Смотреть что такое "Диск Нипкова" в других словарях.

Первое устройство механического сканирования разработал в 1884 году немецкий инженер Пауль Нипков. Это устройство лишний раз подтвердило справедливость высказывания относительно простоты всего гениального. Его устройство являло собой вращающийся непрозрачный диск, диаметром до 50 см, с нанесенными по спирали Архимеда отверстиями – так называемый диск Нипкова (иногда в литературе приспособление Нипкова называют «электрическим телескопом»). Таким образом происходило сканирование изображения световым лучем, с последующей передачей сигнала на специальный преобразователь. Для сканирования же хватало одного (!) фотоэлемента. Количество же отверстий иногда доходило до 200 (обычно же от 30 до 100). В телевизоре процесс повторялся в обратном порядке - для получения изображения опять таки использовался вращающийся диск с отверстиями, за которым находилась неоновая лампа. При помощи столь нехитрой системы и проецировалось изображение. Так же построчно, но с достаточной скоростью, для того чтобы человеческий глаз видел уже целую картинку. Таким образом, первыми начали создаваться именно проекционные телевизоры. Качество картинки оставляло желать лучшего – лишь силуэты, да игра теней, но тем не менее, различить что именно показывают было возможно. Диск Нипкова был основным компонентов практически всех механических систем телевизоров, до их полного вымирания как вида.

Конечно, на появление тв огромную роль сыграло создание кинематографа. Но первоначально телевидение не имело такой популярности, так как его аудитория была минимальной, но за очень короткий промежуток времени телевидение стало массовой и всеобщей волной. В США пиком распространения телевидения считаются 50-е годы. А вот в России, решающую роль сыграл период 60-х годов, хотя зарождаться этот глобальный процесс стал в период так называемой «оттепели».

Телевидение уходит в массы

В 1925 году шведскому инженеру Джону Бэрду удалось впервые добиться передачи распознаваемых человеческих лиц. Опять таки с использованием диска Нипкова. Несколько позже, им же была разработана и первая телесистема, способная передавать движущиеся изображения.

Первый же электронный телевизор, пригодный для практического применения был разработан в американской научно-исследовательской лаборатории RCA, возглавляемой Зворыкиным, в конце 1936 года. Несколько позже, в 1939 году, RCA представила и первый телевизор, разработанный специально для массового производства. Эта модель получила название RCS TT-5. Она представляла из себя массивный деревянный ящик, оснащенный экраном с диагональю в 5 дюймов.

Первое время развитие телевидения шло в двух направлениях – электронном и механическом (иногда механическое телевидение называют еще и «малострочным телевидением»). Причем развитие механических систем происходило практически до конца 40-х годов 20-го века, прежде чем было полностью вытеснено электронными устройствами. На территории СССР, механические телесистемы продержались несколько дольше.

На первых этапах своего развития телевидение Советского союза было механическим с минимальным количеством строк развертки. Причем в период, когда вещание еще не было на высоком уровне, а именно до конца 1931 года, не всегда изображение транслировалось со звуком. Именно это и стало предпосылкой появления телевидения начального этапа, которое стало называться «изображение по радио».

Именно появление телевидения в послевоенный период можно считать третьим революционным достижением, после создания кинематографа в конце 19 века, а также изобретения синхронного звука в период 20-30 годов 20 века.

Именно великий Советский Союз стал одной из главных держав, который отнесся к телевидении с очень большой ответственностью и важностью. И если касаться технического аспекта, то можно с полной уверенностью заявить, что телевидение СССР ни в чем не уступало западным странам.

У нас

Параллельно разработка телевизоров происходила и на территории Советского Союза. Первая опытный сеанс телевещания состоялся 29 апреля 1931 года. За несколько дней до передачи радиостанция Всесоюзного электротехнического института "ВЭИ" сообщила следующее: 29 апреля впервые в СССР будет произведена передача телевидения (дальновидения) по радио. Через коротковолновый передатчик РВЭИ-1 Всесоюзного электротехнического института (Москва) на волне 56,6 метра будут передаваться изображения живого лица и фотографии. Телевидение проводилось тогда по механической системе, т. е. развертка изображения на элементы (1200 элементов при 12,5 кадра в секунду) проводилась с помощью вращающегося диска. С 1 октября того же года телепередачи стали регулярными. Так как телевизоров еще не у кого не было, проводились коллективные просмотры, с специально отведенных для этого местах. Многие советские радиолюбители начинают собирать механические модели телевизоров своими руками (немного подробнее об этом можно узнать в статье «Самодельный телевизор» ).

