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電視機

(用電傳送視覺圖像的機器)

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電視機是指根據人眼的視覺暫留特性和視覺心理,利用電子技術傳送活動的圖像畫面和音頻信號的設備,即電視接收機。也是重要的廣播視頻通信工具。電視機的基本系統由攝像、傳輸和顯像3部分組成。 [1-2] 
電視機最早由英國工程師約翰·洛吉·貝爾德在1925年發明,電視系統工作過程是發送端把景物的各個微細部分按亮度和色度轉換為電信號後,順序傳送。在接收端按相應幾何位置顯現各微細部分的亮度和色度來重現整幅原始圖像。 [1] 
中文名
電視機
外文名
television set
起源時間
1929年
組    成
高頻頭、電源等
應    用
教育、娛樂等
學    科
電子學

電視機原理

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電視機 電視機
電視機主要由高頻頭、伴音頻頭、伴音通道、公共通道、同步掃描通道、彩色控制顯示和電源等部分組成。它的工作原理如下。
天線上接收下來的信號,經過高頻頭選擇出高頻電視信號,並進行放大處理,然後送出一個固定的中頻電視信號。
公共通道由中頻放大器、視頻檢波器、視頻放大器和顯像管組成。中頻放大器把來自高頻頭的中頻信號放大到足夠的幅度,經視頻檢波器檢波,去掉中頻載波,還原出圖像信號,而且變換出第二件音中頻信號。圖像信號經視頻放大後送到顯像管中發射電子的陰極,以控制顯像管發射電子束的強調,熒光屏上即可顯出的圖像。
第二伴音中頻信號進入伴音通道放大處理,由揚聲器放出伴音同步掃描通道主要產生場掃描、行掃描信號。行掃描信號使套在顯像管上的偏轉線圈產生的磁場能控制顯像管陰極發射的電子,在熒光屏上從左上角至右上角進行掃描,掃第一行,接着掃下一行(整幅熒光屏掃625行),場掃描信號控制偏轉線圈,使畫面每秒有25場(由於隔行掃描每秒畫面實際有2×25=50幅)。由於行、場光點的掃描位置與電視攝像管對着景物時掃描景物光點的位置是相同的,故熒光屏上就能呈現出景物的輪廓和景物各部分的光暗程度
高壓整流器所需的高壓,一般在1萬~2.5萬V以上。
電源部分是完成交流到直流的轉換,所得的真流電壓供給電視內各部分用電。 [3] 

電視機發展歷程

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約翰·洛吉·貝爾德 約翰·洛吉·貝爾德
1)電子機械式電視(electro-mechanical television):
第一台電視機面世於1925年,由英國的電子工程師約翰·貝爾德發明,到1928年,美國的RCA電視台率先播出第一套電視片《FelixTheCat》,從此,電視機開始改變了人類的生活、信息傳播和思維方式。從此 ,人類開始步入了電視時代。從黑白到彩色、從模擬到數字、從球面到平面。1929年貝爾德的公司生產出貝爾德c型電視機,這是世界上第一台量產電視機。 [1-2]  [7] 
2)陰極射線管(CRT)電視:
1933 年,俄裔美國科學家茲沃裏金研製成功可供電視攝像用的攝像管和顯像管, 完成了使電視攝像與顯像完全電子化的過程。後來美國無線 電公司(RCA)花了四百萬美元進行了改進和完善工作, 電視才成為實用的家用電器。 [7] 
3)彩色顯像管(CPT)電視:
1951 年,美國 H·洛 發明三槍蔭罩式彩色顯像管,彩色顯像管原理如圖所示。洛倫斯發明單槍式彩色顯像管。早期的彩色顯像管電視實物如圖所示。
1954 年美國得克薩期儀器公司研製出第一台全晶體管 電視接收機。1966年美國無線電公司研製出集成電路電視機。 [7] 
彩色顯像管原理圖 彩色顯像管原理圖
早期彩色顯像管電視實物 早期彩色顯像管電視實物
(4)等離子(Plasma Display Panel)電視:
1964 年 首台等離子顯示屏誕生,是由美國伊利諾伊大學的Donald Bitzer 教授、H.Gene Slottow 教授和研究生 Robert Willson 在前人的基礎上發明的。他們是通過在兩張超薄玻璃板之間, 矩陣模式的密封空間注入惰性氣體,並施加高壓後,使氣體發生等離子體放電產生紫外光,激發 R、G、B 三原色熒光 粉發光。每一個像素都是一個主動發光單元,在發光單元內 部實現 256 級灰度後再進行混色,最終顯示出豐富的色彩。 [7] 
(5)液晶 LCD(Liquid Crystal Display)電視:
1981 年日本索尼 SONY 公司研製出袖珍黑白電視機。夏普 SHARP 公司在液晶領域的開拓和創新,使其有“液晶之父”的美譽。 在兩張玻璃中間加入一種介於固態和液態之間叫液晶的物質,玻璃間加上電壓後,可以控制分子的排列變化及曲折變化,從而控制穿過玻璃的光線多少,達到再現畫面的目的。 [7] 
(6)有機發光二極管(Organic Light-Emitting Diode) 電視:
OLED顯示原理圖 OLED顯示原理圖
由出生於香港的美籍華裔教授鄧青雲(Ching W. Tang)在實驗室發現這種有機聚合物,並將其作為發光二極管中的半導體材料,由此展開了對 OLED 的研究,OLED 顯示原理如圖所示。每個 OLED 顯示單元都對應有一個薄膜晶體管(TFT)。 在 TFT 的驅動下能受控制地使夾在中間的有機材料發光。 由行列地址選中的單元就會主動發出三種不同顏色的光,顯示出圖像。 [7] 

