Introdução à Televisão e Geração de Imagem

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ESCOLA TÉCNICA REDENTORISTA 
PLANEJAMENTO DE ENSINO – ANO LETIVO 2013 
EIXO-TECNOLÓGICO: Comunicação e Informação 
BASE TECNOLÓGICA: Sistema de Televisão 
MÓDULO: Auxilio Técnico em Sistemas de Telecomunicações 
CARGA HORÁRIA: 30 H – 36 HA 
PROFESSOR: Leonardo Pedro dos Santos 
 
 
CONTEÚDOS: 
 
1 – Sistema de Televisão P&B: 
 
Introdução 
 Diferença entre Vídeo e Áudio 
Sinais de Áudio e Vídeo em Banda-Base 
 
2. GERAÇÃO E TRANSMISSÃO DA IMAGEM DE TELEVISÃO 
 
 Elemento de Imagem e Acuidade Visual 
 Varredura Horizontal e Vertical 
 Frequência de Varredura Horizontal e Vertical 
 
 
 
 
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TELEVISÃO P e B 
 
1. INTRODUÇÃO À TELEVISÃO 
 A palavra televisão significa ver a distância. Portanto, o principal objetivo de um sistema de televisão é o de 
processar e/ou transmitir informações áudio-visuais de maneira a atender determinados objetivos. Originalmente, 
a televisão foi criada como uma forma de entretenimento e informação, transmitindo-se imagens por radiodifusão, 
assim como o rádio transmite o som. A transmissão por radiodifusão comercial ainda é o campo de aplicação 
mais amplo para a televisão. Porém, a capacidade de reproduzir informações visuais, figuras, desenhos e textos 
tornou-se tão importante, que diversas outras aplicações tornaram-se comuns. Vejamos algumas: 
 
- Radiodifusão de televisão 
- Estação de televisão 
- Televisão a cabo (CATV) 
- Televisão em circuito fechado (CCTV) 
- Terminal de dados de videotexto 
 
1.1. Diferença entre Vídeo e Áudio 
 
 Vídeo é uma palavra vinda do latim e significa eu vejo, da mesma forma, áudio significa eu escuto. Os dois 
termos correspondem a luz e som, respectivamente. Uma comparação é apresentada na figura 1. Para o áudio, o 
microfone converte as ondas sonoras em correspondentes variações elétricas do sinal de áudio. O alto-falante 
recebe este sinal de áudio em seus terminais e então reproduz os sons originais. Paralelamente, o tubo da câmera 
converte a luz incidente em variações elétricas do sinal de vídeo. O tubo da câmera está para o vídeo, assim 
como o microfone está para o áudio. O tubo de imagem, então, converte o sinal de vídeo em luz . A informação de 
vídeo é reproduzida na tela do tubo de imagem como a veríamos se estivéssemos presentes à cena captada pela 
câmera. 
 
 
 
 
 
 
 
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1.2. Sinais de Áudio e Vídeo em Banda-Base 
 
 Para sinais de vídeo ou áudio, a faixa de frequência das variações é chamada banda-base. Estas frequências 
correspondem às informações visuais ou auditivas originais, sem incluir codificação ou modulação. Em sistemas 
de áudio, as frequências em banda-base vão de 20Hz a 20 KHz. Já em sistemas de vídeo, as frequências em 
banda-base vão de 0Hz a 4 MHz. A partir destes dados, percebe-se que devemos tratar o sinal de vídeo com 
maior cautela, pois possui frequências bastante elevadas em relação ao áudio. A figura 2 mostra um diagrama 
simplificado de um sistema de televisão, envolvendo áudio e vídeo. 
 
 
 
2. GERAÇÃO E TRANSMISSÃO DA IMAGEM DE TELEVISÃO 
 
 
 2.1. Elemento de Imagem e Acuidade Visual 
 
 Basicamente, a televisão reproduz imagens estáticas. Porém, a sequência destas imagens, em rápida 
sucessão, nos dá a sensação de movimento. Cada uma das imagens, ou quadro, é formada por pequenas áreas 
de luz ou de sombra. Cada pequena área clara ou escura é um elemento de imagem, abreviadamente pixel . 
 A quantidade de elementos de imagem contidos em um quadro, tem importância fundamental na qualidade da 
imagem reproduzida. Porém, devido à estrutura dos elementos fotossensíveis da retina, o olho humano apresenta 
uma capacidade limitada de percepção de detalhes de imagem, denominada de acuidadde visual. A acuidade 
visual não é fácil de ser medida, depende da iluminação, da natureza da imagem, da região da retina onde a 
imagem é projetada e da distância entre a retina e o objeto visado. 
 
