Из чего состоит телевизор: принцип работы и устройство плазменных и ЖК

Кто первым изобрел телевизор?

Джон Логи Бэрд – шотландский изобретатель, родившийся в 1888 году. Именно он считается человеком, создавшим первый в мире полностью функционирующий телевизор. Это устройство было продемонстрировано публике в 1926 году. А через два года его компания Baird Television осуществила первую трансатлантическую передачу телевизионного сигнала.

Что касается его механической телевизионной системы, устройство могло отображать движущиеся объекты в черно-белом цвете. По большей части это были просто серые силуэты. Но тогда я думал, что это фантастика. Изображение сканировалось со скоростью 12,5 кадров в секунду, и 30 строк наносились по вертикали.

Стоит отметить, что первым делом Бэрд отправился в редакцию газеты Daily Express. Это было сделано для того, чтобы общественность узнала об изобретении инженера. Но редактор газеты очень удивился, посчитав Бэрда сумасшедшим. А 26 января 1926 года изобретатель успешно продемонстрировал свой проект не только репортерам из The Times, но и уважаемым членам Королевской ассоциации. С этого момента Берда можно считать отцом-основателем телевидения.

Стоит отметить, что советские изобретатели одними из первых приняли участие в создании телевизионных систем. Так, в 1928 году Белянский и Грабовский вошли в историю как люди, передававшие движущееся изображение с помощью ЭЛТ (электронно-лучевой трубки). А еще раньше на весь мир прославились ученые Борис Розинг, Владимир Зворыкин и Константин Перский. Все они написали историю как телевидения, так и всего телевидения.

Если считать первыми телевизорами массового производства, то это были приемники Visionette. Эти устройства начала выпускать компания Western Television в 1929 году. Такие телевизоры имели механическую развертку на 45 строк и очень маленький экран (размером примерно с почтовую марку). К сожалению, из-за низкого качества и дороговизны производства механические телевизоры не стали популярными. Их быстро вытеснили кинескопные телевизоры с появлением электронного телевидения. Одним из крупнейших производителей таких устройств считалась немецкая компания Telefunken, которая начала их создавать еще в 1934 году. Примечательно, что компания работает до сих пор.

Краткая история

В своих мечтах древние люди изобретали мистические способы передачи образов на расстояние. Подтверждение этому можно найти в сказках разных народов мира, только блюдце с катящимся по нему яблоком навевает детские воспоминания. На протяжении сотен лет до начала 20 века люди безуспешно пытались реализовать эту идею.

Революционное открытие

Первое открытие было сделано в 1843 г естествоиспытателем А. Беном, сконструировавшим прибор с использованием воска и металлических пластин. Его изобретение было способно передавать изображения на расстояние. Однако главное открытие принадлежит У. Смиту, который во второй половине 1873 г обнаружил, что полупроводниковые элементы обладают способностью изменять сопротивление при изменении яркости освещения.

Электронный телескоп

Это открытие послужило основным принципом работы созданных позднее кинескопов. Разработкой устройств, позволяющих создавать развёртку изображения на этапе до начала Великой Отечественной войны, занимались различные специалисты. Лучшая идея принадлежит немецкому изобретателю П. Нипкову, который изобрел электрический телескоп, сканирующий с помощью отверстий, расположенных в диске. Однако до нынешнего телевизионного устройства ему было еще далеко.

Изобретение Зворыкина

Первые телестудии начали работать в 1930 году, вещание велось на территории Америки и некоторых стран Европы. Прототип первой лучевой трубки, принцип действия которой лег в основу работы кинескопа, был создан в 1933 г. Его автором был выходец из России В. Зворыкин. Впервые он представил свою работу в США и дал ей название «иконоскоп».

Роль телевизора в развитии электроники

Телевизионные приемники были самыми сложными бытовыми электронными устройствами на протяжении всей истории. Их нужно было выпускать серийно при сохранении доступной цены, что и стало основным драйвером развития мировой электроники.

На первых этапах начали массово выпускать кинескопы: раньше ручной труд автоматизировали, внедряли высокоточные линии, совершенствовали лампы, освещающие экран. Массовое производство потребовало внедрения роботов. Позже, с появлением цветных телевизоров, стали использовать редкоземельные металлы, которые впоследствии оказались полезными для изготовления светодиодов и жидкокристаллических матриц.

Старые телевизоры имели строчную развёртку, которая становилась мощным импульсным источником вторичного питания. В этом узле была разработана обратноходовая схема, которая стала стандартом для различных блоков питания. Позже стали использовать кремниевые транзисторы, которые нашли применение в других отраслях.

Когда стали появляться цветные телевизоры, встал вопрос о миниатюризации. Полупроводниковые микросхемы используются с 1970-х годов, которые еще не применялись в другой технике.

Телевизоры были первыми бытовыми приборами, в которых использовались микроконтроллеры. Кроме того, телевизор является первым массовым устройством, оснащенным беспроводным пультом дистанционного управления.

Современное состояние рынка телевизоров

С 1980-х годов компьютерные технологии вышли на первое место в массовом внедрении новейших технологий, а затем и мобильных устройств. Однако для телевизоров используются и различные устройства: ЖК-матрицы, высокочастотные цифровые процессоры, стандарты декомпозиции изображения, передача сигнала.

