TELEVİZYON YAYINLARI VE SİSTEM ÖZELLİKLERİ

Varılan sonuçlara göre, arz lyonosfer boşluk rezonatorü frekanslanndaki elektromagnetlk dalgalar, lyonosferln D tabakasına, hissedilir derecede girmeden, ara ile lyonosfer arasındaki boşluktan yayılmaktadır Bu bölgedeki elektron yoğunluğu, yayılmayı sağlamağa yetmektedir.

REFERANSLAR l Balser, M,, Wagner, C., Thunderstrom Excltatlon of the Earth - lonosphere Cavlty, Lincoln Lab. MİT

2. Chapman, P., Jones, D., Earth - lonosphere Cavlty Resonances and Effectlve lonospherlc . Parameters. Wheatstone Physlcs Research Laboratories.

3 C POLK

ALP Propagation and the Earth - lonosphere Resonant Cavlty Dept. Of. Electrlcal Englneerlng Dniversity of Rhode Island Klngston, Rhode Island.

4 J.R. WAlT Excltatlon of Modes at VLP in the Earth - lonosphere Wavegulde. Control Radlo Propagation Lab National Bureau of standards Boulder, Colo.

UDK: 621.397.3

Televizyon Yayınları ve Sistem Özellikleri

I. Giriş

Halen Türkiyede televizyon yayınları büyük halk kitlelerine sunulmuş değildir, fakat Ankara ve İstanbul'da bir kaç yıl içinde televizyon yayınlan tesis, edilecek ve ileride bu imkânlar yurdumuzun başka şehirlerinde de kazanılacaktır. Televizyon yayınlarının ve sistem özelliklerinin bu-. radaki açıklanmasında, bu imkânlara ilk malik o-lan bir kaç memleketteki çalışmalardan bahsetmek faydalı olacaktır.

II. Tarihçe

Amerika Birleşik Devletlerinde ilk televizyon lisansı Washington, D. C. civarında çalışan Charles F. Jenkins'e 1927 yılında verilmiştir. Daha önce resimlerin teller üzerinden yayınlanabileceği Amerikada Jenkins ve İngilterede John Baird tarafından gösterilmiştir, (1923). 1927 de Bell Telephone Laboratories New York -Washington arasında düşük nitelikte tel üzerinden resim yayınını göstermiştir. 1929 da ise göz için yayın maksadı ile 22 istasyona F. R. C. yetki vermişti, l, 500 Kc/s üstünde her hangi frekans verilebiliyor, fakat kısa bir zamanda 100 Kc/s band genişliği sınırı içinde, 2 - 2.5 Mc/s. ve 2.27 - 2.95 Mc/s kullanmak gerekiyordu. Güçleri 100 W ile 20 KW arasında değişiyordu. Ekseriyetle 5 KW idi. Resim kalitesi çok iptidai olup, yayınlar saniyede 20 resime inhisar ediyordu, (yani 100 Kc/s band içinde çift band yayını 100 Kc/s /20 = 5000 resim noktası). Resimler kare şeklinde ve 60 çizgi ile taranıyordu. Çağrı harfleri W2XBS olan National Broadcasting Co. istasyonu Haziran 1928 de ve W2XAX Columbia Broadcasting System, Temmuz 1931 de bu iptidai başlangıçtan lisans almışlardır. Bu istasyonlar

T. H. EVCİMEN

Y. Müh.-MarylandÜ.

2-2. l Mc/s bandından 66 - 72 Mc/s bandına ve 60 çizgiden 525 (Amerikan Standardı) çizgiye geliştiler. Televizyonda hakikî ilerleme, halen RCA Elektronik Araştırma Direktörü olan V. K. Zworvkin'in kendi icadı olan iconoscope patenti için müracaatı ile 1925 yılından sonra mümkün olmuştur.

Basit ve iptidaî resim yayınları 1933 de tamamiyle son buldu. Daha geniş band ve daha yüksek frekanslar kullanılmasının artık bir zaruret olduğu meyanda çıkmıştı. 43-46-48. 5-50,3 ve 60-80 Mc/s bantlarını kullanmak üzere Aralık 1931 de ilk lisans Los Angeleste Don Lee Broadcasting System e verildi. 1941 de bu istasyon, KTSL çağrı harfleri ile ticari bir istasyon oldu.