 
 2.2. Varredura Horizontal e Vertical 
 
 Em televisão, a imagem é dividida em linhas que são exploradas em movimentos da esquerda para a direita e 
de cima para baixo, formando linhas horizontais. Este processo de exploração é denominado de varredura. A 
varredura faz com que o processo de reprodução de uma imagem de televisão seja diferente do utilizado na 
fotografia. Nesta, a figura completa é reproduzida de uma só vez. Na televisão, a imagem é reconstituída linha 
após linha, quadro após quadro. A imagem é varrida da mesma forma como é feita a leitura de um texto ao se 
percorrer todas as palavras de cada linha, e todas as linhas de uma página. 
 
 
 
 
 
 
 
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Linhas por Quadro 
 
1 Quadro contém 525 linhas 
são apresentados 30 Quadros / Segundo 
 
fQ = 30 Hz 
1 Quadro = 525 linhas  ocorre cintilamento 
 
A solução é dividir o quadro em dois campos: 
 
campo ímpar  262,5 linhas 
campo par  262,5 linhas  fC = 60 Hz 
 
 
2.3. Frequência de Varredura Horizontal e Vertical 
 
 A frequência de varredura vertical é a frequência de campo fV = 60 Hz 
 
1 campo possui 262,5 linhas 
são mostrados 60 campos / segundo 
logo: 60 x 262,5 = 15.750 linhas / segundo 
 
 A frequência de varredura horizontal é fH = 15.750 Hz 
 
 tempo de uma linha = tH = 1 / fH = 1 / 15.750 Hz  TH = 63,5 s 
 
 tempo de um campo = tV = 1 / fV = 1 / 60 Hz  TV = 16,67 ms 
 
 
2.4. Sincronismo Horizontal e Vertical 
 
 A varredura deve estar perfeitamente sincronizada para que as informações sejam reconstituídas nas posições 
corretas. Para manter as transmissões e recepções sincronizadas, sinais especiais são transmitidos juntamente 
com as informações de vídeo. Acontece um pouco de sincronismo horizontal ao final de cada linha e marca o 
início do retraço horizontal. O sincronismo vertical ocorre no final de cada campo e marca o início do retraço 
vertical. 
 
 O pulso de sincronismo vertical possui uma frequência de 60 Hz. 
 
 O pulso de sincronismo horizontal possui uma frequência de 15.750 Hz. 
 
 
2.5. Apagamento Horizontal e Vertical 
 
 TV = tempo vertical 
 TTV = tempo de traço vertical 
 TRV = tempo de retraço vertical 
 
 TTV = TTV + TRV ; onde: TV = 16,67 ms 
 TRV = 8% . TV = 0,08 x 16,67 ms  TRV = 1,33 ms 
 TTV = TV  TRV = 16,67 ms  1,33 ms  TTV = 15,34 ms 
 
 TH = tempo horizontal 
 TTH = tempo de traço horizontal 
 TRH = tempo de retraço horizontal 
 
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 TH = TTH + TRH ; onde: TH = 63,5 s 
 TRH = 16% . TH = 0,16 x 63,5 s  TRH = 10,2 s 
 TTH = TH  TRH = 63,5 s  10,2s  TTH = 53,3 s 
 
 
 
 
 
 
2.6. Forma de onda dente-de-serra para varredura linear 
 
 
 Corrente de 
 deflexão 
 
 
 
 
 
 t 
 
 
 traço 
 retraço 
 
 
 Fig. 4 - Forma de onda da corrente nas bobinas de deflexão. 
 
 
 
2.6.1. Deflexão Horizontal 
 
 O aumento linear da corrente nas bobinas de deflexão horizontal deflete o feixe através da tela num movimento 
uniforme e contínuo do traço da esquerda para a direita. No pico da subida, a forma de onda dente-de-serra 
inverte sua direção e diminui rapidamente para seu valor inicial. Esta rápida reversão produz o retraço.O traço horizontal se inicia na borda esquerda do quadro, terminando na borda direita, onde o retraço faz com 
que o feixe retorne à borda esquerda. Veja a figura 5.a. Note que a subida da onda dente-de-serra corresponde 
à deflexão horizontal para a direita. 
 