Сегодня телевидение смело можно назвать культурой. Показывает десятки, сотни каналов с разным содержанием, причем с высоким качеством изображения и звука. Достаточно нажать кнопку на пульте, и на экране будут отображаться любые мировые новости. И не забывайте об Интернете: эта технология дополняет телевидение.

Производители телевизоров выпускают новые модели, которые удивляют как своим дизайном, так и качеством изображения, настолько это видно, что возникают сомнения, реально ли это. При этом цена оборудования остается доступной. Одним словом, телевидение, хотя вокруг него много споров, не спешит сдавать свои позиции.

Телевидение прошло долгий путь, чтобы стать тем, чем его считают сегодня. Конкретной даты создания телевизора нет — над этой техникой работали многие ученые со всего мира. Но на этом разработки не заканчиваются. Хотя теперь есть чистый звук и детальное цветное изображение, крупные компании продолжают внедрять в свои устройства новые технологии.

Устройство телевизора — из чего он состоит?

Одним из основных компонентов любого телевизора является кинескоп или жидкокристаллическая (а иногда и плазменная) панель. Именно этот элемент отвечает за отображение визуальной информации. Поскольку современные телевизоры относятся к электронному оборудованию, они имеют специальное шасси. Речь идет о материнской плате, на которой расположены различные электронные компоненты. Это могут быть декодеры, тюнеры и т.д. Его дополнительными элементами являются кнопки, разъемы и динамики. Разумеется, все это собрано в корпусе, толщина которого напрямую зависит от типа экрана, а также конструктивных особенностей конкретной модели.

Устройство, принципы работы черно-белых моделей (аналоговых)

Все черно-белые телевизоры, как ламповые, так и полупроводниковые модели, имеют схожую конструктивную схему.

Как видно из представленного рисунка, были добавлены следующие устройства:

• Селектор измерительных каналов (SCM).
• Селектор дециметровых каналов (СКД).
• Усилитель изображения промежуточного уровня (УПЧИ).

Сигналы изображения и звука, усиленные и преобразованные в блоке коммутации телевизионных каналов (ПТК), поступают на УПЧ.

С учетом того, что частота колебаний гетеродина отличается значением f от приходящего импульса (выше), как уже указывалось, разница между промежуточным i изображения и звука составляет 6,5 МГц.

Для получения максимально качественного изображения необходимо точно настроить входной гетеродин на нужную частоту, что гарантирует четкость видеоизображения и чистоту аудиосигнала, а также отсутствие искажений фазы.

Все эти телевизоры имеют функцию ручной и автоматической регулировки

Ручная настройка помогает обеспечить правильную настройку при получении тестового шаблона.

Автонастройка крайне необходима при различных изменениях, таких как включение и нагрев самого устройства (меняет частотную составляющую гетеродина), скачок напряжения в электросети, внешние помехи или изменение необходимых каналов.

Устройство, принципы работы цветных телевизоров (аналоговых)

Эти модели аналоговые и изготовлены из полупроводников.

В отличие от предыдущего изображения, в состав цветного телевизора на полупроводниках добавлены следующие новые компоненты:

• Плата дистанционного управления (RC).
• Видеопроцессор оснащен декодером цвета.
• Декодер, обеспечивающий телетекст.
• ДВД плеер usb-плеер

Схема, устройство, принципы работы ЖК и плазменных панелей

В этих моделях существенно изменилась схема, так как, в отличие от аналога, сигнал обрабатывается в цифровом виде.

Основные блоки, присущие таким устройствам, следующие:

• Инвестор. Благодаря ему обеспечивается необходимое напряжение для питания светодиодов или подсветки.
• Память, в которой хранятся данные конфигурации, называется ПЗУ.
• Оперативная память, которая принимает непосредственное участие в ее обработке — ОЗУ.

Поэтому принцип работы телевизора во всех моделях остается одинаковым; однако в связи с развитием современных технологий составные элементы претерпели значительные изменения.

Устройство SMART-ТV

Если не так давно сотовые телефоны обратили внимание на их функциональность, ведь из обычного средства связи они превратились в многофункциональные устройства. Сейчас этот путь повторяют телеприемники. Из обычного устройства для воспроизведения видео и аудио они превратились в самодостаточный развлекательный центр. Название Smart TV можно перевести как «умный телевизор». Технология состоит из совмещения функций телевидения и Интернета. Такие смарт-ресиверы изготавливаются на базе ЖК- или плазменных телевизоров. Кроме того, устанавливают операционную систему, модем Wi-Fi, браузер, магазин с различными приложениями, фильмами и программами для прослушивания музыки.

Представленный на данный момент ассортимент ТВ-ресиверов позволяет выбрать оптимальную модель со всеми необходимыми параметрами.

Главные комплектующие телевизора

Многие думают, что не обязательно знать устройство телевизора, ведь все равно в случае поломки его ремонтом займется сервисный центр. Однако если есть желание купить качественный товар по разумной цене, знать несколько основных вещей все же стоит.

В основу матрицы также входят дополнительная печатная плата, модуль подсветки и жидкие кристаллы. Каждый составляющий элемент отвечает за конечное качество получаемого изображения. От качества матрицы будет зависеть угол обзора, контрастность и другие характеристики. Подсветка будет отвечать за яркость и цветовой охват.

