CONCEPTOS BÁSICOS DE LA TELEVISIÓN

1.1.- Introducción.

La TV es la tecnología de transmisión de imágenes animadas (secuenciales) y sonido simultáneamente, utilizando como medio de propagación el espacio o redes cableadas. Originalmente el proceso solo involucraba señales analógicas pero actualmente todos los procesamientos previos a transmitir son en base a computadoras y por lo tanto digitalizados; por lo que solo el último tramo de esta comunicación "simplex" (la que permite llegar al televisor del usuario final) es de caracter analógico, compartiendo el espectro radioeléctrico varios canales de acuerdo a una canalización de señales que les es exclusiva y reglamentada por la CNC, bajo la modalidad Múltiplex por División de Frecuencia (FDM).
En lo que hace al enlace hasta el usuario, el tratamiento de la señal en TV no difiere demasiado del que se realiza en radio.
El proceso de comunicación básico sería:

Se trata, como podemos ver, de una transformación de la energía luminosa en energía eléctrica, ésta será digitalizada y sujeta alos requerimientos de procesamiento para la elaboración del programa, y su distribución a las áreas responsables de su transmisión, donde se conformará la señal analógica que se transforma en energía electromagnética para irradiación o transporte por coaxiles.  En la recepción la energía electromagnética es captada por la antena receptora y el TV será el encargado de realizar el proceso inverso hasta la obtención de energía luminosa (imágenes).

1.2.  Conceptos del ojo humano.

Vamos a ver una serie de conceptos relacionados con el ojo humano y que nos permitirán comprender mejor como se forma la imagen en una pantalla de TV.

a) El ojo es capaz de efectuar las siguientes distinciones: Distinción de colores. Distinción de la forma de los cuerpos. Distinción de la mayor o menor intensidad de la luz. Enfoque del objeto.


b)  El ojo tiene la propiedad de persistencia de la imagen. (gracias a esto  puede verse el cine o la TV). La imagen se mantiene una décima de segundo en la retina, después de desaparecer ésta.

 c) De acuerdo con esto último, todo fenómeno luminoso que se produzca  con una frecuencia mayor de 10 veces por segundo, el ojo los verá como continuos.

d)  Existe una distancia mínima que debe existir entre dos pto. Para que el ojo pueda verlos separados, al observarlos desde una distancia dada. El valor del ángulo de visión mínimo para ver dos pto.separados es de  1´ (típico : 1.8 minutos) .

e)  Como regla práctica diremos que un objeto se verá con detalle, comodidad y entero, cuando su distancia de nosotros sea unas 5 veces mayor que su dirección máxima.

 

1.3.  El tubo de cámara.

La imagen a visionar en el TV debe formarse previamente en la cámara de TV. El tubo de la cámara es el encargado de convertir la imagen captada, es decir su luminosidad, en señales eléctricas (señales de vídeo), con la cual luego  se modulará en amplitud a una portadora de frecuencia muchísimo mayor y se radiará al espacio para que llegue a la antena de los receptores de TV.

Existen varios tubos de cámaras :

El iconoscopio.
El orticón. Sensibilidad equivalente a la del ojo humano. Muy sensible frente a variaciones de temperatura, tiempo de calentamiento previo.

El vidicón. Muy buenas imágenes con intensidad de iluminación de 10 Lux

El plumbicón. Imagen de gran calidad. Estable ante cambios de temperatura.

Veamos el iconoscopio por ser el más comprensivo.

Mediante el objetivo se enfoca  la imagen sobre una placa de mica recubierta por una gran cantidad de pequeñisimos glóbulos de plata con óxido de cesio. La otra cara de la placa de mica se encuentra recubierta por una capa conductora de grafito coloidal. Cada glóbulo de placa perfectamente aislado de los adyacentes, forma con el grafito un condensador con dieléctrico de mica. Se forman así muchísimos condensadores con la armadura de grafito común : glóbulos de plata (Ag).

Cada glóbulo de Ag. emite electrones proporcionalmente a la luz que recibe procedente de la imagen a televisar.
La capa de Ag. se barre por un haz de electrones línea a línea.

En oscuridad  los glóbulos no emiten electrones y al ser recorridos por el haz en el choque se desprenden muchos electrones secundarios que son captados por el anillo colector cerrando el circuito y provocando en la R una tensión elevada, siendo esta tensión la señal de vídeo correspondiente al negro.
Cuando la imagen tiene luz   los glóbulos de Ag. Afectados emiten electrones proporcional a la luz que le llega, con lo que estos se cargan + tanto más cuanto más luz les llegue. Al ser recorridos por el haz electrónico, desprenderán ahora menos electrones ya que la carga + tiende a retener más los electrones. Luego la I ahora por la R es menor y por tanto la V también es menor.

En resumen, la señal de vídeo aparece entre los bornes de la R con valores grande de V para colores oscuros y con valores pequeños de V cuanto más luz tenga la imagen ( colores claros ).
La señal de vídeo para una línea en el ejemplo de la figura 1.5. sería :

figura 1.5.

