DIGITAL MODULATION - டிஜிட்டல் மாடுலேஷன்

Picture tube - Introduction

Picture tube என்பது ஒரு சிறப்பு வகை cathode ray tube ஆகும். இதில் உள்ள face plate அனது television receiver-க்கான screen ஆக செயல்படுகின்றது. ஒரு monochrome picture tube ஆனது ஒரு funel வடிவம் கொண்ட tube-ஐயும் மற்றும் ஒரு electron gun-ஐயும் கொண்டிருக்கும். Electron gun ஆனது electron beam-ஐ உருவாக்குகின்றது. இந்த beam ஆனது positive anode voltage காரணமாக screen-ஐ நோக்கி accelerate செய்யப்படுகிறது. Screen-ஐ உருவாக்குவதற்கு, face plate-ன் உட்பகுதியானது ஒளிரக்கூடிய தன்மை கொண்ட பொருளால் பூசப்படுகின்றது. Electrostatic focussing மூலம் electron beamஆனது phosphor screen-ஐ நோக்கி focus செய்யப்படுகிறது. Tube-ன் கழுத்துப் பகுதியில் வெளிப்புறமாக அமைந்துள்ள magnetic coil ஆனது electron beam மீது magnetic deflection-ஐ ஏற்படுத்தி electron beam-ஐ deflect செய்து முழு picture பகுதியையும் scan செய்ய வைக்கின்றது.

ஒரு colour picture tube ஆனது ஒரே glass envelope-ல் மூன்று electron gun-களைக் கொண்டிருக்கும். இதில் உள்ள screen ஆனது red, green மற்றும் blue என்கிற colour phosphopr-களை vertical stripe-களாக (செங்குத்தான கோடுகளாக அல்லது trios-களாகக் கொண்டிருக்கும். Pickup tube-ல் நடைபெறுகின்ற scanning செயல் காரணமாக வழக்கமான முறையில், அதற்குரிய intensity-க்கு தகுந்தவாறு VR. V@ மற்றும் Vg என்கிற signal-கள் கிடைக்கப் பெறுகின்றது. இந்த signal-கள் modulation மற்றும் transmission-க்கு முன்பாக சரியான முறையில் process செய்யப்படுகிறது.

Monochrome Picture tube

Construction

electrostatic focussing முறையையும் மற்றும் magnetic deflection முறையையும் கொண்டிருக்கும். Deflection coil-கள், சிறப்பாக design செய்யப்பட்ட yoke வடிவில் tube-ன் கழுத்துப் பகுதியில் வெளிப்புறமாக வைக்கப்பட்டிருக்கும். Coil-களுக்கு ஒரே நேரத்தில் vertical current-கள் மற்றும் horizontal scanning கொடுக்கப்படுகின்றது. இதன் காரணமாக electron beam ஆனது horizontal மற்றும் vertical திசைகளில் ஒரே நேரத்தில் scan செய்து raster-ஐ உருவாக்குகின்றது. Composite video signal ஆனது tube-ல் உள்ள cathode-grid circuit-ச் கொடுக்கப்பட வேண்டும். இது electron beam-ஐ modulate செய்து screen-னில் brightness மாற்றங்களை ஏற்படுத்துகின்றது. இதன் காரணமாக screen-னில் நேரத்தை பொறுத்து bit-bit ஆக picture ஆனது திரும்பவும் உருவாகின்றது.

Picture tube-ல் பயன்படுத்தப்படுகின்ற முக்கியமான பகுதிகள் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.

 i) Electron gun 
 ii) Focussing anode 
 iii) Deflection coils 
 iv) Final anode 
 v) Phosphor screen 
 vi) External conductive coating 

Electron gun

Electron gun unit ஆனது heater coil, control grid (G,), accelerating grid (G2) மற்றும் focussing grid (G) ஆகியவற்றினைக் கொண்டிருக்கும். Cathode ஆனது cylinder வடிவில் இருக்கும். இது nickel மற்றும் thoriated tungston ஆகியவற்றினால் உருவாக்கப்பட்டிருக்கும். இதன் முனையானது barium அல்லது strontium oxide கொண்டு பூசப்பட்டிருக்கும். இது filament மூலம் indirect முறையில் heat செய்யப்படுகிறது. எனவே cathode ஆனது heat செய்யப்படுகின்ற போது போதுமான அளவு எண்ணிக்கை கொண்ட electron-கள் cathode-ல் இருந்து வெளிவருகின்றது.

