سلسلة كتب تبدأ معك من الصفر الي احتراف صيانه الراديو والتلفزيون والمسجلات
ظاهرة بقاء الرؤية
ظاهرة بقاء الرؤية (Persistence of Vision) هي ظاهرة في علم البصريات تشير إلى قدرة العين على الاحتفاظ بالصورة لفترة قصيرة بعد أن تتوقف الحركة أو التغيير في المشهد المرئي. تعتمد هذه الظاهرة على استجابة العين للمؤثرات البصرية وقدرتها على تكوين صورة مستمرة ومتكاملة للمشاهد المتغيرة.
عندما يتم تعرض العين لمجموعة من الإشارات الضوئية المتعاقبة بسرعة كافية، يقوم الدماغ بدمج هذه الإشارات لتكوين صورة متجانسة ومستمرة. وعندما تتوقف الإشارات الضوئية أو تتغير ببطء، تظل الصورة محتفظة في الذاكرة البصرية للعين لفترة قصيرة، مما يعطينا انطباعًا بأن الصورة مستمرة وغير متقطعة.
تستخدم ظاهرة بقاء الرؤية في العديد من التطبيقات، بما في ذلك الأفلام والتلفزيون وألعاب الفيديو وعرض الصور المتحركة. على سبيل المثال، في الأفلام المتحركة، يتم عرض سلسلة من الصور الثابتة بسرعة عالية، وتستغل بقاء الرؤية لإنشاء الحركة والتدفق المتسلسل للصور.
يمكن استغلال ظاهرة بقاء الرؤية أيضًا في أجهزة العرض وشاشات العرض التي تعتمد على العرض المتسلسل للصور لإنتاج صورة سلسة ومستمرة للمشاهد.
مبدأ تكوين الألوان في التلفاز
مبدأ تكوين الألوان في التلفاز يعتمد على طريقة خلق الألوان المرئية من خلال مزيج الألوان الأساسية الثلاثة، وهي الأحمر (Red) والأخضر (Green) والأزرق (Blue)، والمعروفة باسم نموذج RGB.
نموذج RGB يعتمد على فكرة أن الألوان المرئية يمكن تشكيلها بواسطة خلط الألوان الأساسية الثلاثة بتناسبات مختلفة. عندما يتم عرض إشارة تلفزيونية، يتم توليد الصورة المرئية من خلال تحكم في شدة وتواجد الألوان الأساسية في كل نقطة من نقاط الصورة.
بشكل أكثر تفصيلاً، يتم توليد الصورة في التلفزيون عن طريق إشعاع ثلاثة أشعة ضوء منفصلة، واحدة لكل لون أساسي. يتم تحكم في شدة كل إشعاع لتكوين الألوان المطلوبة. عندما يتم عرض هذه الألوان على الشاشة بشكل متسلسل وسريع جدًا، تدمج العين الألوان معًا لتشكيل الصورة الملونة.
يجب ملاحظة أن هذا المبدأ ينطبق على أنواع معينة من التلفزيون، مثل شاشات التلفاز الحديثة LCD وLED وOLED. بالإضافة إلى نموذج RGB، هناك أنماط ألوان أخرى تستخدم في تكوين الصورة في بعض التقنيات الأخرى مثل نموذج YUV أو CMYK، والتي تستخدم في أنظمة التلفاز المختلفة والتصوير الملون.
مزج الألوان
هناك ثلاثة أساليب رئيسية لمزج الألوان، وهي المزج الطرحي والمزج الجمعي والمزج النسبي. دعنا نلقي نظرة على كل منها:
المزج الطرحي للألوان:
في المزج الطرحي للألوان، يتم الحصول على لون جديد عن طريق طرح أحد الألوان الأساسية من الألوان الأخرى. على سبيل المثال، عندما تقوم بطرح اللون الأزرق من اللون الأبيض، ستحصل على اللون الأصفر. هذا يعتمد على نموذج الألوان الأساسية الثلاثة (الأحمر والأخضر والأزرق)، حيث يمكن تحقيق مجموعة متنوعة من الألوان من خلال الطرح بينها.
المزج الجمعي للألوان:
في المزج الجمعي للألوان، يتم الحصول على لون جديد عن طريق جمع الألوان الأساسية. على سبيل المثال، عندما تقوم بجمع اللون الأحمر واللون الأخضر، ستحصل على اللون الأصفر. في نموذج الألوان RGB، تعتمد تقنية الشاشات الملونة والعرض الرقمي على المزج الجمعي للألوان.
المزج النسبي للألوان:
في المزج النسبي للألوان، يتم تحقيق لون جديد عن طريق تغيير نسب الألوان الأساسية في المزيج. على سبيل المثال، عندما تقوم بزيادة النسبة المئوية للأزرق في مزيج الألوان، ستحصل على ظل أزرق أعمق أو أكثر تشبعًا. هذا يتم تحقيقه عن طريق تغيير كمية كل لون في الخليط لتحقيق الظل المرغوب.