La señal de vídeo generada en la cámara modula en amplitud a una portadora de mucha mayor frecuencia. Después de recibirla el receptor y demodularla y amplificarla se aplica al cátodo del T.R.C.
Sin aplicar V (tensión) al K (cátodo) éste se encuentra a 160 V y g1 ó Wehnelt a una V menor ya que debe ser negativa respecto al K.
Un color negro equivale a una V elevada, que elevará al K por encima de los 160V. Esto supone que g1 sea más negativa respecto del K y pasen menos electrones, con lo que la parte de la línea en cuestión aparecerá mas oscura.

1.4.- El tubo de rayos catódicos (TRC)

Es una ampolla de vidrio en cuyo interior se ha hecho el vacío y donde se va a formar la imagen.

Figura 1.6.

Las partes que lo componen son :

1.  Filamento   es el elemento calefactor del cátodo, es decir, le proporciona la energía calorífica necesaria para que se desprendan electrones del K.
    Se alimenta con c.c. ( por ej. 11V) o c.a.

2.  Cátodo  cilindro hueco de níquel recubierto en su extremo derecho por sustancias emisoras de electrones (oxido de bario y estroncio). En su interior se encuentra el filamento. La tensión entre el K y el filamento no debe exceder del límite máximo marcado para cada tipo de tubo.

Al cátodo se le suele aplicar la señal de vídeo y por lo tanto su tensión variara, aunque vamos a tomar como tensión normal 160 Vcc. Respecto a masa.

3. Wehnelt  también conocida como rejilla de control consiste en un cilindro metálico con un orificio circular en el fondo, el cual rodea al cátodo y cuya misión es la de controlar el flujo de electrones que desde el K se dirigen a la pantalla.

El potencial aplicado al cilindro de Wehnelt debe ser negativo respecto al K. Su tensión fluctúa entre 0 y 150 V ( respecto al K -160V y -10V).  Cuanto más negativa respecto al cátodo menos electrones pasan y por lo tanto más débil es el haz ( gris negro). Generalmente se conecta  a masa (0V).

4.  Primer ánodo acelerador  Tiene forma de cilindro. Su tensión respecto a   masa es de unos 200 V para dar a los electrones una gran velocidad.

5.  Segundo ánodo acelerador   Otro cilindro hueco al cual se le aplican 18 KV (MAT ~ 810v/pulgada) que acelera aún más el haz de electrones.

6.  Ánodo de enfoque  Como a partir del primer ánodo acelerador el haz se hace divergente, es necesario concentrarlo y para ello se utiliza el ánodo  de enfoque, cuya tensión está entre 0V y 400V respecto a masa. Cada tubo tiene una tensión de enfoque optima, comprendida entre estos dos valores.

7.  Tercer ánodo acelerador  Otro cilindro hueco al cual se le aplica una V de  18 KV, encargándose de la aceleración final del haz.

8.  Pantalla del tubo de imagen Es la parte final del TRC y sobre la que va a incidir el haz de electrones que al chocar con ella producirá un pto.luminoso.

figura 1.7.

Está formada por :
 

La parte externa de vidrio entintado.
( Pared gruesa para soportar presiones del orden de 1kg/cm2 debido al vacio interno del tubo ).

La capa fluorescente que cubre la cara interna y que es de fósforo, de  forma
que cuando el haz incide sobre ella se genera un pto. Luminoso que   desprende luz en todas direcciones.

La película de aluminio vaporizado que realiza varias funciones :

a)  Refleja hacia afuera de la pantalla la luz emitida por el fósforo como si  fuera un espejo, aumentado así la luminosidad de la pantalla.
b)  Protege la capa de fósforo contra los iones, alargando su vida.
c)  Hace de último ánodo acelerador. A ella se conecta la MAT haciendo a la vez de capa conductora para llevarle dicha MAT al 2º y 3º ánodo acelerador.

El positivo de la MAT se aplica a ésta película a través de una grapa recubierta de una ventosa de goma que evita fugas al exterior.

No se aplica esta tensión a través de una de las patilla del tubo ya que la fuerte tensión provocaría arcos a las patillas próximas. El negativo se conecta a masa.  Como la parte externa del tubo también es conductora y está conectada a masa forman un condensador con dieléctrico de vidrio y cuya capacidad oscila entre 500pF y 2000pF y sirve para filtrar la tensión pulsatoria de MAT.

figura 1.8.

1.4.1.- Designación de los tubos de rayos catódicos monocromo :

Ejemplo :    A4711W

1ª Letra

Aplicación

1º grupo de cifras

Indica en cm la diagonal de la pantalla rectangular o el diámetro en las circulares.

2º grupo de cifras

Nº de serie.

Último grupo de letras

Propiedades ópticas de la pantalla.

1.5.- Deflexiones

El pincel de electrones emitido por el cátodo de un TRC no choca permanentemente en el centro de la pantalla, sino que recibe dos movimientos simultáneos de vaivén.

a)  Un movimiento en sentido horizontal de f= 15625 Hz llamado deflexión horizontal o barrido horizontal.
b)  Un movimiento en sentido vertical de f= 50 Hz , llamado deflexión vertical o barrido vertical.

Con estos dos movimientos se obtiene en la pantalla una serie de líneas casi horizontales. Dada la gran rapidez de repetición del barrido de las líneas, el ojo las integra, dando la sensación de que toda la pantalla está iluminada al mismo tiempo.

