TRANSMISIÓN DE TELEVISIÓN ANALÓGICA.

ESPÍNDOLA PALESTINO FERNANDO.LOREDO FLORES VÍCTOR HUGO.

CONTENIDO:

3.1. Tubos de cámara y dispositivos CCD.3.2. Amplificación y modulación de video.3.3. Sistemas de sonido.3.4. Amplificado de potencia y modulación de la señal 3.5. Transmisión por aire por cable y por satélite.

Propósito especifico: Comprender e identificar las diferentes tecnologías que se utilizan para transmitir señales de televisión analógica por los diferentes medios de transmisión.

PREGUNTAS: ¿Cuál es el uso de los tubos de cámara y cual

es el más famoso? ¿Con cuantas rejas esta constituida el

VIDICON? ¿Cuál es la modulación de radiofrecuencia de la

señal de video? ¿Qué modulación soporta una señal del

sistema de sonido y cual es el ancho de banda? ¿Cuáles son los tipos de transmisión de la T.V?

TUBOS DE CÁMARA Y DISPOSITIVOS CCD.

Para la conversión de luz a electricidad históricamente se han empleado los tubos de cámara entre ellos el más famoso fue el VIDICÓN. Estos tubos captadores se empleaban en los primitivos sistemas de televisión (principios de los años 40) y se han seguido usando hasta épocas recientes. El empleo de este tipo de captadores hace una conversión de la señal luminosa a eléctrica, pero mantiene su esencia analógica, es decir, de variación constante con infinitos valores.

EL vidicón.Bajo esta terminología se incluyen a la totalidad de tubos

de cámara desde 1950. El Vidicón es un tubo fotoconductor que fue creado para la televisión industrial. La configuración de las capas depende del fabricante, pero lo más habitual es encontrarse con dos o tres capas. La ventaja de este tipo de dispositivos es su alta resolución, y la posibilidad de variar los voltajes aplicado, variando sus características. Su gamma (Desviación de color) es de 0.6, lo que lo hace idóneo para fines médicos.

En la Figura puede verse una sección de este tubo, cuyo funcionamiento es el siguiente: Los electrones emitidos por el cátodo termoiónico son acelerados por la reja 2, que esta a unos +300 V respecto al cátodo. La reja 1 funciona a tensiones comprendidas entre 0 y -100 V y gobierna la intensidad de la corriente del haz electrónico. La reja 3 es un electrodo cilíndrico largo que se halla a poco menos de 300 V y que tiene un retículo en el extremo opuesto al cátodo. Como este retículo se halla a un potencial inferior al de la reja 2, entonces frenara a los electrones del haz.

El haz explorador pasará por los huecos de este retículo e incidirá sobre la capa fotoconductora con poca velocidad. La capa fotoconductora y la capa de señal conductora se hallan en el interior del vidrio plano que cierra el extremo del Vidicón. La bobina de orientación del haz electrónico, la bobina de enfoque y las bobinas de orientación horizontal y vertical hacen que el haz explore la capa fotoconductora.

A la izquierda de la Figura se tendrá el objeto o escena a televisar y una lente de enfoque. La luz reflejada por el objeto atraviesa la lente y se enfoca sobre la placa de señal transparente y la capa fotoconductora. Las partes iluminadas de la capa se hacen conductoras y por ellas circulará corriente; durante el 1/30 s que transcurre entre exploraciones sucesivas, la superficie explorada de partes iluminadas quedará cargada positivamente a uno o dos voltios respecto al cátodo. Cuando sobre dicha área pasa el haz explorador, depositada electrones que neutralizaran la carga positiva acumulada. Cuando esto ocurre, por la resistencia RL circulará corriente, la cual constituye la corriente instantánea de video de la televisión.

DISPOSITIVOS DE CARGA ACOPLADA (CCD)

Un CCD es un dispositivo formado por miles, cuando no millones, de pequeñas unidades capaces de acumular en forma de carga eléctrica el resultado de transformar en electrones los fotones de la luz.

El CCD nació formalmente en 1970, creado por George Smith y Willard Boyle en laboratorios Bell. Originalmente se desarrollo como tipo de memoria de ordenador pero pronto se observó que tenía más aplicaciones tales como el proceso de señales y sobretodo la captación de imagen, esto último debido a la sensibilidad a la luz que presenta el silicio. Primero se intentó su desarrollo para utilizarlo como sensor que reemplazara a los VIDICON. Fue hacia 1980 que el interés en los sensores de imágenes basados en el silicio se incrementó tremendamente por las potenciales aplicaciones en diferentes equipamientos  de uso masivo tales como cámaras de TV. Todos los sensores usados para televisión no tenían en aquel momento la calidad adecuada para el trabajo científico y es así que varias empresas comenzaron a fabricar sensores de mejor calidad.