Cathode (K)-ஐ அடுத்து tube -க்கான அச்சியில் control grid (G,)ஆனது cathode-ஐ சுற்றி cylinder வடிவில் அமையப் பெற்றிருக்கும். இதன் நடுப்பகுதியில் ஒரு சிறிய துவாரம் இருக்கும். இதன் வழியாக electron-கள் வெளியேறுகின்றது. Cathode-ஐப் பொறுத்து control grid-க்கு negative potential ஆனது கொடுக்கப்படுகின்றது. இதன் மூலம் cathode-ல் இருந்து வெளியேறுகின்ற electron-களின் அளவுகள் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

Control grid-ஐ அடுத்து accelerating grid (G2) மற்றும் focussing grid (G) என்பன இருக்கும். இவைகளுக்கு cathode-ஐப் பொறுத்து positive voltage கொடுக்கப்படுகின்றது. அனைத்து grid-களும், cathode மற்றும் heater element-களும் picture tube-ன் base pin உடன் இணைக்கப்பட்டிருக்கும்.

Electrostatic focussing

Picture tube-ல் electrostatic focussing முறையைப் பயன்படுத்தி electron beam ஆனது focus செய்யப்படுகிறது. Accelerating grid-க்கு கொடுக்கப்படுகின்ற positive voltage ஆனது control grid-ஐத் தாண்டி cathode வரை அமையப் பெற்றிருக்கும். இதன் மூலம் உருவாகின்ற electrostatic field ஆனது electron beam-ல் உள்ள அனைத்து electron-களையும் ஒன்றாக்கி P என்கிற புள்ளியில் குவிக்கின்றது. இது முதல் electrostatic lens-க்கான செயல் எனப்படும்.

இரண்டாவது lens அமைப்பில் screen grid (G2)-ம் மற்றும் focussing grid (G3)-ம் ஈடுபடுகின்றது. அதாவது முதல் cross over point-ஐ தாண்டி வருகின்ற போது electron-கள் மீண்டும் பிரிந்து செல்வதற்கு வாய்ப்புள்ளது. இதனை இரண்டாவது lens அமைப்பானது குவித்து screen-ல் மெல்லியதாக focus செய்கின்றது. இதற்காக focus anode ஆனது முதல் anode-ஐ விடவும் பெரிய விட்ட அளவினைக் கொண்டிருக்கும், மற்றும் இதற்கு அதிக voltage கொடுக்கப்பட வேண்டும்.

இத்தகைய அமைப்பின் காரணமாக cross over point-ஐ தாண்டி வருகின்ற போது electron-கள் பிரிந்து விடாமல் ஒன்றாக சேர்க்கப்பட்டு tube-ல் உள்ள axis வழியாக பயணிக்கின்றது. இம்முறையின் மூலம் electron-கள் ஒன்று சேர்ந்து அடுத்த புள்ளியை உருவாக்க வேண்டும். Grid-களுக்கு கொடுக்கப்படுகின்ற voltage-ஐ சரியாக தேர்வு செய்வதன் மூலம், இரண்டாவது cross over point ஆனது picture tube-ல் உள்ள screen-ல் ஏற்படுகின்றது.

Beam deflection

Electron beam-ஐ horizontal மற்றும் vertical திசைகளில் deflect செய்வதற்கு, magnetic deflection-க்காக இரண்டு இணையான deflection coil-கள் தேவைப்படுகிறது. இவைகள் அமைக்கப்பட்டிருக்கும் Beam axis-க்கு மேல் மற்றும் அடிப்பக்கங்களில் இருக்கின்ற இணையாக coil-கள் horizontal deflection-ஐ செயல்படுத்துகின்றது. இடது மற்றும் வலது பக்கங்களில் அமைத்துள்ள மற்றொரு இணையான deflection coil-கள் சேர்ந்து vertical deflection-ஐ ஏற்படுத்துகின்றது.