Estas deflexiones se consiguen con ayuda de campos magnéticos, ya que cuando un chorro de electrones atraviesa un campo magnético perpendicular a sus líneas de fuerza, sufre una desviación .

Se hace circular por las bobinas de líneas una corriente en forma de diente de sierra.

Deflexión horizontal :  El campo magnético se consigue mediante las llamadas bobinas de desviación horizontal o de líneas.

Figura 1.9.

Deflexión vertical :  el campo magnético se consigue mediante las llamadas
Bobinas de deflexión vertical o de cuadro, por las que se hace circular una intensidad de corriente también en forma de diente de sierra igual a 1.10 .

LAS SEÑALES EN TELEVISIÓN.

Una señal de radio modulada ocupa en el dial de un receptor un ancho de banda (porción del espectro radioeléctrico) determinado. Cuando se pasa de la sintonía de una estación a la otra percibimos la señal durante un cierto giro de la perilla del dial, cosa que se debe a que la modulación del sonido se comporta como si se tratara de numerosas señales que aparecen a ambos costados de una zona central, que corresponde a la frecuencia exacta de la estación y que es también la frecuencia de la onda portadora o señal de radiofrecuencia que nos llega desde el transmisor. El ancho total ocupado por una portadora con sus frecuencias adyacentes que corresponden a la modulación (llamadas bandas laterales) constituye el canal que necesita esa señal.

  El ancho de un canal está vinculado con la frecuencia de la modulación. Así cuando la modulación es de sonido y su frecuencia máxima es de 5.000Hz, a ambos lados de la portadora habrá franjas de 5kHz de ancho, haciendo un total de 10kHz, que será el Ancho de Banda de ese canal de información. En televisión, la señal de radiofrecuencia o portadora está modulada por la corriente que entrega el tubo captador de imágenes, a la cual se la ha denominado señal de video. Esta señal tiene frecuencias que van desde unos pocos ciclos hasta unos cuatro millones de ciclos por segundo (4 Mc/s). Esto nos obliga a pensar que el canal para una señal de televisión debe ser mucho más ancho que el de una señal de radio. Además tenemos que pensar que hay que transmitir también el sonido captado en el lugar donde se está televisando y ello representa otra portadora modulada, aunque de menor ancho que la de video. En el sistema vigente en Argentina la portadora de sonido se modula en frecuencia mientras que la de video está modulada en amplitud.

Ya estamos en condiciones de ver el gráfico de la figura 1 que representa el canal de televisión de la emisora LS82 - canal 7 de Buenos Aires.

Los canales de televisión ocupan un ancho de 6 MHz y en particular el canal 7 de la estación mencionada abarca desde los 174MHz hasta los 180 Mc/s. Vemos que se trata de frecuencias muy elevadas, pero el lector ha de saber que para modular una señal, la portadora debe tener una frecuencia mucho mayor que la máxima frecuencia a modular. Dentro del canal 7 están ubicadas las dos ondas portadoras, la de video y la de sonido, en las frecuencias que se indican en la figura. Todo el espacio que queda a los costados de ambas portadoras está ocupado por las bandas laterales de la modulación. Para un mejor aprovechamiento del espectro electromagnético (recurso escaso) y consideraciones técnicas que se verán oportunamente, la portadora de video no ocupa el punto central de sus propias bandas laterales, sino que está a un costado.

Veamos ahora cómo es la forma de onda de la señal de video que modula a su correspondiente portadora. Es lo que nos muestra la figura 2, y comprobamos que se trata de una onda modulada en amplitud, ya que la altura con respecto al eje de cada ciclo de la onda de radiofrecuencia es variable.

Notamos que a intervalos regulares aparecen unos picos rectangulares que están en las crestas y que en la figura se han denominado impulsos de sincronismo. Esto es tan importante que tenemos que hacer un aparte para aclararlo.

Hemos dicho al ocuparnos de los barridos en el cinescopio, que los mismos debían estar sincronizados con los que se hacen en el tubo captador de imágenes del transmisor. Para lograr esa coincidencia, que debe ser perfecta y durante todo el tiempo que dura la transmisión, hay que hacer que el generador de barrido funcione cuando se le inyecte una señal especial de muy corta duración que debe venir desde el transmisor, y que por lo tanto la trae la portadora de video. Esa señal corta toma el nombre de impulso de sincronismo y debe, haber un impulso para cada ciclo del barrido horizontal, o sea 15.625 impulsos por segundo, y otro tipo de impulsos para el barrido vertical a razón de 50 por segundo. Estos impulsos son los que vienen indicados sobre las crestas de la figura 2, que por ahora no diferenciaremos si son horizontales o verticales, entendiendo que no nos referimos a la posición de la figura sino al barrido al cual corresponden.

Pensemos un momento en qué ocasión deben llegar los impulsos al receptor. Para ello observamos la figura 3 que representa la onda diente de sierra que produce el barrido en el cinescopio.

Durante el tiempo o período AB de avance. el haz electrónico varía su densidad produciendo distintas luminosidades del punto en la pantalla.

