Bienvenue sur le TPE Le fonctionnement d'une télévision


La problématique de ce TPE est : Comment le signal reçu par la télévision est-il transformé en image ?

I. La transformation du signal en image
A. Le tube cathodique
B. Les couleurs
II. L’image
A. Le balayage
B. Le signal vidéo

I. La transformation du signal en image
A. Le tube cathodique

Il est constitué :

  • D’une ampoule de verre, dans laquelle on a fait le vide. L’écran, recouvert d’une substance photo luminescente, constitue la partie visible du tube.


  • De trois canons à électrons (pour les téléviseurs couleurs) qui émettent chacun un fin faisceau coloré d’électrons.
  • De deux paires de bobines qui assurent la déviation horizontale et verticale des faisceaux.


    Le secret de la télévision tient dans un faisceau d’électrons qui, propulsé par un canon dans le vide du tube cathodique, balaie l’écran ligne par ligne à très grande vitesse et allume au passage des points (appelés pixels) composés de luminophores. Sous le choc des électrons, les pixels se colorent en rouge, en vert ou en bleu.

    Ainsi, la qualité et la définition de l’image est étroitement liée d’une part au nombre de pixels sur chaque ligne, et au nombre de lignes, et, d’autre part, à la finesse des faisceaux d’électrons et à la précision avec laquelle ces derniers frappent leurs cibles (les pixels).

    Il ne reste plus qu’à guider simultanément ces faisceaux à l’intérieur du tube avec une très grande précision : c’est le rôle du déviateur électromagnétique (les bobines).

    Finalement, les faisceaux passent au travers d’un masque perforé qui dirige chaque faisceau vers le luminophore qui lui correspond. Enfin, les électrons frappent l’écran et forment l’image sur celui-ci. La fluorescence de l’écran dépend du nombre d’électrons qui viennent sur les luminophores.
    Masque perforé
    Luminophores de l’écran

    B. Les couleurs


    ROUGE + VERT = JAUNE
    ROUGE + BLEU = MAGENTA
    VERT + BLEU = CYAN
    ROUGE + VERT + BLEU = BLANC


    Trois couleurs suffisent pour obtenir du blanc, mais aussi n’importe quelle nuance d’une couleur donnée.
    C’est la trichromie additive !

    Le rouge, le bleu et le vert sont les trois couleurs primaires en synthèse additive. Le jaune, le magenta et le cyan sont les couleurs secondaires. On appelle couleur complémentaire d’une couleur secondaire, celle qu’il faut lui ajouter pour obtenir du blanc. Ainsi, pour le jaune, la couleur complémentaire est le bleu. Pour le magenta, c’est le vert, et pour le cyan, c’est le rouge.

    Par exemple, si on veut obtenir la mire de couleur classique : Blanc-Jaune-Cyan-Vert-Magenta-Rouge-Bleu-Noir
    On envoie les signaux pour chaque ligne :

    II. L’image

    Afficher un point, c’est une chose ! Mais ce n’est pas encore une image. Pour cela, on devra balayer l’écran de haut en bas et de gauche à droite.

    A. Le balayage

    Si deux images successives sont moins espacées dans le temps que 1/10 de seconde, l’œil a l’impression de la continuité. Autrement dit, si on réalise des séquences vidéo à 10 images par seconde, le rendu du mouvement devrait être satisfaisant. Pour le cinéma professionnel, on adopte 24 images par seconde, pour le cinéma amateur, 18 images par seconde, et pour la télévision, 25 images par seconde. C'est-à-dire que chaque page de télévision change toutes les 40 ms.

    Les lignes sont parcourues de gauche à droite par le spot lumineux en commençant par le milieu de la première ligne. La ligne terminée, le spot revient rapidement à gauche et parcourt la ligne suivante. A la dernière ligne (n° 625), le spot s’arrête en son milieu puis remonte verticalement jusqu’au milieu de la ligne zéro afin de reconstituer une nouvelle page. Une page dure 40 ms.

    La durée de balayage de chaque ligne est 64 µs.

    On garde 54 µs pour le balayage effectif de chaque ligne et 10 µs pour le retour du signal grâce à une tension électrique légèrement négative.

    L’écran comporte 625 lignes réparties en deux trames :
  • la trame des 313 lignes paires (0 ; 2 ; 4 ; … ; 624)
  • la trame des 312 lignes impaires (1 ; 3 ; 5 ; … ; 625)

    Avec des pages s’affichant en 40 ms, il y a un risque de papillotement de l’image.
    C’est pourquoi le spot ne balaie d’abord qu’une ligne sur deux, en commençant par la trame des lignes paires puis il remonte pour parcourir la trame des lignes impaires.
    Le spot ne met donc que 40/2, soit 20 ms pour aller du coin supérieur gauche au coin inférieur droit.

    On évite ainsi tout papillotement de l’image.

    B. Le signal vidéo

    La fréquence des images est de 25 Hz, celle des trames est de 50 Hz. Sur les 20 ms que dure une trame, il y a 18 ms pour l’affichage et 2 ms pour le retour du spot.


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