Televisie

Achtergrond

Onder de technische ontwikkelingen die ons leven zijn gaan domineren, behoort televisie zeker tot de top tien. In de Verenigde Staten bezit meer dan 98% van de huishoudens ten minste één televisietoestel en ontvangt 61% kabeltelevisie. Het gemiddelde huishouden kijkt zeven uur per dag televisie, wat helpt te verklaren waarom nieuws-, sport- en onderwijsinstellingen, evenals adverteerders, het apparaat waarderen voor communicatie.

Het apparaat dat we de televisie noemen, is in feite een televisie-ontvanger die het eindpunt is van een uitzendsysteem dat begint met een televisiecamera of zender en dat een ingewikkeld netwerk van zenders vereist die gebruik maken van torens, kabels en satellieten op de grond om het origineel te leveren. foto naar onze woonkamers. Het Amerikaanse televisiebeeld, of het nu zwart-wit of kleur is, bestaat uit 525 horizontale lijnen die op schermen worden geprojecteerd met een verhouding van vier tot drie van breedte tot hoogte. Via elektronische methoden worden 30 beelden per seconde, elk opgedeeld in deze horizontale lijnen, op het scherm gescand.

Geschiedenis

De ontwikkeling van de televisie vond plaats over een aantal jaren, in veel landen, en met behulp van een brede toepassing van wetenschappen, waaronder elektriciteit, werktuigbouwkunde, elektromagnetisme, geluidstechnologie en elektrochemie. Geen enkele persoon heeft de televisie uitgevonden; in plaats daarvan is het een compilatie van uitvindingen die zijn geperfectioneerd door felle concurrentie.

Chemicaliën die elektriciteit geleiden, behoorden tot de eerste ontdekkingen die leidden tot de tv. Baron Ȯns Berzelius van Zweden isoleerde selenium in 1817, en Louis May van Groot-Brittannië ontdekte in 1873 dat het element een sterke elektrische geleider is. Sir William Crookes vond de kathodestraalbuis uit in 1878, maar het duurde vele jaren voordat deze ontdekkingen opgingen in de gemeenschappelijke basis van televisie.

Paul Nipkow uit Duitsland maakte de eerste ruwe televisie in 1884. Zijn mechanische systeem gebruikte een scanschijf met kleine gaatjes om beeldfragmenten op te pikken en af ​​te drukken op een lichtgevoelige seleniumbuis. Een ontvanger heeft het beeld weer in elkaar gezet. In 1888 paste W. Hallwachs foto-elektrische cellen toe in camera's; Kathodestralen werden in 1907 door Boris Rosing uit Rusland en A.A. Campbell-Swinton uit Groot-Brittannië, beiden onafhankelijk van elkaar, gedemonstreerd als apparaten om het beeld bij de ontvanger weer in elkaar te zetten. Talloze radiopioniers, waaronder Thomas Edison, vonden methoden uit om televisiesignalen uit te zenden.

John Logie Baird uit Schotland en Charles F. Jenkins uit de Verenigde Staten bouwden de eerste echte televisietoestellen in de jaren 1920 door de mechanische scanschijf van Nipkow te combineren met vacuümbuizenversterkers en foto-elektrische cellen. De jaren 1920 waren het kritieke decennium in de ontwikkeling van televisie, omdat een aantal grote bedrijven, waaronder General Electric (GE), de Radio Corporation of America (RCA), Westinghouse en American Telephone &Telegraph (AT&T), serieus televisieonderzoek begonnen. In 1935 werden mechanische systemen voor het verzenden van zwart-witbeelden volledig vervangen door elektronische methoden die honderden horizontale banden konden genereren met 30 frames per seconde. Vladimir K. Zworykin, een Russische immigrant die eerst voor Westinghouse en vervolgens voor RCA werkte, patenteerde een elektronische camerabuis op basis van de kathodebuis. Philo T. Farnsworth en Allen B. Dumont, beide Amerikanen, ontwikkelden een opneembuis die in 1939 de televisieontvanger voor thuis werd.

