Televisión

Antecedentes

Entre los desarrollos técnicos que han llegado a dominar nuestras vidas, la televisión es seguramente uno de los diez primeros. En los Estados Unidos, más del 98% de los hogares poseen al menos un televisor y el 61% recibe televisión por cable. El hogar medio ve la televisión durante siete horas al día, lo que ayuda a explicar por qué las entidades informativas, deportivas y educativas, así como los anunciantes, valoran el dispositivo para la comunicación.

El dispositivo que llamamos televisión es en realidad un receptor de televisión que es el punto final de un sistema de transmisión que comienza con una cámara o transmisor de televisión y requiere una red complicada de transmisores de transmisión que utilizan torres terrestres, cables y satélites para entregar el original. imagen a nuestras salas de estar. La imagen de la televisión estadounidense, ya sea en blanco y negro o en color, consta de 525 líneas horizontales que se proyectan en pantallas con una relación de ancho a alto de cuatro a tres. Por métodos electrónicos, se escanean en la pantalla 30 imágenes por segundo, cada una dividida en estas líneas horizontales.

Historial

El desarrollo de la televisión se produjo durante varios años, en muchos países, y utilizando una amplia aplicación de las ciencias, incluida la electricidad, la ingeniería mecánica, el electromagnetismo, la tecnología del sonido y la electroquímica. Ninguna persona inventó la televisión; en cambio, es una recopilación de invenciones perfeccionadas por una feroz competencia.

Los productos químicos conductores de electricidad fueron algunos de los primeros descubrimientos que llevaron a la televisión. El barón Ȯns Berzelius de Suecia aisló el selenio en 1817, y Louis May de Gran Bretaña descubrió, en 1873, que el elemento es un fuerte conductor eléctrico. Sir William Crookes inventó el tubo de rayos catódicos en 1878, pero estos descubrimientos tardaron muchos años en fusionarse en el terreno común de la televisión.

Paul Nipkow de Alemania fabricó el primer televisor crudo en 1884. Su sistema mecánico usaba un disco de escaneo con pequeños orificios para recoger fragmentos de imágenes e imprimirlos en un tubo de selenio sensible a la luz. Un receptor reensambló la imagen. En 1888, W. Hallwachs aplicó células fotoeléctricas en cámaras; Los rayos catódicos fueron demostrados como dispositivos para reensamblar la imagen en el receptor por Boris Rosing de Rusia y A. A. Campbell-Swinton de Gran Bretaña, ambos trabajando independientemente en 1907. Innumerables pioneros de la radio, incluido Thomas Edison, inventaron métodos para transmitir señales de televisión.

John Logie Baird de Escocia y Charles F. Jenkins de los Estados Unidos construyeron los primeros televisores verdaderos en la década de 1920 combinando el disco de escaneo mecánico de Nipkow con amplificadores de tubo de vacío y células fotoeléctricas. La década de 1920 fue la década crítica en el desarrollo de la televisión porque varias corporaciones importantes, incluidas General Electric (GE), Radio Corporation of America (RCA), Westinghouse y American Telephone &Telegraph (AT&T) comenzaron una seria investigación sobre televisión. En 1935, los sistemas mecánicos para transmitir imágenes en blanco y negro fueron reemplazados por completo por métodos electrónicos que podían generar cientos de bandas horizontales a 30 cuadros por segundo. Vladimir K. Zworykin, un inmigrante ruso que primero trabajó para Westinghouse y luego RCA, patentó un tubo de cámara electrónico basado en el tubo catódico. Philo T. Farnsworth y Allen B. Dumont, ambos estadounidenses, desarrollaron un tubo captador que se convirtió en el receptor de televisión doméstico en 1939.

El Columbia Broadcasting System (CBS) había entrado en la refriega de la televisión en color y luchó con RCA para perfeccionar la televisión en color, inicialmente con métodos mecánicos hasta que se pudo desarrollar un sistema de color totalmente electrónico. A lo largo de la década de 1940 aparecieron transmisiones rivales, aunque el progreso se vio frenado tanto por la Segunda Guerra Mundial como por la Guerra de Corea. La primera transmisión en color de CBS el 25 de junio de 1951, contó con Ed Sullivan y otras estrellas de la cadena. Las transmisiones comerciales de televisión en color estaban en marcha en los Estados Unidos en 1954.

Materias primas

El televisor consta de cuatro conjuntos principales de partes, que incluyen el exterior o la carcasa, la recepción de audio y el sistema de altavoces, el tubo de imagen y una masa complicada de componentes electrónicos que incluyen dispositivos de entrada y salida de cables y antenas, una antena incorporada en la mayoría de los conjuntos. , un receptor de control remoto, chips de computadora y botones de acceso. El control remoto o "clicker" puede considerarse un quinto conjunto de partes.