Es lógico entonces que en este lapso no puede llegar una señal de sincronismo pues se formaría una luz o una sombra que no corresponde a la imagen captada. Cuando el punto luminoso retrocede, lo que ocurre durante el intervalo BC, no debe tener iluminación, es decir que durante el barrido de retroceso la pantalla permanece obscura. Como ese tiempo es mucho menor que el de avance el observador no lo nota, pues pasa algo parecido a lo que ocurre en el cine cuando se van cambiando los cuadros para dar la impresión de movimiento. Bien, en ese intervalo puede inyectarse cualquier señal extraña sin que en la pantalla se note efecto alguno. El período de retroceso en que la pantalla queda obscura se llama borrado, porque todo pasa como si al volver hacia atrás el rayo explorador borrara la luminosidad que había en la pantalla. Dentro del lapso del borrado llegan los impulsos de sincronismo. En la práctica el borrado comienza un poquito antes de terminar el avance y termina un poco después de haber comenzado la exploración siguiente, para evitar la irregularidad luminosa de los bordes de la pantalla, pero esto no afecta a la explicación dada anteriormente.

Ahora podemos comprender cómo es realmente la señal de video, para lo cual nos trasladamos a la figura 4.

En primer lugar haremos la salvedad de que nos estamos refiriendo al barrido horizontal por ser el más importante y complejo. Después debemos hacer la aclaración de que según las normas americanas de televisión la modulación de video tiene mayor intensidad cuanto menos luz hay en la pantalla. Esto quiere decir que cuando hay luz plena (o sea blanco absoluto) la señal de video vale cero o sea tiene intensidad nula; viceversa, cuando hay una oscuridad completa la señal adquiere su máxima intensidad, alcanzando lo que se llama nivel de negro, en contraposición con el nivel de blanco que corresponde al valor nulo de la señal. Todas las intensidades de video comprendidas entre cero y el máximo dan luminosidades grises pues corresponden a sombras que no llegan a ser negras.

Los impulsos de sincronismo deben poder ser separados de la señal de video y la forma de conseguir esto es hacerlos de mayor intensidad que el nivel de negro, porque así recortando la señal a la altura de lo que se llama umbral de sincronismo, nos quedarán netamente separados los impulsos que emplearemos para inyectarlos en el generador de barrido horizontal.

Lo operación de recortar los impulsos se hace en la etapa separadora de sincronismos que veremos oportunamente.

De esta operación de recortado resultan los impulsos en la forma como lo muestra la figura 5, apareciendo 15.625 de ellos en cada segundo. La distancia entre dos impulsos corresponde a un ciclo del barrido horizontal y el intervalo entre dos impulsos sucesivos es de 64 microsegundos. La señal de video se envía al amplificador correspondiente y los impulsos que en ella quedaron no afectan para nada la luminosidad en la pantalla, porque la intensidad de los mismos corresponde a la zona del negro absoluto, no siendo en consecuencia visibles.

Vimos cómo debe barrerse la pantalla del tubo de rayos catódicos para cubrirla totalmente con el punto luminoso en posiciones sucesivas, para formar una imagen. La distinta iluminación del punto en cada posición dará las luces y sombras, así como los contornos de las figuras. Pero el tema es muy interesante y hay que entrar en mayores detalles.

En primer lugar, nos interesa describir el sistema de Televisión empleado en la Argentina, por ser el que los lectores tendrán a mano. Aquí por cada cuadro, usamos 625 líneas de exploración en el barrido, pero un cuadro es explorado dos veces antes de cambiarlo. Veamos un poco cómo y porqué se hace esto.

La figura 6 nos muestra el recorrido del punto luminoso en la pantalla del cinescopio. Para poder ver el camino realizado exageramos la distancia entre las líneas, ya que si en el alto de la pantalla hay 625 líneas de recorrido, deben estar mucho más juntas, casi pegadas, y no se podría distinguirlas unas de otras. Cuando se aplica el barrido al tubo, el haz electrónico se desplaza de izquierda a derecha, volviendo rápidamente atrás, después otra vez a la derecha y así sucesivamente. Al mismo tiempo se va produciendo el barrido vertical, de modo que con lentitud el rayo va descendiendo paulatinamente. Cada nuevo barrido horizontal se hace un poco más abajo que el anterior. El punto luminoso va desde el punto 1 al 2, de aquí al 3, luego al 4, al 5, al 6 y así siguiendo. La recta que une los puntos 1 y 2 es una línea del barrido horizontal, de las que hay en total 625 en el alto total de la pantalla, o sea en el frente del receptor de TV.

El barrido vertical se cumple en forma distinta, y tal como se ve a la derecha de la figura. Se trata de un movimiento lento, hacia abajo, de todo el haz electrónico y un retorno rápido, hacia arriba, lo que se realiza mientras el mismo haz va moviéndose en sentido horizontal, en la forma ya explicada. El efecto del barrido vertical es que los puntos 3, 5, 7, etc. estan cada vez mas abajo, es decir que si se anulara el barrido vertical, las 625 líneas horizontales quedarían superpuestas y se vería en la pantalla una sola línea horizontal. Recordemos el símil popular: cuando leemos un libro nuestra línea de visión, desde los ojos al papel hace este tipo de movimiento.

