В мире массового потребления такое устройство, как телевизор занимает особое почетное место. Благодаря «голубым экранам» человек знает все о последних новостях планеты, просматривает полюбившиеся фильмы и сериалы, слушает обсуждение знаменитостей на популярных ток-шоу. Если говорить о принципах работы телевизора, то следует уточнить, что на текущий момент речь может идти только трех актуальных технологиях, включая ЭЛТ, ЖК (LCD) и плазму.
ТВ на электронно-лучевой трубке
Считаются первыми в своем роде доступными для массового потребителя на прилавках магазинов. В основе устройства находится кинескоп. Телевизор по этой причине имел внушительные габариты и немалый вес вплоть до 40 кг в зависимости от диагонали. Ранее не имели технологических альтернатив, а потому быстро заняли весь рынок, сегодня же являются скорее архаизмом. Размер экрана составлял от 12 до 38 дюймов при глубине до 50 см. ТВ потреблял от 60 до 150 Вт/ч, имел угол обзора от 160 до 180 градусов и служил без перебоев примерно 20 лет.
Принцип работы телевизора на базе ЭЛТ заключался в формировании изображения за счет выстреливающих из кинескопа электронных лучей. Они ударялись о стенки люминофора, а точнее по его слоям определенного цвета, включая красный, синий и зеленый. На дисплее таким образом на 1 мс загорался пиксель. Скорость изображения составляла 25 кадров в секунду. Несовершенство технологии и сложность прорисовки геометрически правильной картинки привели к тому, что ТВ на кинескопах практически перестали существовать как вид.
Жидкокристаллические телевизоры
Являются на сегодняшний день самыми востребованными среди прочих. Диагонали экранов таких телевизоров начинаются с тех же скромных 12 дюймов, но у самых крупных моделей этот параметр может достигать значений больше 100 дюймов. Вес с подставкой достигает 5-10 кг для мелких представителей и вплоть до 20 кг для больших. При этом толщина изделий составляет всего лишь 3-5 см. Как правило, срок эксплуатации достигает порядка 15-20 лет. Потребление энергии было сокращено до 25-40 Вт/ч.
В основе принципа работы ЖК-телевизора лежит так называемый цианофенил или специальная вязкая жидкость из строго упорядоченных молекул. Посредством электрического поля на них подается ток. Под таким воздействием молекулы начинают одновременно перемещаться и поляризовать проходящий свет. Именно поэтому цианофенил назвали жидкими кристаллами, ведь у твердых в природе имеется аналогичное свойство.
Сами пиксели на ЖК-дисплее никогда не гаснут при работе, а только находятся в ожидании того, пока не будет подан следующий сигнал. Тогда молекулы начинают быстрое упорядоченное движение, а картинка мгновенно изменяется. Также принцип работы телевизора с такими кристаллами диктует одну из его главных характеристик — время отклика. Оно зависит от того напряжения, которое подается на панель: чем выше его значение, тем быстрее поворачиваются молекулы.
Телевизоры с LED-подсветкой
В данном случае рассматривается не очередная технология, а лишь способ усовершенствования жидкокристаллических ТВ. Зачастую маркетологи ошибочно выделяют их в отдельных вид и называют светодиодными, однако устройство и принцип работы телевизоров полностью аналогичен LCD-моделям за одним-единственным исключением. У данных ТВ яркость регулируется за счет наличия подсветки. Светодиоды потребляют на 40% меньше энергии по сравнению с обычными ЖК-телевизорами. Угол обзора в среднем равен 170 градусам.
Можно сказать, что за счет устранения эффекта мерцания и повышения уровня динамической контрастности LED-ТВ являются самым продаваемым вариантом моделей на основе LCD. Сама подсветка претерпела множество доработок и изменений и получила различные вариации, разнящиеся по цене и качеству. Общим является только тот момент, что применяются белые и RGB-светодиоды. Принцип работы телевизора в плане расположения подсветки заключается либо в ковровом покрытии по всей панели дисплея, либо только по краям экрана. Первый вариант является наиболее приемлемым, так как обеспечивает одновременно достаточную яркость и равномерность изображения.
Плазменные панели
Согласно аналитическим данным, подобные телевизоры имели достаточно высокую популярность для того, чтобы стать вторым номером после описанных выше LED-ТВ. Из технических параметров можно отметить большие диагонали от 40 до 100+ дюймов. Более мелкие модели делать попросту невыгодно из-за общей дороговизны производства. Отличаются легким весом не более 6-8 кг, широкими углами обзора до 180 градусов и весьма длительным сроком эксплуатации вплоть до 15-17 лет. Однако энергопотребление оставляет желать меньшего — от 70 до 160 Вт/ч.