مزج الألوان يستخدم في العديد من المجالات مثل التصوير والرسم وتصميم الجرافيك وصناعة الطلاء والطباعة وغيرها. يمكن استخدام هذه الأساليب لتحقيق تنوع كبير في الألوان المتاحة وإنشاء مجموعة واسعة من التدرجات والظلال المختلفة.
المبادئ الأساسية في الإرسال التلفازي
الإرسال التلفزيوني يستند إلى عدة مبادئ أساسية لنقل الصور والصوت عبر الهواء. إليك بعض المبادئ الأساسية في الإرسال التلفزيوني:
تحويل الإشارة التلفزيونية إلى إشارة راديو: يتم تحويل الإشارة التلفزيونية المتكونة من صورة وصوت إلى إشارة راديو يمكن نقلها عبر الهواء. يتم ذلك عن طريق استخدام أجهزة إرسال خاصة تحوّل الإشارة إلى ترددات راديو مناسبة للبث.
ترميز الإشارة التلفزيونية: يتم ترميز الإشارة التلفزيونية بواسطة تقنيات محددة للحفاظ على الجودة وضمان انتقال الصورة والصوت بشكل صحيح. أحد أنظمة الترميز المستخدمة شائعًا هو نظام الترميز MPEG (Moving Pictures Experts Group).
تقسيم الإشارة إلى قنوات: تُقسم الإشارة التلفزيونية إلى قنوات مختلفة لنقل البرامج المختلفة. يتم تخصيص ترددات راديو معينة لكل قناة للبث الفعلي.
تعدد القنوات: يتيح نظام التلفزيون تعدد القنوات، مما يسمح ببث العديد من البرامج المختلفة في نفس الوقت. يتم تخصيص ترددات مختلفة لكل قناة للتمكن من استقبال القناة المطلوبة.
النمط الإطاري والخطي: يتم تقسيم الإشارة التلفزيونية إلى إطارات وخطوط. يتم نقل تسلسل الإطارات والخطوط بشكل متتالي لإعادة بناء الصورة على شاشة التلفزيون في الجهاز الاستقبال.
النقل العرضي: تُستخدم تقنيات النقل العرضي لنقل الإشارة التلفزيونية عبر الهواء بطريقة تقلل من التداخل وتحسن جودة الاستقبال. تتضمن هذه التقنيات استخدام إشارات تزامن وتصحيح الأخطاء للحفاظ على استقرار الصورة والصوت.
هذه بعض المبادئ الأساسية في الإرسال التلفزيوني، وهناك مزيد من التفاصيل والتقنيات المستخدمة في عملية الإرسال والاستقبال.
مبدأ تكوين الألوان في التلفاز طبيعة اللون Hue or Tint التشبع Saturationالنصوع Luminance
مبدأ تكوين الألوان في التلفاز يستند إلى نظام يعرف بنظام RGB (Red-Green-Blue)، وهو النظام الأساسي المستخدم في تكوين الألوان في التلفاز والعديد من التطبيقات الأخرى.
اللون (Hue or Tint): يمثل اللون الذي يراه العين، مثل اللون الأحمر أو الأزرق أو الأخضر وما بينها. يتم تحقيق الألوان المختلفة في التلفاز عن طريق مزج مختلف كميات الألوان الأساسية الحمراء والخضراء والزرقاء. عند مزج هذه الألوان بنسب مختلفة، يتم إنشاء مجموعة واسعة من الألوان المرئية.
التشبع (Saturation): يشير إلى درجة تشبع اللون أو كمية اللون الأصلية الموجودة في الصورة. عندما يكون التشبع عاليًا، يكون اللون غنيًا وحيويًا، في حين أن التشبع المنخفض يجعل اللون باهتًا وأقل حيوية. يمكن التحكم في درجة التشبع لتحقيق تأثيرات مرئية مختلفة.
النصوع (Luminance): يشير إلى السطوع العام للصورة أو مستوى الإضاءة. يتم تحقيق النصوع بمزج إشارات السطوع (الأبيض والأسود) مع إشارات الألوان الأساسية. يتم التحكم في مستوى النصوع لتحقيق مستويات سطوع مختلفة وتباين الصورة.
هذه المفاهيم الثلاثة (اللون، التشبع، النصوع) تعمل معًا لتكوين الألوان في التلفاز وتحقيق الصور الملونة المرئية التي نشاهدها على الشاشة. تحكم أجهزة التلفاز الحديثة في هذه المتغيرات لتحقيق تأثيرات بصرية مختلفة وضبط الصورة حسب تفضيلات المشاهد.
مبدأ الإرسال بحدود خط النظر المنطقة التي يغطيها الإرسال التلفازي The TV Service Area
مبدأ الإرسال بحدود خط النظر يشير إلى منطقة التغطية التي يمكن لإشارة التلفزيون أن تصل إليها وتستقبل بوضوح دون تشويش كبير. تعتمد حدود هذه المنطقة على القوة والترددات المستخدمة في الإرسال التلفزيوني، وعوامل الانتشار والتداخل في البيئة.
