كيف يعمل التلفزيون

يعتبر التلفزيون واحد من أهم القوى المؤثرة في العصر الحالي حيث يمكنك من

خلاله

معرفة

الأخبار السياسية والأوضاع الاقتصادية وأخبار الرياضة والطقس أو قد



تستخدمه للتسلية ومشاهدة البرامج الترفيهية فقد وجد انه في المتوسط يقضي الناس

ما

بين ساعتين إلى خمس في مشاهدة التلفزيون كل يوم. هل

فكرت يوما في التكنولوجيا التي

أنتجت

مثل هذا الجهاز وكيف يمكن لمئات من القنوات أن تصل لبيتك تحمل أحداثا

كاملة الحركة والصوت وغالبا مجانا؟ ما هي الإشارة التي

تبثها محطات الإرسال وكيف



يستقبلها جهازك و يفك شيفرتها ليحولها إلى صورة متحركة؟ إن كنت تساءلت يوما حول

كل

هذا أو حتى حول شاشة كمبيوترك قد تجد هنا تفسيرا.






لنبدأ ببعض

الملاحظات



السريعة حول عمل الدماغ في رؤية الصور المتحركة حيث ان هناك حقيقتين للدماغ

انبثقت منهما فكرة عمل

التلفزيون.

لنفترض انك تشاهد جزء من فيلم على شاشة التلفزيون أو شاشة الكمبيوتر ولنفترض ان

جزء من هذا المشهد هو المبين في الشكل 1.

















الحقيقة الثانية

المرتبطة بعلاقة التلفزيون مع الدماغ هي أنك إذا قسمت

أي مشهد متحرك إلى مجموعة متتابعة من الصور الثابتة ثم

عرضت هذه

الصور في تتابع سريع جدا سيقوم الدماغ بتجميعها ليعيد تكوين المشهد



المتحرك.






على سبيل

المثال لو قمت بالتحكم بجهاز الفيديو ليعرض المشهد ببطء شديد جداً فإنك تلاحظ

أن كل

مشهد يختلف عن المشهد التالي اختلافا طفيفا وعند تحريك هذه المشاهد بسرعة

مناسبة لتصل الى 15 اطار في الثانية فإن الدماغ سيقوم بتجميعها ليكون منها مشهد

متحرك.

لاحظ

أن 15 اطار في الثانية هو الحد الأدنى المقبول حيث إن اقل من ذلك سيكون عرض

الفيلم متقطع.











عندما

تشاهد التلفزيون فإن هاتين العمليتين

تحدثان

معا حيث يقوم دماغك بتجميع النقاط المختلفة لكل صورة ثابتة ليكون منها صورة

كاملة

ثم يقوم بتجميع الصور الثابتة المتلاحقة ليكون منها مشهد

متحرك. بدون هاتان



الحقيقتان ما كان ليكون هناك تلفزيون بالشكل الذي نعرفه الآن. ولنتعرف الآن على

فكرة عمل التلفزيون.











أنبوبة أشعة المهبط cathode ray tube













إذا نظرت إلى

أنبوبة أشعة المهبط في تركيبها



الأساسي الموضح بالرسم في الشكل 3 ستجد أنها لا تحتوي على أي وسيلة لتوجيه

الالكترونات

فالشعاع دائما سيسقط على نقطة صغيرة في منتصف الشاشة. لهذا

السبب تلاحظ إن أنبوب

أشعة

الكاثود المستخدم في أجهزة التلفزيون يكون دائما ملفوف بملفات نحاسية كما هو

واضح

في الصورة المقابلة. عندما يمر تيار كهربي في الملفات النحاسية يتولد عنه مجال

مغناطيسي

يمكنه أن يوجه

شعاع الالكترونات حسب اتجاه و شدة التيار المار به.










يوجد دائما

مجوعتين من الملفات المجموعة الأولى تتحكم في المسار الأفقي

لشعاع الالكترونات ويكون مصدر التيار الذي يغذي هذا الملف النحاسي هو الشعاع

الكهرومغناطيسي المرسل من محطة الإرسال ويحمل خصائص الصورة وعندما يستطدم

بالهوائي (antenna) يتحول إلى إشارة كهربية تغذي الملف النحاسي. و



المجموعة الثانية تتحكم بمساره الرأسي

وهي

إشارة

كهربية على شكل سن المنشار ويتحكم بها دائرة الكترونية في جهاز

التلفزيون.











