Skaņas ierīces

Televizors

Vēsture un attīstība

1950. gadu televizors

Pirmās televīzijas sistēmas izmantoja mehānisku attēla izvērsi, bet televīzijas signāls tika pārraidīts pa vadiem. Pirmo elektromehānisko televizoru patentēja vācu students Pauls Gotlībs Nipkovs 1884. gadā. Tā galvenās sastāvdaļas bija plakana neona lampa un rotējošs disks ar daudziem sīkiem noteiktā secībā izvietotiem caurumiņiem (tā saucamais Nipkova disks). 20. gadsimta sākumā tika izgudrots televizors ar mehānisko spoguļizvērsi. To izgudroja Pēterburgas tehnoloģiskā institūta profesors Boriss Rozings 1911. gadā. Viņa skolnieks Vladimirs Zvorikins vēlāk emigrēja uz ASV, kur 1928. gadā patentēja pirmo spoguļizvērses televizoru.

Pēc elektronstaru la

a
ampu izgudrošanas radās iespēja televizoros pielietot elektronisko izvērsi un iegūt attēlu uz luminiscējoša ekrāna. Šie televizori jau bija daudz līdzīgāki mūsdienās pazīstamajiem.

Latvijā pirmie televizori parādījās 20. gadsimta 50. gadu vidū. To kineskopi bija niecīgu izmēru un attēla palielināšanai bija jāizmanto speciālas ar ūdeni pildītas lēcas. Televīzijas tehnika strauji attīstījās un pamazām televizori ienāca ikkatrā ģimenē. 70. gadu vidū tika uzsāktas krāsainās televīzijas pārraides un sākās melnbalto televizoru nomaiņa pret krāsainajiem. Sākumā krāsainajos televizoros lietoja speciālus krāsainos kineskopus. Mūsdienās ir arī citas tehnoloģijas – plazmas di
i
ispleji, šķidro kristālu displeji un citas, piemēram, projekcijas televizori.

Mūsdienās analogos televizorus sāk aizstāt digitālās televīzijas uztvērēji. Latvijā digitālās televīzijas testa pārraides uzsāktas 2002. gada maijā. Pēc uzbūves digitālie televizori maz atšķiras no analogajiem, vienīgi satur papildus digitālā signāla atkodēšanas bloku.

Radio

Vēsture

Radiouztvērēja VEF M-

-
-557 skala

1888. gadā, kad Heinriha Herca eksperimenti, kuros viņš pierādīja elektromagnētisko viļņu eksistenci, ieinteresēja fiziķus visā pasaulē. Daudzi zinātnieki sāka meklēt iespējas, kā pilnveidot elektromagnētisko viļņu izstarotāju un uztvērēju.

1895. gadā itāļu inženieris Giljelmo Markoni, kurš teorētiski tiek uzskatīts par radio izgudrotāju, bez vadiem pārraidīja Morzes signālu 1,5 kilometru attālumā, bet 1896. gadā iesniedza patentu radiotelegrāfam. Bet praktiski radio izgudrotājs bija krievu fiziķis Aleksandrs Popovs, kurš 1895.gada 7. maijā (nedaudz pirms Giljelmo Markoni) Saktpēterburgā Krievijas fizikas un ķīmijas biedrības sēdē demonstrēja pirmo radiouztvērēju – kohereru. Bet viņš neiesniedza patenta pieteikumu. Popovs neatlaidīgi turpināja pilnveidot uztvērēja un raidītāja aparatūru. Viņš izvirzīja sev uzdevumu – izgatavot iekārtu, ar kuru varētu pārraidīt signālus lielos attālumos. Pirmie radiosakari tika nodibināti tikai 250 metru attālumā. Nemitīgi uzlabojot savu izgudrojumu, Popovs drīz vien panāca, ka sa
akarus va
arēja nodibināt vairāk nekā 600 metru attālumā.

1899. gadā Melnās jūras flotes manevros radiosakari bija iespējami jau vairāk nekā 20 kilometru attālumā.

1901. gadā Popovs pārraidīja signālu starp diviem kuģiem aptuveni 150 kilometru attālumā, bet plašākā mērogā veiktie eksmperimenti deva iespēju radiosignālu pārraidīt pāri Atlantijas okeānam.

