Televizijos technologijos evoliucija nepaliaujamai keičia mūsų patirtį žiūrint mėgstamas laidas ir filmus. Nuo juodai baltų vaizdų iki didelės raiškos skaitmeninių transliacijų, kiekvienas žingsnis buvo lemiamas. Vienas iš svarbių etapų šioje kelionėje yra analoginių signalų konvertavimas į skaitmeninius. Šiame straipsnyje gilinsimės į PAL DVB keitiklio, kaip svarbaus įrenginio šioje transformacijoje, ypatybes, funkcijas ir reikšmę.
Skaitmeninės Televizijos Galvutės ir Konvertavimo Procesoriai
Skaitmeninės TV galvutės, tokios kaip analoginės į skaitmeninės televizijos keitiklis (DT-ODR-A/DTCC-9559), atlieka esminę funkciją perduodant analoginius signalus į skaitmeninį formatą. Šių prietaisų procesorius palaiko 6 dažnių kanalų konvertavimą arba apdorojimą. Tai yra itin svarbu siekiant efektyviai išnaudoti ribotus spektro išteklius ir užtikrinti stabilius signalus tiek fiksuotojo, tiek mobiliojo ryšio terminalams. Tokie TV kanalų procesoriai yra plačiai naudojami įvairių tipų kanalų konvertavimui, įskaitant analoginius ir skaitmeninius DVB-C/T, ATSC, ISDB-T ir kitus standartus. Jie taip pat palaiko 8M arba 6M kanalų pralaidumą, kas leidžia sutalpinti daugiau informacijos ir užtikrinti geresnę vaizdo kokybę.
Televizijos Signalo Perdavimo Ypatumai
Televizija, kaip informacijos perdavimo priemonė, atlieka svarbų vaidmenį mūsų visuomenėje. Ji gali būti nespalvotoji ir spalvotoji. Televizijos kameroje perduodamo objekto atvaizdas suskaidomas į atskirus, vienas po kito einančius nejudamus kadrus, kurių kiekvienas dar skaidomas į atskirus, vienas po kito einančius taškinius atvaizdo elementus. Moderniose televizijos sistemose atvaizdas televizijos kameroje optiniais filtrais ir lęšiais projektuojamas į fotodiodų matricą (arba kitokius keitiklius), o nuo jos elektroniniu būdu nuosekliai nuskaitomas elektrinis signalas, turintis informaciją apie kiekvieno atvaizdo elemento skaistį ir spalvą. Šis signalas, analoginiu arba skaitmeniniu pavidalu, perduodamas į televizijos siųstuvą.
Nedideliais atstumais (iki 40 km) ir esant siuntimo antenos aukščiui iki 100 m, televizijos signalai transliuojami tiesioginio matomumo sąlygomis. Norint signalą perduoti didesniais atstumais, naudojamos televizijos antenos, įtaisytos aukštuose televizijos bokštuose, antžeminių arba palydovinių radijo ryšio linijų pagalba. Perduodant televizijos signalus kabelinėmis ryšio linijomis, išvengiama didelių matmenų siuntimo ir priėmimo antenų. Be to, elektrinis signalas laidiniame kabelyje yra mažiau veikiamas išorinių elektromagnetinių trukdžių, o optiniame kabelyje jie optiniam signalui iš viso nedaro įtakos.
Televizoriuje priimtas ir išrinktas televizijos signalas sustiprinamas, papildomai apdorojamas ir vėl paverčiamas atvaizdo elementais. Šie elementai išdėstomi kineskopo, skystųjų kristalų, šviesos diodų arba plazminiame ekrane ta pačia tvarka, kokia jie buvo perdavimo įtaisuose. Nors televizoriuje atkuriamas ne visas kadras iš karto, o tik nuosekliai po vieną kadro elementą (tašką), žiūrovo akys dėl regos pojūčio inercijos visus šiuos taškus sujungia į vieną atvaizdą.
Perduoto atvaizdo kokybė (raiška) priklauso nuo perduotų taškų skaičiaus - nuo 0,4 mln. analoginėje iki 6 mln. didelės raiškos skaitmeninėje televizijoje. Spalvotojoje televizijoje kiekvieną atvaizdo tašką sudaro 3 pirminių spalvų (raudonos, žalios ir mėlynos) taškai. Vieną kartą atkūrus visą atvaizdą gaunamas vienas, lyg nejudamo vaizdo, kadras. Atkūrus daugiau nei 24 kadrus per sekundę (Europoje, Australijoje, Kinijoje - 25, Jungtinėse Amerikos Valstijose, Pietų Amerikoje - 30), perduodamas judantis vaizdas.
