Onder
televisietechniek verstaat men het overbrengen van beeldsignalen. Het
denkbeeld
televisie dateert reeds van 1884, toen een student PAUL NIPKOW de
eerste
beeldontleder uitvond die de schijf van Nipkow werd genoemd.
Het principe van
deze beeldontleder is nu nog de grondslag van het televisiesysteem,
hoewel men
van het mechanische naar het elektronische is overgegaan.
De trage en lange
ontwikkelingsgang van de televisietechniek ten opzichte van de
radiotechniek is
voornamelijk gelegen in het feit dat het gehoororgaan veel lagere eisen
stelt
aan de weergave van het geluid dan het gezichtsorgaan aan de weergave
van het
beeld.
Bij televisie is
de plaatsbepaling van elk deeltje van een beeld van het grootste
belang. Zodra
de rangschikking van de beelddeeltjes niet geëerbiedigd wordt
is ons beeld
vervormd.
Daarom moest de
techniek een reeds hoge graad van volmaaktheid bereikt hebben vooraleer
televisie praktisch exploiteerbaar werd.
Televisietechniek is gesteund op “beeldontleding” in de zender en op de “beeldsamenstelling” in
de ontvanger.
Bij het ontstaan van de televisietechniek deden zich twee belangrijke problemen voor:
- hoe kan men beelden overseinen?
- hoeveel beelden moeten er per seconde overgeseind worden?
Hoe beelden overseinen: de beeldontleding
Het eerste
probleem wordt opgelost door het beeld in elementaire deeltjes te
verdelen.
Deze deeltjes worden dan in de juiste volgorde, op een of andere aan de
lichtintensiteit evenredige wijze, in elektrische trillingen omgezet.
(Analoog met het
proces dat zich in ons oog afspeelt en dat we
“zien” noemen.)
Wanneer we een
over te seinen beeld (fig. 1.1) in elementaire deeltjes verdelen dan
kunnen wij
door te dicteren of de elementen wit of zwart zijn, het beeld terug
samenstellen.
Figuur 1.1
Het is echter
duidelijk dat bij deze methode de volgorde bij het samenstellen
dezelfde moet
zijn als de volgorde bij het ontleden. Anders krijgen wij een vervormd
beeld.
Veronderstellen
wij dat bepaalde elementen van het beeld gedeeltelijk wit en
gedeeltelijk zwart
zijn. (fig. 1.2) Bij het samenstellen zijn er nu twee mogelijkheden:
-ofwel wordt het element bv14 opgegeven
als wit
-ofwel wordt het element bv14 opgegeven
als zwart
Figuur 1.2
In beide gevallen
is de weergave onjuist en dus vervormd.
Indien men echter
het beeld in een groter aantal elementen zou verdelen, dan zou een
nauwkeuriger
samenstelling mogelijk zijn. Men zou dan met zekerheid kunnen zeggen
dat
bepaalde delen wit en andere zwart zijn. (fig. 1.3)
Het is duidelijk
dat om een getrouwe weergave mogelijk te maken een beeld in een zeer
groot
aantal elementen moet verdeeld worden.
Figuur 1.3
Aantal beelden per seconde.
Het tweede
probleem heeft een oplossing gekregen naar analogie met de film. Op een
filmstrook bevinden zich een zeer groot aantal snel na elkaar gemaakte
ogenblikopnamen van een bepaald onderwerp. Elk van deze opnamen wordt
in de
projector een ogenblik voor de lens stil gezet, waardoor een afbeelding
op het
doek verschijnt. Daarna wordt de lichtstraal een kort ogenblik
onderbroken en
wordt de film snel één opname verder getrokken en
weer op het doek geprojecteerd.
Dit gaat zo verder.
Daar deze
voldoende vlug gebeurt, merken we de onderbrekingen praktisch niet en
kunnen we
ook niet opmerken dat er in feite slechts foto’s of
stilstaande beelden
geprojecteerd worden. Deze dank zij een belangrijke eigenschap van ons
oog: de
geheugenwerking of de traagheid genoemd.
Van deze
eigenschap heeft men bij de filmprojectie, ook bij de televisie gebruik
gemaakt. Een film is dus de projectie van stilstaande beelden waarvan
het
onderwerp telkens in een andere stand geprojecteerd wordt, maar waarvan
we
niets merken zodat de verschillende standen als het ware in elkaar
vloeien en
wij overtuigd zijn een ononderbroken beweging te zien.