منطقة خدمة التلفزيون هي المنطقة التي يتم فيها بث إشارات التلفزيون بمستوى قوة كافية لضمان استقبالها وعرض الصورة والصوت بجودة جيدة. هذه المنطقة تتأثر بعوامل متعددة بما في ذلك المسافة بين مصدر الإرسال والمستقبل، والتضاريس المحيطة، والعوائق المادية مثل المباني والتضاريس الطبيعية.
تقنيات البث التلفزيوني المختلفة تستخدم أنواع مختلفة من الهوائيات ومحطات البث لتغطية منطقة خدمة محددة. هناك أنظمة البث المحلية التي تغطي منطقة صغيرة مثل المجتمع المحلي أو الحي، وهناك أنظمة البث الوطنية التي تغطي مناطق أواسع مثل البلاد بأكملها.
تتوفر أجهزة الاستقبال التلفزيوني في هذه المناطق لاستقبال وفك تشفير إشارة التلفزيون وعرضها على الشاشة بجودة عالية. وفي الأماكن التي تكون بعيدة عن مركز البث أو في المناطق ذات الانتشار الضعيف، يمكن استخدام مكبرات الإشارة أو الهوائيات الخارجية لتعزيز قوة الإشارة وتحسين جودة الاستقبال.
العمليات الأساسية في الإرسال التلفازي
المسح الإلكتروني
المسح الإلكتروني المتتابع Sequential Electronic Scanning
المسح الإلكتروني المتداخل Interlaced Electronic Scanning
التزامن Synchronization
العمليات الأساسية في الإرسال التلفزيوني تشمل عدة خطوات لضمان إرسال الصورة والصوت بشكل صحيح ومتزامن. من بين هذه العمليات الأساسية:
المسح الإلكتروني (Scanning): يتم استخدام المسح الإلكتروني لقراءة ونقل الصورة إلى الشاشة. يتم تقسيم الصورة إلى سطور أفقية صغيرة تسمى خطوط المسح، وتتحرك شعاع الإلكترون عبر هذه الخطوط لقراءة الإشارة الضوئية ونقلها. يتم تنفيذ المسح الإلكتروني بشكل متتابع أو متداخل.
المسح الإلكتروني المتتابع (Sequential Electronic Scanning): في هذا النوع من المسح، يتم قراءة خطوط المسح بشكل متتابع من أعلى إلى أسفل. يتم قراءة الخطوط بتتابع سريع، مما يؤدي إلى تشكيل الصورة الكاملة بشكل تدريجي على الشاشة.
المسح الإلكتروني المتداخل (Interlaced Electronic Scanning): في هذا النوع من المسح، يتم قراءة خطوط المسح بتداخل بين خطوط متتابعة. في الدورة الأولى، يتم قراءة الخطوط الفردية (1, 3, 5, إلخ.)، وفي الدورة الثانية، يتم قراءة الخطوط الزوجية (2, 4, 6, إلخ.)، وهكذا. يتم تكوين الصورة الكاملة عن طريق دمج الخطوط المتتابعة معًا على الشاشة.
التزامن (Synchronization): يتعلق التزامن بتنسيق وتنسيق جميع العناصر في إشارة التلفزيون بدقة، بحيث تظهر الصورة والصوت بشكل متزامن. يتم إرسال إشارات التزامن خلال إشارة التلفزيون للتحكم في المسح الإلكتروني ومزامنة تناظرية الصورة وصوتها.
هذه العمليات الأساسية تضمن إرسال الإشارة التلفزيونية بطريقة تسمح بعرض صورة واضحة وجودة صوت ممتازة على شاشة التلفزيون.
الكاميرا التلفازية كاميرا الاورثيكون كاميرا الفيديكون
كاميرا التلفاز هي الجهاز المستخدم لتسجيل الصورة ونقلها بصورة مباشرة في نظام التلفاز. وهناك عدة أنواع من الكاميرات التلفازية المستخدمة عبر التاريخ. اثنتان من الأنواع الأولية هي كاميرا الأورثيكون (Iconoscope) وكاميرا الفيديكون (Vidicon).
كاميرا الأورثيكون (Iconoscope): تم تطوير كاميرا الأورثيكون في أوائل القرن العشرين وهي واحدة من أولى الكاميرات التلفازية التي تم استخدامها. تعتمد كاميرا الأورثيكون على أنبوب الأورثيكون، وهو أنبوب فراغي يتألف من طبقة حساسة للضوء تتفاعل مع الإشعاع الضوئي لتسجيل الصورة. يتم تحويل الإشارة الضوئية إلى إشارة كهربائية لنقلها في النظام التلفازي.
كاميرا الفيديكون (Vidicon): تم تطوير كاميرا الفيديكون في الأربعينيات وهي تعتبر تطورًا لكاميرا الأورثيكون. تعتمد كاميرا الفيديكون على أنبوب الفيديكون، وهو أنبوب فراغي يحتوي على طبقة حساسة للضوء تعمل على تحويل الإشعاع الضوئي إلى إشارة كهربائية. تتميز كاميرا الفيديكون بحساسية عالية وقدرة على تسجيل الصور ذات التفاصيل الدقيقة.
