Интеллектуальные сенсоры

Радиотелевизионные сенсоры

Показывать лекцию целиком

Цель лекции: объяснить слушателям, почему радиотелевизионные сенсоры целесообразно выделить в отдельный подкласс интеллектуальных радиосенсоров, и ознакомить с принципами их работы и возможностями. Объяснить, почему мобильные телефоны 3–4-го поколений отнесены в подкласс радиотелевизионных сенсоров. Помочь разобраться в широкой палитре радиотелевизионных тюнеров и ресиверов. Ознакомить с принципами работы кабельных модемов. Дать представление о возможностях и преимуществах цифрового, полиэкранного и интерактивного телевидения, об используемых для этого радиотелевизионных сенсорах, о мультимедийных персональных компьютерах и смартфонах.

14.1. Тюнеры

Радиотелевизионные сенсоры отличаются от других радиосенсоров тем, что воспринимают намного более значительные объемы более динамичной и сложнее форматированной информации. Поэтому их стоит выделить в отдельный подкласс радиосенсоров.

К радиотелевизионным интеллектуальным сенсорам принадлежат известные всем телевизоры. В их конструкции можно выделить несколько основных функциональных блоков. Это, во-первых, телевизионный экран, на котором воссоздаются воспринимаемые нами изображения; во-вторых – это звуковой или акустический блок, который обеспечивает звуковое сопровождение изображений. В-третьих, это пульт управления, с помощью которого мы можем выбирать режимы работы телевизора ; в-четвертых – телеприемник. Далее – это антенна или входной телевизионный кабель, через который в телеприемник попадает входной высокочастотный сигнал; затем – блок питания и корпус с входными, выходными гнездами и ручками управления, переключения и настройки.

14.1.1. Радиотюнеры

Из всех этих блоков радиочувствительными элементами являются, собственно говоря, лишь телеприемник и антенна. Их задача – воспринять распространяющиеся в окружающем пространстве или через телевизионный кабель высокочастотные электромагнитные колебания, выделить из них сигналы одного нужного телевизионного канала, поддерживать точное "слежение" именно за этим каналом, усилить до стандартного уровня сигналы этого канала, выполнить их демодуляцию, получить стандартный видеосигнал и передать его в блоки воспроизведения изображения и звукового сопровождения.

Радиосенсоры, которые выполняют подобные функции, принято называть " тюнерами " (от англ. tuner, происходящего от глагола tune – налаживать, настраивать). Так называли уже и входные (до выхода усилителя низкой частоты) блоки радиоприемников. Эти блоки для высококлассных аудиосистем нередко изготовляли и применяли как отдельное устройство – "тюнер". Устройства воспроизведения звука приобретались отдельно. Это могли быть просто наушники или громкоговоритель, но чаще всего с тюнерами использовали высококачественные звуковые колонки.

Например, на фотографии рис 14.1 показан радиотюнер Parasound T3, который обеспечивает высококачественный прием FM и АМ радиоканалов, в том числе и стереопередач.

(рис 14.1) Внешний вид FM/AM, стереотюнера Parasound T3

Имея в своем составе микропроцессор и дисковую память, этот тюнер может запомнить названия и частоты до 60 избранных пользователем фаворитных радиостанций, автоматически настраиваться на каждую из них, показывать её название и частоту на своем индикаторе. По заданию пользователя он может записывать радиопередачи указанной длительности. Включать нужную радиостанцию и регулировать звук можно дистанционно через инфракрасный пульт управления. При габаритных размерах 438x350x92 мм, тюнер обеспечивает соотношение сигнал/шум свыше 74 дБ для FМ каналов и свыше 45 дБ для АМ каналов.

Некоторые другие современные FM/АМ тюнеры, например, NAD C422 выполняют еще и функцию "радиотекст". Она состоит в том, что наряду с аудиоинформацией автоматически принимается, расшифровывается и выводится на дисплей тюнера текстовая информация. Это могут быть: название передачи, которая в данный момент звучит на канале, время её начала и окончания; сведения о ведущем или об авторах передачи; программа трансляций данной радиостанции; короткие сообщения о погоде; штормовые и автодорожные предупреждения и т.п.