Het Columbia Broadcasting System (CBS) was de kleurentelevisie-strijd binnengegaan en vocht met RCA om kleurentelevisie te perfectioneren, aanvankelijk met mechanische methoden totdat een volledig elektronisch kleurensysteem kon worden ontwikkeld. In de jaren veertig verschenen er rivaliserende uitzendingen, hoewel de vooruitgang werd vertraagd door zowel de Tweede Wereldoorlog als de Koreaanse Oorlog. De eerste CBS-uitzending in kleur op 25 juni 1951, bevatte Ed Sullivan en andere sterren van het netwerk. Tegen 1954 waren er commerciële kleurentelevisie-uitzendingen in de Verenigde Staten.

Grondstoffen

De televisie bestaat uit vier basissets met onderdelen, waaronder de buitenkant of behuizing, het audio-ontvangst- en luidsprekersysteem, de beeldbuis en een gecompliceerde massa elektronica, inclusief invoer- en uitvoerapparaten voor kabels en antennes, een ingebouwde antenne in de meeste sets , een ontvanger voor de afstandsbediening, computerchips en toegangsknoppen. De afstandsbediening of "clicker" kan worden beschouwd als een vijfde set onderdelen.

De behuizing van de set is gemaakt van spuitgegoten kunststof, hoewel voor sommige modellen nog houten kasten beschikbaar zijn. Metalen en kunststoffen maken ook deel uit van het audiosysteem. De beeldbuis vereist nauwkeurig gemaakt glas, fluorescerende chemische coatings en elektronische hulpstukken rond en aan de achterkant van de buis. De buis wordt in de behuizing ondersteund door beugels en beugels die in de behuizing zijn gegoten. De antennes en de meeste input-output-verbindingen zijn gemaakt van metaal en sommige zijn gecoat met speciale metalen of plastic om de kwaliteit van de verbinding te verbeteren of het apparaat te isoleren. De chips zijn natuurlijk gemaakt van metaal, soldeer en silicium.

Prismatische scanschijfbevestiging gemaakt door C. Francis Jenkins in 1923. (Uit de collecties van Henry Ford Museum &Greenfield Village.)

Tot verbazing van de meeste mensen begon de televisie-uitzending bijna 25 jaar voor het einde van de Tweede Wereldoorlog. John Logie Baird, in Engeland, en C. Francis Jenkins, in de Verenigde Staten, gaven beide in 1925 openbare demonstraties van televisie. In tegenstelling tot naoorlogse elektronische televisies, maakten deze vroege systemen gebruik van mechanische scanmethoden.

Jenkins heeft in de jaren twintig een belangrijke bijdrage geleverd aan het onderzoek naar optische transmissie. Tijdens 1922-23 bouwde hij mechanische prismatische schijfscanners om beelden te verzenden. Deze scanners bundelden en breken licht door prisma's die in de randen van overlappende glazen schijven waren geslepen. Terwijl de schijven roteerden, scande een lichtpunt horizontaal en verticaal over een lichtgevoelig oppervlak. Dit genereerde elektrische signalen die nodig zijn voor transmissie. In 1922 stuurde Jenkins faxen van foto's per telefoon, en het jaar daarop zond hij beelden van president Harding en anderen via de radio met een verbeterde scanner. In tegenstelling tot televisie stuurden deze eerste tests echter alleen stilstaande beelden.

Jenkins zond in 1925 publiekelijk bewegende beelden uit met zijn apparatuur. Zijn eerste uitzending van 10 minuten toonde in silhouet de bewegingen van een kleine werkende windmolen. In 1931 had hij experimentele televisiestations in New York en Washington D.C. Hij verkocht ontvangerkits aan degenen die zijn uitzendingen wilden bekijken en moedigde amateurparticipatie aan. Met andere bedrijven droeg Jenkins bij aan een kleine, kortstondige mechanische televisie "boom". In 1933 overtuigde de slechte beeldkwaliteit van mechanisch scannen echter grotere fabrikanten om de mogelijkheden van elektronische technologieën na te streven, en het tijdperk van mechanische televisie eindigde.