تطورت تقنيات كاميرات التلفاز على مر السنين وظهرت أنواع جديدة من الكاميرات بتقنيات أكثر تطورًا مثل الكاميرات الرقمية وكاميرات الفيديو عالية الدقة (HD).
مبدأ عمل الفيديكون
مبدأ عمل كاميرا الفيديكون (Vidicon) يعتمد على تحويل الإشعاع الضوئي إلى إشارة كهربائية. هنا هي خطوات عملها بشكل عام:
الإنارة: يتم تعريض الطبقة الحساسة للضوء باستخدام مصدر إضاءة. يتم تحويل الإشعاع الضوئي الوارد إلى نبضات ضوئية تتفاوت في شدتها وتعكس التفاصيل الموجودة في الصورة.
التحويل الضوئي إلى إشارة كهربائية: تحتوي كاميرا الفيديكون على طبقة حساسة للضوء تكون عادة مصنوعة من مادة موصلة مثل السيليكون. عندما يتعرض الضوء لهذه الطبقة الحساسة، يتم تحرير الإلكترونات من الذرات الموجودة في المادة، وتتشكل شحنة كهربائية.
تكبير الإشارة: تستخدم كاميرا الفيديكون قناة تكبير لتضخيم الإشارة الكهربائية المتولدة من الطبقة الحساسة. تستخدم قناة التكبير ترانزستورات مصغرة (FETs) أو صمامات (tubes) لزيادة قوة الإشارة.
تشكيل الإشارة: يتم معالجة الإشارة الكهربائية المكبّرة لإزالة التشويش وتحسين جودة الصورة. يمكن تعديل مستوى السطوع والتباين والألوان وغيرها من الخصائص المرئية للصورة من خلال دوائر تحكم مخصصة.
إخراج الإشارة: يتم تحويل الإشارة الكهربائية الناتجة إلى إشارة فيديو مناسبة للتوصيل بأجهزة العرض أو أنظمة البث التلفزيوني.
من خلال هذه العمليات، يتم تسجيل الصورة بواسطة كاميرا الفيديكون وتحويلها إلى إشارة كهربائية لنقلها وعرضها على شاشات التلفاز.
العمليات التي تتم على إشارة الصورة
1 تكوين إشارة الفيديو المركبة
2 تعديل التساع الموجب و السالب
3 تحتوي الطاقة للإشارة المضمنة و المحتوى الترددي للقنال
العمليات التي تتم على إشارة الصورة تشمل:
تكوين إشارة الفيديو المركبة: يتم دمج إشارات اللون الأحمر والأخضر والأزرق لتشكيل إشارة الفيديو المركبة (Composite Video). هذه الإشارة تحمل معلومات السطوع والألوان معًا.
تعديل التساع الموجب والسالب: تستخدم عملية تعديل التساع لتحسين جودة الصورة وتعديل السطوع والتباين. يتم زيادة تأثيرات السطوع الإيجابية والتقليل من تأثيرات السطوع السالبة.
تحتوي الطاقة للإشارة المضمنة والمحتوى الترددي للقناة: تشمل العمليات التي تتم على إشارة الصورة تضمين الطاقة اللازمة لنقل الإشارة والتأكد من تواجدها بمستوى كافٍ للتشغيل السليم. كما تتم معالجة إشارة الصوت المرافقة للصورة وضمان نقلها بجودة عالية.
تلك العمليات تهدف جميعها إلى تحسين جودة الصورة وتأكيد نقل الإشارة بشكل صحيح وموثوق به لتوفير تجربة مشاهدة ممتعة للمستخدم.
جهاز الإرسال التلفازي غير الملون
أولا قسم الصوت
ثانيا قسم الصورة
جهاز الإرسال التلفزيوني غير الملون يتكون من قسمين رئيسيين: قسم الصوت وقسم الصورة. دعنا نلقي نظرة على كل قسم على حدة:
قسم الصوت:
قسم الصوت في جهاز الإرسال التلفزيوني غير الملون يتولى نقل إشارة الصوت من المصدر إلى جهاز الاستقبال. يتضمن عادة ما يلي:
ميكروفون: يستخدم لتحويل الأصوات المتحولة إلى إشارة صوتية.
مكبرات الصوت: تستخدم لتكبير إشارة الصوت لتكون قادرة على تشغيل مكبرات الصوت في جهاز الاستقبال بوضوح وقوة.
دوائر التحكم في الصوت: تستخدم لضبط مستوى الصوت والتحكم في خصائص أخرى مثل الباس والتريبل والتوازن.
قسم الصورة:
قسم الصورة في جهاز الإرسال التلفزيوني غير الملون يتولى نقل إشارة الصورة من المصدر إلى جهاز الاستقبال. يتضمن عادة ما يلي:
كاميرا التلفزيون: تستخدم لتسجيل الصورة وتحويلها إلى إشارة كهربائية.
معالجة الصورة: تستخدم لتحسين جودة الصورة وتعديل سطوعها وتباينها وتشبع الألوان.
مولد إشارة الفيديو: يستخدم لتوليد إشارة الفيديو المركبة التي تحتوي على معلومات السطوع والألوان.
دوائر التزامن: تستخدم لمزامنة إشارة الصورة مع إشارة الصوت وضمان توافقهما بشكل صحيح.
