LA
TELEVISION
Así como
los micrófonos pueden captar ondas sonoras y convertirlas en señales eléctricas,
las cuales modulan las ondas de radio y pueden ser transmitidas, así, a la
distancia, también es posible captar una imagen por medio de una cámara,
convertirla en otra señal eléctrica, “subirla” a otra portadora y transmitirla a
un punto remoto. Para recuperar los sonidos, basta amplificar las corrientes
eléctricas y aplicarlas en parlantes (bocinas) que se encargan de su
reproducción.
Una imagen es mucho más compleja que un sonido, lo que exige más que un simple
transductor, tipo micrófono, conectado a un transmisor.
La
información correspondiente al sonido tiene solamente una dimensión: la onda
incide de modo constante sobre el micrófono, que varía con el tiempo. Una imagen
no. La misma tiene dos dimensiones (en verdad tiene tres, ¡pero todavía no
tenemos televisión tridimensional!) y esto plantea un serio problema para su
captación.
La transmisión de imágenes es un poco más compleja, veamos: si tuviéramos una
imagen correspondiente a una X, como muestra la figura
1, para transmitirla, nuestra primera preocupación sería reducir sus dimensiones,
o sea: convertirla en una imagen de solamente una dimensión, o también, en una
forma diferente. Este recurso que usamos es también empleado cuando deseamos
copiar un dibujo muy complicado. En lugar de tomar el dibujo como un todo, lo
dividimos en sectores, como muestra la figura
2.
Después, "barremos" la figura, copiando cada sector, o cada cuadradito separadamente,
lo que es mucho más fácil. Juntando los cuadraditos, tenemos la recomposición
del diseño.
Del mismo modo, en televisión, para transmitir la imagen, lo que se hace, en
primer lugar, es la descomposición en líneas que poseen claros y oscuros, y
es esta información la que es llevada a su televisor, donde se la recompone.
Si puede examinar de cerca un televisor en blanco y negro, verá que la imagen
está formada por 625 líneas paralelas horizontales, que presentan claros y oscuros.
Lo importante en este sistema es que nuestra vista no percibe realmente las
líneas, pero sí la imagen en su totalidad, siempre que el número de líneas usado
sea suficientemente grande.
Nuestra vista posee una característica, que se llama capacidad de resolución,
que nos impide distinguir objetos separadamente, si hay entre ellos distancias
muy pequeñas. Dos puntos dibujados en una hoja se ven como uno solo (fundidos)
si alejamos esta hoja de nuestra vista hasta una cierta distancia.
Volviendo al problema de la transmisión de la imagen, todo lo que necesitamos
entonces es un sistema que "explore" la imagen en líneas horizontales, que transmita
las informaciones de claros y oscuros y que permita su recomposición en un aparato
distante. Para que tengamos una imagen de buena definición, o sea, que sean
visibles detalles pequeños, será necesario un cierto número de líneas, que en
el caso de la TV en Argentina es de 625, mientras que en la mayoría de los países
(México, Colombia, Venezuela, etc.) es de 575. Pero esto no es todo. Recuerde
que una imagen de TV normalmente está en constante movimiento. Si la "exploración"
de la imagen fuera muy lenta, cuando llegamos a su final, el objeto que estamos
enfocando ya cambió de posición. La solución para obtener el movimiento, o sea,
para poder transmitir imágenes en movimiento, es la misma adoptada en el caso
del cine y basada en la persistencia retiniana.
Del mismo modo que nuestros ojos no pueden separar puntos muy cercanos en una
imagen, también sufren una cierta "confusión temporal", o sea, no pueden distinguir
dos fenómenos sucesivos muy próximos, tal como se muestra en la figura
3.
Si usted pasa su mano varias veces, muy
rápidamente delante de una imagen, interrumpirá la visión y su vista no conseguirá
ver esta interrupción y "compondrá" la imagen.
Una lámpara que guiñe rápidamente en una frecuencia mayor que 10Hz, o sea, 10
guiños por segundo, no podrá ser vista como una sucesión de destellos, sino
como si estuviera encendida continuamente, pues nuestra vista no puede distinguir
guiños sucesivos a menos de 0,1 segundo.
El cine aprovecha este hecho, del siguiente modo:
Para que
tengamos la sensación de movimiento en las imágenes proyectadas, basta hacerlo
con gran velocidad. Una película cinematográfica no es más que una sucesión de
fotografías (quietas) que son proyectadas rápidamente, de modo que percibimos
las alteraciones de una a la otra como movimiento, pero no vemos el pasaje de
una a otra. Vemos solamente que la escena se va modificando
continuamente.