Также стоит отметить тот факт, что подсветка может быть статической и управляемой, то есть динамической. Второй тип позволяет регулировать яркость в определенной области экрана. Это не только улучшает цветопередачу, но и снижает энергопотребление.

Упрощенная электрическая принципиальная (структурная) схема телевизора

По блок-схеме, представленной в предыдущем подпункте, становится понятно расположение и взаимодействие отдельных блоков друг с другом.

С развитием техники принципы схемотехники и работы существенно изменились, так как со временем черно-белые телевизоры были заменены сначала цветными телевизорами, а позже ЖК и плазменными.

В этом смысле в классическую блок-схему в связи с переходом на цветное вещание были добавлены новые элементы, такие как:

• БК — колор блок.
• БДУ — блок, обеспечивающий дистанционное управление.
• БКВУ — блок, обеспечивающий коммутацию всех внешних устройств.

Что же касается современных панелей, LCD и плазм, то количество различных блоков в них гораздо больше.

Виды телевизоров

Сегодня в домах горожан можно встретить самые разнообразные телевизоры. Но у каждого своя классификация. Ниже описаны основные типы телевизоров, которые существенно отличаются друг от друга.

• Кинескоп

Эти телевизоры немного устарели, поэтому найти их в продаже достаточно сложно. Здесь используется кинескоп со стеклянной колбой. И если спереди расположен обычный экран, но с люминофорсодержащим материалом, то с обратной стороны устанавливается специальная электронная трубка. Благодаря такой трубке происходит всплеск электронов. При попадании на люминофор пиксель светится. Примечательно, что в цветных кинескопных телевизорах три трубки, а в черно-белых только одна.

Электронный луч движется, образуя линию пикселей. Чтобы создать вертикальную линию, прокрутите вниз. Для получения единого изображения электронный луч движется с очень большой скоростью. Эти колебания измеряются в герцах.

Интересно, что изначально экраны кинескопов имели выпуклую форму. Но в дальнейшем производители усовершенствовали технологию, сделав экран плоским. В то же время такие модели стоили дороже.

• Проекция

Что касается проекционных телевизоров, то они занимают очень специализированную нишу. Здесь используется процесс передачи изображения на экран с помощью передатчика. Само изображение создается внутри устройства и только потом переносится на большой экран. В этом случае передатчик включает в себя ЖК-экран, электрические трубки и другие компоненты. Затем в дело вступает передовая оптика, где ключевую роль играют зеркальные элементы. В результате изображение попадает на отдельный экран. Проекционные телевизоры имеют свои неоспоримые преимущества. То есть они отличаются повышенной четкостью, богатой цветовой палитрой и сочными оттенками.

• Плазма

Принцип работы плазменных телевизоров довольно необычен. Здесь ключевую роль играет ультрафиолет, заставляющий люминофоры (заряженные частицы) активно двигаться. Ультрафиолетовый свет возникает при прохождении тока через разряженный газ. Также образуется плазменный коридор, по которому проходит излучение. Если рассматривать подметание, то оно осуществляется благодаря горизонтальным и вертикальным проводникам. Но сама раздача кадров происходит максимально быстро с помощью центрального процессора.

• Жидкокристаллический

Популярные ЖК-телевизоры реализованы с использованием потока света, проходящего через жидкие кристаллы. Внутри указанного устройства имеются две панели. Один из них содержит кристаллы, активированные током. Другая панель выглядит как стекло, через которое преломляется свет. Примечательно, что за панелями находится источник света в виде специальных ламп, а также светофильтр.

Наиболее качественную картинку на сегодняшний день обеспечивают светодиодные телевизоры. Здесь также используются жидкие кристаллы, но в качестве подсветки выступают светодиоды. В теории и на практике такая конструкция обеспечивает более высокую яркость и лучшую цветопередачу.

Принцип работы телевизора

Если рассматривать прием телевизионных сигналов, которые изначально принимаются антенной, то они поступают на специальные входы телевизора, а затем попадают в тюнер. Также радиосигнал значительно усиливается в зависимости от канала. Именно в тюнере указанный сигнал преобразуется в аудио- и видеосигналы.

Что же касается полученного видеосигнала, то он поступает в модуль и на декодер цвета. После этого уже на экране. Стоит отметить, что для обработки сигнала цветности из разных систем (например, PAL, NTSC) требуется декодер цветности. Звуковой сигнал идет по звуковому каналу с желаемым выделением и усилением сигнала. Затем аудиосигнал обрабатывается в динамике, чтобы его можно было услышать. Современные модели имеют многоканальный аудиодекодер для обеспечения объемного звучания.

Принцип работы кинескопного телевизора

Принцип работы современного телевизора проще объяснить не на примере современных плазменных телевизоров (кстати, если вы ищете качественные 46-дюймовые телевизоры Samsung, перейдите по ссылке), а на их предшественниках, телевизорах , большие и громоздкие, которые основаны на роботах с ЭЛТ (электронно-лучевой трубкой) или телескопе. Именно кинескоп или ЭЛТ этих старых телевизоров отвечал за отображение изображения на экране. Как это произошло?