В 1932 году, при разработке плана на вторую пятилетку, телевидению было уделено много внимания. 15 ноября 1934 года впервые состоялась трансляция телевизионной передачи со звуком. Довольно длительное время существовал лишь один канал – Первый канал. В 1938 г. в СССР были пущены в эксплуатацию первые опытные телевизионные центры в Москве и Ленинграде. Разложение передаваемого изображения в Москве было 343 строки, а в Ленинграде - 240 строк при 25 кадрах в секунду. 25 июля 1940 г. был утвержден стандарт разложения на 441 строку.

Первые успехи телевизионного вещания дали возможность приступить к разработке промышленных образцов телевизионных приемников. В 1938 г. начался серийный выпуск консольных приемников на 343 строки типа ТК-1 с размером экрана 14Х18 см. И хотя в период Великой Отечественной войны телевизионное вещание было прекращено, но научно-исследовательские работы в области создания более совершенной телевизионной аппаратуры не прекращалась. Большой вклад, в развитие телевидения внесли советские ученые и изобретатели С. И. Катаев, П. В. Шмаков, П. В. Тимофеев, Г. В. Брауде, Л. А. Кубецкий А. А. Чернышев и др. Во второй половине 40-х годов разложение изображения передаваемого Московским и Ленинградским центрами было увеличено до 625 строк, что существенно повысило качество телевизионных передач.

На время Великой Отечественной Войны транслирование было прервано, и восстановлено лишь после ее окончания. А в 1960 году появился и Второй канал.

Первый советский телевизор выпущенный промышленностью назывался Б-2. Эта механическая модель появилась в апреле 32 года. Первый же электронный телевизор был создан гораздо позже - в 1949 году. Это был легендарный КВН 49. Телевизор был оснащен столь маленьким экраном, что для более-менее комфортного просмотра перед ним устанавливалась специальная линза, которую нужно было наполнять дистиллированной водой. В дальнейшем появилось и множество других, более совершенных моделей. Впрочем, качество сборки и надежность советских телевизоров (даже самых поздних моделей) были настолько низкими, что стали притчей во языцех. Производство же цветных телевизоров, в СССР началось лишь в средине 1967 года.

Устройство диска

Устройство представляет собой простой вращающийся диск из любого непрозрачного материала (металл, пластик, картон и т. п.) с рядом отверстий одинакового диаметра на равном угловом расстоянии друг от друга.

Отверстия располагаются по спирали в один оборот, начиная от наружного края диска и заканчивая в центре, как это сделано в граммофонной пластинке . При вращении диска отверстия движутся по круговым траекториям, зависящим от расположения конкретного отверстия на диске.

Эти траектории могут частично пересекаться в некоторых вариантах исполнения диска.

Принцип работы

В основном, диск Нипкова используется в конструкции механических телевизоров как при сканировании изображения, так и для его отображения. Объектив , находящийся перед диском, проецирует изображение объекта съёмки прямо на диск . Каждое отверстие спирали при движении образует практически горизонтальное (на отдельном участке диска) отверстие, через которое проходит свет от определённого участка объекта и попадает на фотоприёмник. Если этот приёмник соединить с источником света (на практике часто использовались неоновые лампы , а в наше время сверхъяркие светодиоды), размещённого позади второго диска Нипкова, вращающегося с такой же скоростью и направлением как и первый, то в результате можно увидеть оригинальное изображение, воспроизведённое построчно.

Если наблюдать объект через вращающийся диск Нипкова, через относительно небольшой сектор (не более 90°), можно заметить, что видимый объект сканируется построчно сверху вниз. Обычно диск почти полностью закрывается непрозрачным материалом, оставляя для обзора только отверстие в форме сектора диска или же прямоугольное. При очень быстром вращении диска наблюдаемый объект можно увидеть полностью.

Поскольку на диске можно разместить ограниченное количество отверстий, разрешение у передаваемого при помощи диска изображения было достаточно низким - чаще всего порядка 30 линий, изредка до 120. Существовало несколько стандартов разложения , использовавших развёртку до 200 линий. Одна из таких систем с высоким разрешением (180 линий) использовалась в Канаде компанией Peck Television на станции VE9AK .

Достоинства

Одно из немногих достоинств диска Нипкова заключается в том, что фотоприёмник, находящийся за диском, может быть достаточно простым, например, один фоторезистор или фотодиод . Это достоинство следует из принципа работы диска - в каждый конкретный момент времени через диск проходит свет только от одной точки (пикселя) и разложение изображения на отдельные линии происходит автоматически, причём с достаточно высоким разрешением по горизонтали.