இந்த இரண்டு, இணையான coil-களும் சேர்ந்து ஒன்றாக காணப்படும். அந்த அமைப்பானது deflection yoke என அழைக்கப்படும். இரண்டு coil-களுக்கும் ஒரே நேரத்தில் deflection current-கள் கொடுக்கப்படுகின்ற போது, tube-ன் உட்புறமாக ஏற்படுகின்ற magnetic field காரணமர்க electron beam ஆனது செங்குத்தான displacement-ஐ ஏற்படுத்துகின்றது. இதனால் ஏற்படுகின்ற ஒட்டுமொத்த field ஆனது electron-களை force செய்து beam axis மற்றும் deflection field ஆகியவற்றிற்கு right angle-லில் deflect செய்கின்றது.

உண்மையிலேயே deflection coil-கள் saddle வடிவில் wound செய்யப்பட்டிருக்கும். நான்கு coil-களும் ஒரே assembly-ல் அமையப்பெற்றிருக்கும். அந்த அமைப்பானது deflection yoke எனப்படும்.

Final anode section

Final anode ஆனது tube உடன் சேர்ந்து காணப்படும். இது electron beam-க்கு தேவையான velocity மற்றும் energy ஆகியவற்றினைக் கொடுக்கின்றது. அதாவது graphite material-யினால் உருவாக்கப்பட்ட, கருப்பாக உள்ள இந்த coating ஆனது final anode ஆக செயல்படுகின்றது. இந்த coating ஆனது aquadag coating எனப்படும். இது 15 KV என்கிற அளவு உள்ள supply உடன் இணைக்கப்படுகிறது. Screen மூலம் ஏற்படுகின்ற secondary electron-கள் aquadag coating மூலம் சேகரிக்கப்படுகின்றது.

Screen phosphor

பொதுவாக Sulphide, sulphate மற்றும் phosphate compound-களாக இருக்கின்ற zinc மற்றும் cadmium என்கிற light metal-கள் phosphor chemical-களாக செயல்படுகின்றது.) இந்த material ஆனது மிகச்சிறிய அளவு கொண்ட particle-களாக process செய்யப்பட்டு face plate-ன் உட்பகுதியில் பூசப்படுகின்றது, அதிக velocity கொண்ட electron-கள் phosphor-ல் மோதுகின்ற போது அதன் atom-த்தை excite செய்கின்றது. இதன் காரணமாக அதற்குரிய spot ஆனது fluoresces ஆகி light-ஐ emit செய்கின்றது.

இதில் பயன்படுத்தப்படுகின்ற chemical-களின் phosphorescent characteristics காரணமாக, screen spot-ல் இருந்து beam ஆனது சென்ற பிறகும் கூட ஒரு சிறிது நேரத்திற்கு அந்த spot ஆனது ஒளிருகின்றது. இவ்வாறு ஏற்படுகின்ற after flow ஆனது persistance எனப்படும், Average brightness-ஐ அதிகரிப்பதற்கும் மற்றும் flicker தன்மையை குறைப்பதற்கும் medium persistance ஆனது பொருத்தமாக இருக்கும்.

Screen burn

Screen burn என்பது TV screen-னின் நடுப்பகுதியில் ஏற்படுகின்ற பாதிப்பாகும், இது pioture tube-ல் உள்ள electron beam காரணமாக ஏற்படுகின்றது. TV set-ஐ உடனடியாக Switch OFF செய்கின்ற போது, EHT capacitor ஆனது discharge ஆகுவதற்கு முன்பாக deflection ஆனது நீக்கப்படுகின்ற நிலையில் TV screen-ன் நடுப்பகுதியில் screen burn உருவாகின்றது. Beam current-ன் அளவு குறைவாக இருப்பதன் காரணமாக இது அதிக time constant மதிப்பினைப் பெற்றிருக்கும்,

G, G மற்றும் time base supply-க்கான circuit-களின் time constant ஆனது போதுமான அளவிற்கு அதிகமாக இருக்க வேண்டும். இதன் காரணமாக TV set ஆனது switch OFF செய்யப்பட்ட பின்பு deflection முடிவதற்கு முன்பாக EHT capacitor-ஐ discharge செய்வதற்கு போதுமான beam current ஏற்படுகின்றது.