Кинескоп испускает специальный электронный луч, рисующий изображение на экране. Сам электронный луч похож на световой, но в его основе не фотоны света, а электроны. То есть фактически электронный пучок — это группа электронов, которые устремляются из точки А в точку Б. Если точка А — это кинескоп, излучающий луч, то точка Б — это анод, расположенный на обратной стороне экрана. Также экран внутри промазан специальным веществом — люминофором. Фосфор, сталкиваясь с электронами, испускает видимый свет, чем выше скорость электрона, тем ярче свет. То есть люминофор преобразует невидимый человеческому глазу электронный пучок в видимый световой пучок. Именно на основе светового сигнала, генерируемого люминофорами и пучком электронов, на экране рисуется необходимое изображение. А при изменении сигнала, поступающего с кинескопа…

Как работают жидкокристаллические телевизоры

Теперь вы знаете, как работают старые кинескопные телевизоры, но сейчас их почти повсеместно заменили жидкокристаллическими или плазменными аналогами. В чем суть вашей работы?

В жидкокристаллических телевизорах (они же LCD — Liquid Crystal Display) изображение на экране формируется специальной внутренней системой — матрицей, состоящей из поляризационных фильтров и жидких кристаллов. Этот массив равномерно подсвечивается светом сзади, он также управляет подсветкой всех ячеек жидкого кристалла или пикселей. На основе этого управления на экране телевизора рисуется необходимое цветное изображение.

Интеллектуальная матрица белого света (в котором, как мы знаем из физического закона дисперсии, закодирован весь цветовой спектр) выбирает три других основных цвета (красный, зеленый и синий), а сочетание этих цветов, в свою очередь, позволяет воспроизвести любой цвет из цветовой палитры.

Как работают плазменные телевизоры

Работа плазменного телевизора основана на принципе управления разрядом инертного газа в ионизированном состоянии между двумя параллельными плоскими стеклами ячеистой структуры, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга. Рабочий элемент (пиксель), формирующий единую точку изображения, представляет собой группу из трех пикселей, отвечающих соответственно за три основных цвета.

Каждый пиксель представляет собой отдельную микрокамеру, на стенках которой находится флуоресцентное вещество одного из основных цветов. Пиксели расположены в точках пересечения прозрачных управляющих электродов, образующих прямоугольную сетку. При его разряде в толщу инертного газа возбуждается ультрафиолетовое излучение, которое, воздействуя на люминофоры основных цветов, заставляет их светиться. Изображение выводится на экран последовательно, точка за точкой, строка за строкой и кадром.

Яркость каждого элемента изображения на панели определяется тем, как долго он светится. Если на экране обычного кинескопа яркость каждой точки люминофора непрерывно пульсирует с частотой 25 раз в секунду, то в плазменных панелях наиболее яркие элементы постоянно светятся равномерным светом, не мерцая. Плазменные панели доступны с соотношением сторон 16:9. Толщина панели при размере экрана в 1 м не превышает 10-15 см, что позволяет использовать ее в пристенном варианте. Надежность плазменных панелей превышает надежность традиционных кинескопов.

Проекционный

Принцип работы проекционных телевизоров основан на алгоритме передачи качественного изображения с свернутого передатчика на большой экран. Передаваемое изображение формируется внутри самого проекционного телевизора с помощью небольшого источника, состоящего из электрических ламп или жидкокристаллического экрана. Затем с помощью зеркал и оптических устройств проецируется на подготовленный экран.

Что такое ТВ-устройство? Вся конструкция состоит из звуковой системы, проектора, панели управления и экрана. В моделях, предназначенных для домашнего использования, все компоненты заключены в общий корпус. По этой причине они получаются общими. Проекционный метод передачи изображения позволяет сочетать плавность и насыщенность получаемого изображения, а также широкий диапазон цветового разрешения. Кроме того, изображение, передаваемое проекционными телевизорами, полностью лишено зернистости, что является недостатком кинескопов.

Характеристики современного телевизора

Телевизор может иметь множество различных функций. Но есть среди них самые важные, на которые стоит обратить пристальное внимание. Среди них стоит упомянуть размер экрана. Обычно популярностью пользуются модели с диагональю от 30 до 110 дюймов.

Также не стоит забывать о поддержке Smart TV. Ведь эта операционная система помогает управлять всем устройством. Вы также можете установить специальные приложения для игр, развлечений и многого другого.

Основные стандарты телевизионного вещания

Стандартом телевизионного вещания принято считать систему кодирования видеосигналов для передачи в эфир. Когда существовало черно-белое телевидение, появились различные стандарты декомпозиции изображения. Отличались они количеством строк, а также частотой кадров и другими особенностями. С началом перехода на цветное телевидение количество систем увеличилось. В связи с этим стандарты цветового кодирования стали перекрывать различные стандарты декомпозиции: NTSC, PAL, SECAM. NTSC — США, 1953 г., SECAM — 1954 г. (Henri de France, Франция), PAL — 1963 г. («Телефункен»).

Как будет дальше развиваться телевизор?

У телевизоров большое будущее. Они уже начинают умнеть с каждым годом. Со временем телевизоры могут стать особыми медиацентрами. Появится голосовой ввод, и он будет развернут на разных устройствах. Все больше и больше людей начнут переходить от руководств по программированию к видео по запросу. Предполагается, что телевизоры премиум-класса должны быть сопряжены с устройствами, которые будут с ними синхронизироваться. Дистанционное управление уйдет в прошлое, и его смогут заменить другие устройства. Даже сейчас к телевизорам идут специальные док-станции, с помощью которых телевизор вместе с монитором можно использовать как компьютер. Кроме того, ожидается появление умных домашних кинотеатров. Для них будут поставлены видеопроекторы высокого разрешения.

