Vroeger
hebben we reeds gezien dat de afbuiging bij kathodestraalbuizen
elektrostatisch
of elektromagnetisch kon geschieden.
In de
televisietechniek wordt alléén elektromagnetische
afbuiging toegepast.
Deze afbuiging wordt
verwezenlijkt door het gebruik van afbuigspoelen die uitwendig ronde de
hals
van de kathodestraalbuis zijn aangebracht. Door een stroom door de
afbuigspoelen te sturen ontstaat het magnetisch veld of afbuigveld.
Beschouwen we vier afbuigplaten (Fig. 1.12)
Door een geschikte keuze van de gelijkspanningen over de afbuigplaten kan men de elektronenstraal richten naar elk willekeurig punt van het scherm en daar een lichtstip doen ontstaan. We veronderstellen dat deze gelijkspanningen zo gekozen worden dat de elektronenstraal in het midden van het scherm terecht komt.
Wanneer we een wisselspanning van zeer lage frequentie aan de verticale afbuigplaten aanleggen kan men de lichtstip in zijn opeenvolgende standen volgen:
Vanuit het midden naar boven wanneer de spanning toeneemt, vervolgens terug naar het midden wanneer de spanning terug afneemt en het nulpunt doorloopt, verder naar beneden wanneer de spanningsvorm negatief wordt en dan uiteindelijk terug naar het midden.
De beweging van de lichtstip over het scherm duurt even lang als de periode van de aangelegde wisselspanning. Wanneer de frequentie van de aangelegde wisselspanning groter wordt zal de lichtstip zich zo snel verplaatsen dat wij de opeenvolgende standen niet meer kunnen onderscheiden. We zien dan een verticale lijn. Moest de aangelegde wisselspanning niet sinussoïdaal maar zaagtandvormig zijn dan zien we eveneens een verticale lijn. Indien de frequentie voldoende laag zou zijn dan is het mogelijk om bijvoorbeeld een langzame heenslag en een snellere terugslag te nemen. Dezelfde verschijnselen zullen plaats grijpen wanneer we een spanning op de horizontale afbuigplaten aanbrengen. We bekomen dan een horizontale lijn.
Onderzoeken we nu
het geval dat zowel aan de verticale als aan de horizontale
afbuigplaten een
wisselspanning wordt aangelegd.
Als voorbeeld
nemen we op de verticale afbuigplaten een zaagtandspanning met een
frequentie
van 50Hz, aan de horizontale afbuigplaten wordt een zaagtandspanning
aangelegd
van 100Hz. We veronderstellen dat de amplitude van beide spanningen
dezelfde
is. De beide spanningen verlopen volledig positief. Tevens nemen we aan
dat de
terugslag zeer vlug plaats grijpt waardoor hij praktisch onzichtbaar
wordt.
(fig. 1.13)
Om de lichtstip in zijn opeenvolgende standen te kunnen volgen beschouwen drie tijden: 0,1,1’,2, en 2’. De tijden voor het omklappen duiden we aan met 1 en 2; onmiddellijk na het omklappen met 1’ en 2’.
De beweging van de lichtstip kan nu als volgt opgebouwd worden:
De
beginstand van de lichtstip is links bovenaan het scherm. Op tijdstip 1
heeft
de 100Hz zaagtand de maximale waarde bereikt. De lichtstip is dus
volledig naar
rechts verplaatst. Op hetzelfde ogenblik echter bereikt de 50Hz
zaagtand de
helft van zijn maximumwaarde. Beide spanningen samen brengen de
lichtstip in
punt 1. Voor de tijden tussen nul en één kunnen
we gemakkelijk aantonen dat de
lichtstip zich op de rechte moet bevinden tussen de punten 0 en 1.
Op
het ogenblik 1’ valt de 100Hz spanning op nul maar de 50Hz
spanning behoudt
haar waarde. Dit heeft tot gevolg dat de horizontale afbuiging wegvalt
en de
verticale afbuiging behouden blijft. Dit levert ons het punt
1’ op het scherm.
Op het tijdstip 2 is zowel de horizontale als de verticale afbuiging
verdwenen
waardoor de lichtstip weer terug keert naar het nul punt.
Gans dit
verschijnsel heeft zich afgespeeld in 1/50 van een seconde en herhaalt
zich
regelmatig. Het oog krijgt voldoende lichtindrukken om de 2 lijnen 0-1
en 1’-2
waar te nemen, maar de terugslag (van 1 naar 1’ en van 2 naar
2’) gebeurt zo
vlug dat wij dat niet waarnemen.
Aangezien gans het
verschijnsel 1/50 van een seconde duurt, zijn er dus in
één seconde 50
dergelijke verschijnselen of rasters. Elk raster bestaat uit twee
lijnen.