Простейшее устройство для сканирования изображения может быть собрано из двигателя, вращающего диск Нипкова, небольшого контейнера с одним фотоэлектрическим элементом и обычным объективом для проецирования изображения.

Другое достоинство устройств, использующих диск Нипкова заключается в подобии устройства для получения изображения (камеры) и устройства для отображения изображения. Фактически, они отличаются только элементом, располагающимся за диском: в первом случае это фотоэлектрический элемент, во втором - источник света, управляемый камерой. Конечно же, помимо этого желательны средства для синхронизации вращения дисков (начиная от ручной подстройки и заканчивая электронными схемами).

Благодаря своим достоинствам диск Нипкова лёг в основу конструкции механического телевизора Джона Бэрда в 1920-х годах .

Недостатки

В отличие от горизонтального разрешения, которое у дисков Нипкова потенциально очень высокое, вертикальное разрешение ограничено общим количеством отверстий на диске, которых обычно от 30 до 100, реже до 200.

Ещё одним серьёзным недостатком являлся небольшой размер воспроизводимых изображений, который был по высоте не больше чем ширина поверхности диска, использованной при сканировании. На практике в механическом телевидении для воспроизведения изображения размером с почтовую марку использовался диск диаметром в 30 - 40 см.

Любое отверстие, даже на относительно небольшом участке видимого экрана движется не горизонтально, а по радиальной траектории. Это является причиной геометрических искажений передаваемого изображения, что также является недостатком диска Нипкова. Частично данную проблему можно решить используя диски достаточно большого диаметра, либо уменьшив размер экрана - в этом случае кривизна траекторий будет уменьшаться. Другой вариант решения проблемы - делать отверстия в диске меньше и ближе к наружному краю диска.

Фактически, диски Нипкова, использовавшиеся в первых телевизорах , имели диаметр в 30 - 50 см и 30 - 50 отверстий. Устройства, использовавшие диски были шумными, тяжёлыми. Качество изображения было очень низким с частыми мерцаниями.

Для передающей стороны ситуация не была лучше - по причине низкой чувствительности используемых фотоэлектрических элементов, требовалось очень сильное освещение объекта съёмки.

Применение

Помимо упоминавшегося уже механического телевидения диски Нипкова используются в мощных оптических микроскопах - конфокальных микроскопах .

Иногда миниатюрные и высокоскоростные диски используются в скоростной фотографии .

Примечания

Ссылки

Биография Пауля Нипкова , а также описание, рисунки и схемы диска Нипкова (англ.)
The Invention of Television: Early Pioneers (англ.)
Nipkov disc , инструкции по созданию диска Нипкова из картона для экспериментов (англ.)
(рус.)
«Will "camera-boxes" help catch Whitechapel Ripper?» (англ.)

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Диск Нипкова" в других словарях:

Пауль Нипков (нем. Paul Julius Gottlieb Nipkow, 22 августа 1860, Лауэнбург 24 августа 1940, Берлин) немецкий техник и изобретатель. Изобретённый им диск, получивший название диск Нипкова, послужил основой для появления механического… … Википедия

Нипков, Пауль Пауль Нипков (нем. Paul Julius Gottlieb Nipkow, 22 августа 1860, Лауэнбург 24 августа 1940, Берлин) немецкий техник и изобретатель. Изобретённый им диск, получивший название диск Нипкова, послужил основой для появления механического … Википедия

- (нем. Paul Julius Gottlieb Nipkow, 22 августа 1860, Лауэнбург 24 августа 1940, Берлин) немецкий техник и изобретатель. Изобретённый им диск, получивший название диск Нипкова, послужил основой для появления механического телевидения в 1920 x годах … Википедия

Механическое телевидение разновидность телевидения, использующая для разложения изображения на элементы электромеханические устройства вместо электронно лучевых трубок. Самые первые телевизионные системы были механическими и чаще всего не… … Википедия

Телевидение - (Television) Понятие о телевидении, история возникновения телевидения Понятие о телевидении, история возникновения телевидения, цифровое телевидение Содержание Содержание 1. Понятие о 2. Пришествие телевидения 3. Перспективы развития телевидения … Энциклопедия инвестора

У этого термина существуют и другие значения, см. Телевизор (значения). Сюда перенаправляется запрос «Жидкокристаллический телевизор». На эту тему нужна отдельная статья … Википедия