Aluminized screen

அனைத்து picture tube-களிலும் phosphor screen-ன் உட்புற பகுதியானது ஒரு மெல்லிய aluminium layer கொண்டு பூசப்பட்டிருக்கும். பொதுவாக இந்த aluminized layer ஆனது அதிக voltage கொண்ட anode coating உடன் இணைக்கப்படுகிறது. Aluminized screen-னின் நன்மைகள் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது.

i) Aluminium layer கரணமாக phosphor-ல் இருந்து வெளிவருகின்ற light-ன் அளவு 2. பங்கு அதிகரிக்கின்றது.

ii) lons-களில் இருந்து energy-ஐ பெற்றுக் கொள்வதன் காரணமாக, phosphor coating ஆனது பாதிக்கப்படுவது தடுக்கப்படுகிறது.

(iii) இது high anode supply உடன் இணைக்கப்பட்டிருப்பதன் காரணமாக screen-ல் இருந்து emit செய்யப்படுகின்ற secondary electron-களை collect செய்வதற்கு உதவி புரிகின்றது.

(iv) Back scatter செய்யப்படுகின்ற light-ஐ தடுப்பதன் காரணமாக picture-ன் contrast தன்மையை அதிகரிக்கச் செய்கின்றது.

Colour Picture tubes

Colour television-னில் உள்ள picture tube-ன் screen ஆனது red, green மற்றும் blue என்கிற primary colour-க்கான phosphor-களைக் கொண்டு பூசப்பட்டிருக்கும். இந்த மூன்று phosphor-களும் ஒன்றில் இருந்து மற்றொன்று தனித்துக் காணப்படும். ஒவ்வொரு colour phosphor-ம் television receiver-ன் மூலம் திரும்ப உருவாக்கப்படுகின்ற electron beam-க்கான intensity-ன் அடிப்படையில் energize செய்யப்படுகிறது.

Electron gun-ன் அமைப்பைப் பொறுத்தும் மற்றும் screen-ல் phosphor ஆனது அமையப்பெற்றுள்ள தன்மையைப் பொறுத்தும் மூன்று வகையான picture tube-கள் கிடைக்கப் பெறுகின்றது.

அவையாவன,

i) Delta gun colour picture tube

ii) Guns -in line அல்லது Precision -in line (PLL) colour picture tube

iii) Single gun or Trintron colour picture tube

Delta gun colour picture tube

இந்த tube ஆனது முதன் முதலில் Radio Corporation of America (RCA) மூலம் உருவாக்கப்பட்டது. இது ஒவ்வொரு phosphor-க்கும் தனித்தனியாக என தனித்தனியாக உள்ள மூன்று colour phosphor-களைக் கொண்டிருக்கும். இதில் உள்ள மூன்று gun-களும் ஒன்றில் இருந்து மற்றொன்று 120° என்கிற இடைவெளியில் அமையப்பட்டிருக்கும். இவைகள் tube-ன் axis-ஐ நோக்கி சிறிது சாய்வாக காணப்படும்.

இந்த tube-ல் உள்ள screen-னில் மூன்று colour phosphor-களும் தனித்தனியாக dot வடிவிலும் மூன்றாக சேர்ந்து triad வடிவிலும் காணப்படும். ஒவ்வொரு phosphor dot-ம் ஒவ்வொரு primary colour-க்காக அமைக்கப்பட்டிருக்கும். Picture tube-ன் அளவைப் பொறுத்து இந்த triad-கள் வரிசையாக அமைக்கப்பட்டிருக்கும். அதாவது 1,00,000 என்கிற எண்ணிக்கையில் dot-களைக் கொண்டிருந்தால் 333,000 என்கிற எண்ணிக்கையில் triad-கள் glass face plate-ல் deposit செய்யப்பட்டிருக்கும்.

