تعالو معى لنتعرف على التلفزيون

كيف يعمل جهاز التلفزيون ؟؟؟؟

يتمّ صنع جهاز التلفزيون باستخدام أنبوب خلاء , و يحوي شاشة فوسفوريّة حيث يطلِق المدفع الإلكتروني عليها . عندما تضرِب الإلكترونات القادِمة من المدفع الإلكتروني الشاشة , ينبعِث الضوء من الفوسفور , و يضيء الفوسفور لفترة قصيرة بعد ذلِك . يمكِن حرف حزمة الإلكترونات الصادِرة عن المدفع لإلكتروني باستخدام مغانِط , بحيث تصيب الحزمة أجزاء مختلفة من الشاشة . إذا تمَّ التحكُّم بذلِك بحيث ترسُم الحزمة خطوط أفقيّة على طول الشاشة بشكلٍ مستمر ,بينما يتمّ التحكُّم بكثافة الحزمة , عندها يمكِن رسم صورة على الشاشة . يعاد رسم الصورة على الشاشة 25 مرة كل ثانية في نظام PAL , و لإنقاص ارتعاش الصورة يتمُّ تراكُب الصوَر , بإظهار الخطوط الفرديّة أولاً ثمَّ الخطوط الزوجيّة , و بهذا تُحدَّث الصورة 50 مرة في الثانية . و للحصول على اللون لا بدَّ أن تُقسَم كل حبة على الشاشة إلى ثلاثة ألوان : أحمر , أخضر و أزرق , و مع هذا نحنُ سوف نناقِش فقط التلفزيون الأبيض و الأسود , لأنَّ هذا فقط ما يمكِن توليدُهُ في برنامِج يعمل بالزمن الحقيقي ( مع متحكِّم PIC16F84 ) .





الحزمة الإلكترونيّة المرسومة على الشاشة يصبِح جزئيّ الصورة عبارة عن صورة كاملة


المعايير القياسيّة المختلِفة في التلفزيون
هناك ثلاث نظم قياسيّة في التلفزيون : NTSC , SECAM , PAL . نظام NTSC ( اختصار ل National Television System Committee , اللجنة الوطنيّة لنظام التلفزيون ) و لكِن في الأيام الأولى للتلفزيون كان هناك مشاكِل في الحصول على نفس اللون على كامِل الصورة مما حدا ببعض الظرفاء..! تسميتِه بالشكل ( Never The Same Color لا نحصل أبداً على نفس اللون ! ) يستخدِم هذا المعيار القياسي في أمريكا , و هو يحوي 525 خط مسح , و لكنَّهُ يساوي تردُّد تحديث الصورة فيه 30Hz . SECAM ( اختصار ل Sequential Color And Memory , تتالي اللون و تذكُّرهُ ) و كما يرغب الفرنسيّون عادةً عمل حلول خاصّة بهِم , ظهر تعليق ظريف على اختصار إسم النظام ( System Essentially Contrary to the American Method , نظام مصمَّم أساساً ليناقِض الطريقة الأمريكيّة ) , هذا هو النظام المعياري الفرنسي في التلفزيون . و أظهر استقراراً في الألوان و تمييز resolution بكثافة أعلى و لكِن أقل تمييز لوني . النظام المعياري الأوروبي هو نظام PAL ( Phase Alternating Lines , خطوط تبادُل الطور ) , و يحبّ مشجعي PAL أن يدعوه اختصاراً ( Perfect At Last , هو الأكمل في النهاية ) , و هو يمتلِك 625 خط في كلّ إطار , و 25 إطار في كلّ ثانية . و هو يقوم بالأساس على نظام NTSC . و لكِن تمَّ تحسين ترميز الألوان باستخدام إزاحة الطور عند كل خطّ آخر لإزالة الخطأ اللوني الذي يحصُل في نظام NTSC . في هذا المقال سوف نركِّز على نظام PAL .