Kaip veikia televizijos transliacijos
Dažnių Juostos ir Televizijos Signalų Standartai
Kadangi vaizduose yra daug smulkių detalių ir jiems nuskaityti reikia didelės spartos, analoginės televizijos vieno kanalo dažnių juosta yra plati - 6-8 MHz, priklausomai nuo spalvotosios televizijos standarto (NTSC - 6 MHz, PAL - 7 MHz, SECAM - 8 MHz). Šioje dažnių juostoje taip pat yra ir garso signalas. Kiekvieno televizijos kanalo signalui perduoti reikia aukšto dažnio nešlio. Europos televizijos kanalams paskirti šie dažnių ruožai: antžeminei televizijai - 174-230 MHz (6-12 kanalams) ir 470-862 MHz (21-69 kanalams); kabelinei televizijai - 110-174 MHz ir 230-470 MHz; mikrobanginei televizijai - 2,52-2,67 GHz; palydovinei tiesioginės transliacijos televizijai - 10,7-12,75 GHz. Kiekvienoje valstybėje konkrečios vietovės televizijos kanalus skiria Ryšių reguliavimo tarnybos.
Antžeminė televizija, kurios signalas perduodamas radijo ryšio priemonėmis, skirstoma į analoginę, skaitmeninę, raiškiąją, mikrobangę ir mobiliąją. Lietuvoje, 2012 m. išjungus analoginę televiziją, įsigaliojo skaitmeninės televizijos perdavimo standartai: DVB‑T - antžeminei, DVB‑C - kabelinei ir mikrobanginei, DVB‑S (ir DVB‑S2) - palydovinei, bei DVB‑H - mobiliajai. Šiuose standartuose numatyti MPEG, MPEG‑2 ir MPEG‑4/AVC (H.264) vaizdo glaudinimo standartai. Skaitmeninėje televizijoje vaizdo ir garso signalai perduodami skaitmeniniu signalu - dvejetainių kodų seka. Skaitmeninis signalas glaudinamas šalinant perteklinę vaizdo informaciją, t. y. šalinant žmogaus akiai nepastebimas vaizdo detales. Dėl to atsiranda galimybė į vieną analoginės televizijos kanalo dažnių juostą sutalpinti nuo 1 iki 6 (teoriškai iki 10) skaitmeninės televizijos kanalų. DVB‑H standartas sukurtas skaitmeninei televizijai transliuoti į mobiliuosius telefonus, tačiau tokiam signalui priimti reikia specialių telefonų.
Raižioji televizija yra itin aukštos vaizdo ir garso kokybės skaitmeninės televizijos atmaina. Ji garantuoja platesnį vaizdo formatą (16:9), didesnį vaizdą formuojančių eilučių skaičių (iki 1080) ir taškų skaičių eilutėje (iki 1920), bei geresnę garso kokybę. Be minėtų televizijos signalo perdavimo būdų, dar naudojamas televizijos signalo perdavimas IP protokolu interneto ir telefono tinklais - IPTV. Skaitmeninei IPTV žiūrėti reikia televizijos specialaus priedėlio ir aukštos kokybės interneto ryšio. Daugelis skaitmeninės televizijos programų yra mokamos ir koduojamos operatorių.
PAL Standarto Istorija ir Pranašumai
Galimybė perduoti vaizdą per nuotolį teoriškai buvo pagrįsta 19 a. 8-9 dešimtmetyje. Viena pirmųjų judriojo vaizdo perdavimo sistemų buvo P. G. Nipkowo 1884 m. sukurtas diskas, kuris, sukdamasis, išskaidydavo vaizdą į šviesos impulsus, paverčiamus elektromagnetiniais signalais - tai buvo mechaninis televizijos principas. J. L. Bairdas praktiškai įgyvendino P. G. Nipkowo teoriją ir 1926 m. Londone viešai pademonstravo veikiantį televizorių. Jis inicijavo imtuvų gamybą, o 1928 m. televizijos vaizdą perdavė iš Didžiosios Britanijos į Jungtines Amerikos Valstijas. Mechaninio televizijos modelio pranašumas buvo galimybė transliuoti toli sklindančiomis radijo bangomis, tačiau trūkumai buvo mažas televizoriaus ekranas ir prasta vaizdo kokybė.