43-80 Mc/s bandında New York, Wheaton Maryland'de W3XC Jenkin'nin istasyonu, Boston, ve Pontiac - Michigan yeni lisanlar elde ettiler. Bu suretle 1936 da VHF 42-56-60-86 Me/s bandlan sahaya hakim oldular. 1937 de 6 Mc/s band genişliği ve 19 kanal ile 44 - 294 Mc/s standartlaşıyordu. 1950 yılında 6 Mc/s band genişliğinde 12 kanal, iki grup frekansta (54-88 Mc/s ve 174-216 Mc/s bandlarında) yer almıştır.

Amerikada Halkın görmesini gaye bilen televizyon yayınları 1936 da başlamıştır.

Bu sırada televizyon sahasında ingiltere ile Amerika arasında gayri resmi bir yarışma başladı. Oysaki gerek İngilterede ve gerekse Amerikada bu manada televizyon yayınları başlamadan önce Almanyada 441 çizgi ve takriben 200.000 resim elemanı neşreden (saniyede 25) resim televizyon yayınlan servesi geliştirilmişti. 22/Mart/1935 İngilterede ilk önce B. B. C. Alexandra Palace'da Londra Televizyon istasyonunun açılacağı ilân edilmişti. R C A New York'ta 29/H a z i r a n/ 1936 da 100 kadar mühendisi ile bir program dahilinde tecrübe yayınlarını takip etmek Üzere 343 çizgi, saniyede 30 resim ve ekseriyetle film gösterileri yapan yayınlara başladı. Kasım 6 da o sene, başına gösterilen televizyon ilk eğlence programı olarak çok heyecanla karşılandı. Fakat bundan dört gün önce Londrada Alexandra Palace muntazam yayın ile halk hizmetine' girmişti. Bu suretle Amerikan televizyonu ayni manada hizmete girmiş değildi ve beş sene de bu duruma gelemedi. İngilterede bu güne kadar 405 çizgi standardına bağlı kalındı. Bu gün için 625 çizgiye geçmenin kolay olmayacağına dair emareler çoktur, ve renkli televizyonun başlayacağı bu sıralarda ingiltere eski 405 çizgi standardına bir müddet daha bağlı kalabilir.

Şubat 1940da Federal Komünikasyon Komisyonu (FCC) 441 çizgi ve 4 Mc/s bandı kullanan ve 'mahdut' sayıda ticarî istasyonlara izin verdi. Fakat RCA'nın bu standard üzerinden daha çok sayıda ve ucuz televizyon alıcıları yapacağını ilân etmesi, resmî müsaade verilmeksizin Radyo İmalâtçıları Derneğinin televizyon standardını dondurması anlamına gelen bu hareketi üzerine FCC evvelce verdiği 'mahdut' müsaadeyi tamamiyle kaldırmasına sebep oldu. Amerikada bu durum Millî Televizyon Sistemi Komitesinin incelemelerde bulunmak ve standardı temelli bir şekilde kabul etmesine kadar (Haziran 1941) devam etti. Halk için televizyon Amerikada işte bu tarihten • sonra başladı. 1950 de ise Amerikada renkli televizyon konusu çok hareketli geçmişti. 1949 da başlayan muhtelif sistem demonstrasyonlan ve renkli televizyon konusunda görüşlerin dinlenmesi, üç esaslı prensibin ortaya çıktığını belirtmişti. Bir resmi tam renkleri ile yayınlamak için alan, -hat ve nokta - serileri tekrarı, üç esaslı rengin kullanılması metodları ortaya çıkmıştı. Federal Komünikasyon Komisyonu alan - seri metodunu arkalamış ve tecrübî alıcı cihazlarını tekrar plânlamak için imalâtçılara bir müddet bırakmıştı. İmalâtçıların bunda mutabakata varmamaları Komisyonun alan seri metodunun kabulüne sebep oldu. Bu mesele Amerikan Yüce Divanına (Supreme Court)'a aksetti. Ve 1950 de ticarî renkli televizyon durmuştu Tabiî renkli resimlerin televizyon ile naklinde karşılaşılan bir çok çeşitli teklifler üzerine Millî Televizyon Sistemi Komitesi bir standardlar tasarısı hazırlamaya koyuldu. Bu tasarı -hem imalâtçıları memnun edebilecek ve hem de FCC'ye tavsiye edilebilecekti. Hakikaten bu tasarı FCC tarafından 1953 de kabul edildi, bu evvelce tecrübe edilen portakal rengi-koyu mavi geniş band sistemi özelliklerine uyan bir sistemdir ve başka bir yazımızda incelenecektir. Bunun en büyük özelliği, renkli televizyon alıcılarının ayni zamanda siyah beyaz transmisyonları da aynı ayırd etmek kabiliyeti (resolution) ile titremeden alabilmesidir.