يتم تكامل قسم الصوت وقسم الصورة في جهاز الإرسال التلفزيوني غير الملون لضمان نقل الإشارة الصوتية والإشارة البصرية بشكل متزامن ومتوافق. هذا يسمح للمستقبل بتلقي إشارة تلفزيونية كاملة تتضمن الصوت والصورة.
الإرسال التلفازي الملون
1 إشارة اللون
2 إشارة النصوع
في الإرسال التلفزيوني الملون، يتم إضافة إشارتي اللون والنصوع إلى إشارة الصوت والصورة الأساسية. دعنا نلقي نظرة على كل إشارة على حدة:
إشارة اللون:
إشارة اللون تحمل معلومات الألوان التي تمثل الصورة الملونة. تستند إشارة اللون إلى نموذج الألوان الثلاثة المكون من الألوان الأساسية الأحمر والأخضر والأزرق. تحمل إشارة اللون معلومات عن درجة تشبع الألوان وتدرجاتها، وترسل بشكل منفصل عن إشارة الصوت وإشارة النصوع.
إشارة النصوع:
إشارة النصوع (أو إشارة السطوع) تحمل معلومات عن سطوع الصورة وتعبيرها عن الظلال والأضواء. تعبر إشارة النصوع عن مستويات الإضاءة في الصورة وترسل بشكل منفصل عن إشارة الصوت وإشارة اللون.
تتم مزج إشارات الصوت والصورة وإشارة اللون وإشارة النصوع في جهاز الإرسال التلفزيوني الملون وتنقل بشكل متزامن إلى جهاز الاستقبال التلفزيوني. يقوم جهاز الاستقبال بفك تشفير الإشارة واستعادة الصوت والصورة الملونة بدقة عالية على الشاشة.
الإشارة التلفازية الملونة
الإشارة التلفزيونية الملونة تتألف من عدة مكونات رئيسية تعمل معًا لنقل الصور الملونة عبر البث التلفزيوني. هنا هي المكونات الرئيسية للإشارة التلفزيونية الملونة:
إشارة الصوت: تحمل المعلومات المتعلقة بالصوت وتنقلها بصوت معاصر مع الصورة.
إشارة النصوع (Luminance): تحمل المعلومات المتعلقة بسطوع الصورة والتباين بين الأضواء والظلال.
إشارة اللون (Chrominance): تحمل المعلومات المتعلقة بالألوان الموجودة في الصورة. تعتمد إشارة اللون على نموذج الألوان الثلاثة الأساسي (الأحمر والأخضر والأزرق) وتحمل معلومات اللون وتشبع الألوان.
إشارة المزج (Composite Signal): يتم مزج إشارة النصوع وإشارة اللون معًا لتشكيل إشارة مركبة واحدة تحمل كل المعلومات المتعلقة بالصورة الملونة. هذه الإشارة المركبة تتم إرسالها عبر البث التلفزيوني.
يتم تحويل الإشارة التلفزيونية الملونة إلى إشارة كهربائية تناسبية للنقل عبر الهواء أو الكابلات. وفي جهاز الاستقبال التلفزيوني، يتم استعادة الإشارة الملونة وترجمتها إلى صورة وصوت ملونيين على الشاشة. يستخدم النموذج اللوني RGB (الأحمر والأخضر والأزرق) في أجهزة التلفاز الملونة لإعادة إنتاج الألوان بدقة عالية.
أنظمة الإرسال التلفازي الملون
1 النظام الأمريكي NTSC
2 النظام الألماني PAL
3 النظام الفرنسي SECAM
صحيح، هناك ثلاثة أنظمة رئيسية للإرسال التلفزيوني الملون:
النظام الأمريكي NTSC: يستخدم في الولايات المتحدة والعديد من الدول الأمريكية والعديد من الدول في أمريكا الشمالية والجنوبية. يعتمد على إشارة الفيديو المركبة (Composite Video) ويعمل بتردد 30 إطارًا في الثانية ويستخدم ترددًا لحامل الصوت بين 6.0 و 6.5 ميجاهرتز.
النظام الألماني PAL: يستخدم في العديد من البلدان الأوروبية وبعض الدول الأخرى في جميع أنحاء العالم. يعتمد أيضًا على إشارة الفيديو المركبة ويعمل بتردد 25 إطارًا في الثانية. يستخدم ترددًا لحامل الصوت بين 5.5 و 6.0 ميجاهرتز.
النظام الفرنسي SECAM: يستخدم في فرنسا وبعض الدول الأخرى الناطقة بالفرنسية وبعض الدول الأفريقية. يعتمد على نظام تعديل اللون السيكام (SECAM) الذي يفصل إشارة اللون عن إشارة النصوع. يعمل بتردد 25 إطارًا في الثانية ويستخدم ترددًا لحامل الصوت بين 6.5 و 7.0 ميجاهرتز.
هذه الأنظمة تختلف في طريقة ترميز الألوان وتزامن الإشارة وتردد الإطار وتردد حامل الصوت. هذا يؤدي إلى توافق محدود بين الأنظمة وقد يتطلب استخدام معدات متوافقة أو تحويل الإشارة عند الاستقبال إذا كانت تستخدم نظامًا مختلفًا.
