1. GÖRÜNTÜ SİSTEMİ 1.1. Işık Işık hakkında çeşitli teoriler vardır. Işığın hem madde (kütle), hem de enerji (dalga) olduğu ispatlanmıştır. Işık, ışık tarafından yayılan küçük dalgacıklardır. Bu dalgacıklar radyasyon enerjisi şeklindedir. Elektromagnetik dalga gibi saniyede 3 x 108 metre hızla hareket eder. Etrafa düz çizgiler halinde yayılır. Bir cisme çarptığı zaman büyük bir kısmı, o cismin siyah, az ise cisim beyaz görünür Işık ışınların yüzeylerden yansıyan dalga uzaklıkları onların karakterlerini (yani renklerini) belirtir. Her rengin bir dalga boyu (uzunluğu) vardır. Genel olarak gözlerimizle gördüğümüz beyaz ışığın dalga boyu 400 ile 76O milimikron; mikronun binde biri kadardır. Örneğin; 0,4 mikron = 400 nanometre (nm) = 400 mili mikron (mµ) = 4 *10-7 metre dir. Şekil-1.1. de görüldüğü gibi güneşten gelen beyaz ışık, kendi renklerine ayrıştırılırsa, bir renk bandından (spektrumundan) meydana geldiği görülür. Cam prizmadan ekran üzerine düşen renk spektrumu görünen renkleri oluşturur. Bu renkler dalga boylarının küçük değerinden büyük değerine göre sıra ile yedi rengi meydana getirir. Şekil - 1.1. Renk Spektrumu. Renklerin dalga boyları gibi parlaklıkları da değişiktir. Renk spektrumunda yeşil renk en fazla parlaklığı olan renktir. Yeşil rengin parlaklığı 1 olarak kabul edilirse beyaz ışığın parlaklığı 2 dir. İnsan gözünün frekans eğrisi verilmiştir. Renkleri televizyonda, esas renkleri oluşturan mavi, yeşil ve kırmızı renklerin en parlak göründüğü dalga boylarının yerleri (mili mikron) olarak apsis üzerinde oklarla gösterilmiştir. Grafikte ordinat her rengin parlaklık derecesini gösterir. Parlaklık, gözün, retina tabakasına gelen ışığın dalga boyuna bağlıdır. Cisimden yansıyarak gelen ışığın rengine göre gözden parlaklık derecesi ortaya çıkar.
1.2. İnsan Gözü İnsan gözü bir fotoğraf makinesine benzer. Herhangi bir cisimden yansıyarak gelen ışık, gözün saydam tabakasından geçerek göz merceğinde odaklanır. Gözün iç arka tarafında yer alan ağ tabakası üzerine gelen ışık şekillenir. Işığın parlaklık derecesine ve dalga boyuna göre, sinirler yardımıyla beyni uyarır. Bununun sonucu ışığın rengi ve parlaklığı sezilir. Şekil - 1.2. Şekil - 1.2. Gözün yapısı ve ölçü alanı. İnsan gözünün ağ tabakasında baston ve kama şeklinde görme odacıkları vardır. Bir gözde 100 milyona yakın bastoncuk, 10 milyona yakın kama odacıkları vardır. Bastoncuklar insan gözünde aydınlık ve karanlık olarak görme olanağı sağlar. İnsan gözü bir resmi, L / H = 4/3 ölçü aralarında rahatlıkla görür. Televizyon alıcısı tüplerinin yüzleri bu ölçüde üretilir. Bu ölçülerde bir resim gözden 4 H veya 8 H uzaklıkta rahatlıkla seyredilir. Bu bakımdan televizyon alıcı tüpünün ekranı üzerinde bulunan bir resmi iyi görebilmek için (Yani satırları gözükmeyen, bir resmi görebilmek, için) televizyon alıcısının ekranından, ekranın köşegen uzunluğunun 7 katı kadar uzaklıktan televizyon alıcısına bakmak gerekir. 1.3. Resim Gönderme Televizyonda bir resmin bir yerden başka bir tarafa gönderilmesi ve resmin elemanlarına ayrılması genellikle bir birine paralel satırlar halinde olur. Televizyonun esası fotoelektrik olayına dayanır. Bir resim (veya manzara) bir yerden başka bir yere gönderilirken önce resim mekanik veya elektronik tarayıcılar yardımıyla resim elamanlarına ayrılır. Sonra ayrılan elemanlar açıklık ve koyuluk derececesine göre akım darbelerine çevrilir. Mum ışığının arka tarafında bulunan fotosel levhasında meydana gelen resim çıkış geriliminin değeri şekil 1.3. de gösterilmiştir. 1. satırda yalnız, 3 numaradan resim akımı elde edilir. 2. satırda yalnız 8numaradan resim elde edilir: Mum ışığı en. fazla 3. satırı etkiler. 3. satırda 12.13 ve 14 numaradan. üçüncü derecede 12 numaradan resim çıkış gerilimi elde edilir. Satırlarda elde edilen, çıkış geriliminin şekli ve derecesi Şekil -2.3. de gösterilmiştir.