Teklif RCA tarafından 25 Haziranda yapıldı •NTSC bir ay sonra kabulünü tavsiye etti, ve FCC ise 17 Aralık 1953 de renkli televizyon standardını kabul etti.

III. Televizyonun Esasları

Televizyon sisteminin esas vasfı alıcı bir televizyon kamarası önündeki manzarayı seyircinin görme ekrarında aslına sadık olarak göstermesidir. Aslına sadık, veya yeteri kadar iyi bir görüntü hasıl edilmesi güç bir meseledir. Çünkü yalnız teknik değil, fakat ruhî ve fizyolojik hususların da hesaba katılması lâzımdır. Yıllarca televizyon ve sinama tatbikatından bir çok sorular artık cevaplandırılmıştır.

Görüntü - alıcı kamera önündeki bir sahnenin

seyirci karşısında en iyi şekilde belirtilmesi iki

taraflı bir problemdir. 1) İlk önce neyin en iyi re

sim olduğu belirtilmelidir, sonra 2) mevzuun en

iyi temsili için resim elemanları ile mevzu arasın-

•daki bağıntı ne olmalıdır? sorusu cevaplandırıl

ın alıdır.

,

Resim niteliğini münakaşa ederken sanat mülâhazalarını değil sadece teknik faktörleri tetkik edeceğiz. Bu faktörlerin bazıları şunlardır:

1) Büyüklük

2) uzunluk/genişlik veya dik ve yatay kenar oranı

3) belirlilik (definition) veya seçme kabiyeti

4) ton değeri (zıt siyah - beyaz ton)

5) parlaklık (karanlık veya aydınlık resim niteliği)

6) fuzulî gölgeler ve gürültü

7) konuya uygulanan kalın ve ince doku (grain)

Şimdi genel olarak denebilir ki, tekrar hasıl edilen bir resimin geometrik düzgünlüğü görüntü-pickup sistemi ile televizyon alıcısı tarama synchronism'in benzerliğine, ton değerlerine (zıtlık oranına), muhabere kanabna, yine alıcı resim elemanları parlaklık limitine bu faktörlerin seçme (resolution) kabiliyetince bağlıdır. Ayrıca fuzulî signal ve gürültü de bu beş faktöre bağlıdır. Bunu izah maksadı ile ana prensiplere döneriz.

Resim parlaklığı resim dahilinde yatay ve dik koordinatların ve zamanın devamlı bir fonk-. siyonudur. Parlaklık yayılımı (distribution) yalnız zamanın fonksiyonu olarak evvelden tahmin edilemez. Bunun neticesi olarak televizyonda olduğu gibi bir veya belirli sayıda kanal üzerinden resim tam olarak yayınlamak temel olarak, imkan-

. 77

sızdır. Mamafih, yayınlamasını istediğimiz resimde, gözün belirli ve sınırlı seçme kabiliyeti ve görüntünün uyarım devamlılığı yüzünden gözün fiziolojik olarak kabul edebileceğinden fazla bilgi (information) bulunduğu da bir gerçektir. Bu suretle gözün bu iki özelliğinden istifade ederiz. Sinema prensibini de burada hatırlamak faydalıdır.