Ahora bien, la exploración simple que se ha descripto no es la que se usa en la Argentina. Para poder obtener mejor detalle en los contrastes entre luz y sombra, e impedir que se formen contornos bruscos en las zonas sombreadas cuando no debe ser así, se explora la escena dos veces en cada cuadro. Cada exploración desde arriba hasta abajo se hace con 312 líneas y media, o sea la mitad de 625, pero el lugar que ocupan las líneas en la primera exploración no coincide con la segunda.

Esto que parece complicado no lo es tanto si observamos la figura 7.

Veamos primero el barrido vertical a la derecha y notamos que se hacen dos barridos completos de arriba hacia abajo, vuelta arriba, nuevamente abajo y termina arriba al final. Durante todo ese tiempo el rayo cumple el barrido horizontal, pero como al haber dos vueltas completas en el vertical el tiempo de cada vuelta es la mitad que antes, las rayas quedan más separadas. Así, el punto luminoso va desde 1 a 2, de aquí pasa a 3, después a 4, a 5, a 6 y así sucesivamente hasta llegar a la parte inferior de la pantalla, recorriendo 312 y media líneas. Como hay al final media línea, no quedaremos en un borde lateral sino en el centro y al volver arriba llegamos al punto Nº10, que debería llevar el número 313 si se hubieran dibujado todas las rayas horizontales. El primer barrido horizontal completo lo dibujamos con línea llena. Ahora comenzamos en el punto 10 el segundo barrido y lo dibujamos con línea punteada. Este segundo barrido se cumple en los espacios que no tocó el primero, pasando cada línea punteada por entre dos llenas. Así vamos del 10 al 11, luego al 12, al 13, etc. hasta que llegamos otra vez a la parte inferior de la pantalla.

Se ha cumplido así un cuadro de exploración dividido en dos mitades que se llaman campos.

Cada campo dura un cincuenta-avo de segundo y un cuadro se cumple en un veinticinco-avo de segundo. Dicho en otras palabras, el barrido vertical habrá que hacerlo con una onda diente de sierra de 50 dientes o ciclos por segundo. Cada dos dientes forman un cuadro, y cada diente es un campo. Pero lo esencial es que mientras estamos aplicando un diente de sierra vertical tenemos 312,5 líneas horizontales y para dos dientes habrá 625 líneas. En un segundo habrá : 12,5 x 50 = 15.625 líneas horizontales. Es ésta la cifra tan importante que hemos mencionado tantas veces. Una exploración de este tipo se llama entrelazada, y ello se explica si se observa el aspecto de la figura 7 con el entrelazado de las líneas punteadas con las llenas.

Ahora viene lo más importante. Los impulsos de sincronismo que vienen del transmisor son los encargados de controlar la frecuencia de los barridos y los comienzos y finales de cada onda diente de sierra. Luego, entre los impulsos horizontales del primer barrido vertical y el segundo de cada cuadro debe haber una diferencia para que se produzca el entrelazado, es decir que las líneas del segundo barrido queden más bajas que las del primero.

La solución la explica la figura 8. Como la diferencia debe valer la mitad de la duración de un barrido horizontal, entre los impulsos horizontales de la primer serie y de la segunda debe provocarse un desplazamiento como el que se ve en la figura.

El gráfico superior corresponde al primer campo y el inferior al segundo campo. Dos campos forman un cuadro, y luego comenzará otro cuadro y así siguiendo.

Al llegar abajo el punto luminoso, debe tenerse un impulso que controle el barrido vertical. Este impulso debe ser diferente de los horizontales para que en el receptor se distingan, y el circuito se encargue de enviarlos a distintos lugares.

En efecto, los impulsos horizontales van al generador de barrido horizontal y los impulsos verticales van al de barrido vertical.

En la práctica, la diferencia se logra dando diferente ancho a los impulsos. Cada impulso vertical está dividido en seis bloques, y cada bloque tiene unas 5  veces mayor ancho que el impulso horizontal. En la figura 8 sólo se han dibujado tres bloques de los 6 mencionados. La razón de que se haya dividido en bloques al impulso vertical es para que no se interrumpa el barrido horizontal cuando llega el impulso vertical y el rayo vuelve hacia arriba. Esto se hace para evitar que en cada subida se deba hacer coincidir el punto luminoso con el lugar inicial en la pantalla. Haciendo que la subida del rayo hacia la parte superior se cumpla con sus movimientos horizontales, aunque no presta utilidad permite mantener el ritmo en el barrido. Por ello, los impulsos verticales hacen actuar también el generador de barrido horizontal.

La forma como se produce la diferencia en los impulsos de los dos campos, y otros detalles referentes a ciertos impulsos correctores que se intercalan al principio y al fin de los impulsos verticales no afecta a la explicación de los hechos. Lo esencial es que cada vez que el punto luminoso llega abajo, aparece un impulso vertical que lo lleva nuevamente arriba.

Después de haber analizado cómo son las señales de Televisión, comprendemos que hay en ellas varias cosas, cada una de las cuales tiene una finalidad determinada. En primer lugar, la onda portadora o señal que viaja a través del espacio para llevar a todos los receptores la señal útil que se obtiene en los tubos captadores de imágenes, señal de video como se la llama. También la onda portadora lleva unos picos que son los impulsos de sincronismo. Como nos hemos ocupado de la portadora y de los impulsos, llega ahora el turno a la señal de video.