Yukarda açıklandığı gibi, resim beyazlık ve siyahlık derecelerine göre akım darbelerine çevrilir. Taşıyıcı dalgalarla uzaklara gönderilir. Televizyon alıcısında akım darbeleri çeşitli koyulukta ışık değişimlerine çevrilir. Sonra alıcının resim tüpünde bulunan florans yüzeyde mozaik şeklinde aynı resim oluşturulur. Resmin elemanlarına ayrılması. Genellikle birbirine paralel satırlar halinde olur. Bunu daha detaylı olarak tarama konusunda inceleyeceğiz. Şekil - 1.3. Fotosel hücrelerde resim çıkış geriliminin elde edilişi. Televizyon, vericilerinde resmin elemanlarına ayrılıp taranması ve yayın yapması mekanik veya elektronik sistemlerle yapılır. Mekanik sistem, en basit ve en eski bir sistemdir. 1885 yılında P. Nipkow ismine bir fizik bilgini tarafından keşfedilmiş ve televizyon yayınları yapılmıştır. Bilginin ismine izafeten kullanılan yuvarlak dıştan içe doğru spiral şeklinde delikleri bulunan, dönen bir disk yardımıyla, uzaklara gönderilecek resim, resim elemanlarına ayrılır. Ayrılan resim elemanları fotosel lambalar yardımıyla elektrik akımına çevrilir. Bunun yerine elektronik sistem kullanılır. Elektronik sistemde, resimlerin taranması satır satır yapılır. Kamera lambalarına gelen ışık, lambanın spotu tarafından taranarak elektrik akımına çevrilir. Sonra telsiz televizyonları veya
kapalı devre televizyonları yardımlarıyla uzaklara gönderilir. Alıcıları yardımıyla tekrar resme çevrilir. 1.4. Telsiz Televizyon Televizyon sisteminin en çok kullanılan şekli telsiz olup, bunun verici ve alıcı katlarının blok diyagramları, Şekil -1.4. de gösterilmiştir. Şekil - 1.4. Telsiz televizyon verici ve alıcı sistemlerin blok diyagramı. Kamera önünde bulunan bir resim koyuluk ve açıklık derecesine göre akım darbelerine çevrilir. Alıcıda bu olay ters olarak meydana gelir. Vericide ayrıca sesleri uzaklara gönderen frekans modülasyonlu (FM) bir verici vardır. Resim verici genlik modülasyonlu (AM) dır. Gönderme ve alma sırasında tam bir uygunluk aranır. Bu uygunluğun özellikle resim verici ve alıcısında olması gereklidir. Resmin gönderilmesi ve alınması sırasında tam bir uygunluk sağlamak amacıyla satır sonlarına ve her resmin değişmesi sırasında uyuşma sinyali (Senkron İmpuls diye adlandırılan sinyaller) eklenir Vericide bu sinyali senkronize jeneratörü üretir. Alıcıda ise uygunluğu tarama devresi ile gösterilen blok sağlar.