1913. gadā izveidoja nerimstošo elektromagnētisko svārstību ģeneratoru, kas bija svarīgs posms radiosakaru attīstībā. Līdz ar to bija iespējams pārraidīt ne tikai telegrāfa signālus, kurus veidoja īsāki un garāki elektromagnētisko viļņu impulsi, bet arī runu vai mūziku.

1920. gadā ASV sāka raidīt pirmās komerciālās radiostacijas, ka
as bi
ija paredzētas plašam klausītāju lokam. Eiropā pirmais šāds raidītājs bija BBC (Londona, 1922. gads).

2

Latvijā radio sāka raidīt 1925. gadā no Rīgas (tagadējās Radio ielas). Sākumā radio raidīja divas stundas dienā, turklāt uztvērēju skaits bija tikai 331. 1940. gadā pirms PSRS okupācijas Latvijas Radio bija jau 156 568 klausītāji. 1940. gada 7. jūlijā sākās pirmie PSRS ideoloģijas raidījumi, bet jau pēc nepilna gada Latvijas Radiofonu pārņēma Vācijas radio Deutsche Rundfunk. 1944. gada oktobrī, vācu okupantiem atkāpjoties, radiofona iekārtas Rīgā tika iznīcinātas. Pēc sekojošās otrās PSRS okupācijas izpostītās ēkas tika nolemts neatjaunot un Radionamu pārcelt uz Doma laukumu. Radio raidītāji tika uzstādīti Ulbrokā. 1979. gadā Zaķusalā sāka būvēt jaunu radio un televīzijas raidīšanas torni.

Radiosakari

Radiosakari ir bezvadu informācijas pārraide, izmantojot radioviļņus. Radiosakaru princips ir šāds: augstfrekvences maiņstrāva, kura radīta raidītāja antenā, izraisa apkārtējā telpā ātri mainīgu elektromagnētisko lauku, kurš izplatās elektromagnētisko viļņu veidā. Sasniedzot uztvērējantenu, elektromagnētiskie viļņi ierosina tajā maiņstrāvu ar tādu pašu frekvenci, ar kādu darbojas raidītājs. Bet, lai varētu pārraidīt radiosakarus, nepieciešams modulēt radioviļņus izstarošanas un uztveršanas brīdī.

Radioviļņu modulācija ir nepieciešama, jo skaņas frekvences svārstības ir salīdzinoši lēnas svārstības, bet zemfrekvences (skaņas frekvences) elektromagnētiskie viļņi gandrīz nemaz netiek izstaroti, tādēļ ir nepieciešams iegūt augstfrekvences svārstības, kuras izstaro antena. Lai radiovilni varētu modulēt, vispirms skaņu ar mikrofonu pārveido maiņstrāvā ar tādu pašu frekvenci, kāda ir skaņai. Pēc tam šo maiņstrāvu pastiprina zemfrekvences (ZF) pastiprinātājā un pievada raidītāja modulatoram. Modulatorā maiņstrāvas frekvences maina amplitūdu vai frekvenci uz augstfrekvences (AF) svārstībām, kuras pastiprina augstfrekvences pastiprinātājā un no raidītāja pa kabeli (fideru) padod uz antenu. Antena modulēto augstfrekvences strāvu izstaro kā noteiktas frekvences radiovilni.

Raidījuma uztveršanai lieto uztverošo antenu, kurā tiek inducēta augstfrekvences maiņstrāva, ko padod uz radiouztvērēju. Uztvērējā vājā modulētā augstfrekvences maiņstrāva tiek pastiprināta un izdalītas vajadzīgās frekvences svārstības, kuras detektē ar detektoru, lai pārveidotu skaņas frekvences maiņstrāvā. To pastiprina zemfrekvences pastiprinātājā un pievada skaļrunim, lai uztverto raidījumu varētu klausīties.

Telefons

Telefons (tālrunis) ir sakaru ierīce, kas pārraida runu elektrisku signālu veidā. Par tā izgudrotāju parasti uzskata Aleksandru Greiemu Bellu, kas tādu izgatavoja Bostonā 1876. gadā, kaut arī ir arī citi varianti par tā izcelsmi.

Telefona uzbūve vienkāršākajā variantā ir elektriskā ķēdē saslēgts jūtīgs mikrofons (kuru izveidošana un uzlabošana bija svarīga telefona radīšanas daļa) un skaļrunis. Šīs abas ierīces iebūvē telefona klausulē, lai arī agrāk (20.gs sākumā, bija sastopami telefoni, kam šie komponenti bija atsevišķi).