هوائيات الاستقبال التلفازي
هوائيات الاستقبال التلفزيوني تستخدم لاستقبال الإشارات التلفزيونية المذاعة عبر الهواء ونقلها إلى جهاز الاستقبال التلفزيوني. تعمل الهوائيات عن طريق تحويل الإشارات الكهرومغناطيسية التي تحمل المعلومات التلفزيونية إلى إشارة كهربائية يمكن للتلفزيون استخدامها لعرض الصورة والصوت.
هناك عدة أنواع مختلفة من هوائيات الاستقبال التلفازي، وتشمل:
هوائيات القطب العمودي (Vertical Antennas): تعتبر الأكثر شيوعًا وتستخدم لاستقبال الإشارات التلفزيونية الأرضية. تتألف من عنصر معدني عمودي يمتد في الهواء ويستقبل الإشارات من الأبراج البث.
هوائيات القطب الأفقي (Horizontal Antennas): تستخدم لاستقبال الإشارات التلفزيونية عبر الأقمار الصناعية. تتكون من صحن معدني كبير يستقبل الإشارات القادمة من الأقمار الصناعية.
هوائيات الداخلية (Indoor Antennas): تستخدم في الأماكن التي لا يتوفر فيها الوصول إلى هوائيات خارجية. تشمل هوائيات القطب العمودي المتصلة بجهاز الاستقبال أو هوائيات مكثفة الحجم توضع بالقرب من التلفزيون.
تختلف كفاءة الهوائيات ونطاق استقبالها حسب نوع الهوائية وموقعها وجودة إشارة البث في المنطقة المحددة. يُنصح بتوجيه الهوائية باتجاه أبراج البث أو الأقمار الصناعية وتثبيتها في موقع مرتفع وخالي من العوائق لتحسين جودة الاستقبال التلفزيوني.
أكثر الهوائيات شيوعا
1 هوائي الدايبول المفتوح
2 هوائي الدايبول المطوي نصف الموجي
صحيح، هناك هوائيان شائعان لاستقبال الإشارات التلفزيونية هما:
هوائي الدايبول المفتوح (Open Dipole Antenna): يعتبر هوائي الدايبول المفتوح هو الشكل الأكثر شيوعًا لهوائيات الاستقبال التلفزيوني. يتكون من قضبتين متوازيتين ومفتوحتين تشكلان شكل حرف “V” أو “U”. يمتد الهوائي عموديًا أو أفقيًا ويستقبل الإشارات من الأبراج البث.
هوائي الدايبول المطوي نصف الموجي (Half-Wave Folded Dipole Antenna): يعتبر هوائي الدايبول المطوي نصف الموجي شائعًا أيضًا للاستقبال التلفزيوني. يتكون من قضبتين متوازيتين ومطويتين لتشكيل حلقة مستطيلة. يوفر هذا الهوائي كفاءة أعلى واستقبالًا أفضل للإشارات مقارنة بالدايبول المفتوح التقليدي.
تختلف هذه الهوائيات في التصميم وأداء الاستقبال، ويتأثر أداء الهوائية بعوامل مثل الطول الموجي للإشارة المراد استقبالها وتوجيه الهوائية وموقعها. يتم تثبيت هذه الهوائيات عادة على سطح السقف أو في الهواء الطلق لتحقيق أفضل جودة استقبال التلفزيون.
هوائيات استقبال القمر الصناعي
هوائيات استقبال القمر الصناعي تستخدم لاستقبال إشارات البث التلفزيوني والإذاعي والإنترنت عبر الأقمار الصناعية. هذه الهوائيات تختلف عن هوائيات الاستقبال التلفزيوني الأرضي، حيث تستقبل إشارات تنطلق من الأقمار الصناعية التي تدور في مدار حول الأرض.
أحد أنواع هوائيات استقبال القمر الصناعي الشائعة هو هوائي الصحن العاكس (Parabolic Dish Antenna)، وهو عبارة عن صحن كبير الحجم وشكله قطاعي أو دائري، يركب على حامل مستقل أو على سطح السقف. يتم توجيه هذا الهوائي نحو القمر الصناعي المستهدف وتعديل زاوية الاستقبال للحصول على أفضل جودة للإشارة.
بعض الهوائيات الأخرى التي يمكن استخدامها لاستقبال القمر الصناعي تشمل هوائي القرص السطحي (Flat Panel Antenna) وهوائي القرص الرقمي (Digital Dish Antenna). تختلف هذه الهوائيات في التصميم والحجم والأداء، ويتم اختيار النوع المناسب حسب احتياجات الاستقبال وظروف التثبيت.
مهمة هذه الهوائيات هي توجيه وتكبير إشارة القمر الصناعي المستقبلة وتوجيهها إلى جهاز الاستقبال لتفسيرها وتحويلها إلى معلومات قابلة للعرض على التلفاز أو الإذاعة أو الاتصال بالإنترنت.