La carcasa del conjunto está fabricada en plástico moldeado por inyección, aunque todavía hay disponibles armarios de madera para algunos modelos. Los metales y plásticos también componen el sistema de audio. El tubo de imagen requiere vidrio de precisión, recubrimientos químicos fluorescentes y accesorios electrónicos alrededor y en la parte posterior del tubo. El tubo se sostiene dentro de la carcasa mediante soportes y tirantes moldeados en la carcasa. Las antenas y la mayoría de las conexiones de entrada y salida están hechas de metal, y algunas están recubiertas con metales especiales o plástico para mejorar la calidad de la conexión o aislar el dispositivo. Los chips, por supuesto, están hechos de metal, soldadura y silicio.

Soporte de disco de escaneo prismático fabricado por C. Francis Jenkins en 1923. (De las colecciones del Museo Henry Ford y Greenfield Village.)

Para sorpresa de la mayoría de la gente, la transmisión de televisión comenzó casi 25 años antes del final de la Segunda Guerra Mundial. John Logie Baird, en Inglaterra, y C. Francis Jenkins, en los Estados Unidos, hicieron demostraciones públicas de televisión en 1925. A diferencia de los televisores electrónicos de la posguerra, estos primeros sistemas utilizaban métodos de escaneo mecánico.

Jenkins hizo contribuciones significativas a la investigación de la transmisión óptica durante la década de 1920. Durante 1922-23, construyó escáneres mecánicos de discos prismáticos para transmitir imágenes. Estos escáneres enfocaban y refractaban la luz a través de prismas molidos en los bordes de los discos de vidrio superpuestos. A medida que los discos giraban, un punto de luz escaneaba horizontal y verticalmente a través de una superficie sensible a la luz. Esto generó señales eléctricas necesarias para la transmisión. En 1922 Jenkins envió facsímiles de fotografías por teléfono, y al año siguiente transmitió imágenes del presidente Harding y otros por radio con un escáner mejorado. Sin embargo, a diferencia de la televisión, estas primeras pruebas solo enviaron imágenes fijas.

Jenkins transmitió públicamente imágenes en movimiento con su equipo en 1925. Su primera transmisión de 10 minutos mostró en silueta los movimientos de un pequeño molino de viento en funcionamiento. En 1931, tenía estaciones de televisión experimentales operando en Nueva York y Washington D.C. Vendió equipos de receptor a aquellos que deseaban ver sus transmisiones y alentó la participación de aficionados. Con otras empresas, Jenkins contribuyó a un pequeño "boom" de televisión mecánica de corta duración. En 1933, sin embargo, la mala calidad de imagen del escaneo mecánico convenció a los grandes fabricantes de buscar las posibilidades de las tecnologías electrónicas, y la era de la televisión mecánica terminó.

Erik Manthey

Diseño

El diseño de la televisión requiere la participación y el trabajo en equipo de una serie de ingenieros de diseño. Audio, video, plásticos, fibra Diagrama de un receptor de televisión. Los ingenieros en óptica y electrónica participan en la conceptualización de un nuevo diseño de televisión y las características técnicas y de ventas que lo distinguirán. Un nuevo diseño de televisión puede tener una o muchas aplicaciones nuevas de tecnología como características. Es posible que solo sea de un tamaño diferente de un modelo existente, o puede incluir una variedad de características nuevas, como un sistema de sonido mejorado, un control remoto que también controla otros dispositivos de entretenimiento y una pantalla o imagen mejorada, como el negro plano. pantallas que han ingresado al mercado recientemente.

Los planes conceptuales para el nuevo conjunto son elaborados por el equipo de ingeniería. El concepto puede cambiar y volver a dibujarse muchas veces antes de que el diseño se apruebe preliminarmente para su fabricación. Luego, los especialistas en ingeniería seleccionan y diseñan los componentes del conjunto, y se hace un prototipo para probar el diseño. El prototipo es esencial, no solo para confirmar el diseño, apariencia y función del conjunto, sino también para que los ingenieros de producción determinen los procesos de producción, mecanizado, herramientas, robots y modificaciones a las líneas de producción de fábrica existentes que también deben diseñarse. o modificado para adaptarse al nuevo diseño propuesto. Cuando el prototipo pasa rigurosas revisiones y la dirección aprueba su fabricación, se elaboran planos detallados y especificaciones para el diseño y la producción del modelo. Las materias primas y los componentes fabricados por terceros se pueden pedir, la línea de producción se puede construir y probar, y los primeros juegos pueden comenzar su recorrido por la línea de ensamblaje.