Советы по выбору телевизора

Казалось бы, если бы все производители телевизоров использовали одну и ту же систему изображения, все модели предлагали бы своим покупателям идеальную картинку. На практике это не так. На некоторых телевизорах хороши только тихие видеопотоки, например передачи о природе или новости. Динамичные визуальные эффекты, такие как драки на мечах или современные спецэффекты, выглядят совершенно уныло, без контраста.

Это объясняется довольно просто. Жидкокристаллические коллоиды разного качества обладают разной чувствительностью к электрическому полю. Вообще говоря, они ложатся медленнее, когда система визуализации подает импульс. В результате матрица просто не поспевает за видеопотоком. При показе динамичных сцен возникает ситуация, когда элементная цветовая точка еще не дает нужного уровня прозрачности, а телевизор уже дает команду на переориентацию кристаллов. В результате изображение становится размытым, а вокруг движущихся объектов появляется ореол. Эту особенность работы ЖК-матриц необходимо учитывать при покупке телевизора. Некоторые производители прямо указывают скорость реакции кристаллов.

Важно! Особенность зрения человека такова, что система глаз-мозг имеет минимальное время распознавания изображения и цвета 2-4 мс, в зависимости от особенностей организма. Если телевизор имеет время реакции, близкое к этому значению, на нем будут отлично смотреться динамичные сцены и сложные цветовые переходы.

Современные обычно прозрачные ЖК-матрицы имеют время отклика 5 мс. Это дешевые экраны TN-Film и решения из аналогичной группы. Лучшие матрицы IPS показывают около 4 мс. Премиум экраны имеют время отклика 1-2 мс. Но что делать, если производитель не указал такие подробные данные о характеристиках телевизора, а вы хотите купить устройство, чтобы наслаждаться идеально резким изображением? В этом случае нужно ориентироваться на еще один ключевой параметр телевизора — это частота прогрессивной развертки. Этот режим рендеринга изображения означает, что изображение передается последовательно, а пиксели активируются без пропуска строк. Значение 50 Гц будет означать, что частота обновления матрицы составляет 20 Гц.

Кажется, что это неприемлемо для человеческого глаза. Тем не менее, механика ЖК-пикселя заслуживает внимания. Ему нужно время, чтобы сориентироваться, только после этого формируется тень с нужными характеристиками. Следовательно, интервал обновления экрана необходимо разделить на 3 (округленное значение). При частоте 50 Гц мы получаем базовую скорость отклика матрицы 6,5 мс. Это уже очень близко. А если учесть, что сегодня на рынке представлены телевизоры с прогрессивной разверткой 60, 80, 100 и до 200 Гц от лучших решений Samsung, вам не составит труда купить идеальную модель, полностью отвечающую всем запросам.

Из-за чего ломаются телевизоры

Каждого покупателя интересует вопрос, как продлить жизнь купленному изделию. Но любое электронное устройство имеет свои индивидуальные особенности при эксплуатации.

Поломка телевизора может быть вызвана заводским браком или некачественной сборкой, а также другими обстоятельствами, например, скачком напряжения. В большинстве случаев в случае скачка напряжения блок питания выходит из строя. Кстати, они бывают двух видов: внутренние (находятся непосредственно в корпусе устройства) и внешние (в комплекте с сетевым адаптером). В случае ЖК-экранов рано или поздно срок службы лампы подсветки подходит к концу и ее необходимо заменить.

При возникновении каких-либо неисправностей лучше обратиться в сервисный центр, профессионально занимающийся ремонтом телевизионной техники, так как кроме специальных навыков могут понадобиться еще инструменты и запчасти.

Как образуется плазма телевизионного экрана?

Если вы возьмете и нагреете кусок льда, представляющий твердое состояние материи, вы получите воду, жидкое состояние материи. Продолжая нагревать, легко получить пар в газообразном состоянии. Чем больше прикладывается тепла, тем больше энергии поступает, с большей энергией движутся молекулы (атомы).

Относительно твердое вещество, такое как вода, характеризуется тесной связью между молекулами. В то же время фаза движения доступна молекулам (значит, вода течет). Состояние пара (газ-вода) характеризуется большей свободой молекул — энергией рассеяния, благодаря которой пар заполняет все доступное пространство.

Однако если продолжать нагревать пар, молекулы и атомы начинают распадаться с последующим высвобождением части электронов. В моменты распада атомов аналогичным образом образуются положительно заряженные частицы — ионы.

Смесь положительно заряженных ионов с отрицательно заряженными электронами способствует образованию состояния проводимости электричества. Вещество в этом состоянии представляет собой плазму, особый вид газа, в котором часть атомов переходит в ионы (ионизированный газ).

Процессы изменения состояния вещества: 1 — твердое; 2 — жидкость; 3 — парообразная; 4 — плазма; А представляет собой атом; Я ядро; Е — электрон; T — возрастающая шкала температуры

Как формируется картинка плазменного экрана телевизора?

