Системы и стандарты телевизионного вещания

Система цветного телевидения представляет совокупность технических средств, применяемых для передачи полной информации о цвете передаваемого сюжета от телевизионной камеры до воспроизводящего устройства.

Для телевизионного вещания приняты три системы цветного телевидения: американская НТСК (NTSC – National Television System Committee – Национальный комитет телевизионных систем), европейская ПАЛ (PAL – Phase Alternation Line – изменение фазы от строки к строке) и российско-французская СЕКАМ (SECAM – Sequentiel couleur a memorie – последовательная передача цветов с запоминанием).

Во всех трех системах сигналы цветовой информации передаются на вспомогательных поднесущих в спектре яркостного сигнала. Различие систем заключается в способах модуляции поднесущей (квадратурная или частотная) и и особенностях кодирования сигналов цветности. Указанные системы удовлетворяют требованиям совместимости с системами черно-белого телевизионного вещания, использующими разные международные стандарты.

Кроме систем цветного телевидения, в настоящее время в мире действуют десять стандартов телевизионного вещания, которые по международной индексации обозначаются B, D, G, I, H, K, KI, L, M, N. Стандарт – это совокупность характеристик и параметров, определяющих особенности сигналов и каналов телевизионного вещания независимо от особенностей систем цветного телевидения.

Системы цветного телевидения в сочетании в сочетании с различными стандартами дают несколько вариантов систем цветного телевизионного вещания. В странах, входящих в организацию МОРТ (OIRT – Organization internationale de radiodeffuzion et television – Международная организация радиовещания и телевидения), действует система СЕКАМ-D/K. В большинстве европейских стран, объединенных организацией МККР (CCIR – Comite consultative international des radiocommunications – Международный консультативный комитет по радиосвязи) используют систему ПАЛ-B/G. В США телевизионное вещание регламентирует федеральная комиссия по связи ФКС (FCC – Federal Communications Commision), которой предусмотрена система НТСК-М.

Выбор системы важен для согласования источника сигнала и монитора. В том случае, если источник и монитор работают в разных системах, цветовая информация распознаваться не будет (изображение будет черно-белым). В настоящее время большинство мониторов выпускают мультисистемными.

Необходимость в кодировании сигнала возникает в тех случаях, когда расстояние между монитором и другими составляющими системы достаточно велико и нет возможности передать сигналы цветности непосредственно или это потребует больших материальных затрат. В некоторых случаях цветовая информация не кодируется. В этом случае сигналы цветности (RGB), а так же сигнал синхронизации поступают в монитор непосредственно, используя разные шины. Этот вопрос рассмотрен в следующем разделе.

Стандарты интерфейсов для подключения источника сигнала к монитору

В том случае, если в мониторе отсутствует декодер цветовых сигналов, стыковка монитора с видеоадаптером осуществляется обычно при помощи кабеля с 15-штырьковым трехрядным разъемом на конце (тип D или D-Sub). Кабель может либо просто “торчать” из корпуса монитора (неразъемный кабель, detachable), либо присоединяться при помощи разъема (разъемное соединение с монитором, attachable).

Большие мониторы при высоких разрешениях работают с тактовыми частотами видеоимпульсов, составляющими 150 Мгц и выше. Для таких частот обычные кабели и 15-штырьковые разъемы не годятся, поскольку при этом сигнал передается со значительными потерями и искажениями. Чтобы получить более качественную картинку, необходимо улучшенное электрическое согласование монитора с видеоадаптером, которое достигается применением коаксиальных кабелей и байонетных (BNC) разъемов (на рисунке). Такие разъемы обычно устанавливаются на измерительных приборах. Разъемов типа BNC может быть три или пять. При этом остается возможность подключить и 15-штырьковый кабель.

Некоторые мониторы имеют переключатель входа. Такой аппарат можно подключить к двум компьютерам и коммутировать источник изображения.

В устаревших или специализированных мониторах используются разъемы типа RS-232C, которые внешне напоминают D-SUB. В последнее время в мониторах устанавливают еще один разъем USB для внешнего управления параметрами монитора.

В случае, если монитор способен воспринимать сигналы цветности в закодированном виде, в последнем обычно устанавливаются разъемы RCA (вход AV – Audio/Video), каждый разъем имеет центральный штырь, к которому непосредственно подходит аудио или видео-сигнал и экран, соединенный с общим проводом.

Сертификаты TCO

С целью снижения риска для здоровья различными организациями были разработаны рекомендации по параметрам мониторов, следуя которым производители мониторов борются за наше здоровье. Все стандарты безопасности для мониторов регламентируют максимально допустимые значения электрических и магнитных полей, создаваемых монитором при работе. Практически в каждой развитой стране есть собственные стандарты, но особую популярность во всем мире (так сложилось исторически) завоевали стандарты, разработанные в Швеции и известные под именами TCO и MPRII.