Бюст Джону Байрду в Хеленсбурге. Джон Байрд (англ. John Logie Baird; 13 августа 1888,Хеленсбург (Шотландия) 14 июня 1946, Бексхилл, Сассекс, Англия) шотландский инженер, получивший известность за создание первой механической телевизионной системы … Википедия

Байрд, Джон Бюст Джону Байрду в Хеленсбурге. Джон Байрд (англ. John Logie Baird; 13 августа 1888,Хеленсбург (Шотландия) 14 июня 1946, Бексхилл … Википедия

Телевизионный приёмник с диском Нипкова в Стокгольмском техническом музее

Устройство диска [ | ]

Устройство представляет собой простой вращающийся диск из любого непрозрачного материала (металл, пластик, картон и т. п.) с рядом отверстий одинакового диаметра на равном друг от друга.

Эти траектории могут частично пересекаться в некоторых вариантах исполнения диска.

Принцип действия [ | ]

В основном, диск Нипкова используется в конструкции механических телевизоров как при сканировании изображения, так и для его отображения. Объектив , находящийся перед диском, проецирует изображение объекта съёмки прямо на диск . Каждое отверстие спирали при движении образует практически горизонтальное (на отдельном участке диска) отверстие, через которое проходит свет от определённого участка объекта и попадает на фотоприёмник. Если этот приёмник соединить с источником света (на практике часто использовались неоновые лампы , а в наше время - сверхъяркие светодиоды), размещённого позади второго диска Нипкова, вращающегося с такой же скоростью и направлением как и первый, то в результате можно увидеть оригинальное изображение, воспроизведённое построчно.

Достоинства [ | ]

Другое достоинство устройств, использующих диск Нипкова, заключается в подобии устройства для получения изображения (камеры) и устройства для отображения изображения. Фактически, они отличаются только элементом, располагающимся за диском: в первом случае это фотоэлектрический элемент, во втором - источник света, управляемый камерой. Конечно же, помимо этого желательны средства для синхронизации вращения дисков (начиная от ручной подстройки и заканчивая электронными схемами).

Недостатки [ | ]

Ещё одним серьёзным недостатком являлся небольшой размер воспроизводимых изображений, который по высоте был не больше ширины поверхности диска, использованной при сканировании. На практике в механическом телевидении для воспроизведения изображения размером с почтовую марку использовался диск диаметром в 30 - 40 см.

Любое отверстие, даже на относительно небольшом участке видимого экрана, движется не горизонтально, а по радиальной траектории. Это является причиной геометрических искажений передаваемого изображения, что также является недостатком диска Нипкова. Частично данную проблему можно решить, используя диски достаточно большого диаметра, либо уменьшив размер экрана - в этом случае кривизна траекторий будет уменьшаться. Другой вариант решения проблемы - делать отверстия в диске меньше и ближе к наружному краю диска.

Фактически, диски Нипкова, использовавшиеся в первых телевизорах , имели диаметр в 30 - 50 см и 30 - 50 отверстий. Устройства, использовавшие диски, были шумными, тяжёлыми. Качество изображения было очень низким с частыми мерцаниями.

План:

1 Устройство диска
2 Принцип работы
3 Достоинства
4 Недостатки
5 Применение

Введение

Эта схема показывает круговые пути отверстий в диске Нипкова

Диск Нипкова (англ. Nipkow disk ) - механическое устройство для сканирования изображений, изобретённое Паулем Нипковым в 1884 году. Этот диск является неотъемлемой частью многих схем механического телевидения вплоть до 1930-х годов.

1. Устройство диска

Отверстия располагаются по спирали в один оборот, начиная от наружного края диска и заканчивая в центре, как это сделано в граммофонной пластинке. При вращении диска отверстия движутся по круговым траекториям, зависящим от расположения конкретного отверстия на диске.

Эти траектории могут частично пересекаться в некоторых вариантах исполнения диска.

2. Принцип работы

В основном, диск Нипкова используется в конструкции механических телевизоров как при сканировании изображения, так и для его отображения. Объектив, находящийся перед диском, проецирует изображение объекта съёмки прямо на диск. . Каждое отверстие спирали при движении образует практически горизонтальное (на отдельном участке диска) отверстие, через которое проходит свет от определённого участка объекта и попадает на фотоприёмник. Если этот приёмник соединить с источником света (на практике часто использовались неоновые лампы, а в наше время сверхъяркие светодиоды), размещённого позади второго диска Нипкова, вращающегося с такой же скоростью и направлением как и первый, то в результате можно увидеть оригинальное изображение, воспроизведённое построчно.