Hareket eden bir resimin resim - noktalarına bölünerek yayınlanması birimsel (unique) bir çözüme sahip değildir. Tarama (scanning) metodu en pratik bir çözümdür. Bir resmin taranması sonsuz şekillerde yapılabilir meselâ ışınsal (radial) tarama, spiral tarama, sinüsoidal tarama. v.s.. Televizyonda ise daima yatay doğru boyunca

Muhabere kanalı resmin tekrar inşası için gereken bütün bilgiyi yayınlayabilecek band genişliğinde olmalı ve bu frekansları kapsamalıdır. - Bu çok önemli bir husustur. Eğer resim (n) resim noktası ile yayınlanıyorsa ve saniyede (N) resim taranıyorsa ve bir diğeri beyaz siyah olarak değin N şiyorsa. Signal frekansı f =—<jdir ve kabaca

bu yayınlanması gereken en yüksek frekanstır.

Resim frekansı N' ye kadar olan bütün frekanslar lâzım olacağından band

genişliği.

dir.

Af= nN

Hakikaten genel olarak saniyede nN bilgisini yayınlamak için frenkans band genişliği nN dir ve bu Hartley (1) kanunudur.

Şekil 1. 13 Çizgili iç-içe tarama rasteri Tek aatn çizgili taramada tıır of m çizgilere alan (field) ve bütün taranmış çizgilere de çerçeve (frame) denir 2 alan l çerçeve demektir. tarama kullanılır (Şekil 1). Tam bir televizyon yayını ve alışı beş esaslı kısımdan teşekkül eder (Şekil 2):

•İîSSu"

Şekil l Bir televizvon sisteminin yayın elemanları.

1) tarama örneği veya görüntü alanında raster (Lat. rastrum Al. Bildraster. Ing raster) 2) seyircinin alıcı ekranında tarama, 3) bulucu eleman 4) tekrar doğurucu nokta, ve nihayet 5) muhabere kanalı.

Elektronik televizyon bulucu eleman ve görüntü tarama raster'i kamera tüpü meselâ iconöscope veya görüntü-orthiconla katot ışınları ile raster üzerine magnatik saptırıcı sistem ile temin edilir. Alıcı da tekrar hasıl edilen nokta, seyir ekranı rasterinde Idnetcopa'ta bir elektron huzmesi ile temin edilir.

IV. Resim Niteliği

Resimlerin televizyon ile yayınlanmasına devam etmeden önce teknik bakımından yeteri derecede iyi bir resmin ne olabileceğini mümkün olduğu kadar belirtelim.

Büyüklük. En elverişli resim büyüklüğü, resme hangi mesafeden bakıldığına bağlıdır. Sinema perdelerinin g/u = 3/4 dik ve yatay kenarları oram en az 15 derecelik bir boylam açısı ile gözde karşılanmalıdır. Bu açı resim mesafesinin resim boyundan en az 4 defa büyük olması demektir. O halde 1.80 m gözün ekrana bakma mesafesi alınırsa g/u = 3/4 olan bir resim veya ekran yaklaşık olarak 47.5 x 62.5 cm büyüklüğünde olmalıdır. Mamafih bu kesin bir azami değer sayılmaz ve bu ebattan büyük ve küçük resimler tamamıyla maksada uygun görülmüştür.

Parlaklık. En iyi büyüklük gibi resme en iyi parlaklığı vermek de güçtür. Resim orta derecede aydınlatılmış bir odada gözü yormadan her türlü teferruatı görebileceğimiz bir parlaklıkta olmalıdır. Okumak için 10 foot-mum gerektiğine göre bu beyaz bir yüzeyin 8- 9 foot - lambert parlaklıkta olması demektir., Ortada derece aydınlatılmış bir odadaki ışık, resmin zıtlık niteliğinden kaybetmesine sebep olacağndan ortalama kinescope parlaklğı 10 foot - lambert olmalıdır, ve azamî parlaklık ta 30 - 50 foot - lambert'e yükselebilir.

Güzün ışığı seçme alt-üst sınırı çok geniştir. Karanlığa alınmış (scotopic) ve photopic görme için bu değer 108 kadardır. Normal photopic görme için soluk-parlak derinliği 10,000 olup çok daha azdır. Pek nadir olarak her hangi bir sahne 1000 parlaklık sınırını aşarsa da fotoğrafçılıkta 30 parlaklık derinliği iyi telâkki edilir.

(l) R V. L Hartley, "Transmission of Information' BSTJ Vol. 7, 1928.