Наверное, многие знакомы с энергосберегающими люминесцентными лампами (КЛЛ — Compact Fluorescent Lamp), а также с неоновыми лампами (уличное освещение). Оба типа светильников излучают свет, пропуская электричество через область газа. Теперь экран плазменного телевизора по существу состоит из миллионов микроскопических КЛЛ (или неоновых лампочек), каждая из которых управляется электронной схемой.

Таким образом отслеживаются и контролируются отдельные пиксели (подсветка цветовых точек) на экране телевизора. Плазменный телевизор основан на этом основном принципе, и это тот же принцип, который отличает плазменную технологию от других типов телевизионной техники. Например, в случае ЖК-экрана (жидкокристаллического телевизора) включение/выключение пикселей активирует луч света, который проходит через поляризационные кристаллы.

Пиксельные элементы экрана плазменного телевизора имеют некоторые общие характеристики с неоновыми (или КЛЛ) лампами. Как и в неоновой лампе, каждая ячейка заполнена небольшим количеством газа неона или ксенона. Подобно компактным люминесцентным лампам, каждая ячейка внутри покрыта люминофором. Внутри КЛЛ люминофор представляет собой меловидное белое покрытие на внутренней стороне стеклянной трубки и работает как фильтр.

Примерно такие же «лампочки» образуют внутреннюю структуру экрана плазменного телевизора, разница только в размере и цвете

Когда электричество проходит через стеклянную трубку, атомы газа рассеиваются внутри, генерируя невидимый ультрафиолетовый свет. Белое люминофорное покрытие на стенках трубки преобразует невидимый ультрафиолетовый свет в видимый белый свет.

Внутри экрана плазменного телевизора ячейки напоминают по структуре компактные люминесцентные лампы, с той лишь разницей, что каждая отдельная ячейка покрыта красным, синим или зеленым люминофором.

Следовательно, задача клетки состоит в том, чтобы использовать невидимый ультрафиолетовый свет, генерируемый неоном или ксеноном внутри клетки, и преобразовывать его в видимый красный, синий и зеленый свет. Сочетание этих основных цветов традиционно формирует рабочую тень на площади экрана.

Конструктивное исполнение плазменного экрана ТВ

Как и изображение на жидкокристаллическом экране телевизора, изображение на экране плазменного телевизора состоит из массива (сетки) красных, зеленых и синих пикселей (микроскопических точек или квадратов). Каждый пиксель индивидуально включается или выключается сеткой, состоящей из электродов, установленных горизонтально и вертикально.

Структура плазменного экрана телевизора: 1 — диэлектрический слой; 2 — электрод; 3 – слой оксида магния; 4 — технологическое преимущество; 5 — пиксели; 6 — люминофорное покрытие; 7 — «рулевой» электрод: 8 — рулевой защитный слой; А — лобовое стекло; Б — заднее стекло

Рассмотрим, как, например, активируется один из красных пикселей. Пара электродов, подключенных к ячейке пикселя, создает высокое напряжение, которое вызывает ионизацию с последующим испусканием ультрафиолетового света (невидимого непосредственно на панели телевизора).

УФ-свет проходит через слой красного люминофора внутри ячейки пикселя. Люминофорное покрытие преобразует невидимый ультрафиолетовый свет в видимый красный свет, в результате чего пиксель загорается и выделяет один красный квадрат (точку) на экране).

Чем различаются плазменный и LCD экраны телевизора?

Плазменные и жидкокристаллические телевизоры внешне очень похожи, но технологически они работают совершенно по-разному. Плазменные телевизоры, как правило, стоят намного дороже, чем ЖК-дисплеи. Вопрос: почему бы не купить телевизор с ЖК-экраном? Однако высокая цена плазмы обусловлена ​​лучшим качеством изображения.

Основное различие между плазмой и ЖХ заключается в конструкции рабочей ячейки. Пиксели на экране плазменного телевизора включаются и выключаются на несколько порядков быстрее, чем на ЖК-телевизоре. Пользователь получает более четкое изображение на экране с минимальным размытием. Разница особенно заметна на быстро меняющихся изображениях.

Объективное различие в изображении телевизионных приемников разной конструкции: А — экран плазменного телевизора; B — ЖК-экран телевизора

Это правда, что недавние достижения в технологии жидкокристаллического телевидения демонстрируют увеличение скорости включения/выключения пикселей. Однако «обогнать» плазменные экраны пока не удалось. Экраны плазменных телевизоров ярче, имеют более высокий коэффициент контрастности, что считается немаловажным фактором для просмотра телевизора, например, в условиях дневного света.

Пользователи могут видеть изображение на плазменном массиве под более широким углом, без риска искажения цвета, как это хорошо видно на панели ЖК-телевизора. Поэтому с точки зрения качества изображения плазма кажется более предпочтительной для широкой аудитории потенциальных пользователей.

Между тем плазменный телевизор не лишен технических недостатков. Среди ярко выраженных и существенных недостатков конструкции:

• высокое энергопотребление
• лишний вес,
• хрупкость матрицы.

Плазменные телевизионные приемники также имеют дефекты «выгорания» матрицы, когда длительное время не меняющееся изображение может привести к физическому износу пикселя.

Тенденция к раннему «истощению» пикселей матрицы из-за чрезмерного использования более выражена, чем у ЖК-матриц. Правда, как утверждают производители, оборудование с плазменным массивом точно проработает весь гарантийный срок.

