Реферат: Автоматизированные системы обработки информации и управления

Основные различия между этими режимами состоят в характере связи между страницами и в способе их поиска.

В режимах LIST и ТОР такой связи нет, страницы самостоятельны и вызываются по их номерам. Правда, если вызвана одна из страниц многостраничного раздела, вместе с ней выводится на экран сообщение о наличии продолжения и числе страниц.

Разница между режимами LIST и ТОР состоит в том, что в режиме LIST для вызова страницы нужно набрать ее номер на пульте ДУ, а в режиме ТОР используется меню (перечень страниц на экране), на котором устанавливают курсор (управляется с ПДУ) напротив строки с названием нужного журнала, раздела.

В режиме FLOF вся информация сгруппирована по четырем темам, а ПДУ имеет четыре цветные кнопки для их вызова. При нажатии одной из них на экран последовательно выводятся одна за другой все страницы темы. Смену страниц можно приостановить для анализа, а затем продолжить ее или прекратить.

В режиме FAST перебор страниц организован иначе. На первой странице каждого журнала, кроме списка разделов и номеров страниц, имеются четыре цветных поля с номерами страниц. Каждому полю соответствует кнопка такого же цвета на ПДУ. При ее нажатии вызывается (без набора номера) страница, номер которой был указан на выбранном поле. На этой странице также имеются поля, но с другими номерами. Действуя, таким образом, можно за несколько шагов выйти в нужный раздел и на нужную страницу.

Вместе с тем в любом режиме каждая страница может быть выбрана способом, примененным в режиме LIST, – набором ее номера.

Несмотря на обилие режимов реализации процесса поиска информации, каждый телецентр может использовать только два способа:

LIST и один из быстрых режимов (FAST, FLOF, TOP).

В то же время на приемной стороне должна быть обеспечена возможность многорежимной работы для приема сообщений от любого телецентра.

Стандарт WST

Страница ТХТ стандарта WST состоит из 25 строк по 40 символов в строке. Первая строка – заголовок страницы. В строках 2–25 размещена информация ТХТ, а в режимах FAST и FLOF строка 25 служит строкой статуса.

Заголовок содержит номер страницы N, выведенной владельцем телевизора на экран; номер и наименование страницы W, передаваемой телецентром в текущий момент; дату и время передачи; число и номера полустраниц. В строке статуса отображаются цветные поля с названиями тем (режим FLOF) или номерами страниц (режим FAST).

Любая строка передается серией из 45 байтов. Байты 1–3 – синхронизирующие. Байты 4, 5 представляют собой адрес строки: номер журнала и номер строки в странице.

Байты 6–45 заголовка используют следующим образом: в 6, 7 записан номер страницы N; в 8–11 – дата и время; в 12–45 – номер и название страницы W, а также символьная информация, выводимая в заголовке (день недели и т. п.). Эти же байты в других строках содержат символьную информацию передаваемого текста. Для повышения помехоустойчивости восьмому биту каждого байта придается значение, обеспечивающее нечетное число единиц в байте. Адрес строки защищен по - битно.

Информация ТХТ, подготовленная специальной службой телецентра к передаче, в цифровой форме хранится в банке данных, из которого она циклически извлекается и постранично вводится в телевизионный видеосигнал (ПЦТВ). Передача страниц происходит во время кадровых гасящих импульсов (КГИ).

Напомним, что КГИ первого полукадра (поля) ПЦТВ занимает интервал с 623-й строки предыдущего поля по 23-ю строку первого поля, а второго поля –- с 311 -и по 335-ю строки. Часть из них уже занята уравнивающими строчными импульсами, сигналами цветовой синхронизации системы SECAM и телевизионными испытательными сигналами. Свободны в каждом кадре лишь 12 строк с номерами 6, 16-18, 22, 23, 318, 319, 329-332. В них-то и размещают сигналы ТХТ.

Осциллограмма ПЦТВ при передаче КГИ

На Рис. 5.1.11. показана осциллограмма ПЦТВ при передаче КГИ и положение в нем сигналов ТХТ. Отечественное вещание ведется с использованием негативной модуляции, нулевые значения на этих осях расположены на разных уровнях, а оси направлены в разные стороны.