14.1.2. Аналоговые ТВ тюнеры

Для нужд телевидения тюнеры изготовляют, продают и применяют в виде отдельных устройств значительно чаще, чем для нужд радиотрансляции. Их называют телевизионными тюнерами или сокращенно ТВ тюнерами. Сначала разрабатывались и выпускались ТВ тюнеры для аналогового телевидения, которые поддерживают все форматы телепередач – PAL, SECAM и NTSC. Обработка высокочастотных радиосигналов в таких тюнерах (выделение нужного канала, усиление и преобразование его частоты в стандартную промежуточную частоту, обычно 38,9 МГц) происходит в аналоговых селекторах, усилителях и преобразователях частоты с использованием резонансных LC-контуров. Как и в радиоприемниках, на нужную частоту их настраивают, как правило, путем изменения напряжения на элементах с регулируемой емкостью – так называемых "варикапах", а для перехода с одного частотного диапазона в другой – переключают катушки индуктивности. Например, при изменении обратного напряжения на варикапе от 1 В до 30 В его емкость уменьшается от 200 пФ до 20 пФ, что изменяет резонансную частоту LC-фильтра от 45 МГц до 200 МГц. Современные "всеволновые" ТВ тюнеры обеспечивают прием сигналов в довольно широком диапазоне частот от 45 МГц до 800 МГц. Выход ТВ тюнеров рассчитан на воспроизведение изображений на разных экранах, в том числе и на больших плазменных экранах, а звука – с помощью высококачественных звуковых колонок.

В состав аналогового ТВ тюнера входят также схемы автоматической аналоговой регулировки коэффициента усиления, слежение за вариациями частоты выбранного телеканала, усилитель стандартной промежуточной частоты, и т.п. Как правило, аналоговые ТВ тюнеры позволяют принимать как эфирные, так и кабельные телетрансляции, а часто – также и радиопередачи FM и АМ диапазонов.

Аналоговые ТВ тюнеры, в состав которых входят микропроцессор и устройство памяти, способны выполнять и много дополнительных сервисных функций. Например, запомнить и по Вашему заданию автоматически находить один из десятков отобранных Вами телевизионных и радиоканалов; поддерживать функции "телетекст" и "радиотекст"; блокировать просмотр определенных передач или каналов детьми или другими лицами, которые не знают пароля; автоматически включать и выключать теле- или радиотрансляцию в заданное пользователем время и прочие.

Среди них имеются и довольно интересные. Например, мобильный ТВ тюнер G-WWT-1201B фирмы Gee fourth Corporation (Япония), имея размеры 110x69x26 мм и массу лишь 125 г (рис 14.2), обеспечивает эфирный прием практически всех телеканалов. Он позволяет записывать до 3 часов видео во встроенную флэш-память на 512 мегабайт, в том числе по заранее заданному пользователем расписанию. Принимать, смотреть и записывать телепередачи на малогабаритном экране можно в дороге и в полевых условиях.

(рис 14.2) Мобильный ТВ тюнер G-WWT-1201B с малогабаритным экраном. Справа показан тюнер в увеличенном виде

14.1.3. Компьютерные ТВ тюнеры

Применение микропроцессоров и микросхем АЦП в ТВ тюнерах открыло дорогу к созданию компьютерных ТВ тюнеров – интеллектуальных сенсоров, которые позволяют принимать и воспроизводить телепередачи на экранах (мониторах) компьютеров. Обычно выделяют 3 группы компьютерных ТВ тюнеров:

  • " встроенные " или "внутренние", которые устанавливают в системный блок компьютера в виде дополнительной электронной платы;
  • " автономные " или "внешние", которые представляют собой самостоятельное устройство, к видеовыходу которого для просмотра телепередач прямо подключают VGA монитор компьютера;
  • " внешние ", имеющие достаточно быстрый канал информационного обмена с компьютером.
  • Каждая из этих групп имеет свои преимущества и недостатки, поэтому они рассчитаны на разных пользователей и на разные нужды.