Erik Manthey

Ontwerp

Het ontwerp van de televisie vereist input en teamwork van een reeks ontwerpingenieurs. Audio, video, plastic, glasvezel Schema van een televisie-ontvanger. optica en elektronica-ingenieurs werken allemaal mee aan het bedenken van een nieuw televisieontwerp en de technische en verkoopkenmerken die het zullen onderscheiden. Een nieuw ontwerp van televisie kan een of meerdere nieuwe toepassingen van technologie als kenmerken hebben. Het kan alleen een ander formaat zijn dan een bestaand model, of het kan een reeks nieuwe functies bevatten, zoals een verbeterd geluidssysteem, een afstandsbediening die ook andere entertainmentapparaten bedient en een verbeterd scherm of beeld, zoals de flat black schermen die recentelijk op de markt zijn gekomen.

Conceptuele plannen voor de nieuwe set worden gemaakt door het engineeringteam. Het concept kan vele malen veranderen en opnieuw worden getekend voordat het ontwerp voorlopig is goedgekeurd voor fabricage. De technische specialisten selecteren en ontwerpen vervolgens de componenten van de set, en een prototype wordt gemaakt om het ontwerp te bewijzen. Het prototype is essentieel, niet alleen om het ontwerp, het uiterlijk en de functie van de set te bevestigen, maar ook voor productie-ingenieurs om de productieprocessen, bewerkingen, gereedschappen, robots en aanpassingen aan bestaande fabrieksproductielijnen te bepalen die ook moeten worden ontworpen of aangepast aan het voorgestelde nieuwe ontwerp. Wanneer het prototype strenge beoordelingen doorstaat en door het management is goedgekeurd voor fabricage, worden gedetailleerde plannen en specificaties voor ontwerp en productie van het model geproduceerd. Grondstoffen en componenten die door anderen zijn vervaardigd, kunnen vervolgens worden besteld, de productielijn kan worden gebouwd en getest en de eerste sets kunnen aan de lopende band beginnen.

Het fabricageproces

Huisvesting

• 1 Vrijwel alle televisiebehuizingen worden van kunststof gemaakt door het proces van spuitgieten, waarbij precisiematrijzen worden gemaakt en vloeibare kunststof onder hoge druk wordt gespoten om de mallen te vullen. De stukken worden uit de mallen gehaald, bijgesneden en schoongemaakt. Vervolgens worden ze geassembleerd om de behuizing te voltooien. De mallen zijn zo ontworpen dat beugels en steunen voor de verschillende onderdelen onderdeel uitmaken van de behuizing.

Beeldbuis

• 2 De televisiebeeldbuis, of kathodestraalbuis (CRT), is gemaakt van precisieglas met een licht gebogen plaat aan de voorkant of het scherm. Er kan ook een donkere tint aan het voorplaatglas worden toegevoegd, hetzij tijdens de productie van het glas, hetzij door rechtstreeks op de binnenkant van het scherm aan te brengen. Donkere frontplaten zorgen voor een beter beeldcontrast. Wanneer de buis wordt vervaardigd, wordt een watersuspensie van fosfor laat chemicaliën zich aan de binnenkant van de frontplaat bezinken en deze coating wordt vervolgens bedekt met een dunne film van aluminium dat elektronen doorlaat. Het aluminium dient als spiegel om te voorkomen dat licht terugkaatst in de buis.

  Glas voor beeldbuizen wordt geleverd door een beperkt aantal fabrikanten in Japan en Duitsland. De hoeveelheden glas die nodig zijn voor beeldbuizen zijn beperkt en de opkomst van sets met grote schermen heeft geleid tot een tekort in dit deel van de industrie. De grote schermen zijn ook erg zwaar, dus werden in de jaren tachtig platte beeldschermen ontwikkeld met plasma-geadresseerde liquid crystal (PALC)-beeldschermen. Deze gasplasmatechnologie maakt gebruik van elektroden om lagen neon of magnesiumoxide te prikkelen, zodat ze ultraviolette straling afgeven die de fosfor op de achterkant van het televisiescherm activeert. Doordat het gas in een dunne laag wordt opgesloten, kan het scherm ook dun en lichtgewicht zijn. Projectie-tv's gebruiken digitale microspiegelapparaten (DMD's) om hun afbeeldingen te projecteren.