Строку ТХТ передают в интервале между двумя строчными гасящими импульсами. Этот интервал равен 52 мкс, и за это время должно быть передано 45 байт (360 бит) информации. Следовательно, скорость их передачи должна быть не ниже 6,923 Мбит/с. В стандарте WST принято, что серия битов строки ТХТ передается сигналами прямоугольной формы с длительностью импульсов и пауз 0,144144 мкс. Биту со значением 1 соответствует сигнал с уровнем 80 % яркости ПЦТВ, а биту 0 – 30 % яркости. Эти сигналы занимают полосу частот 4...10 МГц, что выходит за пределы спектра ПЦТВ, ограниченного в разных системах вещания частотой 5...6 МГц. Чтобы ввести их в спектр ПЦТВ, поднесущую сигналов телетекста сдвигают на частоту 3,46875 МГц (гармоника 222 строчной частоты), причем верхнюю боковую полосу подавляют.

Рис. 5.1.11. Осциллограмма ПЦТВ при передаче КГИ

При использовании одной телевизионной строки в каждом полукадре для передачи сигналов ТХТ пропускная способность по стандарту WST равна двум строкам ТХТ за кадр или 0,5 с на страницу.

Таковы структура и порядок кодирования строк страниц ТХТ в принятой у нас системе вещания SECAM-D/K. В системе PAL нет специальных сигналов цветовой синхронизации, и передача страниц может идти быстрее за счет использования большего числа телевизионных строк. В системе NTSC применена другая система размещения сигналов ТХТ в ПЦТВ, а в некоторых странах использовано и другое число строк в странице и знаков в строке.

В нашей стране передачи ТХТ ведутся по программам ОРТ, ТВ - центр, НТВ, ТВ-6 и по каналам спутникового телевидения. Каждая из них формирует свой пакет журналов и по-своему определяет их содержание.

Так, ОРТ передает пакет с названием "Российская служба телетекста на 1 ТВ канале TELEINF" из пяти журналов: новости и спорт, экономика и финансы, товары и услуги, досуг, калейдоскоп. Пакет содержит страницы с номерами от 100-й до 512-й. На странице 100 дано оглавление пакета: наименования журналов и номера их первых страниц. На странице 101 указана периодичность обновления информации в пакете: новости – два раза в день; погода, финансы, спорт, программы ТВ – ежедневно;

остальные сведения – два-три раза в неделю.

Пакет организован в режиме FAST, но цветные поля имеются только на первых страницах разделов. Перебор подстраниц в некоторых разделах происходит автоматически, в других полстраницы нужно вызывать набором номера. Время ожидания очередной страницы не превышает 45с.

Телетекст на программе ТВ - центр организован в режиме LIST. Пакет из страниц с номерами 100–497 построен так, что первые страницы журналов и страницы с наиболее важной информацией передаются по несколько раз в каждом цикле. Это заметно сокращает время ожидания такой страницы, хотя для остальных оно такое же, как в пакете ОРТ.

Программа НТВ передает "Журнал деловых людей БЛИЦТЕКСТ", состоящий из страниц 100–777, также в режиме LIST. В таком же режиме передается и пакет "ТВ-6 текст" на канале ТВ-6. Он состоит из трех журналов. Его особенность в том, что перебор страниц при их поиске обеспечивается только в пределах нумерации страниц вызванного журнала. Это означает, что в каждом полукадре ПЦТВ одновременно передается по одной строке из каждого журнала. Время ожидания страницы не превышает 5...8 с, что гораздо лучше этого показателя в любой другой программе.

Прием сигналов ТХТ

Для приема сигналов ТХТ телевизор должен иметь специальное устройство – декодер ТХТ, а для управления его работой – систему дистанционного управления с микроконтроллерной обработкой команд и соответствующим программным обеспечением. Рассмотрение их начнем с декодера ТХТ.

Существует большое количество типов декодеров, которые различаются по способам управления их работой, объему памяти страниц и схемному построению.

По способу управления декодеры делятся на простые и с расширенными возможностями. Простым декодером управляет микроконтроллер (CCU-TV) системы управления телевизора. Он работает только в режиме LIST. Декодер с расширенными возможностями обеспечивает работу как в режиме LIST, так и в быстрых режимах (FAST, FLOF, TOP). Для этого он должен иметь собственный микроконтроллер (CCU-TXT). Напомним, что микроконтроллер – это восьмиразрядный микропроцессор, в корпус которого введен набор интерфейсных устройств, преобразующих машинные коды микропроцессора в аналоговые или другой формы сигналы для управления внешними устройствами, включая цифровую шину.

По объему памяти декодеры делятся:

v на одностраничные (UNITEXT)

v четырехстраничные

v семи - восьмистраничные (EUROTEXT)

v десяти

v и более страничные (имеется в виду число страниц, одновременно запоминаемых при наборе какого-нибудь номера страницы).