Если наблюдать объект через вращающийся диск Нипкова, желательно через относительно небольшой сектор (не более 90°), можно заметить, что видимый объект сканируется построчно сверху вниз. Обычно диск почти полностью закрывается непрозрачным материалом, оставляя для обзора только отверстие в форме сектора диска или же прямоугольное. При очень быстром вращении диска наблюдаемый объект можно увидеть полностью.

3. Достоинства

Одно из немногих достоинств диска Нипкова заключается в том, что фотоприёмник, находящийся за диском, может быть достаточно простым, например, один фоторезистор или фотодиод. Это достоинство следует из принципа работы диска - в каждый конкретный момент времени через диск проходит свет только от одной точки (пикселя) и разложение изображения на отдельные линии происходит автоматически, причём с достаточно высоким разрешением по горизонтали.

Благодаря своим достоинствам диск Нипкова лёг в основу конструкции механического телевизора Джона Байрда в 1920-х годах.

4. Недостатки

Фактически, диски Нипкова, использовавшиеся в первых телевизорах, имели диаметр в 30 - 50 см и 30 - 50 отверстий. Устройства, использовавшие диски были шумными, тяжёлыми. Качество изображения было очень низким с частыми мерцаниями.

5. Применение

Иногда миниатюрные и высокоскоростные диски используются в скоростной фотографии.

скачать
Данный реферат составлен на основе

Сделал часы на диске Нипкова. Получилось работоспособное, но не очень зрелищное, однако, устройство.
Вначале фотография:

А как же часы? :)

Основное в них это вот это чёрное - диск Нипкова . Нипков, несмотря на почти русскую фамилию, был Паулем Nipkow"ым, немецким студентом. Экспериментируя с механической развёрткой, он изобрёл диск своего имени. Я решил поиграться с таким диском. Хотя поначалу думал замахнуться на зеркальный винт, но просто не хватило слесарки. Ни знакомств, ни станков. Там точность исполнения требуется ещё выше, чем у диска...

Диск, как видно, был сделан из компакт-диска, точнее, прозрачной вкладки в коробку, привод - от бесколлекторного моторчика старого флоппи. Не уверен, что это уникальный случай, но уж наверное не частый, когда мотор привода от трёхдюймовых дискет вращает компакт-диск. Вначале я думал как-то использовать приводную микросхему с платы дисковода же, но не найдя документации ни на сайте Rohm, ни после обращения по почте к сим достойным людям, решил сделать обвязку сам. Отдельные микросхемы: аналоговые компараторы от датчиков холла и драйвер, управление идёт программно на ATmega168.

«Диск Нипкова » на Яндекс.Фотках

Вообще FDD вращается со скоростью 300 оборотов в минуту. То есть 5 оборотов в секунду. Будучи раскочегарен без ограничений, мотор выдаёт чуть более, чем 20 оборотов. На 20 я и остановился. Частота ШИМ регулятора - 16 кГц. Почти не слышно. Принцип регулирования - простой ПИД-регулятор без интегральной составляющей, то есть ПД-регулятор.
Часы сделаны на широко известной DS1307N.
Вообще главная проблема с созданием диска - это точной сверловки. А она, несмотря на то, что шаблон был сделан и распечатан на компьютере, зависит от того, как дрогнет рука, когда 1,5 мм сверло войдёт в пластмассу диска. Потому получается весьма заметный при развёртке разнобой. Тот, что на фото и видео - уже четвёртый по счёту диск. Покрашенный чёрной матовой автоэмалью из баллончика. Ну и светодиоды оказались слабоватые, но ярких с широким равномерно светящимся полем я не нашёл.
Видео работы:

На нём показана работа часов, затем настройка растра, и наконец настройка времени и обнуление секунд.
И наконец, просто ход часов.

Видно, что картинка дрожит, хотя глазом это не так сильно воспринимается, а также ясно виден основной недостаток развёртки системы Нипкова: растр получается в виде сектора кольца, от чего круглый циферблат получается яйцеобразным. Правда, за ради расширения поля я применил не одно светящееся поле, как в оригинале, а два переключаемых, что даж на патент тянет... Если б кому было нужно. ;)
Кстати, АРУ звукозаписи усиливает шум, на самом деле не всё так плохо, часы довольно тихие.
Само поле 20 на 20 точек (угол меж точками развёртки 18 градусов), что минимально для создания часов, ибо окружность есть "пи" на "дэ", то есть 60 и получаем.