1.5.Televizyonun Tarihçesi Televizyon, hareketli resimlerin görüntülerini uzak mesafelere ileten bir araçtır. TELE uzak, VİZYON görüntü anlamındadır. Televizyon uzaktan görme ve ya görüntüsünün taşınması anlamına gelir. Televizyon tek bir kişinin buluşu değildir. Radyonun bulunuşu ile, sesin uzak yerlere taşınabilmesi, görüntünün de taşınabileceği fikrini vermiştir. Bu alandaki ilk çalışmalar 1870 yıllarına kadar uzanır. 1884 yılında Paul NİPKOW kendi adıyla anılan NİPKOW çarkını gerçekleştirdi. Bu üzerinde, düzgün delikler bulunan dönen bir çark idi. Resim üzerindeki noktaların elde edilmesini sağlayan mekanik bir tarama sistemi idi. 1930 yıllarına kadar üzerinde çalışılmışsa da yinede kaliteli bir resim elde edilememiştir. Renkli televizyon ilk kez 1953 yılında Amerika da ortaya çıkmış ve bazı değişikliklerle ilk sistemini günümüze kadar taşımıştır. Bu sistem, Milli Televizyon Sistemi Komitesi (National Television System Commitee) tarafından onaylanmış ve bu yüzden de komitenin baş harflerinden oluşan NTSC ismini almıştır. Günümüzde Amerika, Japonya, Kanada ve Mexico bu sistemi kabul eden belli başlı ülkelerdir. Elektron lambalarının bulunuşunu takip eden yıllarda foto elektrik düzenler ve katot ışınlı lambalar yapılmıştır. Böylece elektronik tarama sistemlerine geçilerek, görüntünün elektrik işaretine çevrilmesi, şiddetlendirilmesi, tekrar görüntüye çevrilebilmesi sağlanabilmiştir. Bir resmin taşınması; resim üzerinde bulunan her noktanın, sıra ile tek tek, ışık şiddetine göre elektriğe çevrilmesiyle mümkün olur. Bu maksatla televizyonda iki tip taramaya gerek duyulur. Bunlardan biri satır (hat, yatay), diğeri resim (düşey) taramalardır. Görüntünün elektriğe çevrilmesi, kamera lambaları ile sağlanır. Bir resim elektriğe çevrilirken, satır satır taranır. Satır üzerinde sıra ile noktalar ışık şiddeti ile orantılı olarak elektrik işaretine çevrilir. Tarama sırasında en önemli problem verici ve alıcıda bu işlemin birlikte yapılmasıdır. Taramada birlik sağlayan sisteme, Senkronizasyon sistemi denir. Senkronizasyon devrelerinin gelişmesi uzun yıllarda olmuştur. Televizyon ancak bu sistemin düzenlenebilmesi için gerçekleştirilmiştir. Bu gün televizyon alıcı ve vericilerinin çok karışık devrelerden oluşmasının bir nedeni de, senkronizasyonla ilgili devrelerin çokluğundan kaynaklanmasıdır. Televizyonda kaliteli bir esim, resmin en ufak detaylarına kadar tespit edilip iletilmesi ile mümkün olur. Bu çok geniş frekans bandına gerek duyulur. CCIR (Avrupa) televizyon sisteminde; her kanal için 7 MHz lik bir frekans bandı ayrılmıştır. Bu kadar geniş bir band ancak VHF ve UHF bantlarında ayrılabildiğinden, yayın için bu bantlar seçilmiştir. Televizyonda görüntü; katot ışınlı bir lamba olan resim tüplerinde elde edilir. Siyah-beyaz tüplerde resim, siyah-beyaz ve grinin değişik tonları olarak elde edilir. Renkli televizyonda ise tabii renklere en yakın durum kırmızı yeşil ve mavi üç ana renk kullanılarak elde edilir. Siyah beyaz televizyonda bir tane elektron huzmesi yeterli olduğu halde, renkli televizyon tüplerinde üç renk için üç elektron huzmesi gerekmektedir. Renkli tüplerde üç hüzme üç ayrı elektron tabancası ile elde edilir. 1.6.Televizyon Sistemleri Televizyon sistemlerini başlıca iki grupta toplayabiliriz. Bunlar; 1. Kapalı devre televizyon sistemi 2. Televizyon yayın sistemleri