El
proceso de fabricación

Vivienda

• 1 Casi todas las carcasas de televisores están fabricadas en plástico mediante el proceso de moldeo por inyección, en el que se fabrican moldes de precisión y se inyecta plástico líquido a alta presión para llenar los moldes. Las piezas se desprenden de los moldes, se recortan y se limpian. Luego se ensamblan para completar la carcasa. Los moldes están diseñados para que los soportes y soportes de los distintos componentes formen parte de la carcasa.

Tubo de imagen

• 2 El tubo de imagen de televisión, o tubo de rayos catódicos (CRT), está hecho de vidrio de precisión que tiene una forma que tiene una placa ligeramente curvada en la parte frontal o en la pantalla. También puede tener un tinte oscuro agregado al vidrio de la placa frontal, ya sea durante la producción del vidrio o por aplicación directamente en el interior de la pantalla. Las placas frontales más oscuras producen un contraste de imagen mejorado. Cuando se fabrica el tubo, una suspensión acuosa de fósforo se permite que los productos químicos se asienten en el interior de la placa frontal, y luego este recubrimiento se recubre con una película delgada de aluminio que deja pasar los electrones. El aluminio sirve como espejo para evitar que la luz rebote en el tubo.

  El vidrio para tubos de imagen es suministrado por un número limitado de fabricantes en Japón y Alemania. Las cantidades de vidrio de la calidad necesaria para los tubos de imagen son limitadas, y la aparición de equipos de pantalla grande ha creado una escasez en esta parte de la industria. Las pantallas grandes también son muy pesadas, por lo que las pantallas planas que utilizan pantallas de cristal líquido con dirección de plasma (PALC) se desarrollaron en la década de 1980. Esta tecnología de plasma de gas utiliza electrodos para excitar capas de neón u óxido de magnesio, por lo que liberan radiación ultravioleta que activa el fósforo en la parte posterior de la pantalla del televisor. Debido a que el gas está atrapado en una capa delgada, la pantalla también puede ser delgada y liviana. Los televisores de proyección utilizan dispositivos de microespejos digitales (DMD) para proyectar sus imágenes.

  Una máscara de sombra con 200.000 agujeros se encuentra inmediatamente detrás de la pantalla de fósforo; los orificios están mecanizados con precisión para alinear los colores emitidos por tres haces de electrones. Los mejores tubos para imágenes de hoy en día tienen máscaras de sombras que se fabrican a partir de una aleación de níquel-hierro llamada Invar; Los conjuntos de menor calidad tienen máscaras de hierro. La aleación permite que el tubo funcione a una temperatura más alta sin distorsionar la imagen, y las temperaturas más altas permiten imágenes más brillantes. También se han agregado elementos de tierras raras al revestimiento de fósforo dentro del tubo para mejorar el brillo.

  Los electrones son disparados por tres cañones de electrones metálicos tubulares que se colocan cuidadosamente en el cuello, o extremo estrecho, del tubo. Después de que los cañones de electrones se colocan dentro del tubo, el tubo de imagen se evacua casi al vacío para que el aire no interfiera con el movimiento de los electrones. La pequeña abertura en la parte posterior del tubo está sellada con un enchufe eléctrico que se colocará cerca de la parte posterior del aparato. Un yugo de deflexión, que consta de varias bobinas electromagnéticas, se coloca alrededor del cuello del tubo de imagen. Las bobinas provocan pulsos de alto voltaje para dirigir los haces de electrones de barrido en la dirección y velocidad adecuadas.

Sistema de audio

• 3 La carcasa también contiene accesorios para altavoces, cableado y otras partes del sistema de audio. Los altavoces suelen ser fabricados por un fabricante especializado según las especificaciones del fabricante del televisor, por lo que se montan en el set como componentes o subconjunto. Los controles de sonido electrónicos y los circuitos integrados se ensamblan en paneles en el conjunto a medida que viaja a lo largo de la línea de ensamblaje.

Los electrones son disparados por tres cañones de electrones metálicos tubulares colocados en el cuello o extremo estrecho de la imagen. tubo. Después de que los cañones de electrones se colocan dentro del tubo, el tubo de imagen se evacua casi al vacío para que el aire no interfiera con el movimiento de los electrones. Un filtro de selección de color con 200.000 agujeros se encuentra inmediatamente detrás de la pantalla del televisor; los orificios están mecanizados con precisión para alinear los colores emitidos por tres haces de electrones.