La figura 9 nos muestra un ciclo del barrido horizontal, es decir la parte de la onda de televisión que corresponde al tiempo en que el rayo explorador va de izquierda a derecha en la pantalla, volviendo atrás nuevamente. Dicho en otros términos, al tiempo en el cual se describe una línea.

Esto se reconoce porque cada impulso de sincronismo horizontal provoca el comienzo de una nueva línea o recorrido horizontal del haz.

La forma de la señal de video es caprichosa, pues la altura del gráfico en cada punto responde a la mayor o menor luminosidad del punto explorado. Menos luz, más altura, pues sabemos que el negro corresponde al borde superior del gráfico.

En radio se demuestra que una onda que no tenga la forma de una sinusoide perfecta es porque está compuesta por la mezcla de muchas ondas de distintas frecuencias y eso es lo que demostraremos de inmediato. Recordemos entonces que en un segundo se hacen 15.625 recorridos horizontales completos, a razón de 625 recorridos por cuadro, ya que se completan 25 cuadros en un segundo.

Para aclarar ideas nos referiremos a una pantalla de televisión de un receptor común. La figura 10 nos da las dimensiones relativas de esa pantalla, que siempre guarda la proporción 4 a 3, el ancho respecto del alto.

En la designación comercial de los receptores se da la dimensión D que es la diagonal. Así, los más comunes son los de 533mm (21' pulgadas). Si buscamos el auxilio de la Geometría, encontraremos que para una diagonal de 21' para una razón de 4:3, corresponde un ancho de 427mm y una altura de 320mm. Ahora estamos en condiciones de analizar las dimensiones de las líneas del barrido y de lo que hemos llamado punto luminoso.

Supongamos que el punto luminoso es un cuadradito de igual ancho que alto, para simplificar las cosas.

En la figura 11 hemos dibujado una de las 625 líneas horizontales que tenemos en todo el alto de la pantalla. Convengamos en que esas líneas no se ven, pues son los recorridos del haz de rayos catódicos. Hemos colocado cuadraditos blancos y negros, para poder imaginar la existencia de puntos de distinta luminosidad.

Calcularemos la dimensión de un punto, pues es evidente que no serán tan grandes como los de la figura, ya que si así fuera se los distinguiría en el receptor (y en la realidad se pueden ver si uno se coloca muy cerca de la pantalla). Primero calculamos el espesor de una línea. Si hay 625 líneas en un alto de 26 centímetros, cada línea tendrá más o menos 0,4 de milímetro de espesor, es decir menos de medio milímetro. Luego, en el largo de 34,6 centímetros, caben 865 puntos de 0,4 mm de ancho.

En resumen, si toda la pantalla contuviera cuadradritos blancos y negros, como lo muestra la figura 12, se tendrán 625 hileras de 865 cuadritos cada una. La cantidad total de cuadritos es el resultado de multiplicar ambas cifras, o sea 540.000 cuadritos. Esto nos dice que en un cuadro, desde que el punto luminoso empieza a barrer la pantalla comenzando arriba a la izquierda y llegando abajo a la derecha, ha ocupado más de medio millón de posiciones diferentes. Y esto ocurre en un veinticinco-avo de segundo.

Es fácil saber cuántos puntos luminosos se tienen en un segundo, pues multiplicando 540.000 por 25 que es el número de cuadros en un segundo, la operación nos da 13.500.000. Ahora estamos en condiciones de saber que frecuencia tienen las señales de televisión.

Si durante todo un cuadro tenemos la escena totalmente negra y en el cuadro siguiente totalmente blanca y así seguimos alternando, la señal de video tendrá 25 cambios completos en un segundo y diremos que es una señal de 25 ciclos por segundo. Esta es la frecuencia más baja de las señales de video, y en la práctica no ocurre a menudo, pues es común que haya en un cuadro zonas de luz y sombra y no todo negro o todo blanco.

Si la escena fuera un cuadriculado como el de la figura 12, con blancos y negros pequeñitos y alternados, sabemos que en un segundo se producen 13,5 millones de cambios, o sea que la frecuencia de las señalas será de 13,5 Megaciclos por segundo. Hacemos la salvedad que en esto de los cuadros negros y blancos, cada par de cuadros en realidad corresponde a un ciclo completo, por las razones que se comprenden enseguida examinando la figura 13.

Cuando el cuadro es negro da señal para un lado y cuando es blanco para el otro lado de un eje imaginario que se toma más arriba del eje básico.

Entonces, corrigiendo las cifras anteriores, los límites máximo y mínimo teóricos de las frecuencias de las señales de video son 12,5 ciclos por segundo y 6,75 Megaciclos por segundo (13,5 dividido por 2), es decir desde pocos ciclos hasta varios millones. Estos límites son muy separados y requieren circuitos eléctricos muy complejos. Basta decir que un amplificador común de sonido maneja frecuencias desde 30 ciclos hasta 15.000 ciclos para establecer comparaciones en lo que a la complicación se refiere.