Стандарт TCO’92 был разработан исключительно для мониторов и определяет величину максимально допустимых электромагнитных излучений при работе монитора, а также устанавливает стандарт на функции энергосбережения мониторов. Кроме того, монитор, сертифицированный по TCO’92, должен соответствовать стандарту на энергопотребление NUTEK и соответствовать Европейским стандартам на пожарную и электрическую безопасность.
Стандарт TCO’92 рассчитан только на мониторы и их характеристики относительно электрических и магнитных полей, режимов энергосбережения и пожарной и электрической безопасности. Стандарт TCO’95 распространяется на весь персональный компьютер, т.е. на монитор, системный блок и клавиатуру, и касается эргономических свойств, излучений (электрических и магнитных полей, шума и тепла), режимов энергосбережения и экологии (с требованием к обязательной адаптации продукта и технологического процесса производства на фабрике). Заметим, что в данном случае термин "персональный компьютер" включает в себя рабочие станции, серверы, настольные и напольные компьютеры, а также компьютеры Macintosh.

Стандарт TCO’95 существует наряду с TCO’92 и не отменяет последний.

Требования TCO’95 по отношению к электромагнитным излучениям мониторов не являются более жесткими, чем по TCO’92.

Кстати, что касается эргономики, то TCO’95 в этом отношении предъявляет более строгие требования, чем международный стандарт ISO 9241

Отметим, что LCD и плазменные мониторы также могут быть сертифицированы по стандартам TCO’92 и TCO’95, как, впрочем, и портативные компьютеры.

В разработке стандарта TCO’95 принимали совместное участие четыре организации: TCO, Naturskyddforeinegen, NUTEK и SEMKO AB.

Naturskyddforeinegen (The Swedish Society for Nature Conservation) – Шведское общество защиты природы..

NUTEK (The National Board for Industrial and Technical Development in Sweden) – Шведская правительственная организация, занимающаяся исследованиями в области энергосбережения и эффективного использования энергии.

Компания SEMKO AB занимается тестированием и сертификацией электрических продуктов. Это независимое подразделение группы British Inchcape. SEMKO AB разработала тесты для TCO’95 сертификации и проверки сертифицированных устройств.

Стандарт TCO’99 распространяется на традиционные CRT-мониторы, плоскопанельные мониторы (Flat Panel Displays), портативные компьютеры (Laptop и Notebook), системные блоки и клавиатуры. Спецификации TCO’99 содержат в себе требования, взятые из стандартов TCO’95, ISO, IEC и EN, а также из EC Directive 90/270/EEC и Шведского национального стандарта MPR 1990:8 (MPRII) и из более ранних рекомендаций TCO. В разработке стандарта TCO’99 приняли участие TCO, Naturskyddsforeningen и and Statens Energimyndighet (The Swedish National Energy Administration, Шведское Национальное Агентство по Энергетике).

Размер экрана

Рассмотрим подробнее, что подразумевается под различными терминами, имеющими отношение к размеру диагонали кинескопа (т.е. далее рассматриваются только тип монитора с электронно-лучевой пушкой). Под термином “размер” (Size) монитора обычно производителями понимается внешний диагональный размер кинескопа. Именно этот размер и указывается, когда говорят о 14-,15-,17-,20- и 21-дюймовых мониторах. Реальный размер изображения несколько меньше и зависит от технологических особенностей изготовления ЭЛТ. Более информативным параметром является полезная площадь экрана – Viewable Size, Nominal Display Size, Video Image Area, Full Screen, Viewable Image Size(VIS), или Maximum Display Area, которая определяет реальную площадь, покрытую люминофором и на которой в принципе может создаваться изображение. Этот параметр ЭЛТ сейчас указывается большинством изготовителей мониторов.

Однако и это не является полной геометрической характеристикой монитора. Дело в том, что производители мониторов не всегда обеспечивают полное использование площади экрана, покрытой люминофором, что связано с обработкой сигналов синхронизации и формированием соответствующих напряжений, подаваемых на электроды кинескопа. Все современные дисплеи имеют органы управления, позволяющие растянуть изображение до экрана (точнее, до границ полезной площади), что указывается в спецификации на мониторы термином Overscan. Однако именно на краях экрана труднее всего обеспечивать необходимую фокусировку и сведение лучей, а также полностью компенсировать искажения геометрических размеров искажения геометрических размеров изображения, поэтому устраивающий пользователя четкий и “некривой” размер изображения обычно немного меньше размера полезной площади. Следует заметить, что в режиме предельного разрешения и частоты кадровой развертки размер изображения может быть меньше, чем в других режимах. В мониторах с цифровым управлением предусмотрены заводские установки (Preset Modes) размера изображения и компенсации геометрических изображений. Как правило, эти установки определяют размер изображения на 15-20 мм по горизонтали и на 10-15 мм по вертикали для 15-дюймовых мониторов (соответственно, для 17-дюймовых – 20-25 и 15-20 мм) меньше размера полезной площади. В большинстве описаний изготовители мониторов приводят размер изображения, называемый Active Display Size, Standard Display Area, Recommended Display Area и т.д.

Несколько слов следует сказать о форматах экрана. Формат экрана характеризуется отношением ширины экрана к высоте. Наиболее распространенное соотношение 4:3, но в последнее время активно внедряется новый стандарт 16:9 (Wide Screen), обеспечивающий более естественное восприятие изображения. В ТН ВЭД России формат экрана выражается в формулировке «соотношение длин сторон экрана ширина/высота».