1.6.1. Kapalı devre televizyon sistemi Kapalı devre televizyonda; alıcı ile kamera arasındaki bağlantı kablolarla yapılır. Bunlar sabit tesisler olup alıcı ile verici arasındaki uzaklık genellikle 400 m yi geçmez. Bunlar özel televizyon sistemleridir. Kapalı devre televizyon yayıncılığı problemlerine yerel girişimciler tarafından getirilen bir başka çözümdür. Bazen röle tv olarak adlandırılmakla yayıcılık şirketlerine ait kuvvetlendirici ya da röle vericileri ile karıştırılmamalıdır. Topluma ait anten TV yayın sinyallerinin yeterince kuvvetli olduğu bir tepe ya da yüksek bina gibi yüksek bir noktaya kurulur. Daha sonra, programlar, para karşılığı abonelere kablolar aracılığıyla bir dağıtım merkezinden verilir. Başlangıçta, iki veya üç kanal vardı ve her kanal bir çift kablo ile abonelere dağıtılıyordu. Abone tercih ettiği kanalı televizyon setinin üstüne veya yakınına yerleştirilen bir anahtarla seçerdi. Kapalı TV nin blok şeması şekil-1.5 de gösterilmiştir. Bazı büyük mağazalarda, mağaza içinde birçok yerlere küçük kameralar yerleştirilir. Bir izleme odasındaki monitörlerden müşteriler izlenir. Trafik teşkilatları oto yollarını gözlerken, yine kapalı devre televizyon devreleri kullanılır. Böylece kazaların izlenmesi, sürücülerin uyarılması, can kurtaran ve tamir araçlarının hızla olay yerine gönderilmesi sağlanır. Bazı uzun araç ve kamyonların arkalarına yerleştirilen kameralarla, arkadaki yolu, sürücünün açıkça görmesi sağlanır. Fabrika da işçilerin çalışması izlenebilir. Hastanelerde, ameliyatların yakından izlenebilmesinde, hatta bazen hastanedeki bir hastanın hastalığının, kilometrelerce uzaklıktaki uzmanlar tarafından teşhisi sağlanabilir. Bazı şirketler, diğer merkezlerdeki şubelerle bağlantılarını kapalı devre tv ile sağlarlar. Bir konferans için başka kentlerdeki iş yerleri ile bağlantı kurabilirler. Bazı telefonlarda konuşanların birbirlerini görmeleri bu sistemle sağlanır. Okullarda ve üniversitelerde eğitim maksadı ile yaygın olarak kullanılır. Her ne kadar pahalı olurlarsa da sağladıkları fayda ve zaman tasarrufu ile yine de tercih edilirler. Şekil 1.5. Kapalı devre TV nin blok diyagramı. Kapalı devre televizyon sisteminde, vericideki kamera; duran resmi veya hareketli resmi alır. Resim taranarak, resim elemanları elde edilir. Her eleman ışık şiddeti ile orantılı olarak bir elektrik sinyaline dönüştürülür. Senkronize palsları ilave edilerek, alıcı ile vericinin birlikte tarama yapması sağlanır. Sinyal güç amplifikatör katları ile yeterince yükseltilerek, koaksiyel kablolarla alıcıya taşınır. Alıcıda; ses ve resim sinyalleri tekrar yükseltilir. Bulunan resim sinyali monitöre uygulanarak görüntü elde edilir. Güç amplifikatörü tarafından yükseltilen ses sinyali, hoparlöre uygulanarak sese çevrilir. 1.6.2. Televizyon yayın sistemi Normal televizyon sisteminde resim ve ses sinyallerinin; vericiden alıcıya taşınması, elektromanyetik dalgalarla olur. Radyo yayınında bir tek taşıyıcı kullanıldığı halde, TV yayınında ses ve resim taşıyıcıları ayrı ayrıdır ve farklı frekanslarda çalışırlar. TV yayınlarında; resim sinyallerinin taşınması geniş bir frekans bandı gerektirir. Bu nedenle TV yayınlarında VHF ve UHF bantları kullanılır. Vericinin gönderdiği bileşik video (resim) sinyalinde; resim, boşluk palsları ve senkron palsları bulunur. Alıcı antenleri ile alınan bu sinyaller, önce yeterince yükseltilerek ilgili devrelerden seçilerek geçerler.