ثانياً الهوائي الطبقة الصحن Dish
1- ميزات الاتصالات عبر الأقمار الصناعية
2- النظام الأساسي للقمر الصناعي
1- ميزات الاتصالات عبر الأقمار الصناعية:
تغطية واسعة: تمكن الأقمار الصناعية من توفير تغطية شبه عالمية، حيث يمكن للإشارات اللاسلكية أن تصل إلى مناطق بعيدة ونائية في الأرض التي قد تكون صعبة الوصول إليها بواسطة البنية التحتية الأرضية العادية.
قدرة انتقال عالية: تسمح الأقمار الصناعية بنقل كميات كبيرة من البيانات بسرعة عالية، مما يتيح نقل الصوت والصورة عالية الدقة وتوفير خدمات الإنترنت عالية السرعة.
مرونة وقابلية التكيف: يمكن ضبط الأقمار الصناعية لتلبية احتياجات مختلفة في الاتصالات، مثل توجيه الإشارات إلى مناطق محددة أو زيادة قدرة الاستقبال والإرسال في المناطق ذات الكثافة السكانية العالية.
2- النظام الأساسي للقمر الصناعي:
القمر الصناعي: يتكون من جسم يدور حول الأرض في مدار ثابت، ويحمل أنظمة الاتصالات والأجهزة اللازمة لإرسال واستقبال الإشارات.
الأرض المحطة الأرضية: تتألف من هوائيات وأجهزة الاستقبال والإرسال المتصلة بالشبكات الأرضية لتوجيه الإشارات إلى الأقمار الصناعية وتلقي الإشارات المرسلة منها.
شبكة الأقمار الصناعية: تتكون من مجموعة من الأقمار الصناعية الموضوعة في مدارات محددة حول الأرض، حيث يتم توجيه الإشارات بين الأقمار والمحطات الأرضية لتمكين الاتصالات.
في هذا النظام، يتم تحويل الإشارات من الأرض إلى الأقمار الصناعية عبر الهوائيات الطبقة (Dish Antennas) الموجودة في المحطات الأرضية. تقوم هذه الهوائيات بتوجيه الإشارات بدقة نحو القمر الصناعي المطلوب للاتصال، حيث يتم استقبال وإرسال الإشارات بين المحطات الأرضية والأقمار الصناعية لتحقيق الاتصالات عبر الأقمار الصناعية.
مكونات الصحن الهوائي
تمامًا، هذه هي بعض مكونات الصحن الهوائي (Dish Antenna) وأنواع اللاقطات المستخدمة فيها:
1- اللاقط أو المغذي (Feed or LNB): يعتبر الجزء الحساس في الصحن الهوائي ومهمته استقبال الإشارات القادمة من الأقمار الصناعية وتحويلها إلى إشارة كهربائية قابلة للتعامل معها. النوع الأكثر شيوعًا هو LNB (Low Noise Block Downconverter) الذي يحتوي على تقنية تقليل الضوضاء وتحويل تردد الإشارة إلى مدى ترددي يناسب الاستخدام المنزلي.
2- الصحن (Dish): يعتبر الصحن جزءًا هامًا في الهوائي، حيث يقوم بتجميع الإشارات القادمة من الأقمار الصناعية وتوجيهها نحو اللاقط. يتم تصميم الصحن بشكل منحني لتحقيق التركيز الأمثل للإشارة.
3- التركيبات القطبية (Polar mounts): تستخدم لتركيب الصحن الهوائي وتوجيهه بشكل صحيح نحو الأقمار الصناعية. تحتوي على قاعدة قابلة للتعديل تسمح بتحريك الصحن في الاتجاه الأفقي (أفقي/عمودي) والاتجاه الرأسي (شرق/غرب) لتحقيق أفضل استقبال للإشارة.
بالنسبة لأنواع اللاقطات الموجودة في الأسواق، فهي تتنوع وتختلف وفقًا للترددات والتقنيات المستخدمة في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية. بعض الأمثلة على أنواع اللاقطات هي:
1- لاقط عادي KU: يستخدم لاستقبال إشارات الترددات المنخفضة والمتوسطة (ترددات KU) ويتميز بأنه يغذي جهاز استقبال واحد.
2- لاقط Universal: يدعم مجموعة متنوعة من الترددات ويمكنه استقبال إشارات من مجموعة واسعة من الأقمار الصناعية.
3- لاقط C-Band مخرج واحد: يستخدم لاستقبال إشارات الترددات المرتفعة (ترددات C-Band) ويحتوي على مخرج واحد لتغذية جهاز استقبال واحد.
4- لاقط C-Band مخرج واحد ويغذي أكثر من جهاز (One Cable Solution): يمكنه تغذية أكثر من جهاز استقبال باستخدام كابل واحد فقط، مما يوفر الحد الأدنى من التوصيلات.
5- لاقط Ku مع مخرجين V/H: يتميز بأنه يدعم استقبال إشارات الترددات المنخفضة ويحتوي على مخرجين للتغذية الأفقية والعمودية.
6- لاقط Out put LNB VH/VH 2: يحتوي على مخرجين لتغذية الأفقية والعمودية ويستخدم لاستقبال إشارات متعددة من الأقمار الصناعية.