Будущее телевидения

Это будущее очень близко. Одна из японских фирм уже рекламировала телевизор, смонтированный в корпусе наручных часов. В нем нет, разумеется, никакого кинескопа, а экран выполнен на жидких кристаллах, примерно так же, как и циферблат обычных электронных часов. Четкость изображения, безусловно, невысока, да и контрастность черно-белого изображения оставляет желать лучшего. Заманчиво другое, не сделать ли экран в виде матрицы светодиодов? Сейчас уже разработаны и выпускаются светодиоды зеленого, красного и синего свечения. Как устроен светодиод? Довольно просто: миниатюрный кристаллик полупроводника закреплен на металлической подложке. Сверху напылён практически совсем прозрачный, настолько он тонок, металлический контакт. И все. Когда через светодиод проходит электрический ток, атомы полупроводника возбуждаются ударами носителей заряда, а, возвращаясь в равновесное состояние, отдают накопленную энергию в виде квантов света.

Казалось бы, столь простое устройство можно было бы создать давным-давно, но этого не случилось. Нужна была совершенная технология производства полупроводников, надо было подобрать соответствующие материалы - арсенид галлия, фосфид галлия и некоторые другие. Хотя, - первые светодиоды были изготовлены в кустарных условиях более полувека назад в Нижегородской радиолаборатории молодым сотрудником О.В. Лосевым. Фанатик радио, дни и ночи проводил он в лаборатории, экспериментируя с различными кристаллами для детекторных приемников. Свечение возникало в том случае, если к детектору (диоду) подводилось определенное напряжение от внешней батареи. О практическом применении светодиода в то время не могло быть и речи (да и названия такого - “светодиод” - еще не придумали), но явление-то было обнаружено. И еще одно замечательное открытие сделал О. В. Лосев, экспериментируя с диодами, на которые подавалось внешнее напряжение смещения. Оказалось, что диод может генерировать.

Все эти полупроводниковые приборы имеют вольт - амперную характеристику с “падающим” участком, т.е. участком отрицательного сопротивления. Если рабочую точку диода вывести внешним напряжением смещения на этот участок, диод будет генерировать, причем на очень высоких частотах. Во всяком случае, вполне вероятно, что будущие телевизионные приемники, работающие в диапазонах ДМВ и сантиметровых волн (СМВ) будут иметь гетеродин, собранный на “генерирующем диоде.

Но вернемся к матричному телевизионному экрану. Полтора миллиона цветных фотодиодов разместить на экране - задача вполне посильная современной микроэлектронике. Труднее другое - диоды надо “зажигать” по очереди, в соответствии с разверткой телевизионного растра. В принципе это тоже можно сделать с помощью сверхбольшой интегральной микросхемы (СБИС). И еще - яркостью свечения диодов надо управлять принятым телевизионным сигналом. Сделать все это пока достаточно трудно, но если сделать... телевизор можно будет повесить на стену, как картину. Четкость изображения получится необычно высокой, отпадут проблемы “сведения лучей”, регулировки “чистоты цвета”, характерные для современных телевизоров с кинескопами. А уж об энергопотреблении и говорить нечего - можно будет питать весь телевизор от батарейки карманного фонаря, ведь светодиоды потребляют ток всего несколько миллиампер при напряжении 2...3 В.

В настоящее время широкое распространение получило так называемое спутниковое телевидение. Собственно, передача телепрограмм через спутники - ретрансляторы началась уже с 60-х годов. Только приемные устройства или, скорее, приемные центры нужны достаточно большие, оснащенные крупногабаритными антеннами и высокочувствительными приемниками. В России действует несколько таких систем: “Орбита”, “Москва”, “Экран”, обслуживающие телевизионным вещанием самые отдаленные уголки страны.

Ближе всех к непосредственному телевизионному вещанию система “Экран”. Приемная станция этой системы может быть установлена и на полевом стане, и на базе геологической экспедиции.

Новый качественный скачок в развитии телевидения может быть сделан с развитием сети кабельной связи и больших ЭВМ. Рассмотрим так называемое “диалоговое” телевидение. Сейчас телезритель смотрит только то, что ему показывают, и никак не может повлиять на программу передач, разве что напишет письмо в телевизионную редакцию. А теперь представьте ситуацию. Читая сложный научный труд или детектив, вы встретили незнакомое слово. Включили телевизор. Набрали на клавиатуре заказ в библиотеку. Не прошло и двух минут, как на экране вашего телевизора - дисплея появилось изображение страницы из Большой Советской Энциклопедии с объяснением данного слова.