De snelheid
waarmede de afzonderlijke opnamen worden weergegeven is 24 beelden per
seconde.
Dit is voldoende voor een vloeiende beweging. Alleen treedt dan nog een
te
hinderlijk schommelen van de lichtsterkte op, wat wordt veroorzaakt
doordat de
indruk op het oog al enigszins in sterkte is afgenomen op het ogenblik
dat het
volgende beeld wordt geprojecteerd.
Om dit nu tegen te
gaan zou men meer dan 24 beelden per seconde kunnen weergeven doch dan
wordt de
film langer voor dezelfde speelduur, wat niet economisch is.
Men heeft dit
probleem als volgt opgelost:
Men zal het licht
onderscheppen niet alleen wanneer het beeld wordt verwisseld maar ook
op het
ogenblik dat het beeld zich juist voor de lens bevindt. Op deze wijze
ontstaan
er zonder de filmlengte te vergroten twee onderbrekingen van het licht
per
opname dus 48 onderbrekingen per seconde. Daardoor is het flikkeren van
de
beeldhelderheid niet meer waarneembaar.
In televisie zal
men nu de kamera die het beeld, deeltje per deeltje opneemt elektrisch
verbinden met een ontvangscherm dat op zijn beurt deeltje per deeltje
zal
weergeven.
Het probleem was
echter nog niet volledig opgelost. Voor een goed beeld hebben we een
zeer groot
aantal elementen nodig. Deze moeten allemaal een beurt gehad hebben in
een
onderdeel van een seconde. We moeten immers evenals in de film minimum
24
beelden per seconde weergeven.
Om praktische
redenen heeft men in televisie het aantal beelden op 25 per seconde
bepaald
zodat alle beeldelementen 25 maal per seconde met de lichtgevende
deeltjes van
het scherm moeten verbonden worden.
Deze snelle beweging
kon enkel verwezenlijkt worden door middel van een elektronenstraal.
De
elektronenstraal wordt verkregen door middel van een in een luchtledige
ruimte
opgestelde kathode. Door opwarming komen elektronen vrij die daarna
door
elektroden worden versneld en gebundeld tot een elektronenstraal.
Aangezien die
elektronenstraal op het scherm een beeld moet schrijven moet deze
straal alle
plaatsen van het scherm kunnen bereiken. De straal moet horizontaal en
verticaal
kunnen verplaatst worden wat te verwezenlijken is door middel van een
afbuigsysteem.
(heden ten dage gebruiken we CCD
componenten om beelden te registreren, aftasting is volgens hetzelfde
principe)
Een elektronenstraal kan op twee manieren afgebogen worden:
-elektrostatisch
-elektromagnetisch
De beweging van de
elektronenstraal moet overeenkomst vertonen met de beweging van het oog
bij het
lezen van een bladzijde tekst. Door middel van
twee loodrecht op elkaar staande afbuigvelden wordt aan de
elektronenstraal een
afbuiging gegeven in horizontale en verticale richting. Aangezien op
een
bladzijde veel lijnen tekst voorkomen, zal onze blik verschillende
malen in
horizontale richting heen en weer zijn gegaan voordat de onderste lijn
bereikt
is. De horizontale beweging zal dus sneller moeten verlopen dan de
verticale beweging.
Wanneer we op het einde van een lijn gekomen zijn dan verplaatst onze
blik zich
zeer snel terug naar het begin van de volgende lijn. Deze twee
bewegingen
worden “heenslag” en
“terugslag” genoemd. Hetzelfde gebeurt met de
elektronenstraal. Het enige verschil tussen het aftasten van de
elektronenstraal en debeweging van het
oog bij het lezen van een bladzijde tekst, is dat bij het lezen van een
tekst
de lijnen geheel horizontaal staan en pas bij het overgaan op een
volgende lijn
het oog een kleine beweging naar beneden uitvoert. De lijnen die door
de
elektronenstraal op een scherm worden afgetast dalen iets tijdens de
heenslag
en zijn horizontaal tijdens de terugslag.
Een dergelijke
aftasting heeft nu plaats zowel aan de zenderzijde als aan de
ontvangerzijde.
Het spreekt vanzelf dat men de nodige voorzorgen moet nemen, om een
volledige
gelijkloop van de aftasting aan beide zijden te bekomen.
Dit wordt
verwezenlijkt door het regelmatig uitzenden van een soort tijdsignalen
die
synchronisatiesignalen genoemd worden en telkens als het ware het einde
van een
lijn en van een bladzijde weergeven.