جهاز الاستقبال التلفازي
هذه بعض الأمثلة الشائعة لأنواع اللاقطات المستخدمة في الصحن الهوائي لاستقبال الإشارات من الأقمار الصناعية، وتختلف الأنواع وفقًا لمتطلبات الاستخدام والترددات المستخدمة.
مرحلة الترددات الراديوية (RF) في جهاز الاستقبال التلفازي تعتبر الخطوة الأولى في عملية استقبال الإشارة التلفازية. في هذه المرحلة، يتم استقبال الإشارة القادمة من الهوائي أو الكابل وتكون عادةً في شكل ترددات راديوية عالية.
وظيفة مرحلة الترددات الراديوية هي تضخيم وتكبير الإشارة الواردة لضمان قوة كافية لمعالجتها في المراحل اللاحقة. يتم استخدام مكبرات الإشارة الراديوية لزيادة قوة الإشارة وتحسين جودتها.
عادةً ما تشمل مرحلة الترددات الراديوية أجهزة التكبير والتردد الأولي والتناظرية، والتي تساعد في تكبير وتحويل الإشارة إلى ترددات بينية (IF) أقل. تختلف تفاصيل هذه المرحلة حسب نوع جهاز الاستقبال والتقنيات المستخدمة فيه.
المخطط الصندوقي لمستقبل تلفازي أبيض و أسود
مرحلة الترددات الراديوية RF (Radio Frequency) تعنى بتضخيم وتكبير الإشارة التلفزيونية القادمة من الهوائي أو الكابل. تتكون هذه المرحلة من مكونات مثل مضخم الإشارة والمرشحات والمحولات لتكبير وتشكيل الإشارة.
مرحلة الترددات البينية IF (Intermediate Frequency) هي المرحلة التي تعمل على تحويل الإشارة الراديوية التي تم تضخيمها في المرحلة السابقة إلى ترددات بينية أقل. هذا يسمح بتبسيط معالجة الإشارة وتقليل التداخل الكهرومغناطيسي.
مرحلة معالجة إشارة الفيديو تقوم بتكبير وتعديل الإشارة البيانية التي تحمل المعلومات البصرية، مثل التباين والسطوع والتلوين. يتم استخدام أجهزة مثل المكبرات والمرشحات والمنظمات في هذه المرحلة لتحسين جودة الصورة.
مرحلة الانحراف الأفقي والعمودي تتعامل مع توليد إشارات التزامن الأفقي والعمودي، والتي تستخدم لضبط موضع وتوقيت الشاشة وتزامن الصورة. يتم ضبط معلمات الانحراف باستخدام أجهزة مثل المولدات الأفقية والعمودية ومراحل التزامن.
مرحلة الصوت تتعامل مع تكبير ومعالجة إشارة الصوت المرافقة للإشارة التلفزيونية. يتم استخدام مكبرات الصوت ومرشحات التردد الصوتي ومنظمات الصوت في هذه المرحلة لتعزيز وتحسين جودة الصوت.
هذا هو المخطط الصندوقي الأساسي لمستقبل تلفزيوني أبيض وأسود، وتفاصيله قد تختلف قليلاً حسب الموديل والتصميم المحدد للمستقبل.
جهاز الاستقبال التلفازي الملون
جهاز الاستقبال التلفزيوني الملون يتكون من عدة أقسام مختلفة، وفيما يلي نظرة عامة على هذه الأقسام:
قسم الترددات الراديوية: يتعامل مع استقبال الإشارات التلفزيونية من الهوائي أو الكابل وتكبيرها وتضخيمها للمراحل التالية.
قسم الصوت: يتعامل مع معالجة إشارة الصوت المصاحبة للإشارة التلفزيونية. يتضمن تكبير الصوت وتنقية الإشارة وتحسين جودة الصوت المستلم.
قسم الفيديو: يتعامل مع معالجة إشارة الفيديو المصاحبة للإشارة التلفزيونية. يتضمن تكبير الإشارة وتحسين جودة الصورة وضبط المعلمات البصرية.
قسم الألوان: يتعامل مع معالجة إشارة الألوان في الإشارة التلفزيونية الملونة. يقوم بفصل إشارة الألوان عن الإشارة البيضاء الأساسية ومعالجتها لإنتاج ألوان دقيقة وواقعية.
قسم المسح الرأسي والأفقي: يتعامل مع توليد إشارات التزامن الرأسي والأفقي التي تستخدم لضبط موضع وتوقيت الشاشة وتزامن الصورة المستلمة.
أنبوبة الشاشة: تعرض الصورة المستلمة على الشاشة الملونة باستخدام تقنية CRT (أنبوبة الشاشة الكاثودية).
قسم تغذية الجهود – دارة القدرة: يتعامل مع توفير التغذية الكهربائية المناسبة لمختلف الأجزاء والمراحل في الجهاز.
دارات مساعدة: تشمل دارات مساعدة إضافية لتحسين أداء الجهاز وضمان عمله السليم، مثل دارات التحكم ودارات التوجيه وغيرها