    Встроенные (внутренние) компьютерные ТВ тюнеры являются самыми дешевыми, не нуждаются в отдельном корпусе, так как их устанавливают в системный блок самого компьютера. Они становятся одним из его внутренних устройств, работают под присмотром его операционной системы и соответствующей программы-драйвера. Особенно простыми по конструкции стали они, когда начался серийный выпуск полупроводниковых ВЧ микросхем, специализированных для приема телевидения и аппаратного сжатия видеоданных по стандартам MPEG-1/2/4, – например, от фирм Microtune Inc., Philips Electronics, Xceive Inc. и т.д.

    Для примера на рис 14.3 показана плата внутреннего компьютерного ТВ тюнера AVerTV Studio Model 507. Он обеспечивает высокое качество приема телепередач, воспроизведение видеозаписей, позволяет индивидуально подобрать оптимальные параметры изображения для каждого канала. Тюнер AVerTV Studio Model 507 предоставляет возможность качественного приема FM радиостанций, в том числе и стереозвуковых передач, позволяет делать цифровые видеозаписи и звукозаписи. Его программное обеспечение поддерживает такие функции, как изменение масштаба телевизионного изображения, воспроизведение этого изображения в отдельном окне, "телетекст", режим "тime shift", автоматическое самовыключение в заданный момент времени и т.п.

    (рис 14.3) ТВ тюнер AVerTV Studio Model 507

    Недостатками встроенных ТВ тюнеров является то, что они не защищены от помех и шумов, возникающих внутри системного блока, а также то, что для доступа к ним надо вскрывать корпус компьютера.

    Пример "автономного" компьютерного ТВ тюнера показан на рис 14.4. Его размеры 158x113x24 мм, масса 272 г. Он принимает телепередачи, обрабатывает их, перекодирует и позволяет смотреть телевидение в форматах PAL, SECAM и NTSC без включения компьютера, используя лишь его монитор (http://www.aver.com.tw). Это может быть любой монитор со входом VGA, в том числе, и большая плазменная панель или проектор с названным входом. Тюнер AVerMedia AverTV TV Box9 поддерживает разрешающую способность до 1280x1024 пикселей. Для прослушивания звукового сопровождения, в том числе и стерео, к его аудиовыходам можно присоединить звуковые колонки или наушники. А входной сигнал он может брать не только от антенны, но и от кабеля, видеомагнитофона, видеокамеры, игровой приставки. Управлять тюнером можно и на расстоянии – с помощью дистанционного пульта.

    (рис 14.4) Автономный ТВ тюнер AVerMedia AverTV TV Box9

    Выпускается много и других моделей внешних автономных ТВ тюнеров (Neovo TV-02, Kworld LCD TV BOX, FlyTV-Box и т.п.). Все они обеспечивают отличное качество приема телепередач, освобождают от необходимости беспокоиться о драйверах и о прочем программном обеспечении, просты в использовании и обслуживании. Но стоимость их намного превышает стоимость внутренних компьютерных ТВ тюнеров. И вдобавок они не обеспечивают возможность выделения и запоминания интересных видеокадров из телепередач, их нельзя подключить к портативному компьютеру.

    Среди группы внешних ТВ тюнеров, соединяемых с компьютером через канал информационного обмена, наиболее распространенными являются сейчас тюнеры, которые используют быстродействующий порт USB 2.0. Их и называют " ТВ USB-тюнерами ". Через такой порт их очень просто соединить как с обычным компьютером, так и с ноутбуком. Они могут обеспечить и выделение отдельных видеокадров, и просмотр записей из видеомагнитофона, и много других функций. Но они дороже внутренних ТВ тюнеров и несколько проигрывают автономным тюнерам в качестве приема телепередач.

    Одним из примеров таких "внешних" ТВ тюнеров является показанный на рис 14.5 тюнер MaxSelect DVD2Go, который вмещается на ладони взрослого человека. На одной его стороне (рис 14.5 вверху слева) находятся кнопка включения, ИК сенсор сигналов от дистанционного пульта управления, аудиовыходы, вход видеомагнитофона, видеокамеры или другого источника видеоинформации (S-Video). С противоположной стороны (рис 14.5 вверху справа) размещены порт USB2.0, вход телевизионного кабеля (от антенны или от кабельной сети) и шнур электропитания. Для инсталляции тюнера в компьютер записывают сопровождающее программное обеспечение (драйверы и программы DVD Encoder и DVD Plus 2.0) и соединяют порты USB2.0.