電視機分類

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1.按使用的主要器件分類
(1)電子管電視機。這一類電視機的主要電路由18~20只電子管真空管)組成。由於電子管的陰極需要加熱到一定程度才能發射電子,進人工作狀態。因此電子管電視機耗電很高,熒光屏一般不大,整機很重,多為電視機的早期產品,已經被淘汰。
(2)晶體管電視機。晶體管電視機也叫分立元件電視機,整機主要電路由50多隻晶體管和二極管組成。電路結構複雜、故障率高。維修和調試比較麻煩。隨着電子技術的進步和產品的更新,此類電視機也被淘汰。
(3)集成電路電視機。機內主要電路被集成在一塊或幾塊大規模集成電路中,功能越來越完善,以滿足使用者多方面的需要。集成電路電視機又可分為四片式、兩片式和單片式三種。
2.按功能分類
(1)遙控式彩色電視機。如今生產的彩色電視機均具有遙控功能。與老式的手動、機械調諧相比,使用更加方便,功能更加齊全。它可以使觀看者在與電視機保持一定距離的情況下對電視機進行操作,包括開機、關機、選擇節目頻道、調節音量、亮度、色飽和度等。此外還可以自動檢索選台,存儲記憶多個預選頻道(30~100套節目),定時開機和定時關機等。
(2)帶有卡拉OK功能的彩色電視機。帶有卡拉OK功能的彩色電視機可以與一般的錄像機配套進行卡拉OK演唱。
(3)錄像、彩色電視組合機。為了更加方便電視節目的錄、放和進行卡拉OK演唱,有的廠家還生產出了錄像、彩色電視組合機,使其成為一個整體。
3.按熒光屏特徵分類
顯像管是電視機的心臟,是電視機中最重要的器件,而熒光屏是顯像管中顯示圖像的部分,直接暴露在電視機外部,以熒光屏特徵分類簡單、方便、直觀。
(1)按熒光屏重現顏色分類
1)黑白電視機。此類電視機的熒光屏上僅能重現被攝景物的亮度差別,呈現的是黑白圖像。
2)彩色電視機。此類電視機的熒光屏上不僅能重現被攝景物的亮度差別,還能還原出被攝景物的色調和色飽和度,呈現出的是彩色圖像。
從傳輸圖像信息的角度來看,彩色電視機比黑白電視機能傳輸更多的信息,它能更真實、更生動地反映出原有景物的實際情況,具有更為豐富多彩的表現力。
(2)按熒光屏尺寸分類。電視機的熒光屏有大有小,人們習慣於用英寸(in)(對角線的尺寸)來反映它們的這種差別。但英寸這種表示方法有時不夠準確,如同樣為14in的電視機,其熒光屏對角線尺寸可能為35cm,也可能為37cm,所以在一部分新標準的技術資料中直接用cm表示其對角線的尺寸。按照熒光屏對角線的尺寸的大小,大體可以將電視機分為三類:中屏、大屏和超大屏。
(3)按熒光屏的平直度分類。過去生產的電視機多采用普通球面顯像管,由於熒光屏的彎曲而存在一定程度的畫面變形失真,觀看的視角範圍相對較小。新一代的大屏幕彩色電視機多采用“直角平面”、“超級平面”等熒光屏,增大了觀看視角,避免了畫面的變形失真。因而又出現“直角平面彩色電視機”、“超級平面彩色電視機”和“純平彩色電視機”等説法,這主要是強調這些彩色電視機在熒光屏平直度方面的特點。
(4)按熒光屏的寬、高比例分類。一般電視機熒光屏的寬高比例為4:3或5:4,隨着高清晰度電視(HDTV)的開發成功,寬屏幕電視機迅速發展,其熒光屏的寬高比為16:9。
4.按信號處理方式分類
按信號處理方式可以分成模擬電視機和數字電視機。如果把模擬電視信號(含圖像和伴音信號)變換成數字信號後,再以數字形式進行處理和傳輸,則必須用數字電視機接收。
電視信號用二進制數字編碼以後,比原始模擬信號具有很強的抗干擾能力,即使經過長距離的傳輸和反覆的記錄,通過均衡的再生也可以幾乎無失真地復原。數字電視機比模擬電視機更加易於調整,具有更高的可靠性和穩定性。尤其是超大規模集成電路的應用,微處理器和軟件的應用,使未來的數字電視機生產工藝簡化、成本低、體積小,能夠作為計算機的終端而加入現代信息網絡中。因此,數字電視機最終將取代模擬電視機,這是電視技術發展的必然趨勢。 [2] 