 
2.6.2. Deflexão Vertical 
 
 A corrente dente-de-serra nas bobinas de deflexão vertical faz com que o feixe de elétrons se mova do topo 
para baixo do quadro. Enquanto o feixe de elétrons está iniciando a deflexão horizontalmente, a deflexão dente-
de-serra vertical faz o feixe se mover para baixo com velocidade uniforme. Assim, o feixe produz as linhas 
horizontais, umas sob as outras. 
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 A parte correspondente ao traço da onda dente-de-serra para varredura vertical deflete o feixe até a parte de 
baixo do quadro. Então o rápido retraço vertical retorna o feixe para o topo. Veja a figura 5.b. Note que a subida 
na onda dente-de-serra para a deflexão vertical corresponde ao aumento da corrente, que deflete o feixe para 
baixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 H V 
 
 
 
 
 
 Direita Embaixo 
 
 
 Esquerda Topo 
 
 
 ( a ) ( b ) 
 
 
 Fig. 5 - Deflexão do feixe na varredura horizontal ( a ) e vertical ( b ). 
 
 
2.7. Varredura Entrelaçada 
 
 A varredura entrelaçada pode ser comparada com a leitura de linhas entrelaçadas escritas no texto em 
destaque, mostrado a seguir, onde a informação na página é contínua se você ler todas as linhas ímpares do topo 
para baixo e então retornar ao topo para ler as linhas pares do topo para baixo. Se a página inteira for escrita e 
lida neste padrão entrelaçado, a mesma quantidade de informação estará disponível se ele for escrita no modo 
usual, com todas as linhas em ordem progressiva. 
 
As linhas de varredura horizontal estão entrelaçadas 
as linhas ímpares são varridas, omitinde-se as linhas 
no sistema de televisão para dar duas visões 
pares. Em seguida, as linhas pares são varridas para 
da imagem para cada quadro de imagem. Todas 
completar o quadro inteiro sem perder nenhuma informação. 
 
 
2.7.1. Varredura Não-Linear 
 
 O sinal de varredura é obtido a partir de circuitos com capacitores ( carga e descarga ), por esta razão não há 
linearidade perfeita. Os amplificadores de deflexão também introduzem distorções na forma de onda. Dependendo 
da curvatura, poderá ocorrer espalhamento ou emparelhamento. A figura 6 mostra melhor o que ocorre. 
 
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2.8. Qualidades da Imagem 
 
 BRILHO: é a intensidade média ou geral de iluminação na imagem reproduzida. Nos 
 receptores, o controle de brilho varia a polarização DC do tubo de imagem. 
 
 CONTRASTE: é a diferença de intensidade entre as partes de preto e de branco da 
 imagem. Nos receptores, o controle de contraste varia a amplitude 
 de pico-a-pico do sinal de vídeo. 
 
 DETALHE: resolução ou definição; que depende do número de elementos de 
 imagem que podem ser reproduzidos. 
 
 
2.8.1. Relação de Aspecto 
 
 É a razão entre a largura e a altura do quadro de imagem. Foi padronizado em 4 / 3. Esta relação facilita a 
reprodução de movimentos na cena, que normalmente ocorrem na direção horizontal. 
 
 
 
 
 H L / H = 4 / 3 = 1,33  L = 1,33 H 
 
 
 L 
 
Ex. A tela de um TV de 20 polegadas, possui que altura e que largura ? 
 
 
2.9. Alocação dos Canais de TV 
 
 A faixa de frequência destinada a uma estação de TV para transmissão é chamada de canal. 
 
 VHF (Very High Frequêncies - frequências muito elevadas)  Faixa VHF : 30 MHz a 300 MHz. 
 UHF (Ultra High Frequêncies - frequências ultra altas)  Faixa UHF : 300 MHz a 3000 MHz. 
 
 
 
 
 Serviços Canais de TV FM, Canais de TV Radiamadores, 
 Públicos. 2 a 6 Aviação, etc... 7 a 13 Polícia, etc... 
 
 30 54 88 174 216 300 MHz 
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 Canais de TV 
 Serviços Públicos 14 a 83 Microondas, Radioamadores , etc... 
 
 300 470 890 3000 MHz 
 
 
 
1. Canais Baixos de VHF ( 2 a 6 ) 54 MHz a 88 MHz 
2. Canais Altos de VHF ( 7 a 13 ) 174 MHz a 216 MHz 
3. Canais de UHF ( 14 a 83 ) 470 MHz a 890 MHz 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.9.1. Modulação de Áudio e Vídeo 
 
 A portadora de áudio é modulada em frequência (FM). Este tipo de modulação permite vantagens como 
redução de ruído. Já o sinal de vídeo é modulado em amplitude. A modulação AM é melhor para o sinal de vídeo, 
pois as  imagens fantasmas , resultantes de recepções com reflexões, pertubam menos a imagem recebida. 
 