التلفزيون الأبيض و الأسود















عندما يتحرك

الشعاع من اليسار

إلى اليمين

تتغير شدته تبعا للصورة التي يرسمها بحيث تنتج عنه حين يسقط على الشاشة

نقاط

متباينة من الأسود للأبيض مرورا بالرمادي ولأن هذه النقاط صغيرة ومتقاربة

جدا يقوم

الدماغ بتجميعها ليكون منها صورة كاملة. غالبا ما تحتوي شاشة التلفزيون

على

480 خط من الأعلى للأسفل.




التلفزيونات

العادية تستخدم تقنية تسمى interlacing

لمسح الشاشة

حيث يمسح شعاع الالكترونات الشاشة 60 مرة في الثانية ولكنه يمر فقط بنصف

الخطوط في كل مرة فمثلا يقطع الخطوط الفردية من أعلى الشاشة



لأسفلها إلى أن ينتهي يعود للأعلى ليمر بالخطوط الزوجية و بالتالي فان كل خط

يرسم 30

مرة كل ثانية.




التقنية

البديلة لذلك هي

progressive scanning

و فيها يرسم كل

خط من

خطوط الشاشة 60 مرة في الثانية و هي الأكثر استخداما في شاشات الكمبيوتر

لأنها تقلل الاضطراب.




عندما تبث

محطة الإرسال إشارة تلفزيونية لجهازك أو عندما

تعرض

فيلم من شريط فيديو فلابد للإشارة أن تشبك بالدوائر الالكترونية التي تتحكم

بشعاع الالكترونات حتى يستطيع إن يرسم على الشاشة بدقة الصور

التي تأتي من محطة



الإرسال أو جهاز الفيديو. وهذا يعني أن الإشارة التي تصل لتلفزيونك لابد أن

تحتوي

على

ثلاث أجزاء مختلفة:




Intensity

information

معلومات تتحكم

بشدة شعاع



الالكترونات إثناء رسمه للخطوط عبر الشاشة من اليسار لليمين.




horizontal-retrace

signal

وهي التي تحدد

الزمن الذي يجب عنده أن يعود الشعاع

لليسار

من جديد عند نهاية كل خط.




vertical-retrace

signal

وهي إشارات

ترسل 60

مرة في

الثانية لتحرك الشعاع من الزاوية السفلية اليمنى للزاوية العلوية

اليسرى.








الإشارة التي

تحتوي على هذه المعلومات الثلاث تسمى

composite video signal

وهي كما بالشكل 5 حيث تكون

horizontal-retrace signal

عبارة عن ومضات مدتها

5

ميكرثانية بفرق جهد مقداره صفر حيث تلتقطها الالكترونيات داخل التلفزيون و



تستخدما للتحكم في حركة شعاع الالكترونات إثناء عودته عند نهاية كل خط. بينما

الإشارة الأصلية التي تتحكم بشدة شعاع الالكترونات إثناء رسمه

لكل خط هي عبارة عن

موجات

تتغير ما بين 0.5 فولت إلى 2 فولت حيث يمثل 0.5 فولت اللون الأسود بينما 2

فولت

تمثل اللون الأبيض. vertical-retrace signal

هي ومضات

مشابهة لتلك التي تتحكم



بالمسار الأفقي و لكن مدتها تكون ما بين إلى 400 إلى 500

ميكروثانية.








التلفزيون الملون






تختلف شاشة

التلفزيون الملون عن شاشة التلفزيون الأبيض و

الأسود

في ثلاث أشياء هي على النحو التالي:








(1) بدلا من

شعاع الالكترونات الواحد يوجد ثلاث أشعة تقطع الشاشة

في آن

واحد و هي الشعاع الأحمر والأخضر والأزرق. وهي الألوان الأساسية والتي تختصر

بـ



RGB








(2) الشاشة

ليست مطلية بطبقة

واحدة من

الفسفور وإنما مغطاة بقطاعات أو نقاط من الألوان الأحمر والأزرق و

الأخضر

كما في الشكل 6.


