電視機結構

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1.整機的前、後與遙控器
由於電視機的開、關、節目選擇、音量調節及各種功能設置均可用遙控器來完成,因而遙控器成為電視機必不可少的外設部分。而電視機前面板上的控制鍵越來越少,唯有電源開關是必不可少的,因為只有當電源開關接通時,電視機才能進入待機狀態,遙控器對電視機才能產生控制作用。在操作遙控器時,必須將遙控器對準前面板上的“紅外線接收窗口”,各種控制信息通過紅外線傳到電視機內。
在機箱後蓋上留有電源線、接收天線的引入孔,及視頻、音頻輸入端子。
2.電視機的主要部件
無論是彩色電視機還是黑白電視機,它的機箱一般是由前面板(前框)、中框和後蓋三個部分組成。在常規的維修工作中,前面板和中框不必拆開,僅需卸掉後蓋即可進行一般的維修操作,所以有一部分電視機的前面板和中框做成一個整體。卸掉後蓋即可看到電視機內的主要部件,它們可以分成三大部分:機箱後蓋,前面板、中框和顯像管等,主印製底板(機心)及各種部件。 [2] 

電視機日常維護

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電視機如果使用不當,會影響到電視機的壽命。
注意地磁的影響。大屏幕彩電的熒光屏應朝南或朝北放置,使地球的磁場方向與顯像管內電子束射線方向一致,防止地磁影響色純度。
注意透氣、散熱。在使用大屏幕彩電時,不要覆蓋塑料布、布套等,其底部也不要墊泡沫塑料,以免影響彩電透氣、散熱。
注意色彩、音量。大屏幕彩電的色彩、音量、對比度等要適當,這樣不僅觀看效果好,而且省電,還可以延長電視的壽命。
電視亮度不宜過大。在圖像清晰的前提下,把亮度調得偏暗一些為好。如果把亮度開得太大,一是會加速電視機熒光物質的老化,促使其過早耗盡,縮短電視機壽命;二是會增加耗電量,造成浪費,還會刺激眼睛,致使視力減弱。
注意保護顯像管。收看節目和剛關機時,不要搬動和震動電視機,以防損壞顯像管。顯像管要避免被陽光直接照射。 [4] 

電視機發展趨勢

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將成為類似手機和智能音箱的智能家居入口,不僅是家庭影音娛樂中心,更是信息共享中心、控制管理中心和多設備交互中心。 [5]  以華為、榮耀為首的通信品牌以智慧屏殺入家電市場, [6]  “智慧屏”不僅是家庭影音娛樂中心,更是信息共享中心、控制管理中心和多設備交互中心。 [5] 
隨着屏幕尺寸的越來越大,高清晰度的畫質是電 視機的一個重要追求目標。無論是 LCD 還是 OLED,都在 朝着高清晰度的 4K、8K 方向發展。2018 年全球 4K 液晶電 視面板出貨量達到 1.1 億片,市場佔有率正好超過一半。預 計到 2020 年全球 8K 電視出貨量將達到 189 萬台,2022 年 將達到 541 萬台。 [7] 
在 2013 年,中國市場智能電視的銷售量就超過 非智能電視的市場份額。隨着寬帶的提速、網絡的普及,到 2020 年,智能電視市場滲透率將達到 90% 以上。隨着人工 智能、機器學習的深度應用,電視機將更懂用户。 [7] 
參考資料