معلومات عن إشارات الصورة
تمتلِك الصورة الظاهِرة مستويات إضاءة مختلفة . تمسح الحزمة الإلكترونيّة على الشاشة شدة الإضاءة التي يجِب أن يكون عليها هذا الموضِع و هذا يتمُّ إرسالُهُ كمستوى جهد في إشارة الصورة . لا يوجد هنا أية معلومات حول موضِع الحزمة الإلكترونيّة على الشاشة , لحلّ هذا يتمّ إرسال نبضة تزامُن في بداية كل خط لإخبار جهاز التلفزيون أنَّ الخط الحالي قد انتهى و يجِب نقل الحزمة الإلكترونيّة للأسفل من أجل الخط التالي ( مثل مفتاح Enter في لوحة المفاتيح , عند كتابة نصّ في الحاسِب ) . و يجِب أن يعرِف التلفزيون متى ستأتي الصورة التالية , يتمّ هذا عن طريق عمل مخطَّط تزامن خاصّ ( مثل عمل "مستند جديد" عند كتابة نصّ على الحاسِب ) . الصورة التي تحدَّث 25 مرة في الثانية قد يظهر فيها بعض الارتعاش , لذلِك يتم رسم الخطوط الزوجيّة و بعدها تُرسَم الخطوط الفرديّة ' تُظهِر هذِهِ الطريقة 50 نصف صورة في الثانية , مما يقلِّل ارتعاش الصورة . المعلومات حول فيما إذا كانت الصورة تحوي خطوط زوجيّة أو فرديّة يتمّ إرسالها في مخطَّط التزامُن الشاقولي , كمخططات مختلِفة للصور الفردية و الزوجية . مجال جهد إشارة الصورة يتراوح بين 0 و 1V , حيث يمثل 0.3V اللون الأسود , و يمثِّل 1.0V اللون الأبيض ( تمتلِك تدرُّجات الرمادي قيَم جهود بين هاتين القيمتين ) , تمثِّل المستويات القريبة من الصفر نبضات التزامُن .

خطّ المسح
يتمّ تجزيء الصورة إلى خطوط مسح , وهذا هو أهمّ جزء في الصورة لأنَّهُ يحوي معلومات الصورة . طول خط المسح هو 64us . في البدء يتمّ إرسال نبضة تزامن طولها 4us , و يُجعَل مستوى الإشارة 0V و ذلِكَ لإعلام جهاز التلفزيون بقدوم خطّ جديد . كانت أجهزة التلفزيون القديمة بطيئة , فهي كانت تحتاج إلى نبضة بطول 8us بعد نبضة التزامُن لجعل الحزمة الإلكترونيّة في موضعها الصحيح . خلال هذِه الفترة تبقى الإشارة في مستوى الأسود . يلي التأخير 8us معلومات الصورة لمدة 52us , و يتمُّ رسمُهُ من اليسار إلى اليمين بحسب معطيات شدة الإضاءة المحتواة في إشارة الصورة . يمثَّل الأسود ب 0.3V و يتزايد الجهد بتزايد شدة الإضاءة , إلى شدة الإضاءة الأعلى مع الجهد 1.0V ( الأبيض ) .
انظُر إلى الصورة في الأسفل لمعرفة كيف تعمل خطوط المسح .



صورة من راسِم الاهتزاز لخط مسح واحد

وضع خطوط المسح مع بعضها في الصورة
يتمّ تركيب الصورة بدءاً من 625 خط مسح . و لكِن لا يُظهِر جهاز التلفزيون 625 خط . يتمّ استخدام بعض الخطوط كنبضات تزامُن , و تكون بعض الخطوط غير مرئيّة , لأنَّ التلفزيونات القديمة كانت تحتاج إلى بعض الوقت لنقل الحزمة الإلكترونيّة من أعلى الشاشة إلى أسفلها . ( تُستخدَم هذِهِ الخطوط غير المرئيّة لأغراض أُخرى , مثل نقل النصوص عبر التلفزيون ) .



