משדר טלוויזיה

משדר הטלוויזיה הראשון של חברת השידור הפינית Yleisradio, מוצג בתצוגה במוזיאון הטכנולוגיה בפינלנד.

משדר טלוויזיה הוא משדר המשמש לשידורי טלוויזיה קרקעית. זהו התקן אלקטרוני הפולט גלי רדיו הנושאים אות וידאו המייצג תמונות נעות, יחד עם ערוץ שמע מסונכרן, המתקבל על ידי מקלט טלוויזיה ('טלוויזיות' או 'טלוויזורים') השייכים לציבור הצופים ומציגים את התמונה על גבי מסך. משדר טלוויזיה, יחד עם אולפן טלוויזיה ממנו מופק התוכן, מהווים יחדיו תחנת טלוויזיה. הפעלת משדרי טלוויזיה מחייבת רישוי ממשלתי, והם מוגבלים לפעולה בתחום תדר מסוים וברמת הספק קבועה. הם משדרים על תדרים בתחומי VHF ו־UHF. מכיוון שגלי רדיו בתחומים אלו נעים בקו ראייה, טווח הקליטה שלהם מוגבל עד קו האופק, בדרך כלל למרחק של 60–40 מייל, בהתאם לגובה תחנת השידור.

משדרי טלוויזיה משתמשים באחת משתי טכנולוגיות עיקריות: אנלוגית, בה התמונה והשמע משודרים באמצעות אות אנלוגי ממודולט על גבי גל נושא, או דיגיטלית, בה התמונה והשמע מועברים באמצעות אות דיגיטלי. טכנולוגיית הטלוויזיה המקורית, טלוויזיה אנלוגית, החלה להיות מוחלפת החל מ-2006 במספר מדינות במסגרת מעבר לטלוויזיה דיגיטלית, עם הופעתם של מערכות טלוויזיה דיגיטלית (DTV). מערכות אלו משדרות תמונה בפורמט חדש הנקרא טלוויזיה בהפרדה גבוהה (HDTV), בעל רזולוציה גבוהה יותר ויחס גובה-רוחב רחב יותר בהשוואה לשידור האנלוגי. טלוויזיה דיגיטלית עושה שימוש יעיל יותר בספקטרום הרדיו המצומצם, שכן מספר ערוצי DTV יכולים להידחס ברוחב הפס שתופס ערוץ אנלוגי יחיד. הן בטלוויזיה האנלוגית והן בטלוויזיה הדיגיטלית, מדינות שונות משתמשות בתקני מודולציה בלתי תואמים כדי לשלב את אותות הווידאו והשמע עם לגל נושא הרדיו.

עקרונות המערכות האנלוגיות מוצגים כאן, מאחר שהן מורכבות יותר ממשדרים דיגיטליים, עקב הצורך בשילוב של שלבי מודולציית VSB ו-FM.

תקן השידור

תחנת שידור טיפוסית בקאראמאן, טורקיה

תוכנית בינלאומית של ITU (איגוד הטלקומוניקציה הבין-לאומי) בנוגע לסטנדרטים לשידור, המכונה תוכנית סטוקהולם (1961), מגדירה את התקנים המשמשים בשידור. בתוכנית זו, הפרמטרים המרכזיים עבור המשדרים הם תדר רדיו, ההפרדה בתדר בין נשאי השמע והתמונה, ורוחב סרט.

שלב הקלט במשדר

קלט השמע (AF) (או קלטים, במקרה של שידור סטריאופוני) הוא בדרך כלל אות ברוחב פס מרבי של 15 קילוהרץ ובעוצמה מרבית של 0 dBm. קבוע הזמן של קדם-הדגשה הוא 50 מיקרושניות. האות, לאחר מעבר בשלבי ביניים, מוזן אל מודולטור, שבו הוא מודולט על גבי תדר ביניים (IF) בשיטת מודולציה בתדר (FM), עם סטיית תדר מרבית של 50 קילוהרץ (עבור קלט של 1 קילוהרץ בעוצמה של 0 dBm).