تختلف الإشارة

التلفزيونية الملونة عن تلك المرسلة للتلفزيون الأبيض و

الأسود

في أنها تحمل إشارة تشبع ضوئي ال



chrominance signal

تنتج عن تحميل

موجة

جيبية ترددها 3.579545 ميجاهيرتز على إشارة التلفزيون الأبيض و

الأسود الأصلية. هنا

تضاف

ثمان دورات من هذه الموجة مباشرة بعد الإشارة الخاصة بتزامن المسح الأفقي و



العمودي لشعاع الالكترونات و تكون هي مصدر اللون في الإشارة التلفزيونية حيث

عند

نهاية الدورة الثامنة تحدد اللون بمعرفة طور الموجة بينما درجة

اللون تتحدد من شدة



الموجة. الشكل 8 يوضح الاشارة التلفزيونية الملونة المرسلة.










بينما يتخلص

التلفزيون الأبيض و الأسود من هذه الإشارة فان التلفزيون

الملون يلتقطها ويفك



شيفرتها ويضيفها إلى الإشارة الأصلية المشتركة بينه وبين التلفزيون الأبيض

والأسود والتي تتحكم بشدة شعاع الالكترونات.




مصادر الإشارة

التلفزيونية




الآن بعد أن

تعرفت على تركيب التلفزيون و عرفت مما تتكون الإشارة



التلفزيونية نكون قد وصلنا للجزء الأخير والذي سنتحدث فيه فقط عن الطرق

المختلفة

التي تصل بها الإشارة التلفزيونية إلى جهازك والتي غالبا ما

تعرفها و هي :






الهوائي العادي أو ما يعرف باسم الانتينا و الذي يستقبل البث التلفزيوني من

المحطات



التقليدية.













جهاز الفيديو




هذا في حالة

استقبال الإشارة من خلال محطة بث عادية لكن لو كنت ستشاهد

البرنامج عن شريط فيديو

فان

جهاز الفيديو يحتوي على دائرة الكترونية تقوم بتحويل الإشارات الخاصة بالصورة و

الصوت

المحفوظة على الشريط إلى إشارات مماثلة لتلك التي ترسلها محطات الإرسال و

لكنها فقط تكون مناسبة لواحد من قنوات التلفزيون.






تلفزيون الكوابل وتصل إليه إشارات تلفزيونية



عن طريق الكوابل إلى



جهاز الرسيفر ليفك شيفرتها و تذهب إلى مدخل الانتينا التقليدي



بعد ذلك.




في تلفزيون

الكوابل يكون هناك

عدد كبير جدا

من القنوات التي تنتقل إشاراتها عبر الكابل إلى بيتك و لكن الشارات

تكون

مشفرة بحيث تحتاج إلى ما يسمى

جهاز

الرسيفر ليفك شيفرتها ويحولها إلى إشارة



تلفزيونية عادية ثم تدخل إلى جهاز تلفزيونك من خلال مدخل الهوائي العادي إلى

إحدى

القنوات فقط.




Large satellite dish antennaوهي

الأطباق التي تعتمد على الأقمار



الصناعية وقد يصل قطرها ما بين 6-12 قدم.




في الأطباق

لكبيرة المعتمدة على الأقمار الصناعية فانك في البداية

توجه

الطبق إلى احد الأقمار الصناعية ثم تختار احد القنوات التي يبثها ثم يقوم

جهاز الرسيفر باستقبال الإشارة

ويفك

شيفرتها و يحولهه لإشارة تلفزيونية عادية



تستقبلها احد محطات تلفزيونك.




Small satellite dish antennaوهي



ذات قطر صغير ما بين 1-2قدم




في حالة

الأطباق الصغيرة فان الإشارات التلفزيونية

تشفر

وتحول إلى ملفات

MPEG-2

ترسل إلى الأرض حيث يقوم جهاز الرسيفر بجهد كبير لفك

شيفرتها و تحويلها إلى إشارة تلفزيونية يدركها جهازك.




ربما تكون

الآن قد شعرت

بالملل فمشاهدة ذلك الجهاز الجميل و متابعة برامجه المسلية لم

تكن بحاجة لكل هذا

الجهد

لفهم كيف يعمل ولكن أحيانا حين نفهم بعض الأشياء تعجبنا أكثر وربما نحبها

أكثر.






مراجع