Físicamente (Ver Figura), un CCD es una malla muy empaquetada de electrodos de silicio colocados sobre la superficie de un chip. Al impactar los fotones sobre el silicio se generan electrones generados que pueden guardarse temporalmente. En estos dispositivos la incidencia de luz provoca la mayor o menor carga en voltaje de un condensador, lo que ya realiza la conversión necesaria entre la luz y la electricidad que necesitamos. Luego se transfiere esta diferencia de potencial (voltaje) a un transistor para hacerla disponible al resto de la circuitería.

La disposición de una línea de células CCD en un sólo aparato (para fax o lectores de códigos) evoluciona con la creación de matrices de células; de este modo es posible hacer la conversión de superficies y su inserción en cámaras de vídeo. A partir de ese momento, la evolución de los CCD se ha hecho tanto en densidad de integración (número de células por matriz) como en la mejora de los tiempos de respuesta de los mismos.

Los dispositivos de carga acoplada tienen dos diferencias básicas con los fotomultiplicadores: Los sensores CCD son de menor tamaño y están construidos

de semiconductores lo que permite la integración de millones de dispositivos sensibles en un solo chip.

La eficiencia cuántica de los CCD (sensibilidad) es mayor para los rojos. Los fotomultiplicadores son más sensibles a los azules.

AMPLIFICACIÓN Y MODULACIÓN DE VIDEO.

La señal de vídeo (luminancia + crominancia) modula en amplitud a la portadora de vídeo del canal en una forma que se designa como C3F negativa por el CCIR. En este tipo de modulación no se transmiten las dos bandas laterales sino solamente la banda superior completa y una porción o vestigio de la inferior con el propósito de reducir el ancho de banda necesario, ya que si empleara AM completa, se requerirían canales de 10 MHz o más. La transmisión de un vestigio de la banda lateral es necesaria, además, para preservar íntegramente el contenido de la porción de bajas frecuencias del espectro de la señal de vídeo, de ahí que se emplee este tipo de modulación en lugar de la de banda lateral única, en que los requisitos que deberían cumplir los filtros no son fácilmente realizables en la práctica para una señal de esta naturaleza.

En  términos  generales,  la  arquitectura  de  los  transmisores,  bien  sean  analógicos  o  digitales,  es prácticamente la misma y se ilustra en la figura:

Equipo de entrada. La señal de entrada, un flujo binario único en el caso

digital o bien dos señales, una de video y otra de audio en el caso analógico suele recibir un procesado previo que, en el caso de vídeo analógico consiste principalmente en restablecer el nivel correcto de cc, la forma correcta de los pulsos de sincronismo y de la subportadora de color, así como corregir la amplitud para entregar 1Vpp (0.7V de video y 0.3V de sincronismo) al modulador. Suele incluirse también un precorrector cuya función es compensar las no linealidades introducidas principalmente por los amplificadores de potendia, predistorsionando la señal. La señal de audio suele pasar por un limitador, con el fin de que las señales de nivel elevado, al ser moduladas en frecuencia, no excedan el ancho de banda de audio. Estos equipos de entrada no forman parte del transmisor propiamente dichoy, eventualmente, puede precindirse de ellos.

Modulador.La función del modulador es trasladar la señal en banda base a una

frecuencia superior, que puede ser el canal de radiofrecuencia (RF) o bien una frecuencia intermedia (FI) inferior a la de RF. Esta última técnica es la que se emplea en casi todos los transmisores actuales, ya que a esa frecuencia intermedia es posible realizar el control de algunos parámetros de la señal con mayor facilidad y a menor costo que a potencias grandes. La potencia de salida del modulador es muy pequeña, del orden de fracciones de watt.

La modulación de la portadora de radiofrecuencia por la señal de vídeo es, como se mencionó antes, en amplitud con vestigio de banda lateral. La polaridad de la señal de vídeo puede ser positiva o negativa, dando lugar a lo que se designa como modulación positiva y modulación negativa. Con modulación positiva la amplitud de la portadora de RF es máxima en las porciones blancas de la imagen, en tanto que con modulación negativa dicha amplitud es mínima cuando la amplitud de la señal de vídeo es máxima. En otras palabras, las regiones negras de la imagen aumentan la amplitud de la portadora y esta es máxima en los picos de sincronismo.