En la realidad no caben tantos cuadritos como hemos dicho, primero porque los puntos luminosos son ovalados y no cuadrados y segundo porque se pierden parte de ellos en los bordes de la pantalla por el replegado o vuelta atrás. Prácticamente las señales de video tienen frecuencias desde 30 ciclos hasta 4 Megaciclos por segundo, lo cual no deja aún así de constituir dos límites muy alejados. La mezcla de señales de tan distintas frecuencias, comprendidas entre esos límites, da como resultado la señal de video que habíamos ilustrado en la figura 9.

Ya sabemos entonces que las corrientes variables (que se obtienen en la cámara captadora de imágenes como resultado de las distintas luminosidades de la escena) forman una señal de amplitud y frecuencia variable, señal que hemos llamado "de video". La amplitud de esta señal depende de la mayor o menor cantidad de luz y la frecuencia depende de los contrastes luminosos que va encontrando el punto en la exploración. Recordemos al efecto que si la escena fuera un damero, con cuadritos blancos y negros, la frecuencia de la señal resultaba muy elevada, varios megaciclos por segundo. En cambio, cuando la escena no tiene contrastes por ser casi toda blanca o casi toda negra, la señal resulta de pocos ciclos por segundo.

Cuando nos ocupamos de las ondas de radio y televisión dijimos que para poder llevar el sonido o la imagen desde el transmisor hasta los receptores, necesitábamos una onda portadora, la que debía ser modulada variando su amplitud o su frecuencia con el ritmo y características del sonido o de la imagen. En tal caso la modulación se llama "de sonido" y "de video" respectivamente. También tuvimos oportunidad de comentar que la modulación aparecía como una cantidad de señales adyacentes a la portadora, es decir como si hubiera un paquete de ondas a cada lado de la portadora con frecuencias muy próximas a ellas. Esos paquetes de denominan "bandas laterales".

Para ilustrarnos sobre la diferencia grande que hay entre la modulación de sonido y de video hagamos la siguiente consideración: las frecuencias de los sonidos van desde los 50 ciclos hasta los 15.000 ciclos por segundo. Luego las bandas laterales, de una onda que lleva modulación de sonido, tendrán un ancho correspondiente a la máxima de las frecuencias mencionadas. En la práctica no es posible usar anchos tan grandes, y cada canal de radio emplea un ancho total de 10kHz, tal como lo podemos apreciar en la figura 14.

Cada banda lateral tiene entonces 5 Kc/s de ancho y ésta es la frecuencia máxima de los tonos audibles que se transmiten.

Por ejemplo, la estación de radio LR3 de Buenos Aires tiene una portadora de AM950kHz (Nueva Belgrano), según lo saben todos los que tienen en sus receptores un dial calibrado en frecuencias. Corriendose 5kHz a cada lado de esa portadora, alcanzamos a escuchar los tonos agudos de la música o la palabra, pero pasando de ese borde no se escucha más nada. Este es el significado práctico de un canal de radio con sus bandas laterales. Hay que tener presente que a medida que nos alejamos de la portadora, la amplitud de la señal decrece, por las características de los circuitos sintonizados del receptor. Esto es lo que quiere explicar la figura 14 con la línea llena, y siempre que se muestra una curva de este tipo dentro del canal de una señal, expresa las amplitudes que tiene la señal para cada frecuencia. Se observará que saliendo del canal hacia ambos costados la curva continúa, pero con una amplitud que puede considerarse despreciable en la práctica. Los canales de otras estaciones pueden estar arrimados al de la mencionada sin que se produzcan interferencias.

Veamos ahora un canal de televisión, según se ilustra en la figura 15.

Sabemos que necesitamos modular la portadora de video con frecuencias muy grandes, más de 4MHz, luego las bandas laterales para 1a portadora de video deberían tener un ancho de por lo menos 4,5 Megaciclos cada una. Esto requeriría que el canal de televisión fuera muy ancho y para evitarlo se ha ideado el procedimiento de usar una sola banda lateral y un poquito de la otra (banda lateral vestigial), con un gráfico como el que se observa en la figura 15.

De este modo la banda lateral inferior solo necesita un ancho de 1,25 Megaciclos y la superior los 4,5 Megaciclos ya mencionados. La forma de los bordes del canal de video, según se observa en el gráfico, es muy particular pues uno de ellos es muy inclinado, de tal modo que el triángulo que corresponde a la banda inferior rellena la superficie que le falta a la superior. Todo ocurre como si hubiera una sola banda lateral y el sistema marcha perfectamente.

No debemos olvidar que, además de la imagen, debemos tener en el receptor de televisión el sonido y que para eso necesitamos un canal como el de la figura 14 que aparece a la derecha en la figura 15, y dentro del canal de 6MHz que pertenece a cada transmisor de TV. Esta portadora de sonido tiene bandas laterales de 0,25 Megaciclos de ancho, es decir unos 250kHz. Como se ve, resulta de mucha mayor anchura que la de un canal común de radio. La razón es que en nuestro sistema de TV la portadora de sonido está modulada en frecuencia para conseguir mayor calidad, desde que no hay la limitación en las frecuencias más altas, además de otras ventajas que sería largo enumerar aquí .

