Sistemas de televisãoLLC

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Sistemas de televisãoLLC

  1. 1. 13/04/2015 Página 1 ESCOLA TÉCNICA REDENTORISTA PLANEJAMENTO DE ENSINO – ANO LETIVO 2013 EIXO-TECNOLÓGICO: Comunicação e Informação BASE TECNOLÓGICA: Sistema de Televisão MÓDULO: Auxilio Técnico em Sistemas de Telecomunicações CARGA HORÁRIA: 30 H – 36 HA PROFESSOR: Leonardo Pedro dos Santos CONTEÚDOS: 1 – Sistema de Televisão P&B: Introdução  Diferença entre Vídeo e Áudio Sinais de Áudio e Vídeo em Banda-Base 2. GERAÇÃO E TRANSMISSÃO DA IMAGEM DE TELEVISÃO  Elemento de Imagem e Acuidade Visual  Varredura Horizontal e Vertical  Frequência de Varredura Horizontal e Vertical 
  2. 2. 13/04/2015 Página 2 TELEVISÃO P e B 1. INTRODUÇÃO À TELEVISÃO A palavra televisão significa ver a distância. Portanto, o principal objetivo de um sistema de televisão é o de processar e/ou transmitir informações áudio-visuais de maneira a atender determinados objetivos. Originalmente, a televisão foi criada como uma forma de entretenimento e informação, transmitindo-se imagens por radiodifusão, assim como o rádio transmite o som. A transmissão por radiodifusão comercial ainda é o campo de aplicação mais amplo para a televisão. Porém, a capacidade de reproduzir informações visuais, figuras, desenhos e textos tornou-se tão importante, que diversas outras aplicações tornaram-se comuns. Vejamos algumas: - Radiodifusão de televisão - Estação de televisão - Televisão a cabo (CATV) - Televisão em circuito fechado (CCTV) - Terminal de dados de videotexto 1.1. Diferença entre Vídeo e Áudio Vídeo é uma palavra vinda do latim e significa eu vejo, da mesma forma, áudio significa eu escuto. Os dois termos correspondem a luz e som, respectivamente. Uma comparação é apresentada na figura 1. Para o áudio, o microfone converte as ondas sonoras em correspondentes variações elétricas do sinal de áudio. O alto-falante recebe este sinal de áudio em seus terminais e então reproduz os sons originais. Paralelamente, o tubo da câmera converte a luz incidente em variações elétricas do sinal de vídeo. O tubo da câmera está para o vídeo, assim como o microfone está para o áudio. O tubo de imagem, então, converte o sinal de vídeo em luz . A informação de vídeo é reproduzida na tela do tubo de imagem como a veríamos se estivéssemos presentes à cena captada pela câmera.
  3. 3. 13/04/2015 Página 3 1.2. Sinais de Áudio e Vídeo em Banda-Base Para sinais de vídeo ou áudio, a faixa de frequência das variações é chamada banda-base. Estas frequências correspondem às informações visuais ou auditivas originais, sem incluir codificação ou modulação. Em sistemas de áudio, as frequências em banda-base vão de 20Hz a 20 KHz. Já em sistemas de vídeo, as frequências em banda-base vão de 0Hz a 4 MHz. A partir destes dados, percebe-se que devemos tratar o sinal de vídeo com maior cautela, pois possui frequências bastante elevadas em relação ao áudio. A figura 2 mostra um diagrama simplificado de um sistema de televisão, envolvendo áudio e vídeo. 2. GERAÇÃO E TRANSMISSÃO DA IMAGEM DE TELEVISÃO 2.1. Elemento de Imagem e Acuidade Visual Basicamente, a televisão reproduz imagens estáticas. Porém, a sequência destas imagens, em rápida sucessão, nos dá a sensação de movimento. Cada uma das imagens, ou quadro, é formada por pequenas áreas de luz ou de sombra. Cada pequena área clara ou escura é um elemento de imagem, abreviadamente pixel . A quantidade de elementos de imagem contidos em um quadro, tem importância fundamental na qualidade da imagem reproduzida. Porém, devido à estrutura dos elementos fotossensíveis da retina, o olho humano apresenta uma capacidade limitada de percepção de detalhes de imagem, denominada de acuidadde visual. A acuidade visual não é fácil de ser medida, depende da iluminação, da natureza da imagem, da região da retina onde a imagem é projetada e da distância entre a retina e o objeto visado. 2.2. Varredura Horizontal e Vertical Em televisão, a imagem é dividida em linhas que são exploradas em movimentos da esquerda para a direita e de cima para baixo, formando linhas horizontais. Este processo de exploração é denominado de varredura. A varredura faz com que o processo de reprodução de uma imagem de televisão seja diferente do utilizado na fotografia. Nesta, a figura completa é reproduzida de uma só vez. Na televisão, a imagem é reconstituída linha após linha, quadro após quadro. A imagem é varrida da mesma forma como é feita a leitura de um texto ao se percorrer todas as palavras de cada linha, e todas as linhas de uma página.