RM.M. 77

Ton değer! (Contrast). Bir cismin muhiti ile zıt niteliği (contrast) umumiyetle şöyle tarif edilir.

Zıt nitelik = Pc — Pm Pm burada Pc cismin parlaklığı, Pm muhitin parlaklığıdır. Eğer Pc ve Pm birbirinden az fark h ise, Pm nin geniş ve çeşitli değerleri için, eğer, sabit

lakltğm logaritmasiyla oranlıdır. Bu yüzden meselâ esas görüntü il etekrar doğundan seyirci ekranındaki alınmış resim zıtlık niteliği bakımından mukayese edilirse, karşılıklı noktaların birer logaritmik parlaklık grafiği çizilir. Kanal çıkışı doğrusal ise ve kazancı da bir ise, parlaklığın grafiği bu iki yayınlanan ve alınan görüntü için 45 derecelik eğimli bir doğrudur (Şekil 5). Kazançtaki bir artfo.j

\u»m/&

Parlaklık rtr Şekil 3. Parlaklık artifina karşı

görme uyarımt.

bağıntısı gerçeklemiyorsa, parlaklığın artmasında duyulan aynı uyarım hissedilir. Bu Fechner kanunudur ve Şekil 3 de bu kanunun uygulandğı değerler gösterilmiştir. Bir kaç foot lambert'tan binlerce foot - lambert'e kadar ^P/P oranı parlaklığa hemen hemen bağlı değildir. Fechner kanununun carî olduğu sınır içersinde parlaklığı görme duyumu Şekil 4 de gösterildiği gibi par-

5. Parlaklık ve Zıt nitelik S aralığı O 2 kohtrasti . temsil ediyor, (b) doğrusunda (a) ya nisbetle kazanç ; 1/10 dur.

ma eğime tesir etmez fakat doğruyu alta ve yukarı doğru kaydırır. Bu suretle meselâ 0,2 kontrast 5'ya tekabül eder ve görüntü de aynı parlaklığa sahiptir (ordinat ve absis 45° doğruda ayni aralıkları verir.) Şimdi verilen bir kontrast değeri ortalama parlaklığa bağlı olmadan, sabit bir aralıkla temsil edilir. Şekil 6, A ve B noktalarında farklı olan ton değerlerini göstermektedir.

İ rt

O

1000 ClSlBU/e nibî «it|(k

•B

tortakltfc

Şekil 4. Parlaklığın fonksiyonu olarak Görme uyanm» 12

c fst'm

Şekil 6 Cisim ve Görüntüde Nisül zıtlık (kontrast)

B.M.M. 77

Belirlilik ve Seçme Kabiliyeti. Bir resmin b-e

lirlilik (definition) niteliği resmin kalitesini ta

yin eden faktörlerden en önemlisidir. Genel olarak kesin ve net olmayan bir resim maksata uy

gun değildir, bakılması güç ve yorucudur. Bir res

min netliği, gözlemi yapan ile resim arasındaki

uzaklığa bağlı kalır. Bir mesafeden kesin görü

nen bir resim daha çok yakından bakılırsa fena

halde bulanık görünür. Yani gözde teşkil edilen

açıya bağlıdır. Netlik ayni zamanda resmin par

laklığına bağlıdır, yani bulanık bir resmin az ışıkta net görünür. Nihayet, verilen bir parlaklık

la, yüksek zıtlık veya ton değerine sahip olan re

sim, alçak ton değerli bir resimden daha fazla

teferruat gösterir.

'

Netlik bir resim için nasıl tarif edilmelidir? Bunun için gözün seçme gücü, mesela bir birine yakın iki noktayı ancak iki nokta olarak seçebilecek açısal ayrılığı şekilde tarif edilebilir, iyi bir çalışma sayısı olarak bu acı l 1/2 dakikadır. Bu temel üzerine gözde 15 derecelik bir açı teşkil eden resim bu boyutta 600 kadar resim noktasına sahip olmalıdır. Hareket eden bir resim veya televizyon resmi bu kadar fazla resim noktasına ihtiyaç göstermez, ve göz dik doğrultuda 450 ilâ 500 resim noktası ile tamamen tatmin edilmiş olur.