Iedalījums

Parasti ar vārdu telefons saprot fiksēto telefona līniju gala ierīci. Vēl ir arī mobilie telefoni un radiotelefoni. Radiotelefonu pieslēdz pie parastās telefona līnijas un tā bāzes stacija pieder lietotājam. Mobilo telefonu pieslēdz tieši pie sakaru tīkla un bāzes stacijas pieder telekomunikāciju uzņēmumam. Šajos abos gadījumos telefons ar telefonu tīklu ir saistīts tikai ar radiosakariem. Vēl, it īpaši pēdējā laikā, atsevišķi izdala VoIP (Voice over IP) telefonus. Tos pieslēdz tieši pie datortīkla un būtībā tie ir specializēti datori un skaņu pārraida izmantojot IP protokolu (transporta slāņa protokoli var būt dažādi, bet labāk standartizētie ir SIP un RTP). Lai arī GSM un UMTS mobilie telefoni ir specializēti datori, tos iedala atsevišķi, tāpēc, ka tie lieto specifiskus standartus (ne IP).

Telefonu tīkls

Telefonus savā starpā savieno telefonu tīkls. Vienkāršākajā variantā tie ir divi vadi starp diviem telefoniem (un baterijas abos galos). Šī ir visvecākā tehnoloģija un te nav vajadzīga (nav iespējama) telefonu centrāle. Ja no vienas vietas bija nepieciešams piezvanīt uz vairāk kā vienu vietu, bija nepieciešams attiecīgs skaits telefonu un telefonu līniju.

Telefonu tīkls sastāv no telefoniem (gala ierīcēm), telefonu centrālēm un vadiem, kas tos visus savieno kopā. Parasti savienojumi starp telefonu centrālēm atšķiras no savienojumiem starp centrālēm un telefonu aparātiem. Telefoni un to savienojumi ar centrālēm ir vecākās tehnoloģijas, jo tur ir jānodrošina atpakaļsavietojamība (lai pie

4

jaunās konstrukcijas centrāles varētu pieslēgt vecos telefonus)(veco telefonu aparātu nomaiņa uz jauniem var būt dārga un administratīvi ķēpīga padarīšana).

Telefonu centrāles

Telefonu centrāle ir sistēma, kas savieno telefonu līnijas zvanu laikā. Centrāles savieno ar telefoniem lietojot telefonu līnijas un centrāles savieno savā starpā ar speciālām, lielas caurlaidības telefonu līnijām. Savienojumi starp centrāli un telefoniem parasti ir analogi. Savienojumi starp centrālēm ir digitāli. Eksistē arī digitālais telefonu pieslēgšanas standarts (ISDN), bet tas Latvijā nav īpaši populārs. Telefonu centrāle arī nodrošina telefonu aparātu barošanas spriegumu.

Telefonu centrāles lieto visi fiksētie un mobilie telefonu tīkli. Mūsdienu digitālās telefonu centrāles būtībā ir specializēti datori (rūteri). Fiksēto telefonu tīklu centrālēm parasti ir relatīvi liels daudzums (no dažiem desmitiem līdz dažiem desmitiem tūkstošu) maza ātruma interfeisu, pie kuriem pieslēdz līnijas uz atsevišķiem telefoniem un neliels daudzums (daži) liela ātruma interfeisi, caur kuriem centrāli savieno ar citām centrālēm.

Dažreiz, nomaļākām vietām, lieto vienkāršotas konstrukcijas “centrāles”, kas mazā ātruma interfeisus sablīvē vienā liela ātruma interfeisā un neko vairāk. Šādā gadījumā, telefona saruna starp diviem pie šādas iekārtas pieslēgtiem telefoniem, iet caur augstāka līmeņa centrāli. Mobilo telefonu bāzes stacijas darbojas pēc līdzīgiem principiem.

Telefonu līnijas

Telefonu aparātus parasti pie centrālēm pievieno ar divu vadu līniju, kas pārvada signālus abos virzienos un nodrošina telefona aparātam barošanas spriegumu. Telefonu centrāļu savienošanai parasti lieto vai nu optiskos kabeļus (optiskā šķiedra), radiolinkus (lielākoties mobilo telefonu tīklos, bet ne tikai) vai nelielos attālumos – četru vadu līniju, kur pa vienu pāri signālu sūta uz vienu galu, bet pa otru – uz otru (šīs līnijas nenodrošina barošanas spriegumu). Šāda veida līnijās parasti ieblīvē vairāku parasto telefonu līniju signālus. (piem. 4 vadu E1 līnijā ievieto 30 parasto telefonu līniju signālus un 60 vadu vietā var iztikt ar 4).