  4. 4. 13/04/2015 Página 4 Linhas por Quadro 1 Quadro contém 525 linhas são apresentados 30 Quadros / Segundo fQ = 30 Hz 1 Quadro = 525 linhas  ocorre cintilamento A solução é dividir o quadro em dois campos: campo ímpar  262,5 linhas campo par  262,5 linhas  fC = 60 Hz 2.3. Frequência de Varredura Horizontal e Vertical  A frequência de varredura vertical é a frequência de campo fV = 60 Hz 1 campo possui 262,5 linhas são mostrados 60 campos / segundo logo: 60 x 262,5 = 15.750 linhas / segundo  A frequência de varredura horizontal é fH = 15.750 Hz  tempo de uma linha = tH = 1 / fH = 1 / 15.750 Hz  TH = 63,5 s  tempo de um campo = tV = 1 / fV = 1 / 60 Hz  TV = 16,67 ms 2.4. Sincronismo Horizontal e Vertical A varredura deve estar perfeitamente sincronizada para que as informações sejam reconstituídas nas posições corretas. Para manter as transmissões e recepções sincronizadas, sinais especiais são transmitidos juntamente com as informações de vídeo. Acontece um pouco de sincronismo horizontal ao final de cada linha e marca o início do retraço horizontal. O sincronismo vertical ocorre no final de cada campo e marca o início do retraço vertical.  O pulso de sincronismo vertical possui uma frequência de 60 Hz.  O pulso de sincronismo horizontal possui uma frequência de 15.750 Hz. 2.5. Apagamento Horizontal e Vertical TV = tempo vertical TTV = tempo de traço vertical TRV = tempo de retraço vertical TTV = TTV + TRV ; onde: TV = 16,67 ms TRV = 8% . TV = 0,08 x 16,67 ms  TRV = 1,33 ms TTV = TV  TRV = 16,67 ms  1,33 ms  TTV = 15,34 ms TH = tempo horizontal TTH = tempo de traço horizontal TRH = tempo de retraço horizontal
  5. 5. 13/04/2015 Página 5 TH = TTH + TRH ; onde: TH = 63,5 s TRH = 16% . TH = 0,16 x 63,5 s  TRH = 10,2 s TTH = TH  TRH = 63,5 s  10,2s  TTH = 53,3 s 2.6. Forma de onda dente-de-serra para varredura linear Corrente de deflexão t traço retraço Fig. 4 - Forma de onda da corrente nas bobinas de deflexão. 2.6.1. Deflexão Horizontal O aumento linear da corrente nas bobinas de deflexão horizontal deflete o feixe através da tela num movimento uniforme e contínuo do traço da esquerda para a direita. No pico da subida, a forma de onda dente-de-serra inverte sua direção e diminui rapidamente para seu valor inicial. Esta rápida reversão produz o retraço. O traço horizontal se inicia na borda esquerda do quadro, terminando na borda direita, onde o retraço faz com que o feixe retorne à borda esquerda. Veja a figura 5.a. Note que a subida da onda dente-de-serra corresponde à deflexão horizontal para a direita. 2.6.2. Deflexão Vertical A corrente dente-de-serra nas bobinas de deflexão vertical faz com que o feixe de elétrons se mova do topo para baixo do quadro. Enquanto o feixe de elétrons está iniciando a deflexão horizontalmente, a deflexão dente- de-serra vertical faz o feixe se mover para baixo com velocidade uniforme. Assim, o feixe produz as linhas horizontais, umas sob as outras.