En el caso del cine, la proyección se hace a razón de 24 cuadros por segundo.
En la televisión, la transmisión se hace a razón de 50 cuadros por segundo.
En suma, en cada "cuadro" se debe tener la exploración completa de la imagen
que se convierte en claros y oscuros, los cuales modulan el transmisor en forma
de menor o mayor tensión, y ese cuadro es recompuesto en la pantalla de su televisor.
La sucesión rápida de cuadros no es percibida por nuestra vista y tenemos la
sensación de una imagen que se modifica continuamente, o sea, podemos tener
una reproducción de los movimientos del objeto enfocado (recordemos que el intervalo
mínimo en que podemos percibir fenómenos sucesivos es de 0,1 segundo, (tal como
se grafica en la figura 4.
La
Cámara de Televisión
Para entender la televisión debemos partir de la cámara, pues es ella la que
forma la imagen que llega a nuestro televisor.
Como vimos
en el punto anterior, la imagen debe ser "barrida", dividida en líneas para
que cada línea, que consiste en una sucesión de claros y oscuros, pueda ser
transmitida. La recomposición de
estas líneas en el televisor permite recomponer la imagen original. El elemento
básico de una cámara de TV es un tubo denominado "Vidicón" que tiene la estructura
que aparece en la figura 5. (También
existen otros denominados "Orticón" y "Plumbicón", pero el más común es el "Vidicón").
En la parte frontal del tubo existe una lente común de vidrio, cuya finalidad
es enfocar la escena sobre una superficie fotosensible figura 6.
Esta
superficie presenta una propiedad denominada fotoconductividad, que consiste en
la disminución de la resistencia por la liberación de cargas en presencia de la
luz.
Los materiales que se pueden usar en la fabricación de esta superficie son el
plomo, el telurio y el selenio. Por detrás de la superficie fotosensible, el
tubo de vidrio se prolonga y termina en un cañón electrónico. La finalidad de
este cañón electrónico es producir un haz de electrones que incidirá en la superficie
fotosensible.
Un sistema externo formado por bobinas alrededor del cañón electrónico permite
modificar su dirección. Así, aplicando una señal de forma determinada a las
bobinas, podemos desplazar el haz de electrones de modo que el mismo "barra"
la placa fotosensible, explorando así la imagen proyectada por la lente. Ocurre
entonces lo siguiente en este "barrido": cuando el haz de electrones del cañón
electrónico pasa por un punto claro de la imagen proyectada, la liberación de
cargas hace que la resistencia obtenida sea disminuida y la señal tiene intensidad
mayor en la salida. Cuando el haz explora un punto oscuro la resistencia es
mayor. La resistencia varía entre 2 y 20M? para los tubos de cámara de este
tipo. Obtenemos en la salida una corriente variable, que corresponde justamente
a los claros y oscuros de cada línea explorada por el haz. La señal de video,
como se la llama, tiene entonces intensidades correspondientes a cada línea
transmitida.
Pero la cosa no es tan sencilla. Faltan resolver algunos problemas adicionales.
Una vez transmitida la línea, por ejemplo, se debe también enviar una señal
hacia el receptor para que el haz de electrones o el barrido vuelva al comienzo
de la pantalla e inicie otra línea. Para que la imagen del televisor corresponda
a la imagen captada por la cámara debe haber sincronismo entre ellas. Así, entre
cada línea debe existir una señal de sincronismo que es mostrada en la misma
figura 7.
Además la misma señal de TV debe también transmitir el sonido. El lector puede
percibir fácilmente que una sucesión de informaciones tan grande como corresponde
a una imagen completa más el sonido, precisa un canal de ancho mucho mayor que
los 5kHz de la AM, o incluso de la FM. De hecho, para TV el canal usado tiene
un ancho mucho mayor, de 6MHz, lo que exige una banda especial para su transmisión.
La
Transmisión de TV
En el caso de TV, la banda de frecuencia para cada canal debe ser todavía más
ancha.
¡Vea que debemos transmitir al mismo tiempo información del sonido y de la imagen
sin que una interfiera sobre la otra!
El patrón de TV usado en nuestro país prevé para la transmisión de imagen una
banda del orden de los 4,2MHz de ancho. Todo el canal ocupa una banda de 6MHz,
ya que hay que transmitir también el sonido. En la figura 9 tenemos la ubicación de la señal
de sonido y de imagen (portadora de sonido y de imagen) para un canal de TV.