Tenemos entonces dos portadoras distanciadas de 4,5 Megaciclos dentro del canal de televisión.

El ancho de la banda lateral superior de video se reduce así un poco, quedando prácticamente una zona útil que corresponde a unos 4MHz, que en la práctica ha resultado suficiente para tener imágenes nítidas, con buen contraste de luz y sombra, es decir, lo que se llama una buena definición (la inteligibilidad/comprensibilidad del mensaje es óptima y el ruido/distorsión pasa desapercibido). El problema es ahora diseñar un receptor que sea capaz de recibir dos portadoras moduladas, amplificarlas y detectarlas, es decir sacarles otra vez la modulación y enviar una de ellas al tubo cinescopio y la otra al altoparlante.

Para tener una idea de cómo se realiza el proceso observemos la figura 16 que es un esquema completamente simplificado del receptor de televisión. En este esquema las etapas de procesamiento de color (crominancia) se individualizaron del bloque de video (luminancia).

La antena capta la señal, que en realidad son dos señales, una portadora de video con una banda lateral muy ancha y una portadora de sonido modulada en frecuencia. El hecho que las dos portadoras estén dentro del mismo canal permite que sean sintonizadas simultáneamente. Esto quiere decir que cuando con el receptor sintonizamos al canal 7 (ATC), por ejemplo, daremos entrada a las dos portadoras y las llevamos mediante un proceso de amplificación hasta el detector. Aquí debemos separar ambas portadoras, la de video y la de sonido. Adelantamos desde ya que esa separación puede hacerse antes de llegar al detector o después del mismo, caracterizando este hecho los dos grandes sistemas en que se dividen los receptores: sistema clásico y sistema por interportadora, respectivamente. Este tema nos ocupará más adelante.

Una vez que hemos extraído de su correspondiente portadora la señal de video la llevamos a la grilla del cinescopio para que el punto luminoso adquiera en cada instante la luminosidad que corresponde a idéntico instante en la captación de la imagen en la sala de transmisión. Por otro lado la portadora de sonido es enviada a un detector, para sacar precisamente la señal de sonido, amplificarla y llevarla finalmente al parlante o auricular.

Más arriba, en el esquema, encontramos los circuitos de barrido que reciben los impulsos de sincronismos que trae la misma señal de televisión. Para poder enviar los impulsos horizontales y los verticales, cada uno a su correspondiente generador de barrido, pasamos primero por un circuito "separador", cuya misión es simplemente recibir los impulsos, recortarlos según vimos, sacar por un lado los horizontales y por otro los verticales y enviarlos cada uno al circuito correspondiente y de allí a las placas o a las bobinas deflectoras del tubo cinescopio. En resumen, que ya estamos esbozando la función de los distintos componentes de un receptor de televisión y estamos en condiciones de entrar en detalles sobre cada uno de ellos, siguiendo un orden lógico para poder finalmente analizar el esquema general del receptor.

Ancho completo del canal                                                                                  6 MHz

Separación entre portadoras de video y sonido                                          4,5 MHz

Modulación de sonido                                                                                 por frecuencia

Modulación de video                                                                                         por amplitud

Ancho portadora de sonido                                                                                 50 KHz

LOS RECEPTORES DE TV .

Estamos ahora en condiciones de comenzar a estudiar el receptor de televisión y sus partes componentes. Para poder irnos familiarizando con ellas y al mismo tiempo acostumbrarnos a ver dónde se encuentran en el receptor completo, comenzaremos por estudiar lo que se llama diagrama en bloques, que permite simplificar extraordinariamente el circuito por demás complejo del receptor. La figura 66 nos muestra el mencionado diagrama que está formado por una cantidad de rectángulos cada uno de los cuales representa una sección diferente que tiene una determinada misión que cumplir.

Lo primero que encontramos más abajo es el generador de barrido vertical, que produce ondas diente de sierra de 50 ciclos por segundo y que es controlado por los impulsos de sincronismo para ajustar exactamente su frecuencia a la correspondiente en el transmisor. De aquí pasamos al amplificador de barrido vertical que convierte esos dientes de sierra de pequeña amplitud en ondas del mismo tipo, de fuerte corriente, que se envían a las bobinas deflectoras del barrido vertical del cinescopio. Si se tratara de un tubo con deflexión electrostática, en vez de corriente sería una tensión la que se aplicaría a las placas deflectoras.

Finalmente encontramos a la izquierda y aislado, un rectángulo que contiene la fuente de alimentación. Es la encargada de suministrar las tensiones para los filamentos y todas las polarizaciones del receptor. Como algunas llevan tensiones más altas que otras, se ha indicado con los signos correspondientes a: ++B (o por ej. +Vcc) la tensión más elevada, +B (o por ej. -Vcc) la que no es tan grande y con -B (o por ej. "masa" = 0V)el retorno general o negativo. En realidad dentro del circuito las tensiones de cada etapa se acomodan al valor necesario mediante divisores resistivos, en la forma como se verá oportunamente, particularmente al introducirse estos bloques como circuitos integrados cuyo consumo es de corriente constante o potencia constante.

El esquema básico del receptor monocromático descripto queda como se ilustra a continuación.