  6. 6. 13/04/2015 Página 6 A parte correspondente ao traço da onda dente-de-serra para varredura vertical deflete o feixe até a parte de baixo do quadro. Então o rápido retraço vertical retorna o feixe para o topo. Veja a figura 5.b. Note que a subida na onda dente-de-serra para a deflexão vertical corresponde ao aumento da corrente, que deflete o feixe para baixo. H V Direita Embaixo Esquerda Topo ( a ) ( b ) Fig. 5 - Deflexão do feixe na varredura horizontal ( a ) e vertical ( b ). 2.7. Varredura Entrelaçada A varredura entrelaçada pode ser comparada com a leitura de linhas entrelaçadas escritas no texto em destaque, mostrado a seguir, onde a informação na página é contínua se você ler todas as linhas ímpares do topo para baixo e então retornar ao topo para ler as linhas pares do topo para baixo. Se a página inteira for escrita e lida neste padrão entrelaçado, a mesma quantidade de informação estará disponível se ele for escrita no modo usual, com todas as linhas em ordem progressiva. As linhas de varredura horizontal estão entrelaçadas as linhas ímpares são varridas, omitinde-se as linhas no sistema de televisão para dar duas visões pares. Em seguida, as linhas pares são varridas para da imagem para cada quadro de imagem. Todas completar o quadro inteiro sem perder nenhuma informação. 2.7.1. Varredura Não-Linear O sinal de varredura é obtido a partir de circuitos com capacitores ( carga e descarga ), por esta razão não há linearidade perfeita. Os amplificadores de deflexão também introduzem distorções na forma de onda. Dependendo da curvatura, poderá ocorrer espalhamento ou emparelhamento. A figura 6 mostra melhor o que ocorre.
  7. 7. 13/04/2015 Página 7 2.8. Qualidades da Imagem BRILHO: é a intensidade média ou geral de iluminação na imagem reproduzida. Nos receptores, o controle de brilho varia a polarização DC do tubo de imagem. CONTRASTE: é a diferença de intensidade entre as partes de preto e de branco da imagem. Nos receptores, o controle de contraste varia a amplitude de pico-a-pico do sinal de vídeo. DETALHE: resolução ou definição; que depende do número de elementos de imagem que podem ser reproduzidos. 2.8.1. Relação de Aspecto É a razão entre a largura e a altura do quadro de imagem. Foi padronizado em 4 / 3. Esta relação facilita a reprodução de movimentos na cena, que normalmente ocorrem na direção horizontal. H L / H = 4 / 3 = 1,33  L = 1,33 H L Ex. A tela de um TV de 20 polegadas, possui que altura e que largura ? 2.9. Alocação dos Canais de TV A faixa de frequência destinada a uma estação de TV para transmissão é chamada de canal. VHF (Very High Frequêncies - frequências muito elevadas)  Faixa VHF : 30 MHz a 300 MHz. UHF (Ultra High Frequêncies - frequências ultra altas)  Faixa UHF : 300 MHz a 3000 MHz. Serviços Canais de TV FM, Canais de TV Radiamadores, Públicos. 2 a 6 Aviação, etc... 7 a 13 Polícia, etc... 30 54 88 174 216 300 MHz
  8. 8. 13/04/2015 Página 8 Canais de TV Serviços Públicos 14 a 83 Microondas, Radioamadores , etc... 300 470 890 3000 MHz 1. Canais Baixos de VHF ( 2 a 6 ) 54 MHz a 88 MHz 2. Canais Altos de VHF ( 7 a 13 ) 174 MHz a 216 MHz 3. Canais de UHF ( 14 a 83 ) 470 MHz a 890 MHz 2.9.1. Modulação de Áudio e Vídeo A portadora de áudio é modulada em frequência (FM). Este tipo de modulação permite vantagens como redução de ruído. Já o sinal de vídeo é modulado em amplitude. A modulação AM é melhor para o sinal de vídeo, pois as  imagens fantasmas , resultantes de recepções com reflexões, pertubam menos a imagem recebida. 2.9.2. Frequência das Portadoras O canal de televisão possui uma faixa de 6 MHz, onde são posicionadas as portadoras de vídeo, de cor e de áudio. A figura 4 mostra como estão posicionadas estas portadoras.