    (рис 14.5) Портативный компьютерный ТВ тюнер MaxSelect DVD2Go; снизу - изображение на экране компьютера после запуска программы управления тюнером

    Изображение и звуковое сопровождение при просмотре телепередач через этот тюнер отстают от реального эфира на 1-2 с, что связано с буферизацией. Последняя нужна, во-первых, для того, чтобы исключить прерывание изображения в случае загруженности компьютера другими срочными задачами, которые выполняются одновременно с просмотром. А во-вторых, это позволяет реализовать функцию "Time Shift", которая состоит вот в чем. Если Вас отвлекло от интересной передачи какое-то срочное дело, с помощью этой функции Вы сможете потом продолжить просмотр этой передачи с того же самого кадра или даже из предыдущих кадров с задержкой до 90 мин.

    Телепередачи можно записывать в пяти разных форматах, запоминать и сохранять отдельные кадры или видеосюжеты. С помощью программы DVD Plus 2.0 записанное видео можно редактировать и переводить в разные форматы, необходимые, например, для пересылки через Интернет. Можно вырезать и удалить рекламу, малоинтересные эпизоды, ввести или отредактировать субтитры, наложить свыше сотни разных эффектов.

    Еще меньшие размеры имеет внешний компьютерный ТВ USB-тюнер VideoMate U880, (90x26x11 мм, масса 40 г), созданный инженерами компании Compro Technology (рис 14.6). Он, правда, имеет и несколько меньшие возможности, чем предыдущий.

    14.2. ТВ ресиверы

    В период перехода от аналогового телевидения к высоконадежному и качественному цифровому, аналоговые ТВ тюнеры стали постепенно отходить в прошлое. Вместе с тем электронные компании разработали и стали выпускать комбинированные ТВ тюнеры, рассчитанные на прием как аналогового, так и цифрового телевидения.

    Постепенный переход к цифровому телевидению создал предпосылки для перехода стран всего мира на единый универсальный телевизионный стандарт. Но, к сожалению, воспользоваться этой возможностью не удалось.

    (рис 14.6) Внешний компьютерный ТВ USB-тюнер VideoMate U880

    Европа разработала свой проект "Digital Video Broadcasting" (DVB) с четырьмя стандартами цифрового телевидения: DVB-T (для наземных эфирных передач), DVB-C (для трансляции через кабель), DVB-S (через спутник) и DVB-H (для телевидения повышенной четкости). А в США принят стандарт ATSC, в котором предусмотрено 18 форматов телевидения, в том числе шесть – для телевидения повышенной четкости (HDTV) [].

    Интеллектуальные сенсоры для приема цифрового телевидения становятся настолько сложными, многофункциональными, настолько качественно отличаются от прежде знакомых ТВ тюнеров по своим возможностям, что все больше людей используют для них новое обозначение "ТВ ресиверы". Поскольку цифровое телевидение в быту начинало свой путь от кабельного и спутникового телевидения, то ТВ ресиверы разрабатывались, в первую очередь, для них. Сначала это были небольшие приставки к аналоговым телевизорам (их называют " цифровой декодер ", "homecast" и т.п.). Они принимают высокочастотные радиосигналы кабельного цифрового телевидения, выделяют из них сигналы именно нужного телевизионного канала (или радиоканала), усиливают их, выполняют фильтрацию, демодуляцию, декодирование и формируют видеосигналы, понятные аналоговому телевизору. Наряду с этим они выполняют и целый ряд сервисных функций:

  • формируют на экране телевизора многоязычное экранное меню (язык – по выбору пользователя) и выполняют выбранное из меню пожелание пользователя;
  • обеспечивают быстрый поиск и переключение каналов;
  • позволяют пользователю создать свой список фаворитных каналов и упростить их выбор;
  • поддерживают вывод на экран телетекста и субтитров.
  • Они могут работать также как

  • электронный "телевизионный гид";
  • "родительский замок" (блокирование отдельных программ или передач от нежелательного просмотра детьми);
  • автоматически обновлять через ТВ кабель свое программное обеспечение;
  • автоматически выключать телевизор в указанный момент времени и т.п.
  • В качестве примера развитого комбинированного ТВ ресивера укажем модель Homecast S8000CIPVR (рис 14.7). В его состав входят 2 независимых ТВ тюнера, что обеспечивает возможность просмотра одного телевизионного канала с одновременной записью другого или одновременный просмотр двух разных каналов в режиме "кадр в кадре".