1.6.2.1. Kablolu televizyonun geliştirilmesi Bir çok ülkede ki büyük şehirlerde, televizyon yayıncılığı problemleri büyük boyutlarda idi. Öyle ki CATV sistemlerinin abone sayılarında hızlı bir yükselme oldu. Özellikle, bir çok gökdelen binasının var olduğu ABD de durum böyle idi. Bir çok yayımcılık program kanalı vardı. Aynı zamanda, yöresel ilgiler, klasik müzik ve eğitim gibi belirli kesimler için özel olarak hazırlanmış programları yayınlayan ses ve televizyon kanallarına duyulan ihtiyaç artıyordu. Ana televizyon merkezi, yerel yayım kanallarını bir ana anten üzerinden alabilir, bu kanallar ve diğer özel olarak hazırlanmış radyo ve televizyon programlarını yayımlayabilir. Bütün bu programlar, büyük geniş bantlı koaksiyel kablolarla çeşitli dağıtım merkezlerine bağlanırlar. Buradan daha küçük bant genişlikli küçük koaksiyel kablolarla abonelere bağlanır. Günümüzde teknolojik gelişmeler, sistemin etkileşimli olmasına yol açmıştır. Bu sistemde aboneler herhangi bir anda dağıtım merkezine bir bilgi göndererek mevcut kanallar arasından sınırlı sayıda kanalı seçebilir. Ayrıca, sınırlı çekiciliğe sahip özel programlar için karıştırma özelliği eklenebilir. Böylece, yalnızca belirli paralı-kanallar, televizyon setiyle ilgili karıştırmayı önleyicinin çalışmasını alabilir. Bir çift telden ya da koaksiyel kablodan daha geniş bant genişliğine ve düşük zayıflatmaya sahip fiber optik kablolar, kablo televizyon sistemlerinin daha geniş alanlara yayılmalarını sağlayacaktır. Şekil 1.6. Yıldız bağlantılı kablolu TV.
Kablolu televizyon, her ülkede farklı bir gelişme göstermiştir. Özellikle, 2000 yılında TV izleyici nüfusunun yalnızca yarısının kablolu TV ye sahip olacağının tahmin edildiği İngiltere de, bu gelişme yavaş olmuştur. 1.6.2.2. Uydu aracılığı ile doğrudan yayımcılık (BDS) Uydu çanak antenleri, oldukça geniş ışınları dünya yüzeyindeki geniş alanlara iletir. Böylece sinyal, herhangi bir noktada zayıf bir sinyal özelliği gösterecek şekilde genişçe yayılır. Bu da yer istasyonunda büyük bir alıcı çanak anteni ve düşük sıcaklıklarda çalışan, pahalı ve düşük gürültülü alıcı gerektirir. Örneğin tipik bir yer istasyonu çanağı en azında 11 metre çapa sahiptir. Günümüzde teknoloji, uydu vericisinin gücünün artması sağlanmıştır. Çanak antenler dar-ışın iletimlerini yaratabilir. Böylece dünya yüzeyindeki daha küçük coğrafi bölgeler üzerinde daha yüksek seviyede sinyaller oluşur. Bu da belirli bölgedeki bireysel evlere yaklaşık 30-90 cm çapındaki küçük antenlerle televizyon sinyallerinin yayılmasını sağlar. Değişik ülkelere hizmet etmek için belirli noktalara uyduların yerleştirildiği dairevi ekvatoral ve yere göre sabit yörüngelerin planlanması sağlanmıştır. Bazı uydular yalnızca belli bir ülkeye yayın yapmak için kullanılırken, bazı uydularda birbirlerinin programlarını değiştirmek için amacıyla birkaç ülke tarafından kullanılmaktadır.