Componentes electrónicos

• 4 Cuando el tubo de imagen y los altavoces de audio y los accesorios se ensamblan en el equipo, se agregan otros elementos electrónicos en la parte posterior del equipo. Las antenas, las tomas de cable, otras tomas de entrada y salida, los componentes electrónicos para recibir señales de control remoto y otros dispositivos son preparados por contratistas especializados o como subconjuntos en otro lugar de la línea de ensamblaje. Luego se montan en el conjunto y se cierra la carcasa.

Control de calidad

Como ocurre con todos los dispositivos de precisión, el control de calidad para la fabricación de la televisión es un proceso rígido. Las inspecciones, las pruebas de laboratorio y las pruebas de campo se realizan durante el desarrollo de los prototipos y durante la fabricación, por lo que el televisor resultante no solo es tecnológicamente sólido, sino que también es seguro para su uso en hogares y negocios.

Subproductos / Residuos

No hay subproductos de la fabricación de la televisión, aunque muchos otros dispositivos forman parte de la "familia" de la televisión y, a menudo, son producidos por el mismo fabricante. Estos incluyen el control remoto, monitores de computadora, grabadoras de video (VCR), reproductores de discos láser y una gran cantidad de dispositivos que pueden requerir un diseño y componentes compatibles. Se producen televisores especializados para algunas industrias, incluidos estudios de televisión e instalaciones de transmisión móvil, hospitales y para aplicaciones de vigilancia para la seguridad pública y el uso en lugares inaccesibles o peligrosos.

Los desechos pueden incluir metales, plásticos, vidrio y productos químicos. Los metales, plásticos y vidrio se aíslan y reciclan a menos que hayan sido tratados o revestidos especialmente. Los productos químicos se supervisan y controlan cuidadosamente; a menudo, se pueden purificar y reciclar, por lo que se puede minimizar la eliminación de desechos peligrosos. Los planes de residuos peligrosos están en vigor en todas las etapas de fabricación, tanto para minimizar las cantidades de residuos como para proteger a los trabajadores.

El futuro

El futuro de la televisión es ahora. La televisión de alta definición (HDTV) fue desarrollada por Japanese Broadcast Corporation y se demostró por primera vez en 1982. Este sistema produce una imagen con calidad de película utilizando una imagen de 1.125 líneas en una pantalla de formato "buzón" con un ancho de 16 a nueve para relación de altura. Se están perfeccionando pantallas planas de alta calidad adecuadas para HDTV utilizando una película de diamante sintético para emitir electrones en la primera aplicación de diamantes sintéticos en componentes electrónicos. Otros desarrollos en el receptor incluyen conectores enchapados en oro, un interruptor de polaridad interno en pantallas grandes que compensa el efecto del campo magnético de la Tierra en la recepción de imágenes, accesorios para eliminar fantasmas en la pantalla, la máscara de sombra Invar para mejorar el brillo y amplificadores de audio. . La tecnología de pantalla de cristal líquido (LCD) también avanza rápidamente como alternativa a la engorrosa pantalla de televisión. Los chips de computadora surtidos agregan funciones como etiquetado de canales, visualización de tiempo y datos, movimientos de intercambio y congelación, control de canal parental, pantallas táctiles y una variedad de opciones de navegación de canales.

La televisión digital del futuro permitirá al espectador manipular el ángulo de la cámara, comunicarse con el comentarista deportivo y empalmar y editar películas en la pantalla. También será posible la TV bidireccional. Las pantallas actuales pueden usarse gracias a cajas convertidoras que cambian la señal analógica que actualmente energiza los fósforos en la parte posterior de la pantalla de su televisor a señales digitales que están sujetas a menos distorsión y son el lenguaje de las computadoras. La tecnología informática permitirá entonces un mundo de manipulación de los datos, así como la transmisión de seis veces más datos.

El futuro de la fabricación de televisores puede estar en cualquier lugar menos en los Estados Unidos. El treinta por ciento de todos los televisores fabricados por empresas japonesas se fabrican en fábricas en México. Las propias fábricas pronto estarán produciendo híbridos en los que la televisión, el monitor de la computadora y el teléfono son una sola unidad, aunque este desarrollo requerirá mejoras adicionales en la compatibilidad entre máquinas que hablan lenguaje analógico versus digital y la creación de puentes de PC a video. . Prueba de la posibilidad de este futuro integrado existe ahora en el acceso a Internet que ahora está disponible a través de convertidores de cable de televisión y la pantalla de televisión del salón.