صورة من راسِم الإشارة لعدّة خطوط مسح في إشارة الصورة


نبضات التزامُن الشاقولي
لإخبار التلفزيون بوصول صورة جديدة , يتم إرسال المخطط الخاصّ بنبضات التزامُن . حيث يتمّ إرسال الصورة المركَّبة بدءاً من نصفيّ صورة , المخطط يختلِف للصور الفرديّة و الزوجيّة . و تبدو نبضات التزامُن الشاقولي كالشكل التالي :



تُظهِر الصورة نبضات التزامُن الشاقولي لنصفيّ الصورة . المستويات هي طبعاً 0V و 0.3V ( الأرقام التي تحت الإشارات هي أرقام خطوط المسح

تشكيل إشارة الصورة باستخدام برنامِج
هنا نأتي إلى كيفيّة تشكيل إشارة الصورة باستخدام برنامِج , و ليس من الممكن فهمها إذا لم تفهم طريقة تركيب إشارات الصورة المشروحة سابِقاً .
عندما تعرِف كيف ستبدو إشارة الصورة , سيكون من السهل توليدها عن طريق برنامِج , و حتى لو كنتَ تحتاج إلى قدرة معالجة غير محدودة . المشكلة أنَّ هذِهِ العمليّة تحتاج إلى الكثير من القدرة من المعالِج , و إذا لم يكُن لديكَ معالِج قوي يمكِن عملها بشكلٍ ما عن طريق التفكير جيداً قبل كتابة شيفرة البرنامِج .
في شيفرة البرنامِج في القسم الأوَّل سوف أستخدِم وحدتيّ الماكرو ( إجرائيّة) التاليتين :
DNOP : dual nop , ماكرو للانتظار دورتيّ ساعة , بدلاً من تنفيذ عمليتيّ nop .
DELAY : إجرائيّة التأخير تعمل على تأخير رقم الساعة ثلاث مرات في مسجِّل W .

القِطَع اللازمة
حتى تتمكَّن من توليد إشارة الصورة , تحتاج إلى بعض القِطَع اللازمة لتوليد مستويات الإشارات بين 0 و 1V . للحصول على الصورة تحتاج على الأقلّ إلى ثلاثة مستويات .
يحتاج التلفزيون مستوى تزامُن و مستوى أسود حتى يمكِن إقفال إشارة الصورة . إذا أردتَ أكثر من مجرَّد صورة سوداء فأنتَ تحتاج إلى بعض مستويات الرمادي و الأبيض .
و من هنا الحاجة إلى مبدِّل إشارة رقميّة إلى تمثيليّة . بطول خانتين على الأقلّ للحصول على مستويات كافية . ممانعة الدخل للإشارة المركَّبة على التلفزيون القياسي هو 75 أوم , عن طريق استخدام مبدِّل رقمي إلى تمثيلي 2-bit بمقاومتين و يمكِن عملُهُ اعتماداً على مبدأ تجزيء الجهد .



عند وصل كلاً من D0 و D1 إلى الأرضي , الجهد على مدخل التلفزيون سيكون 0V ( مستوى تزامُن ) لأنَّهُ لم يوصَل شيء إلى VDD .




عند وصل D1 إلى الأرض و D0 إلى 5V , سوف تكون مقاومة 450 أوم على التوازي مع ممانعة المدخل 75 أوم في التلفزيون , و مقاومة 900 أوم موصولة على التسلسل , و بالاستفادة من تجزيء الجهد هذا يولِّد 0.33V على مدخل التلفزيون , و هذا أسود إلى حدٍّ ما ( مستوى الأسود الفِعلي هو 0.3V ) .




وصل D1 إلى الأرض و D0 إلى 5V , سوف يجعل مقاومة 900 أوم على التوازي مع مقاومة 75 أوم ممانعة مدخل التلفزيون , و مع مقاومة 450 أوم موصولة على التسلسل , و بالاستفادة من تجزيء الجهد سوف يولِّد هذا 0.6V على مدخل التلفزيون , و هذا هو اللون الرمادي .




عند وصل كلّ من D1 و D0 إلى 5V , سوفًَ توضَع المقاومتان 900 أوم على التوازي , مع ممانعة المدخل 75 أوم للتلفزيون الموصولة على التسلسل , و بالاستفادة من تجزيء الجهد يتولَّد 1.0V على مدخل التلفزيون , و هذا هو مستوى الأبيض .