Screen-னில் இருந்து 1 செ.மீ தொலைவில் பின்புறமாக ஒரு மெல்லிய metal sheet அமையப் பெற்றிருக்கும். இந்த அமைப்பானது shadow mask எனப்படும். அதாவது screen-ல் உள்ள triad-களின் எண்ணிக்கையில் shadow mask-ல் hole-கள் அமையப் பெற்றிருக்கும். ஒரு triad-க்கு ஒரு hole என்கிற அளவில் இருக்கும். ஒரு hole வழியாக செல்கின்ற electron beam ஆனது shadow mask-ல் உள்ள அதற்குரிய hole வழியாகத்தான் செல்ல வேண்டும். Shadow mask கொண்ட aperture grille இருப்பதன் காரணமாக, அதை தாண்டி 20% அளவு electron-கள் மட்டுமே செல்ல முடியும். மீதமுள்ள 80% electron-of current energy 60 shadow mask- heat loss-ஐ ஏற்படுத்துகின்றது.

இதில் உள்ள ஒட்டுமொத்த colour-ன் தன்மையானது ஒவ்வொரு beam-க்கான intensity-ஐப் பொறுத்தும் மற்றும் bombard ஆகின்ற phosphor-ன் தன்மையைப் பொறுத்தும் இருக்கும். ஒரே ஒரு beam மட்டுமே ON நிலையில் இருந்தால் அதற்குரிய colour phosphor மட்டுமே excite ஆகி அந்த colour-ஐ வெளிப்படுத்தும். இப்பொழுது raster-ல் அந்த colour மட்டுமே தெரியும். அதே போன்று ஒரு beam-ஐ cutoff செய்துவிட்டு மீதமுள்ள இரண்டு beam-களை மட்டுமே ON செய்தால், அதற்குரிய இரண்டு colour phosphor-களும் excite ஆகி,

அந்த இரண்டு colour-ம் சேர்ந்து அதற்குரிய complementary colour ஆனது screen-னில் தெரியும். மூன்று gun-களும் ஒரே நேரத்தில் செயல்பட்டால், அவற்றின் intensity அளவிற்கு தகுந்தவாறு screen-னில் light shade-கள் கிடைக்கப் பெறும். அனைத்து beam-களும் cut-off நிலையில் இருந்தால், எவ்வித excitation-ம் ஏற்படாமல் screen ஆனது black ஆக காட்சியளிக்கும்.

சிறப்பான முறையில் colour purity ஆனது கிடைக்க வேண்டுமென்றால் raster-ல் beam-க்கான இடமானது எங்கே இருந்தாலும் ஒவ்வொரு beam-ம் அதற்குரிய phosphor dot-ன் நடுப்பகுதியில் விழ வேண்டும். இதனை சரியான முறையில் செய்வதற்கு purity magnet என அழைக்கப்படுகின்ற வட்ட வடிவ magnet அமைப்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

Drawbacks

i) Convergence செய்வது கடினம்

ii) Screen முழுவதற்கும் focus ஆனது sharp ஆக இருக்க முடியாது.

ii) Mask-ன் electron transparency அளவு குறைவாக இருக்கும்.

Trintron colour picture tube

Trintron அல்லது three-in-line cathode என்கிற colour picture tube ஆனது 1970-ஆம் ஆண்டுவாக்கில் Japan-ல் உள்ள SONY corporation மூலம் உருவாக்கப்பட்டது. இது ஒரே ஒரு gun-ஐக் கொண்டிருக்கும். இதில் மூன்று electrode-கள் line ஆக அமையப் பெற்றிருக்கும். இதில் உள்ள மூன்று phosphor-க்கான triad - களும் செங்குத்தான கோடு (vertical stripe) வடிவில் அமைந்திருக்கும்.

ஒவ்வொரு stripe-ம் செ.மீ-ல் ஆயிரத்தில் ஒரு பங்கு அளவு அகலத்தைக் கொண்டிருக்கும். Mask போன்று ஒரு metal aperture grille ஆனது screen-க்கு மிக அருகில் அதன் பின்புறமாக. அமையப் பெற்றிருக்கும். இதில் ஒவ்வொரு phosphor triad-க்கும் தகுந்தவாறு vertical slot இருக்கும். இந்த grille-ஐ எளிதாக உற்பத்தி செய்யலாம் மற்றும் இதன் electron transparency அளவானது வேறு colour picture tube-களை விடவும் அதிகமாக இருக்கும்.

