволяют осуществить телефонно-телеграфную связь с отдаленными районами нашей страны.
Новые спутники связи серии «Радуга» запускаются на орбиту радиусом около 36 000 км.
На этой орбите период обращения спутника равен 24 ч, и поэтому спутник все время находится над одной и той же точкой поверхности Земли.
Совершенствуются и находят новые применения и такие сравнительно старые средства связи, как телеграф и фототелеграф.
В год по фототелеграфу передаются десятки тысяч газетных полос, с которых печатаются сотни миллионов экземпляров газет.
Телевидение охватывает почти все населенные пункты нашей страны.
В нашей стране создается Единая автоматизированная система связи.
В связи с этим развиваются, совершенствуются и находят новые области применения различные технические средства связи.
Источник: «Физика — 11 класс», учебник Мякишев, Буховцев, Чаругин
Электромагнитные волны. Физика, учебник для 11 класса — Класс!ная физика
Источник
Система телевизионной связи
Телевидение — вид электрической связи, предназначенный для передачи подвижных изображений. В состав телевизионной системы входит телевизионный передатчик и телевизионный приемник, соединенные ЛС. Структурная схема телевизионной системы представлена на рисунке 2.21 [1].
Рис. 2.21.Структурная схема системы телевизионной связи
1 — телевизионный передатчик, 2 – телевизионный приемник, 3 – ЛС;
4 — передающая телевизионная трубка; 10 — приемная телевизионная трубка
(кинескоп); 6 – передатчик сигнала (модулятор), 8 — приемник сигнала (детектор);
5, 9 — усилители; 11 — синхрогенератор; 13 — селектор синхроимпульсов;
12, 14 — блоки развертки; 7- канал звука
Принцип передачи подвижного изображения заключается в следующем. Сначала ТВ-камерой генерируется сигнал изображения, соответствующий форме и яркости образа. Передаваемое изображение проецируется с помощью объектива на светочувствительный экран передающей трубки. В телевизионной передающей трубке происходит преобразование светового потока в электрические сигналы. В телевидении, как и в факсимильной связи, первичный сигнал формируется методом развертки. После усиления видеосигнал поступает на модулятор передатчика, где сигнал преобразуется к виду, необходимому для передачи. После ряда преобразований (модуляция, усиления) сигнал с выхода передатчика поступает в ЛС. Для перемещения электронного луча по мишени передающей трубки служит блок развертки. В отличие от факсимильной связи в телевидении развертка производится многократно, т.к. требуется передача меняющегося изображения. При такой развертке вся площадь изображения «просматривается» с высокой скоростью по горизонтали (строчная развертка) и несколько медленнее по вертикали (кадровая развертка).
Развертка изображения по горизонтали и вертикали осуществляется схемами развертки и синхронизации. Управление частотой и фазой колебаний, вырабатываемых в блоке развертки, осуществляется импульсами синхронизации, вырабатываемыми синхрогенератором. Импульсы синхронизации поступают также и в видеоусилитель, где происходит их наложение на видеосигнал. Совокупность видеосигнала, импульсов синхронизации и некоторых других импульсов называют полным телевизионным сигналом.
Прикладное применение в обеспечении пожарной безопасности телевидение приобрело в качестве систем телевизионного наблюдения. Они позволяют вести наблюдения за пожароопасными технологическими процессами, протекающими без участия человека, за лесными массивами для обнаружения пожара на ранней стадии загорания, на контрольно-пропускных пунктах в подразделениях и т.д. В перспективе системы видеонаблюдения могут быть использованы в оперативной деятельности при определении маршрутов движения специальных транспортных средств в зависимости от интенсивности дорожного движения. Особенно актуальна эта задача в крупных городах, где в «час пик» движение автомобильного транспорта затруднено.
В настоящее время телевизионная техника широко используется в работе исследовательских пожарных лабораторий (видеокамеры). С помощью средств видеозаписи может осуществляться запись процессов тушения пожаров, сбора вещественных доказательств и т.д. В дальнейшем эти записи могут использоваться в учебных целях для анализа тактики тушения пожаров и изменений оперативной обстановки.
Отдельные сюжеты на пожарную тематику, «рекламные» ролики с помощью средств телевидения могут использоваться для информирования населения о мерах противопожарной безопасности.
Системы телевизионной связи в настоящее время используются и в административно — управленческой деятельности для решения некоторых служебных вопросов (например, видеоконференцсвязь, презентации техники, сопровождение служебных совещаний и др.).
Выполнение боевых задач пожарными подразделениями связано с опасностью для жизни. Пожарные часто попадают в стрессовые ситуации вследствие внезапно сложившейся обстановки или ограниченного времени для принятия решений и проведения работ. При таких психологических нагрузках и нервном напряжении часто очень трудно принять оптимальное решение. Поэтому передача телевизионных изображений с места работы подразделений в оперативный штаб (центр оперативного управления силами) в наиболее сложных ЧС может явиться фактором повышения эффективности деятельности подразделений, в частности, способствовать снижению ущерба от ЧС, а также уменьшению гибели и травматизма людей при ликвидации ЧС.
Источник