 
2.9.2. Frequência das Portadoras 
 
 O canal de televisão possui uma faixa de 6 MHz, onde são posicionadas as portadoras de vídeo, de cor e de 
áudio. A figura 4 mostra como estão posicionadas estas portadoras. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A tabela a seguir mostra a faixa de frequência destinada a cada canal de VHF, bem como as frequências das 
portadoras de vídeo, áudio e cor. 
 
 
 
Número do Canal Faixa (MHz) Pv (MHz) Pc (MHz) Pa (MHz) 
2 54 - 60 55,25 58,83 59,75 
3 60 - 66 61,25 64,83 65,75 
4 66 - 72 67,25 70,83 71,75 
5 76 - 82 77,25 80,83 81,75 
6 82 - 88 83,25 86,83 87,75 
 
7 174 - 180 175,25 178,83 179,75 
8 180 - 186 181,25 184,83 185,75 
9 186 - 192 187,25 190,83 191,75 
10 192 - 198 193,25 196,83 197,75 
11 198 - 204 199,25 202,83 203,75 
12 204 - 210 205,25 208,83 209,75 
13 210 - 216 211,25 214,83 215,75 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 E XERCÍCIOS 
 
 
1. Quais são as faixas de frequência para os sinais de áudio e vídeo ? Fale sobre os transdutores utilizados para 
cada sinal. 
 
2. O número de elementos de imagem na TV, depende do tamanho da tela ? Justifique. 
 
3. Porque ocorre a cintilação e como a mesma é eliminada ? 
 
4. Por que varredura vertical é necessária além da varredura horizontal ? 
 
5. Qual pulso faz com que a volta do feixe não seja visível ? 
 
6. Uma imagem tem 400 elementos na horizontal e 320 na vertical. Calcule o número total de elementos de 
imagem. 
 
7. Preencha as lacunas: 
a. Os quadros são repetidos à frequência de _______ por segundo. 
b. O número de linhas de varredura é __________ por quadro.c. O número de campos é _______ por quadro. 
d. O número de linhas de varredura é de ________ por campo. 
e. O número de linhas de varredura é de ________ por segundo. 
f. A frequência de varredura horizontal é de _________ Hz. 
g. A frequência de varredura dos campos é de _______ Hz. 
h A amplitude do sinal de vídeo determina a qualidade de imagem chamada _______________ . 
i. A largura de banda do canal de TV é _______ MHz. 
j. O tipo de modulação do sinal de vídeo é ________ . 
l. O tipo de modulação do sinal de áudio é _________ . 
m. A varredura no receptor acontece nos tempos certos graças aos pulsos de _______________ . 
 
8. Calcule o tempo para varredura de uma linha horizontal, quando? 
a. A frequência de repetição de quadros é 60 Hz com 525 linhas sem entrelaçamento. 
b. A taxa de repetição de quadros é 25 Hz com 625 linhas entrelaçadas por quadro. 
 
9. Como apareceria a imagem reproduzida se a transmissão fosse com a relação de aspecto 4 / 3 e a tela do tubo 
de imagem fosse quadrada ? 
 
10. Sabendo-se que o tempo de uma linha de varredura é de 76,19 S e que o quadro é formado por 525 linhas, 
determine qual o valor da frequência vertical. Considere que o quadro é dividido em dois campos ( varredura 
entrelaçada). 
 
11. Qual das qualidades de imagem você considera mais importante: contraste ou detalhe ? Justifique. 
 
12. Determine a alutura e a largura da tela de um TV de: 
a. 5 polegadas b. 14 polegadas c. 39 polegadas 
 
13. Suponha que a forma de onda dente-de-serra para a deflexão vertical possua um traço que sobe muito 
rapidamente no início e mais lentamente no topo. Al linhas de varredura serãp comprimidas no topo ou na parte 
inferior do quadro no tubo de imagem ? Como as pessoas aparecerão na imagem ? 
 
14. Onde está o feixe de varredura de elétrons no: 
a. início da subida linear da forma de onda dente-de-serra H. 
b. início do retraço H. 
c. início da subida linear da forma de onda dente-de-serra V. 
d. início do retraço V. 
 
15. Se uma pessoa se apresenta mais larga e mais baixa do que é, na tela do tubo de imagem, o problema está 
na deflexão vertical ou horizontal ? Justifique. 
 
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16. Como apareceria a imagem na tela do tubo, se invertessemos a polaridade do sinal enviado à bobina de 
deflexão: 
a. vertical. 
b. horizontal