В общем - то ничего сверхъестественного в нарисованной ситуации нет. Просто к телевизору должна быть присоединена небольшая буферная ЭВМ с достаточно большой памятью, подключенная широкополосной кабельной или световолоконной линией к общенациональной сети компьютерной связи. Ваш заказ вызовет из памяти большой ЭВМ (которая может находиться на очень большом расстоянии) соответствующую информацию. Последняя будет передана вашей персональной ЭВМ, обработана и воспроизведена на экране телевизора.

Опыты по передаче текстовой информации через существующие телепередатчики уже проводятся. Ведь телевизионный сигнал по своей природе не непрерывен - около 20% времени передачи отводится на обратный ход луча между строками и кадрами. В это время и можно передавать цифровую информацию, соответствующую нужному тексту. Телевизор оснащается дополнительным устройством для выделения и запоминания этой информации. С таким устройством телезритель получает возможность вызывать на экран субтитры к передаваемому фильму, узнавать расписание движения поездов и самолетов, сводку погоды и многое другое. Подобные системы уже эксплуатируются в ряде стран.

Следующим шагом в развитии телевидения будет внедрение систем телевидения высокой четкости. К единому мнению разработчики пока не пришли, но ожидается увеличение числа строк в кадре до 1000... 1500 при соответствующем расширении полосы частот телевизионного сигнала- По этой причине передачи телевидения высокой четкости будут вестись в диапазонах ДМВ и СМВ. Ожидается и внедрение стереозвука в телевидение.

Вопросы для повторения

1.   Понятие о телевизионных стандартах. Телевизионный стандарт, применяемый в нашей стране. Его характеристика.

2.   Телевизионный диапазон частот. Вещательные станции Нижнего Новгорода.

3.   Спектр видеосигнала.

4.   Упрощенная функциональная схема передатчика изображения. Назначение, состав и принцип работы.

5.   Упрощенная функциональная схема передатчика звука. Назначение, состав и принцип работы.

6.   Характеристика полного телевизионного сигнала.

7.   Структурная схема черно-белого телевизионного приемника. Назначение, состав, принцип работы по функциональной схеме.

8.   Структурная схема цветного телевизионного приемника. Назначение, состав, принцип работы.

9.   Совмещенные спектры сигналов яркости и цветности.

10.       Принципы передачи цветных сигналов. Достоинство и недостатки. Смешение цветов.

11.       Система цветного телевидения SECAM (приемная часть). Назначение, состав и принцип работы по функциональной схеме.

12.       Устройство цветного кинескопа. Недостатки масочного (дельтовидного) кинескопа. Планарный кинескоп. Конструктивные особенности кинескопа.

13.       Перспектива развития современного телевидения.

6.1.  Кассетные видеомагнитофоны “Электроника ВМ-12”

Назначение

Кассетный видеомагнитофон ВМ-12 разработан в соответствии с международным стандартом VHS (Video Home System). Он обеспечивает запись телевизионных программ цветного (систем СЕКАМ и ПАЛ) и черно-белого изображения, принимаемых антенной в диапазоне метровых волн (каналы с 1-го по 12-й), и последующее их воспроизведение через любой телевизор, включенный на прием в шестом или седьмом канале.

Принцип действия

Кассетный видеомагнитофон “Электроника ВМ-12” разработан в соответствии с международным стандартом VHS (Video Home System).Он обеспечивает запись телевизионных программ цветного (систем СЕКАМ и ПАЛ)и черно-белого изображения, принимаемых антенной в диапазоне метровых волн (каналы с 1-го по 12-ый), и последующее их воспроизведение через любой телевизор, включенный на прием в 6-ом или 7-ом канале. Сигналы записываются на хромо-оксидную магнитную ленту шириной 12,7 мм. Воспроизведение программ может быть как ускоренным, так и замедленным. Звуковое сопровождение можно прослушивать на головных телефонах.

Видеомагнитофон допускает кратковременную остановку магнитной ленты во время записи и воспроизведения, а также ее ускоренную перемотку в обоих направлениях. В нем предусмотрена установка текущего времени и его индикация, а для записи выбранной телевизионной передачи - одноразовое включение и выключение аппарата в заданно время в течение 14 суток. С целью облегчения настройки селектора телевизора и самого видеомагнитофона на свободный (шестой или седьмой) телевизионный канал в видеомагнитофоне формируется тест- сигнал, подаваемый на его высокочастотный выход.