קלט הוידאו (VF) הוא אות וידאו מורכב (כולל מידע ווידאו עם סנכרון וידאו) בעוצמה מרבית של 1 וולט בעכבה של 75 אוהם. (הגבול של 1 וולט חל על אות הבהירות. ייתכן כי מפעילים מסוימים ירשו חריגה קלה עבור אותות צבע (כרומיננס).) לאחר שלבי ביניים ומעגלי חיתוך ("קליפינג") ל-1 וולט, האות מוזן למודולטור בו הוא עובר מודולציה באמפליטודה (AM) על תדר ביניים אחר מזה של אות השמע. מודולטור זה יוצר שני תחומי צד סימטריים. כתוצאה מכך, רוחב הפס של התדר הביניים הוא פי שניים מרוחב הפס של אות הווידאו (למשל, אם רוחב הפס של VF הוא 4.2 מגהרץ, רוחב הפס של IF הוא 8.4 מגהרץ). לאחר מכן, האות עובר דרך מסנן מיוחד מסוג פס צד גזוז (VSB), שמדכא חלק מאחת מרצועות הצד כדי לצמצם את רוחב הפס, מבלי לפגוע במידע. אף על פי שהדיכוי גורם לעיכובי מופע, שלב ה-VSB כולל מעגלי תיקון המפצים על כך.

שלבי הפלט

האות הממודולט מוזן אל מערבל (המכונה גם "ממיר תדר"). קלט נוסף למערבל, שמיוצר לרוב באמצעות אוסצילטור עם תנור קריסטל, נקרא תת-נושא. הפלטים של המערבל הם סכום והפרש של שני האותות; אות לא רצוי (בדרך כלל הסכום) מסונן, והאות הנותר הוא אות RF. לאחר מכן, האות עובר דרך שלבי מגבר רבים, בהתאם להספק הנדרש. השלב הסופי הוא מגבר הבנוי ממספר טרנזיסטורים חזקים הפועלים במקביל. במשדרים ישנים יותר, נעשה שימוש גם בטטרודה או קלייסטרון.

במשדרי VHF ו-UHF מודרניים מבוססי מצב מוצק, נעשה שימוש בטרנזיסטורי LDMOS בהספק גבוה, כאשר המכשירים החדשים ביותר משתמשים ב-50V LDMOS לשיפור היעילות והצפיפות. מעקב מעטפת (Envelope Tracking), הנקרא בתעשיית השידור גם 'מודולציית ניקוז', מאפשר ייעול נוסף של צריכת האנרגיה.

שילוב אותות שמע ותמונה

ישנן שתי שיטות עיקריות:

• שיטת סאונד מפוצל: שני משדרים מקבילים – אחד לאות השמע ואחד לאות התמונה. האותות משולבים ומוגברים לפני יציאה משותפת דרך מחבר בהספק גבוה. שיטה זו משמשת בדרך כלל ביישומים בהספק גבוה.
• שיטת אינטרקרייר: קיימים שני שלבי קלט – ל-AF ול-VF. האותות משולבים בשלבי IF בעלי הספק נמוך (כלומר, לאחר המודולטורים). מאחר שהמערבל והמגברים משותפים לשני האותות, אין צורך במחברים בהספק גבוה, מה שמפחית את העלויות וצריכת החשמל. עם זאת, המעבר המשותף של שני האותות דרך אותם מגברים עלול ליצור אינטרמודולציה, ולכן שיטה זו פחות מתאימה להספקים גבוהים. במשדרים בהספק נמוך נדרש שימוש במסנן עצירה לפסילת תוצרי המודולציה הצולבת.

קישורים חיצוניים

מדיה וקבצים בנושא משדר טלוויזיה בוויקישיתוף

הערות שוליים

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

משדר טלוויזיה40989788Q1285993