يمكِن تشكيل أربعة مستويات باستخدام هذه الدارة . تظهر الصوَر السابِقة الدارات المكافئة للمستويات الأربعة المختلِفة و كيف يمكِن تشكيل الجهود . قيم المقاومات غير هامّة , و يمكنكَ استخدام القيَم القياسيّة 470 و 1K بدلاً من 450 و 900 , و تبقى الدارة تعمل ( مع اختلاف بسيط في شدّة الإضاءة و لكِن لن يؤثِّر ذلِك كثيراً على الصورة ) .
و بهذا يمكِنكَ تشكيل إشارات تزامُن , مستويات الأسود , الرمادي و الأبيض . و هذا كافي تماماً لعمل رسومات بسيطة مثل ألعاب Pong and Tetris . و من الممكِن تشكيل مستويات أكثر باستخدام مبدِّل رقمي إلى تمثيليّ ذو عدد مستويات أكبر , و إذا أردتَ خانات أكثر في مبدِّل رقمي/تمثيليّ يمكنكَ استخدام مبدّل D/A حقيقي بدلاً من مبدِّل باستخدام المقاومات و هذا ما استخدمتُهُ في المبدِّل الذي عمِلتُهُ . ( و بهذا سوف تحتاج إلى معالِج أسرع ) .

توليد إشارات الصورة عن طريق الدارات و البرمجيّات
في نظام صورة معياري مثل بطاقة الرسومات في الحاسِب , تؤخَذ معلومات ما يجِب رسمُهُ على الشاشة من الذاكِرة . و يتمّ عمل ذلِكَ بالإضافة إلى نبضات التزامُن عن طريق الدارات بشكلٍ أوتوماتيكي . يعمل البرنامِج الكتابة في الذاكِرة لإخبار الدارات كيف ستبدو الصورة على الشاشة . مع أنَّ هذا لا يحتاج الكثير من الدارات , إلا أنَّهُ يحتاج الكثير من الذاكِرة أيضاً , في بطاقة رسوميّات الحاسِب هناكَ عادةً عدة ميغا بايت لذاكرة الرسوميّات . في متحكِّم PIC16F84 يوجد ذاكرة بمقدار 68byte , و يمكِن استخدام هذِهِ الذاكِرة لتخزين متغيّرات البرنامِج و غيرِها . و ليس من الممكِن تخزين كامِل الصورة في الذاكِرة مثل بطاقة الرسوميّات , يجِب تشكيل الصورة عن طريق مسح إشارة الصورة على الشاشة . توليد إشارات الصورة عن طريق برنامِج على معالِجٍ بسيط هو أمر صعب , و يمكِن تشكيل الصوَر البسيطة فقط . فائِدة هذا أنَّهُ رخيص نسبياً ) .

خط مسح وحيد ,لتشكيل شريط شاقولي
الاختبار الأوَّل الذي قُمتُ بِهِ قبل عمل برنامِج توليد الصورة هو في عمل شريط شاقولي أبيض على الشاشة . و عند توليد خط مسح وحيد مع المعلومات اللونيّة رمادي-أسود-أبيض-أسود-رمادي , و إعادة المسح إلى اللانهاية , يمكِن أن تظهر الصورة على التلفزيون . الإشارة المحتواة في نبضة التزامُن الأفقي . يليها تأخير و بعدَهُ المعلومات اللونيّة , و بهذا سيعمل التلفزيون على إقفال الإشارة أفقياً .( و ليس شاقولياً لأنَّهُ لا يوجَد نبضات تزامُن شاقوليّة )
تحياتى:rose:

[ali_alsherif]

يبدو انك بدات تثير اهتمامي اخ محمد وساشاركك الموضوعات عن التليفزيون ان شاء الله

[deltasat]

شكرا على هذه المعلومة

[الشانزليزية]

الف الف شكر
THANX

[الجارحى]

شكرا لك وفى انتظار المزيد

انا عضو جديد
ارجو افادتي عن كيفيه الرد وان اشارك بصوره مفيده للمنتدي
صلاح عباس -السويس-شركه سيا-مصر

اضغط على موضوع جديد واكتب كما تريد
تحياتى

[السيد هاشم]

بسم الله الرحمن الحيم
نشكر الاخوة الافاضل على هذة المعلومات
تقبلو تحياتى

[NSAER SA]

موضوع جميل ومهم نرجو من المهندس\ محمد عطية والمهندس\علي الشريف
تكملة الموضوع واعطاءة من الوقت ما يكملة علي اكمل وجة حتي تعم الفائدة
اخوكم احمد بيكو
خيركم من تعلم العلم وعلمة