Telefonu aparāti

Telefona aparāts sastāv no:

• mikrofona,

• skaļruņa (tos abus iebūvē klausulē (dažreiz visu aparātu iebūvē klausulē)),

• zvana (var būt elektromagnētisks zvans, bet mūsdienās bieži vien lieto elektroniskas ierīces (ar pjezoelektrisku skaļruni)),

• līnijas intefeisa (transformators un vēl šis tas),

• ciparripas vai tastatūras (to lieto lai ievadītu zvanāmo telefona numuru)

• slēdža (kas saslēdzas paceļot klausuli, tas telefona līnijai pieslēdz ciparripu/tastatūru un klausuli).

5

Mūsdienās lietotie analogie telefonu aparāti tika konstruēti lai būtu lēti, vienkārši un ar mazām uzturēšanas izmaksām. (Agrīnajās konstrukcijās, piemēram, bija baterija, kas bija regulāri jāmaina, jo to laiku centrāles nenodrošināja barošanas spriegumu).

Ja balss vietā jāpārsūta attēli, lieto faksa aparātu. Ja jāpārsūta dati, lieto modemu. No telefona tīkla skatupunkta šīs ierīces neatšķiras no telefona aparāta. Fakss sastāv no skenera, printera un modema.

Darbība

• Saņemot zvanu. Sākumā telefonam klausule ir nolikta un pie līnijas ir pieslēgts zvans (vai kautkas funkcionāli tamlīdzīgs). Tad, kad centrālē uz attiecīgo numuru ienāk ienākošais zvans un līnija nav aizņemta (klausule nav pacelta), centrāle līnijā palaiž ~100V maiņspriegumu kas darbina zvanu. Tad, kad paceļ klausuli, centrāle savieno ar otru galu.

• Zvanot. Sākumā paceļ klausuli, un ievada numuru (ar ciparripu vai tastatūru). Centrāle tad mēģina savienot ar attiecīgo numuru.

Ciparripa sastāv no pārtraucēja kontaktiem un tai griežoties līnijā tiek nosūtīti īsi impulsi. Ciparripas grišanās ātrumu kontrolē, lai impulsu nosūtīšanas ātrums būtu pēc iespējas nemainīgs. Katram ciparam atbilst noteikts impulsu skaits. 1 – 1, 2 – 2, ., 9 – 9, 0 – 10. Lai ievadītu vienāda garuma dažāda sastāva telefonu numurus var būt nepieciešams dažādi laiki. (piem 1000090 vajadzēs vairāk laika kā 1011112). Sākotnējajās releju centrālēs katrs impulss pārslēdza releju par vienu pozīciju.

20. gs. 60. gados tika ieviesta DTMF tehnoloģija. Tur lieto tastatūru. Katra poga līnijā nosūta divu frekvenču kombināciju. Viena no frekencēm ir zem 1000Hz, otra ir virs 1000Hz. Iespējamas 4 zemās un 4 augstās frekvences, kas nodrošina iespēju izveidot tastatūras ar 16 pogām. Sākotnēji šo tehnoloģiju lietoja līnijām starp centrālēm, bet tur bija dažas problēmas ar neautorizētu piekļuvi (phreaking). Šeit, atšķirībā no ciparripas, visus ciparus var ievadīt vienādi ātri, pie kam tas ir ātrāk kā cipara “1” (ātrākā cipara) ievadīšana ar ciparripu. Lielākajai daļai telefonu tastatūru ir 12 pogas, tāpēc tur pēdējo no augstākajām frekvencēm neizmanto.

Paceļot klausuli, slēdzis pieslēdz klausuli un tastatūru (ciparripu). Zvans paliek pieslēgts visu laiku. Zvanam ir relatīvi liela pretestība, pārējām telefona daļām ir mazāka pretestība. Paceļot klausuli, izmainās telefona pretestība un pēc tā centrāle nosaka, ka ir pacelta klausule.

Satura rādītājs

1. Televizors – Vēsture un attīstība

2. Radio – vēsture

3. Radio – Radiosakari

4. Telefons – iedalījums, telefonu tīkls

5. Telefons – telefonu centrāles, telefonu līnijas, telefonu aparāti

6. telefons – darbība