Fuzuli Signal, (Spurious signal). Bir resimde tahammül edilebilecek fuzulî gölge veya parlaklık değişmesi tayini güçtür. Bu fuzulî etkiler Uç kısımda incelenir : 1) Parlaklıkta tedricî değişmeler (bunların monotonic olması gerekmez) bunlara gölgeleme deriz, 2) parlaklıkta anî ve kesin süreksizlik,3) resim elemanları veya noktaları büyüklüğüne yaklaşan ince dokulu tesadüfî değişmeler ki, bunlara gürültü diyoruz. Bilhassa ikinci tip parlaklık süreksizliği resimde hiç istenilmeyen bir etkidir, çünkü göz bu çeşit 'basamak' parlaklık süreksizliğine daha hassasdır. Yukarıda bahsedilen ilk iki etki giderilmesi elektrik elektronik ve optik tekniği ile mümkün olan etkilerdir. Buna mukabil, gürültü olarak adlandırdığımız parlaklığın rastgele değişimi verilen şartlar altında belirli bir sınırdan (seviyeden) aşağıya düşürülemez ve bu sebepten daha esaslı bir dert'tir. Bunu kavramak için, bir kare resim noktası (elemanı) düşününüz, bir kenarı h birim uzunlukta ve yayınlanan resmin bir noktası olsun. Elemanın parlaklığı da Pa olsun, bu alandan

L = haPa lüroen yayınlanır. Resme bakanın göz açınımı (aperture) A alanına sahip olsun ve resim noktasından d uzaklığında yer alsın. Göze giren ışık akısı (flux)

L' = n d»

L = Ah'Pa * d"

Fakat beyaz ışığın her lümen'i 1.3 X 1018 photon saniye radyasyonudur. Bu sebepten göze giren

d--N--- = --A--h--a-P--a-- , 1. .3x.lM01.8 p. ho. ton,/san.

dt

n d»

Vardır, veya eğer gözün uyarım devamlılığı

T saniye ise

Ah*TPa N =1,3x10»

photon göze girer.

Photonların yayınlanması tamamiyle tesadüfî olduğu için, bu N sayısında statistik bir değişme olur ki, bu sayının kare köküne eşit bir efektiv y/A Na" statistik değişme ile gösterilir.

- ,3 xio16 Ah2Pa l

Y

Gözün ışık hassaslığı, görme quantum verimi (randmanı) faktörü «nün analize katılması ile incelenir. Tecrübeler göstermiştir ki gözün parlaklıkta en küçük bir farkı seçebilmesi, göze varan photonlar s a y ı s ı n ı n , bu sayının tesadüfî değişiminin effective değerinin üç ilâ beş misli olması lâzımdır. Bu suretle,

1,3x10" Ah2 l «7 B

mlo

7t

Bir televizyon resminde bu tanıttığımız parlaklık değişmesine ilâveten, resmin alınmasından, yayınlanmasından, ve görüntünün tekrar hasıl edilmesinden ileri gelen değişmeler de vardır. Bu bütün elektrik devrelerinde müşterek o-lan ve menşei thermoionic emission olan 'shot effect' veya 'shot' gürültüsüdür.

Bu tip gürültü de benzer şekilde bir hal çaresine bağlanır. Meselâ, bir resmin parlaklığı 100 olsun, ve bir resim elemanından b ışık akısı birimi yayınlansın, ve maximum parlaklık da

Pm« = 100 b olsun

Şimdi eğer A Peff. = b bir resim elemanı için carî ise, ve bu resmin ortalama parlaklığı P = nb olmasına karşılık belirtildiği gibi bu son değerin "nb, veya (n + 1) veya (n—1) b olmasında hiç bir kat'iyet yoktur. Halbuki, 10 x 10 = 100 resim elemanından müteşekkil bir grup için toplam akı 100 nb ve effektive sapma = 10 b dir. (Ortalama parlaklıktan) nisbî sapma bir 10 faktörü kadar azalmıştır.

p

Signal/gürültü oranı ---- ^— olarak A ^rff tarif edilince, elde edilen tecrübelere göre bu oranın 25 veya 50 olması yüksek kaliteli bir resim için kifayet etmektedir.

(Devam edecefc)