  9. 9. 13/04/2015 Página 9 A tabela a seguir mostra a faixa de frequência destinada a cada canal de VHF, bem como as frequências das portadoras de vídeo, áudio e cor. Número do Canal Faixa (MHz) Pv (MHz) Pc (MHz) Pa (MHz) 2 54 - 60 55,25 58,83 59,75 3 60 - 66 61,25 64,83 65,75 4 66 - 72 67,25 70,83 71,75 5 76 - 82 77,25 80,83 81,75 6 82 - 88 83,25 86,83 87,75 7 174 - 180 175,25 178,83 179,75 8 180 - 186 181,25 184,83 185,75 9 186 - 192 187,25 190,83 191,75 10 192 - 198 193,25 196,83 197,75 11 198 - 204 199,25 202,83 203,75 12 204 - 210 205,25 208,83 209,75 13 210 - 216 211,25 214,83 215,75
  10. 10. 13/04/2015 Página 10 E XERCÍCIOS 1. Quais são as faixas de frequência para os sinais de áudio e vídeo ? Fale sobre os transdutores utilizados para cada sinal. 2. O número de elementos de imagem na TV, depende do tamanho da tela ? Justifique. 3. Porque ocorre a cintilação e como a mesma é eliminada ? 4. Por que varredura vertical é necessária além da varredura horizontal ? 5. Qual pulso faz com que a volta do feixe não seja visível ? 6. Uma imagem tem 400 elementos na horizontal e 320 na vertical. Calcule o número total de elementos de imagem. 7. Preencha as lacunas: a. Os quadros são repetidos à frequência de _______ por segundo. b. O número de linhas de varredura é __________ por quadro. c. O número de campos é _______ por quadro. d. O número de linhas de varredura é de ________ por campo. e. O número de linhas de varredura é de ________ por segundo. f. A frequência de varredura horizontal é de _________ Hz. g. A frequência de varredura dos campos é de _______ Hz. h A amplitude do sinal de vídeo determina a qualidade de imagem chamada _______________ . i. A largura de banda do canal de TV é _______ MHz. j. O tipo de modulação do sinal de vídeo é ________ . l. O tipo de modulação do sinal de áudio é _________ . m. A varredura no receptor acontece nos tempos certos graças aos pulsos de _______________ . 8. Calcule o tempo para varredura de uma linha horizontal, quando? a. A frequência de repetição de quadros é 60 Hz com 525 linhas sem entrelaçamento. b. A taxa de repetição de quadros é 25 Hz com 625 linhas entrelaçadas por quadro. 9. Como apareceria a imagem reproduzida se a transmissão fosse com a relação de aspecto 4 / 3 e a tela do tubo de imagem fosse quadrada ? 10. Sabendo-se que o tempo de uma linha de varredura é de 76,19 S e que o quadro é formado por 525 linhas, determine qual o valor da frequência vertical. Considere que o quadro é dividido em dois campos ( varredura entrelaçada). 11. Qual das qualidades de imagem você considera mais importante: contraste ou detalhe ? Justifique. 12. Determine a alutura e a largura da tela de um TV de: a. 5 polegadas b. 14 polegadas c. 39 polegadas 13. Suponha que a forma de onda dente-de-serra para a deflexão vertical possua um traço que sobe muito rapidamente no início e mais lentamente no topo. Al linhas de varredura serãp comprimidas no topo ou na parte inferior do quadro no tubo de imagem ? Como as pessoas aparecerão na imagem ? 14. Onde está o feixe de varredura de elétrons no: a. início da subida linear da forma de onda dente-de-serra H. b. início do retraço H. c. início da subida linear da forma de onda dente-de-serra V. d. início do retraço V. 15. Se uma pessoa se apresenta mais larga e mais baixa do que é, na tela do tubo de imagem, o problema está na deflexão vertical ou horizontal ? Justifique.
  11. 11. 13/04/2015 Página 11 16. Como apareceria a imagem na tela do tubo, se invertessemos a polaridade do sinal enviado à bobina de deflexão: a. vertical. b. horizontal

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