Технические характеристики

Скорость движения магнитной ленты, см./с                         -2,339±0,5%

Разрешающая способность по яркостному каналу, линий, не менее                                                                                                                        -240

Относительный уровень помех в каналах яркости и звукового сопровождения при воспроизведении собственной записи, дБ, не более   -40

Время записи или воспроизведения, мин, не менее, видеокассеты:

ВК-180                                                                                             -180

ВК-120                                                                                             -120

ВК-30                                                                                               -30

Время перемотки ленты, мин, не более                                          -7

Размах входного полностью цветового сигнала положительной полярности на нагрузке 75 Ом, В                                                                                     -0,7 - 1,4

Размах цветовой поднесу щей во входном сигнале, мВ                -80 - 215

Эффективное напряжение входного сигнала звукового сопровождения, В                                                                                                             -0,1 - 0,5

Отношение сигнала синхронизации к полному входному цветовому сигналу, %                                                                                                   -25 - 35

Размах выходного полного цветового сигнала положительной полярности на нагрузке 75 Ом, В                                                                                     -0,9 - 1,1

Эффективное напряжение выходного сигнала звукового сопровождения, В                                                                                                          -0,1 - 0,3

Полоса воспроизводимых частот сигнала звукового сопровождения, Гц                                                                                                                         100 - 8000

Отношение сигнала синхронизации к выходному полному цветовому сигналу, %                                                                                                 -20 -35

Потребляемая мощность, Вт, не более                                           -43

Размеры, мм                                                                           -480´367´136

Масса, кг, не более                                                                          -10

Видеомагнитофон питается от сети переменного тока напряжением                                                                                                                        -220±22 В.

Упрощенная структурно- кинематическая схема аппарата представлена на Рис. 6.1.1. Прежде чем рассказывать о принципе его работы, поясним назначение изображенных на схеме узлов

Рис. 6.1.1

Радиоприемное устройство 1 (Рис. 6.1.1) выделяет и усиливает принимаемые антенной РЧ сигналы, преобразует их в колебания ПЧ изображения и звукового сопровождения и детектирует последние с целью получения напряжений видео- и звуковой частот телевизионного вещания. В этом устройстве формируются также управляющие напряжения для работы систем автоматической подстройки частоты гетеродина (АПЧГ) и регулировки усиления (АРУ). Далее сигналы изображения и звукового сопровождения обрабатываются в отдельных каналах.

В канале записи сигнала яркости 2 из полного цветового изображения выделяются яркостные колебания, а также восстанавливается их постоянная составляющая. Система АРУ поддерживает постоянный уровень телевизионного сигнала при изменении напряжения на входе устройства.

В этом же канале формируется частотно - модулированный (ЧМ) яркостный телевизионный сигнал и вводятся необходимые частотные предискажения, чем обеспечивается постоянство тока записи в интервале девиации частоты.

Канал записи сигналов цветности 3 из полного цветового телевизионного сигнала отфильтровывает напряжение цветности (его уровень поддерживается постоянным системой АРУ) и автоматически распознает сигналы цветных и черно-белых телевизионных передач. В нем осуществляется также перенос спектра сигналов цветности в область частот 0,3 - 1,1 МГц.

ЧМ сигналы яркости и цветности складываются в сумматоре 4, усиливаются и поступают на коммутатор 5, который, в зависимости от режима работы видеомагнитофона, подключает видеоголовки 17 к началу записи или воспроизведения.

Предусилитель 6 канала воспроизведения усиливает считываемый видеоголовками с магнитной ленты 26 ЧМ сигнал и обеспечивает его частотную коррекцию. В канале воспроизведения сигнала яркости 7 выделяются (после ограничения и детектирования) исходные яркостные колебания, “выпавшие” сигналы строк замещаются сигналами, задержанными на длительность строки (64 мкс), и понижается уровень шумов. Канал воспроизведения сигналов цветности 8 выделяет колебания цветности из воспроизводимого видеоголовками напряжения и переносит их спектр обратно в область частот 3,9 - 4,7 МГц.

В сумматоре 9 сигналы яркости и цветности складываются, образуя полный цветовой телевизионный сигнал.

Канал записи сигналов звукового сопровождения 11 обеспечивает усиление, необходимые частотные предискажения колебаний и поддержание (с помощью системы АРУ) постоянного тока записи в магнитной головке 18, канал воспроизведения 13 усиливает снимаемое с нее напряжение и блокирует его во время паузы, ускоренного и замедленного воспроизведения записи программ. Коммутатор 12 подключает головку к каналу записи или воспроизведения в зависимости от режима работы видеомагнитофона. Токи стирания (в головках 15) и подмагничивания (в головке 18) создает генератор 14. Блок вращающихся головок (БВГ) 16 записывает на ленту и воспроизводит с нее вращающимися видеоголовками 17 сигналы новой видеоинформации.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15