  Direct achter het fosforscherm ligt een schaduwmasker met 200.000 gaten; de gaten zijn nauwkeurig machinaal bewerkt om de kleuren uit te lijnen die worden uitgezonden door drie elektronenstralen. De beste beeldbuizen van tegenwoordig hebben schaduwmaskers die zijn vervaardigd uit een nikkel-ijzerlegering genaamd Invar; sets van mindere kwaliteit hebben maskers van ijzer. Door de legering kan de buis op een hogere temperatuur werken zonder het beeld te vervormen, en hogere temperaturen zorgen voor helderdere foto's. Er zijn ook zeldzame-aarde-elementen toegevoegd aan de fosforcoating in de buis om de helderheid te verbeteren.

  De elektronen worden afgevuurd door drie buisvormige, metalen elektronenkanonnen die zorgvuldig in de nek of het smalle uiteinde van de buis zijn geplaatst. Nadat de elektronenkanonnen in de buis zijn geplaatst, wordt de beeldbuis geëvacueerd tot een bijna vacuüm, zodat lucht de beweging van de elektronen niet verstoort. De kleine opening aan de achterkant van de buis is afgesloten met een elektrische stekker die aan de achterkant van de set wordt geplaatst. Om de buitenzijde van de hals van de beeldbuis is een afbuigjuk aangebracht, bestaande uit meerdere elektromagnetische spoelen. De spoelen veroorzaken pulsen van hoge spanning om de aftastende elektronenbundels in de juiste richting en snelheid te richten.

Audiosysteem

• 3 De behuizing bevat ook fittingen voor luidsprekers, bedrading en andere onderdelen van het audiosysteem. De luidsprekers worden meestal door een gespecialiseerde fabrikant gemaakt volgens specificaties van de televisiefabrikant, dus worden ze in de set geassembleerd als componenten of een subassemblage. Elektronische geluidsregelaars en geïntegreerde schakelingen worden in panelen in de set geassembleerd terwijl deze langs de lopende band beweegt.

De elektronen worden afgevuurd door drie buisvormige metalen elektronenkanonnen die in de nek of het smalle uiteinde van de afbeelding zijn geplaatst buis. Nadat de elektronenkanonnen in de buis zijn geplaatst, wordt de beeldbuis geëvacueerd tot een bijna vacuüm, zodat lucht de beweging van de elektronen niet verstoort. Direct achter het televisiescherm ligt een kleurselectiefilter met 200.000 gaatjes; de gaten zijn nauwkeurig machinaal bewerkt om de kleuren uit te lijnen die worden uitgezonden door drie elektronenstralen.

Elektronische onderdelen

• 4 Wanneer de beeldbuis en de luidsprekers en hulpstukken in de set zijn gemonteerd, worden er andere elektronische elementen aan de achterkant van de set toegevoegd. De antennes, kabelaansluitingen, andere ingangs- en uitgangsaansluitingen, de elektronica voor het ontvangen van afstandsbedieningssignalen en andere apparaten worden voorbereid door gespecialiseerde aannemers of als subassemblages elders op de assemblagelijn. Vervolgens worden ze in de set gemonteerd en wordt de behuizing gesloten.

Kwaliteitscontrole

Zoals bij alle precisieapparaten, is de kwaliteitscontrole voor de vervaardiging van de televisie een rigide proces. Tijdens de ontwikkeling van prototypes en tijdens de fabricage worden inspecties, laboratoriumtests en veldtesten uitgevoerd, zodat de resulterende televisie niet alleen technologisch degelijk is, maar ook veilig voor gebruik in huizen en bedrijven.