Vyko tobulesnės elektroninės televizijos bandymai. 1907 m. Borisas Rozingas (Rusija) sukūrė katodinį vamzdį, kuris tapo dabartinės televizijos sistemos pagrindu. Reguliarios televizijos transliacijos, naudojant elektroninę sistemą, 1936 m. pradėtos Didžiojoje Britanijoje ir Vokietijoje, 1939 m. - SSRS ir Jungtinėse Amerikos Valstijose. Televizijos antenos buvo keliamos ant aukštų pastatų (pvz., Eifelio bokšto Paryžiuje), vėliau statyti specialūs televizijos bokštai, tapę 20 a. miestų architektūros akcentais. Per II pasaulinį karą Europoje televizijos neveikė. SSRS televizija atkurta 1945 m. Maskvoje. Lietuvoje televizijos laidos pradėtos transliuoti 1957 m. balandžio 30 d. Spalvotoji televizija ėmė plisti 1953 m. Jungtinėse Amerikos Valstijose, 1967 m. - SSRS, 1975 m. - Lietuvoje. Skaitmeninės antžeminės televizijos transliacijos Lietuvoje pradėtos 2006 m., analoginė televizija išjungta 2012 m. spalio 29 d.
PAL (angl. Phase Alternating Line) - tai analoginei televizijai skirta spalvų kodavimo sistema, naudota televizijos transliacijoms 576i standartu (625 linijų per kadrą ir 25 kadrų per sekundę) daugelyje šalių. Lietuvoje nuo SECAM prie PAL pradėta pereidinėti 2002 m. kovo 4 d. PAL sistemoje galima išgauti didesnę vaizdo spalvų raišką nei SECAM, taupiau naudojama kanalo dažnių juosta, todėl atsiranda galimybė naudoti skaitmeninį stereo garsą. Televizoriai, priimantys signalą PAL sistema, yra žymiai atsparesni veidrodinio kanalo trukdžiams, įmanomas spartesnis teleteksto duomenų perdavimas. Kiti sistemos pranašumai: geras suderinamumas su nespalvotos televizijos imtuvais, mažas kryžminio skaisčio ir chrominanso signalų iškraipymas bei didelis atsparumas triukšmui.
XX a. 6-ąjį dešimtmetį Vakarų Europos šalys pradėjo įvedinėti spalvotą televiziją ir susidūrė su problemomis, kurias sąlygojo NTSC standarto trūkumai, kaip, pvz., spalvų tono kitimas prastomis perdavimo sąlygomis. Siekiant įveikti NTSC trūkumus, buvo išrasti alternatyvūs standartai, tokie kaip PAL ir SECAM. PAL Hanoveryje (Vokietija) sukūrė „Telefunken“ kompanijos darbuotojas Walter Bruch, pagelbstint kolegoms dr. Kruse ir Gerhard Mahler. Kompanijos „Telefunken“ vaizdo formatas buvo užpatentuotas 1962 m., paminint Bruch kaip jo išradėją, ir jau 1963 m. sausio 3 d. jis buvo pristatytas Europos transliuotojų sąjungos (EBU) nariams. Pirmosios transliacijos šiuo formatu pradėtos Jungtinėje Karalystėje ir Vokietijoje 1967 m. Pirmasis JK kanalas, 1964 m. savo transliacijose pradėjęs naudoti PAL kodavimo sistemą, buvo BBC2. Telefunken PALcolor 708T buvo pirmasis televizorius, gebėjęs priimti PAL signalus.
Šiuolaikiniai PAL DVB keitikliai leidžia sklandžiai pereiti nuo senesnių analoginių sistemų prie naujų skaitmeninių standartų, išsaugant galimybę žiūrėti turinį, kuris buvo transliuojamas naudojant PAL sistemą, ir tuo pačiu metu mėgautis skaitmeninės televizijos privalumais. Tai užtikrina ilgalaikį investicijų į televizijos įrangą vertę ir plačias žiūrėjimo galimybes.