Заключительный штрих на плазменный телевизор

Постепенно телевизионные приемники с плазменной технологией дешевеют. При этом жидкокристаллические структуры постоянно увеличивают скорость переключения пикселей. Поэтому технологическое соревнование продолжается активно, и пользователю предлагается выбор обеих технологий для нормального просмотра дома.

Однако в последние годы к двум проверенным и достаточно надежным технологиям добавились телевизоры OLED (органические светоизлучающие диоды). Такая конструкция отличается более тонкой структурой матрицы (в прямом смысле.

Экраны OLED-телевизоров по яркости превосходят плазменные и ЖК-матрицы, дают более чистый черный цвет. Переход на технологию OLED очевиден, учитывая более быстрое и качественное воспроизведение изображения.

Разбор характеристик

Начало дополнительного повествования будет таким: возьмем типовую табличку технических характеристик плазменной панели и пройдемся по тем строчкам, на которые стоит обратить внимание.

Диагональ, разрешение

Диагонали плазменных панелей начинаются с 32 дюймов и заканчиваются 103 дюймами. Из всего этого ассортимента, как мы уже говорили ранее, 42-дюймовые панели с разрешением 853×480 пикселей пока являются бестселлерами в России. Это разрешение называется EDTV (телевидение расширенной четкости) и означает «телевидение высокой четкости». Такого телевизора будет достаточно для комфортного времяпрепровождения, так как в России до сих пор нет бесплатного телевидения высокой четкости (телевидение высокой четкости — HDTV). Однако HDTV, как правило, более технически продвинуты, лучше обрабатывают сигнал и даже способны «довести» его до уровня HDTV. Получается, конечно, немного, но эти попытки ценны сами по себе. Кроме того, теперь в магазинах можно купить фильмы, записанные в формате HD DVD.

При покупке HDTV обратите внимание на поддерживаемый формат сигнала. Самый распространенный — 1080i, то есть 1080 чересстрочных строк. Чересстрочная развертка считается не очень хорошей, так как по краям объектов будут видны зубцы, но этот недостаток компенсируется высоким разрешением. Поддержка более продвинутого формата прогрессивной развертки 1080p в настоящее время встречается только в очень дорогих телевизорах последнего 9-го поколения. Существует также альтернативный формат 1080i: 720p с меньшим разрешением, но с прогрессивной разверткой. Отличить два изображения невооруженным глазом будет сложно, поэтому при прочих равных условиях предпочтительнее 1080i. Однако большое количество телевизоров одновременно поддерживает 720p и 1080i.

Скажем несколько слов о различных технологиях улучшения изображения. Технологически так уж сложилось, что качество изображения панели во многом зависит от различных программных ухищрений. У каждого производителя он свой, и бывает, что только его грамотная работа определяет все видимые невооруженным глазом различия в изображении между двумя телевизорами разных марок, но одинаковой стоимости. Однако выбирать телевизор по количеству этих технологий все же не стоит – лучше смотреть на качество их работы, благо любоваться плазмами в любом обычном магазине видеотехники можно сколь угодно долго.

Выбирая диагональ, в первую очередь учитывайте, что чем она больше, тем дальше от телевизора нужно сидеть. В случае с 42-дюймовой панелью любимый диван должен находиться от нее не менее чем в трех метрах. Конечно, можно сесть поближе, но особенности изображения на панели наверняка будут вас раздражать и мешать просмотру.

Соотношение сторон

Все плазменные телевизоры имеют панели с соотношением сторон 16:9. На таком экране нормально будет смотреться стандартное телевизионное изображение формата 4:3, только неиспользуемая область экрана по бокам изображения будет заполнена черным цветом. Или серый, если телевизор позволяет менять цвет заливки. Телевизор может попытаться растянуть изображение на весь экран, но результат этой операции, как правило, выглядит печально. В некоторых магазинах плазмы «вещают» в этом режиме; видимо персоналу лень искать в меню галочку для отключения функции масштабирования. В формате 16:9 в России это уже началось. По умолчанию это соотношение сторон используется только на HDTV.

Яркость

Есть две характеристики панели, связанные с яркостью, яркостью панели и общей яркостью телевизора. Яркость панели нельзя оценить на готовом изделии, потому что перед ней всегда стоит светофильтр. Яркость телевизора — это кажущаяся яркость экрана после прохождения света через фильтр. Фактическая яркость телевизора никогда не превышает половины яркости панели. Однако в характеристиках телевизора указана исходная яркость, которую вы никогда не увидите. Это первая маркетинговая уловка.

Другая характеристика цифр, указанных в спецификации, связана со способом их получения. Для защиты панели ее яркость на точку уменьшается пропорционально увеличению общей площади освещения. То есть, если вы видите в характеристиках значение яркости 3000 кд/м2, знайте, что оно получается только при небольшой освещенности, например, когда на черном фоне отображается несколько белых букв. Если мы инвертируем это изображение, то получим, например, 300 кд/м2.

Контрастность

С этим показателем также связаны две характеристики: контрастность при отсутствии окружающего света и при его наличии. Значение, указанное в большинстве спецификаций, представляет собой контраст, измеренный в темной комнате. Таким образом, в зависимости от освещения контрастность может падать от 3000:1 до 100:1.