Bijproducten/afval

Er zijn geen bijproducten van de fabricage van de televisie, hoewel veel andere apparaten deel uitmaken van de "familie" van de televisie en vaak door dezelfde fabrikant worden geproduceerd. Deze omvatten de afstandsbediening, computermonitoren, videorecorders (VCR's), laserdiskspelers en een groot aantal apparaten waarvoor mogelijk een compatibel ontwerp en compatibele componenten nodig zijn. Gespecialiseerde televisies worden geproduceerd voor sommige industrieën, waaronder televisiestudio's en mobiele uitzendfaciliteiten, ziekenhuizen en voor bewakingstoepassingen voor openbare veiligheid en gebruik op ontoegankelijke of gevaarlijke locaties.

Afval kan metalen, kunststoffen, glas en chemicaliën omvatten. Metalen, kunststoffen en glas worden geïsoleerd en gerecycled, tenzij ze een speciale behandeling of coating hebben ondergaan. Chemicaliën worden zorgvuldig gecontroleerd en gecontroleerd; vaak kunnen ze worden gezuiverd en gerecycled, zodat de verwijdering van gevaarlijk afval tot een minimum kan worden beperkt. In alle productiefasen zijn plannen voor gevaarlijk afval van kracht, zowel om de hoeveelheid afval tot een minimum te beperken als om werknemers te beschermen.

De Toekomst

De toekomst van televisie is nu. High Definition Television (HDTV) is ontwikkeld door de Japanese Broadcast Corporation en voor het eerst gedemonstreerd in 1982. Dit systeem produceert een beeld van filmkwaliteit door een afbeelding van 1125 lijnen te gebruiken op een "brievenbus"-formaatscherm met een breedte van 16 tot negen. hoogte verhouding. Bij de eerste toepassing van synthetische diamanten in elektronische componenten worden hoogwaardige, voor HDTV geschikte flatscreens geperfectioneerd met behulp van synthetische diamantfilm om elektronen uit te zenden. Andere ontwikkelingen in de ontvanger zijn vergulde aansluitingen, een interne polariteitsschakelaar op grote schermen die het effect van het aardmagnetische veld op de beeldontvangst compenseert, accessoires om geesten op het scherm te elimineren, het Invar-schaduwmasker om de helderheid te verbeteren, en audioversterkers . De technologie voor vloeibare kristallen (LCD) maakt ook snel vorderingen als alternatief voor het omslachtige televisiescherm. Diverse computerchips voegen functies toe zoals kanaallabels, tijd- en gegevensweergaven, wissel- en bevriezingsbewegingen, ouderlijk kanaalbeheer, aanraakschermen en een reeks opties voor kanaalsurfen.

Digitale televisie van de toekomst zal de kijker in staat stellen de hoek van de camera te manipuleren, te communiceren met de sportcommentator en films op het scherm te splitsen en te bewerken. Ook zal bidirectionele TV mogelijk zijn. Huidige schermen kunnen worden gebruikt dankzij converterboxen die het analoge signaal dat momenteel de fosforen op de achterkant van uw televisiescherm van energie voorziet, veranderen in digitale signalen die minder onderhevig zijn aan vervorming - en de taal van computers zijn. Computertechnologie zal dan een wereld van manipulatie van de gegevens mogelijk maken, evenals het uitzenden van zes keer zoveel gegevens.

De toekomst van televisieproductie kan overal zijn, behalve in de Verenigde Staten. Dertig procent van alle televisies die door Japanse bedrijven worden gemaakt, wordt gemaakt in fabrieken in Mexico. De fabrieken zelf zullen binnenkort hybrides produceren waarin de televisie, computermonitor en telefoon een enkele eenheid vormen, hoewel deze ontwikkeling verdere verbeteringen zal vereisen in de compatibiliteit tussen machines die analoge versus digitale taal spreken en het creëren van PC-naar-video-bruggen . Het bewijs van de mogelijkheid van deze geïntegreerde toekomst bestaat nu in internettoegang die nu beschikbaar is via televisiekabelconverters en het tv-scherm in de woonkamer.