В недавнем времени такие панели были признаны неконкурентоспособными по сравнению с отлично продающимися ЖК-телевизорами. Сложности заключались в невозможности вывода изображение выше FullHD, высокой стоимости и сильных перегревов при эксплуатации. Принцип работы плазменного телевизора базируется на формировании картинки посредством панели из стеклянных капсул со смесью инертных газов неона и ксенона внутри. На задней стенке такой ячейки располагается цветной RGB-слой люминофора. Каждый пиксель вмещает по три капсулы. Электроды подают электрический разряд, и ионизированный газ или плазма начинает излучать один из трех цветов, формирующих изображение.
Цифровой DVB-T2
Исследуя технологии функционирования современных ТВ, нельзя не упомянуть также о принципах работы цифрового телевизора как вещателя эфирного, кабельного или спутникового телевидения. Данные стандарты сокращенно называются DVB-T, DVB-C и DVB-S соответственно. Устройство модели должно включать в себя так называемый декодер или тюнер. Для каждого из стандартов нужен свой тип этого компонента ТВ.
Если же в модели не предусмотрено наличие какого-либо из вариантов, то докупается внешний ресивер или декодер. Сегодняшние телевизоры в подавляющем большинстве умеют принимать не только аналоговой, но и цифровой сигнал. Поэтому в большинстве случаев покупать дополнительное оборудование не нужно.
Телевизоры с 4К-разрешением
Аналитик Алан Крисп полагает, что за данными моделями будущее, однако в настоящем они еще не столько востребованы по причине относительно высокой стоимости и недостатка контента. Все модели с 4К-разрешением (3840 пикселей по горизонтали и 2160 — по вертикали) не меняют общих принципов работы современных телевизоров, выполненных по технологии жидких кристаллов и имеющих LED-подсветку.
Количество точек повышено в четыре раза по сравнению с FullHD, однако для того, чтобы заметить разницу, требуется соблюсти ряд условий при просмотре. К примеру, диагональ устройства должна быть относительно большой — не менее 40-50 дюймов, а садиться от панели рекомендуется в пределах 1,5-2 метров. В противном случае сложно будет обнаружить более высокую детализацию на экране.
Smart TV в телевизорах
В текущих реалиях программная начинка ТВ не менее важна, чем его аппаратное устройство. Smart TV или умное телевидение является технологией, присущей сугубо современным видам телевизоров. На таких моделях устанавливается какая-либо операционная система с имеющимся магазином приложений. Практически каждый ТВ при этом оснащается также модулем Wi-Fi и сетевым интерфейсом для связи устройства с интернетом и другими смарт-устройствами вроде мобильных телефонов и компьютеров.
Программное обеспечение обычно включает в себя предустановленные браузер, аудио- и видеопроигрыватель, полезные утилиты вроде прогноза погоды и курса валют, приложение для дублирования экрана и ряд фирменных утилит. Благодаря такому технологическому скачку изменению подверглись в некоторой степени даже пульты от ТВ. Для них добавили удобные навигационные джойстики, а их размер постарались минимизировать при возможности.
Технология 3D в телевизорах
При появлении в массовых устройствах производители сразу же разделились на два лагеря. Одни представляли модели с активным методом, при котором стекла на специальных очках попеременно закрывались со скоростью 20 мс, благодаря чему человек наблюдал стереоскопическое изображение. Другие же заявляли, что от такого способа появляются головные боли, а применять лучше всего пассивный вариант технологии, где картинка разбивалась на два полукадра, однако сильно страдала в детализации, потому как горизонтальное или вертикальное разрешение резалось в два раза.
Принцип работы современных телевизоров с 3D-изображением с тех пор не претерпел каких-либо изменений. Стоит отметить, что технология не нашла успеха у массового зрителя и была быстро забыта. В телевизорах последних лет в верхнем и среднем ценовом сегменте возможность просмотра трехмерного контента обычно отсутствует.
Особенности блоков питания ТВ
Данный узел включается в любое устройство. Как правило, блоки питания современных ТВ — импульсные. При этом найти принципиальную схему такого узла чаще всего весьма затруднительно. Считается, что этот элемент часто является причиной выхода всего телевизора из строя. Особенно это касается блоков, собранных на четырех транзисторах.
Если рассматривать особенности функционирования, то они достаточно просты и известны любому мастеру по ремонту. Принцип работы блока питания телевизора в данном случае строится на реализации вторичной мощности за счет применения дополнительных устройств, которые обеспечивают энергией схему. Сами БП преобразуют напряжение до необходимого плате ТВ уровня.