Beam மற்றும் mask அமைப்பு, அதற்குரிய கட்டமைப்பு மற்றும் focussing தகவல்களைக் கொண்ட Trintron tube ஆனது கொடுக்கப்பட்டுள்ளது. மூன்று beam-களும் ஒரு electrostatic lens அமைப்பின் மூலம் bent செய்யப்பட்டு lens அமைப்பின் மூலமாக ஒரே இடத்திற்கு அனுப்பப் படுகிறது. Beam ஆனது ஒரு பொதுவான focus plane-ஐக் கொண்டிருப்பதன் காரணமாக முழு picture பகுதியிலும் சிறப்பாக focus செய்யப்பட்ட sharp ஆக உள்ள image ஆனது கிடைக்கப்பெறுகின்றது. இதன் காரணமாக convergence பிரச்சினைகள் குறைகின்றது. எனவே இதற்கு குறைவான adjustment-கள் போதுமானது.

Advantages

i) Electron transparency அளவு அதிகம்

ii) Beam-கள் ஒரே line-ல் இருப்பதால் எளிதாக convergence செய்துக் கொள்ளலாம்.

iii) அதிக brightness கொண்டது.

Degaussing

Degaussing என்பது demagnetizing எனப் பொருள்படும். இது metal-கள் magnetize ஆகின்ற போது, அதில் உள்ள magnetic flux-ஐ நீக்குகின்றது. Colour receiver-களில் steel chasis shadow mask-ஐக் கொண்டுள்ள உட்புற frame மற்றும் shadow mask ஆகியவைகள் magnetism-த்தை உருவாக்குகின்ற நிலைக்கு ஆளாகின்றது. இத்தகைய magnetic field-கள் picture tube beam-ல் உள்ள electron-களின் பாதையை பாதிப்படையச் செய்கின்றது. இதன் காரணமாக colour purity error-கள் ஏற்படுகின்றது

இத்தகைய பிரச்சினை காரணமாக loud speaker, toy-கள் மற்றும் magnet-களைக் கொண்டுள்ள பிற பொருட்களை colour receiver-ல் இருந்து சிறிது தள்ளி வைக்க வேண்டும். இருந்தாலும் earth-க்கான magnetic field-ஐ நீக்க முடியாது. இத்தகைய பிரச்சினைகளை களைவதற்கு சிறப்பு தன்மை வாய்ந்த degaussing coil-கள் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த coil-கள் 50Hz main supply-ல் இருந்து supply-ஐப் பெற்று strong magnetic field-ஐ உருவாக்குகின்றது. இதன் சராசரி மதிப்பானது '0' ஆக இருக்க வேண்டும். இந்த அமைப்பானது screen-க்கு அருகில் கொண்டு வரப்பட்டு பின்பு மெதுவாக நீக்கப்படுகின்றது. இதன் காரணமாக அதில் தங்கியுள்ள magnetic field ஆனது நீக்கப்படுகிறது.

Automatic degaussing

இம்முறையில், receiver ஆனது turn ON செய்யப்படுகின்ற ஒவ்வொரு நேரமும் picture tube ஆனது தானாகவே demagnetize செய்யப்படுகின்றது. இதில், ஒரு set ஆகக் கொண்ட degaussing coil-கள் உருவாக்கப்பட்டு உட்புறமாக screen-ன் நான்கு பக்கங்களிலும் வைக்கப்படுகின்றது. இந்த coil ஆனது ஒரு posistor வழியாக 220 V main உடன் Marta Doosistor Coundi இணைக்கப்படுகிறது.

Posistor dui positive temperature coefficient கொண்ட ஒரு resistor ஆகும். Cold-ன் போது இது short ஆகின்றது. Degaussing current-யினால் heat செய்யப்படுகின்ற போது இதன் resistance மதிப்பு அதிகரிக்கின்றது. இதன் காரணமாக TV set ஆனது switch ON செய்யப்படுகின்ற போது மிக அதிக அளவு கொண்ட current ஆனது flow ஆகின்றது, இருந்தாலும் இந்த circuit ஆனது

Related Posts