Conversor ascendenteCuando se emplea modulación en FI, la señal modulada debe

trasladarse en el espectro a la frecuencia del canal de RF, mediante un conversor ascendente. La salida de este conversor se filtra a la banda de paso de RF deseada para eliminar los componentes espurios fuera de banda y se amplifica hasta niveles de varios watts. Todo el conjunto anterior, modulador, conversor y amplificadores de baja potencia suele designarse como excitador. Amplificadores de potencia

La salida del excitador se aplica a uno o varios amplificadores de potencia, cuya salida final se entrega a una línea de transmisión para conducir la señal hasta la antena. Los amplificadores de potencia pueden utilizar tecnología de estado sólido o de válvulas al vacío. En general, para potencias superiores a unos 10 KW suelen preferirse éstas últimas.

SISTEMAS DE SONIDO.La portadora de sonido, en las Normas utilizadas, se coloca siempre en una frecuencia que se encuentra 4.5 MHz por encima de la portadora de video y la modulación que soporta es en frecuencia (FM). Estas dos frecuencias siempre están exactamente separadas 4.5 MHz. Esta diferencia de frecuencia es importante a causa de que todos los receptores de TV utilizan 4.5 MHz para la señal de frecuencia intermedia (FI) de sonido. La señal de sonido en banda base empleada tiene un ancho de banda de 15 kHz. La potencia radiada en la señal de sonido es bastante inferior a la emitida para imagen (relación de 20 a 1), esto es posible porque la relación señal/ruido en FM es mucho mayor que en AM. Esta señal de sonido es llamada interportadora, este método hace que el receptor sea mucho mas fácil sintonozar el sonido asociado a la imagen.

AMPLIFICADO DE POTENCIA Y MODULACIÓN DE LA SEÑAL

Modulación:El audio modula en frecuencia (FM) a una portadora separada de la portadora de vídeo 4.5 MHz (NTSC) o 5.5 MHz (PAL), con una desviación máxima de la frecuencia central de ±25 KHz.Amplificación:La salida se aplica a uno o varios amplificadores de potencia, cuya salida se entrega a una línea de transmisión para conducir la señal hasta la antena.

TRANSMISIÓN POR AIRE.Es la transmisión de imágenes en movimiento

y su sonido asociado mediante codificación binaria a través de una red de repetidores terrestres.

Las ventajas de esta transmisión es que son similares a otros medios de transmisión digital respecto a los analógicos en plataformas tales como la televisión por cable y televisión por satélite.

ESTÁNDARES DE LA TELEVISIÓN TERRESTRE O TRANSMISIÓN POR AIRE.

Como ocurrió con el desarrollo y adopción de los estándares de televisión a color, fueron desarrollados cinco estándares de televisión digital terrestre:

ATSC, originario de Estados Unidos.DVB-T y su segunda generación DVB-T2, desarrollados

en Europa.ISDB-T desarrollo de Japón basado en la norma europea.SBTVD, también llamado ISDB-Tb, que es la variante

brasileña de la norma japonesa.DTMB, originado a partir de la fusión y unificación de tres

estándares desarrollados en la República Popular China.

TRANSMISIÓN POR CABLE.La televisión por cable, comúnmente

denominada videocable o simplemente cable, es un servicio de sistema de televisión por suscripción que se ofrece a través de señales de radiofrecuencia que se transmiten a los televisores por medio de redes de fibra óptica o cable coaxial.

Existen redes de televisión por cable desde los años 40. La primera red de cable fue montada en Estados Unidos por un técnico en Oregón. La red contaba con un sistema de antenas, amplificadores y mezcladores de señal, y la señal era enviada por cables a sus vecinos, haciendo así posible que todos vieran televisión sin necesidad de antenas. Actualmente está extendido por todo el mundo.

ARQUITECTURA DE UNA RED DE TRANSMISIÓN POR CABLE:La cabecera es el centro de la red encargado de

agrupar y tratar los diversos contenidos que se van a transmitir por la red. En la Figura se puede ver como se aplica a una matriz de conmutación señales de vídeo de procedencia muy diversa.

TRANSMISIÓN POR SATÉLITE.La televisión por satélite es un método de transmisión

televisiva consistente en retransmitir desde un satélite de comunicaciones una señal de televisión emitida desde un punto de la Tierra, de forma que ésta pueda llegar a otras partes del planeta. De esta forma es posible la difusión de señal televisiva a grandes extensiones de terreno, independientemente de sus condiciones orográficas.

Hay tres tipos de televisión por satélite: Recepción directa por el telespectador (DTH), recepción para las cabeceras de televisión por cable (para su posterior redistribución) y servicios entre afiliados de televisión local.