Así, existe una separación de 250kHz entre el límite superior de la banda destinada
al canal y la portadora de sonido. Del mismo modo, la señal de video se sitúa
1,25MHz por encima del límite inferior del canal. Mientras la señal de video
es modulada en amplitud, la señal de sonido es modulada en frecuencia.
La banda de frecuencias que deben ocupar los canales, básicamente, es de VHF
(Very High Frecuency) situada entre 54 y 216MHz separada en dos grupos según
la siguiente tabla:
a) Canales
bajos:
canal
2 - ocupando de 54 a 60 MHz
canal 3 -
ocupando de 60 a 66 MHz
canal 4 -
ocupando de 66 a 72 MHz
canal 5 -
ocupando de 76 a 82 MHz
canal 6 -
ocupando de 82 a 88 MHz
Entre el
canal 4 y el 5 quedan libres 4MHz usados en otras aplicaciones.
b) Canales
altos:
canal 7 -
ocupando de 174 a 180 MHz
canal 8 -
ocupando de 180 a 186 MHz
canal 9 -
ocupando de 186 a 192 MHz
canal 10
- ocupando de 192 a 198 MHz
canal 11
- ocupando de 198 a 204 MHz
canal 12
- ocupando de 204 a 210 MHz
canal 13
- ocupando de 210 a 216 MHz
Mientras
tanto, existe una segunda banda de canales de TV, denominada de UHF (Ultra High
Frecuency), usada principalmente en retransmisión de señales para localidades
distantes, que va de 470MHz a 890MHz y que comprende los canales de 14 a
83.
Las señales de estas bandas, tanto UHF como VHF, tienen un comportamiento diferente
de las señales de radio de ondas medianas y cortas. Mientras las señales de
radio de ondas medias y cortas pueden reflejarse en las capas altas de la atmósfera
(ionósfera) y así alcanzar grandes distancias, principalmente de noche, las
señales de TV no lo hacen. figura 10.
Con esto, el alcance de las transmisiones de TV no depende de la potencia de
la estación, como en el caso de la radiodifusión, sino que es más o menos fijo,
se limita a la línea visual, o sea, hasta "donde la vista puede alcanzar".
En verdad, el alcance es un poco mayor que el horizonte visual, pues puede aumentárselo con la elevación de
la altura de la antena, tanto de la estación transmisora como de la estación
receptora.
Es por este motivo que las transmisoras colocan sus antenas en lugares bien
altos; además: cuanto más lejos viva usted de una estación que desea captar,
tanto más alta debe colocar su antena. figura 11. En la figura 12 ilustramos lo que ocurre cuando
una estación distante debe ser captada por una antena baja. Las señales no llegan
hasta la antena y no puede haber recepción.
En los transmisores de TV la potencia no es importante para el alcance, pero
es importante para evitar un problema: la obtención de imágenes poco nítidas.
Con potencias elevadas se garantiza que dentro del alcance de las emisiones
la señal llegue fuerte y con esto pueda vencer obstáculos e interferencias,
tema del que hablaremos oportunamente.
El
Receptor de TV
Para entender mejor cómo funciona el televisor, partimos de su elemento básico
que es justamente el tubo de imagen, cinescopio o tubo de rayos catódicos (TRC)
como también se lo llama.
En principio, todos los televisores hacen lo mismo: captan una señal por la
antena, la procesan y envían el sonido a un parlante (bocina) y la imagen a
un tubo de rayos catódicos.
A lo largo de los años, los diferentes bloques que conforman un receptor fueron
cambiando; es más, a partir de los 90 se agregó un sistema de control que incluye
un circuito integrado microcontrolador y que permite efectuar el ajuste de un
sin fin de funciones, incluyendo el ya famoso “Modo Service” para calibrar parámetros
tales como altura y linealidad vertical, frecuencia horizontal, etc. sin necesidad
de tener que recurrir a elementos mecánicos tales como potenciómetros o capacitores
variables. Ni siquiera se tienen bobinas para ajustar los valores de frecuencia
intermedia, ya todo se controla por medio de valores almacenados en una memoria
EEPROM.
Cabe aclarar que para que ésto haya sido posible fue necesario establecer normas
y protocolos de comunicaciones tales como el conocido “I2Cbus”. Es por ello
que podemos hablar de “controles remotos inteligentes” ya que todos emiten la
misma información y lo único que cambia es la portadora con la que se transmite
dicha información.
Es por ésto que no nos detendremos a explicar el diagrama en bloques y la función
de cada etapa, ya que con el avance de este curso iremos tratando cada tema
detalladamente.