Интерфейсные разъёмы

Подавляющее большинство плазменных телевизоров имеют как минимум SCART, VGA, S-Video, компонентный видеоинтерфейс, а также обычные аналоговые аудиовходы и выходы. Рассмотрим эти и другие разъемы более подробно:

• SCART: Количество этих разъемов может быть до трех. Одно время они считались самыми передовыми, пока не появился HDMI. SCART одновременно передает аналоговое видео и стереоаудио.
• HDMI. Некоторые могут назвать его эволюционным преемником SCART. Через HDMI можно передавать HD-сигнал в разрешении 1080p вместе с восьмиканальным звуком. Благодаря отличной пропускной способности и миниатюризации разъема некоторые видеокамеры и DVD-плееры уже поддерживают интерфейс HDMI. А Panasonic снабжает свои плазмы пультом с функцией HDAVI Control, который позволяет управлять не только телевизором, но и другим оборудованием, подключенным к нему через HDMI.
• VGA — это обычный компьютерный аналоговый разъем. Через него можно подключить компьютер к плазме.
• DVI-I — это цифровой интерфейс для подключения того же компьютера. Однако есть еще один метод, работающий через DVI-I.
• S-Video — чаще всего используется для подключения DVD-плееров, игровых консолей и, в редких случаях, компьютера. Обеспечивает хорошее качество изображения.
• Компонентный видеоинтерфейс — это интерфейс для передачи аналогового сигнала, когда каждый его компонент проходит по отдельному кабелю. Благодаря этому компонентный сигнал является наиболее качественным из всех аналоговых сигналов. Для передачи звука используются аналогичные RCA-разъемы и кабели — каждый канал «ходит» по своему кабелю.
• Композитный видеоинтерфейс (на разъеме RCA): В отличие от компонентного обеспечивает наихудшее качество передачи сигнала. Используется кабель, в результате возможна потеря цвета и четкости изображения.

Акустическая система

Не питайте иллюзий, что встроенные маломощные динамики вашего телевизора могут звучать хорошо. Даже если производитель поклянется внедрить многочисленные технологии «улучшения», плазма будет звучать на достаточном уровне, чтобы просто посмотреть новости. Впрочем, некоторые более честные производители даже не акцентируют внимание на наличии динамиков; да, они есть, но не более того. Только внешние акустические системы и недешевые позволят насладиться настоящим звуком.

Энергопотребление

Потребляемая мощность плазменного телевизора зависит от отображаемого изображения. Так что не пугайтесь, если вам скажут, что скромная 42-дюймовая панель «съедает» 360 Вт. Уровень, указанный в спецификации, отражает максимальное значение. При полностью белом экране плазменная панель будет потреблять уже 280 Вт, а при полностью черном экране — 160 Вт.

Преимущества и недостатки

Стоит рассмотреть преимущества и недостатки такой техники. Как известно, коэффициент контрастности является одним из основных факторов при определении качества изображения. Изображение, подаваемое на высококонтрастный экран, будет иметь реалистичный характер, передавая пространственность. Это одно из основных преимуществ этой технологии. Перечислим основные положительные черты:

• Высокая степень контрастности.
• Ширина угла обзора находится на очень высоком уровне.
• Черный цвет становится насыщенным.
• Отличная цветопередача.
• Изображение очень высокого качества.
• Частота смены изображений находится на высоком уровне.
• Срок службы до 35 лет.

Это основные положительные параметры команд, которые работают с этой технологией. Рассмотрим недостатки:

• Вы не сможете найти в магазинах модели с маленькой диагональю, это обычно очень неудобно.
• При длительной работе оборудование нагревается.
• Высокое энергопотребление.
• Недостаточная яркость по сравнению с ЖК-технологией.

ВАЖНЫЙ. Стоит отметить, что на преобразование инертного газа в плазму тратится довольно много электроэнергии. То есть основная функция телевизора потребляет большое количество энергии. Для целей охлаждения в оборудовании предусмотрено наличие вентиляторов, которые также потребляют энергию.

Во время работы контраст плазмы будет уменьшаться. В результате через несколько лет эксплуатации вы заметите, что изображение уже не такое яркое, цветопередача поблекнет во много раз по сравнению с тем результатом, который вы видели в начале эксплуатации телевизора.

Например, подачей статического напряжения? при подключении к компу плазма вполне может выжечь пиксели. Если вы используете оборудование исключительно по прямому назначению, этого может никогда не произойти.

ССЫЛКА. Современная техника защищена от возможности выгорания пикселей, устройство может сломаться, но это случается очень редко, потому что работа тщательно продумана.

Стоит ли брать плазму?

Самый большой плазменный телевизор 2010 года Panasonic представил на выставке Consumer Electronics Show в Лас-Вегасе. Модель TH-152UX1: диагональ — 152 дюйма (386 см), вес — 580 кг. Плазменная панель выдает разрешение 4096×2160 пикселей и может отображать 3D-контент.

Плазма будет хорошим вариантом, если пользователю нужен большой экран за умеренную стоимость. Изображение на плазме с хорошим антибликовым покрытием будет лучше смотреться в светлой комнате, чем на ЖК-экране с глянцевым покрытием.

На данный момент выпуском плазменных панелей занимается только Samsung. Так что выбор не удачный.