Moesten we een analoog raster opbouwen met als frequenties 50Hz op de
verticale
platen en 150Hz op de horizontale platen dan zouden wij per seconde 50
rasters
bekomen bestaande uit drie lijnen. Verwisselt men de aangelegde
spanningen dan
worden de lijnen verticaal geschreven.
Uit dit voorbeeld
kunnen wij de regels opstellen voor het bekomen van een raster:
De laagste
frequentie bepaalt het aantal rasters per seconde.
Het quotiënt van
de hoogste en de laagste frequentie bepaalt het aantal lijnen per
raster.
De
zaagtandspanning met de hoogste frequentie bepaalt de richting van het
raster.
(horizontale lijnen of verticale lijnen)
Praktisch
geschiedt de aftasting op een speciale wijze: interliniering genoemd.
Het beeld wordt in
twee rasters verdeeld: een oneven en een even raster. De
elektronenstraal zal
eerst het oneven en daarna het even raster schrijven.
Dit wordt
toegepast om volgende reden:
Voor een vloeiende beweging van de beelden is de 25 beelden per seconde wel voldoende doch er is nog steeds het hinderlijk flikkeren van de lichtsterkte. Om dat nu tegen te gaan zou men bijvoorbeeld tweemaal zoveel beelden per seconde kunnen weergeven. Dit zou echter een dubbele bandbreedte van alle versterkertrappen in zender en ontvanger vereisen. Economisch gezien is dit niet te verwezenlijken. Men heeft daarom ook hier, evenals bij de film, een methode bedacht om mits behoud van dezelfde bandbreedte toch een flikkerfrequentie van 50Hz te bekomen.
Het aftastmechanisme moet nu tweemaal het gehele beeld veld aftasten (éénmaal voor de oneven lijnen en éénmaal voor de even lijnen) vooraleer een beeld volledig is afgetast. Schematisch kunnen wij een dergelijke beweging als volgt voorstellen. (fig. 1.14)
Bij de oneven
lijnen begint de aftasting in de linkerbovenhoek en eindigt onderaan in
het
midden van het scherm. Dan springt de elektronenstraal terug naar het
midden
bovenaan, de elektronenstraal begint de tweede beeldhelft te schrijven.
(even
lijnen) De elektronenstraal eindigt in de rechterbenedenhoek. Op dit
ogenblik
krijgt de terugslaglijn een zodanige helling dat de elektronenstraal
juist weer
bij het begin van de eerste oneven lijn uitkomt.
De oneven lijnen
en de even lijnen vormen ieder een raster. Ieder raster bestaat uit het
halve
aantal beeldlijnen. Hieruit blijkt dat iedere beeldhelft uit een zeker
aantal
lijnen plus een halve lijn bestaat, zodat bij interliniering een
volledig beeld
altijd uit een oneven aantal lijnen is opgebouwd.
Onderzoeken wij nu
hoe de afbuigspanningen voor interliniering eruit zien.
Veronderstellen wij
een zaagtandspanning van 50Hz op de verticale afbuigplaten en van 125Hz
op de
horizontale afbuigplaten. (fig. 1.15)
Volgens de regels die wij in voorgaande paragraaf hebben opgesteld weten wij dat:
» er 50 rasters per seconde zullen geschreven worden.
» het aantal lijnen per raster gelijk is aan 2.5
» het raster horizontaal zal geschreven worden.
We merken echter
op dat twee opeenvolgende rasters door elkaar getekend zijn zodat de
lijnen
juist tussen elkaar invallen. We bekomen dus twee rasters wanneer het
quotiënt
van de beide frequenties eindigt op ½.
We zouden ook
drie, vier enz. rasters kunnen bekomen op voorwaarde dat het
quotiënt van beide
frequenties eindigt met de breuk 1/3, ¼ enz.
In ons TV systeem
hebben we twee rasters met in totaal 625 lijnen.
Opmerkingen:
De bepaling van het aantal lijnen volgt uit de overweging dat de scherpte van een beeld niet groter behoeft te zijn dan die waarmede door ons oog van op een zekere afstand wordt gezien.
Berekenen van de
afbuigfrequenties.
In alle
systemen is
de verticale afbuigfrequentie (soms ook rasterfrequentie of
beeldfrequentie
genoemd) gelijk aan de netfrequentie. (Europa 50Hz, Amerika 60Hz)
Uit de formule:
Uitwerking van deze formule voor de verschillende standaarden levert ons:
» Engeland 10.125Hz
» USA 15.750Hz
» Europa 15.625Hz
» Frankrijk 20.475Hz
Opmerking:
De horizontale afbuigfrequentie wordt ook de lijnfrequentie genoemd.