    (рис 14.7) Комбинированный ТВ ресивер Homecast S8000CIPVR

    Ресивер может принимать аналоговые и цифровые, кабельные и эфирные, наземные и спутниковые телевизионные каналы. Он имеет порт USB2 и может передавать через него телевизионные программы на компьютер. Через специальный выход SCART он может выдавать так называемый "компонентный сигнал" и транслировать телепередачи на плазменные панели больших размеров. Матричный индикатор на передней панели позволяет выводить на нее не только цифры, но и названия каналов и другую информацию в буквенном виде. По желанию пользователя в ресивере может быть установлен жесткий диск памяти на 40-250 Гб, что предоставит возможность записывать на него выбранные фильмы и другие телепрограммы. Потом их можно редактировать, в том числе, например, ставить отметки в начале наиболее интересных фрагментов и перемещаться именно на эти отметки при просмотре. Становится доступным ускоренное или, наоборот, замедленное воспроизведение видеосюжетов, рассматривание и запоминание стоп-кадров и т.п.

    Среди других комбинированных ТВ ресиверов можно назвать Compro VideoMate DVB-T300, AVerTV Hybrid+FM Cardbus и прочие.

    Все больше ТВ ресиверов способны поддерживать прием телевидения повышенной четкости с разрешающей способностью 1280x720 и 1920x1080 пикселей.

    Цифровое телевидение несет много новых возможностей, которые уже начинают реализоваться с помощью новых ТВ ресиверов. Все шире применяется создание на телевизионном экране (рядом с основным изображением) дополнительных "окон", в которых может подаваться разнообразная информация: пояснения к текущей передаче, например, статистические или справочные данные при трансляции спортивных соревнований; самое интересное на соседних каналах; полиэкранное изображение; информация о погоде; рекламные объявления и т.п.

    Стал возможным прием "интерактивного" телевидения. На рис 14.8, например, показан один из кадров такого телевидения. В нескольких "окнах" предлагается меню разных опций (выборов одного из возможных дальнейших действий). Из этого меню зритель может выбрать любой пункт, и тогда на экране будет транслироваться соответствующий подраздел информации – в отдельном окне или на весь экран. Для этого в радиотелевизионной передаче "смешивается" одновременная трансляция многих сюжетов, из которых ТВ ресивер выделяет лишь указанные Вами. В любой момент можно вернуться к главному меню и по своему желанию активизировать другую опцию.

    (рис 14.8) Кадр из телепередачи "TV Interaktiv" немецкого телеканала RTL. Главное меню со многими "окнами" и опциями

    Следующим логическим шагом в развитии ТВ ресиверов стала разработка так называемых " мультимедийных персональных компьютеров ". В их состав входят тюнеры и модемы, которые позволяют принимать радио- и радиотелевизионные трансляции из всех доступных источников, входить в Интернет, на ряд информационных web-страниц, не только принимать любую видео- и аудиоинформацию, но и отправлять свою. Возможности такого компьютера в приеме-передаче информации ограничиваются только имеющимися подключениями и программным обеспечением.

    Строго говоря, это – уже не область интеллектуальных сенсоров, а область компьютеров и компьютерных сетей.

    14.3. Мобильные телефоны 3-4-го поколения

    Ныне во всем мире происходит переход на сети мобильной сотовой связи третьего поколения (3G), которые рассчитаны не только на голосовое общение и пересылку коротких сообщений, но и на поддержку беспроводного Интернета, пересылку больших информационных файлов и электронной почты. Главное отличие сетей 3G – это скорость передачи цифровых данных, которая достигла уже 3 Мб/с. Первой страной, где введены сети 3G, стала Япония. Третье-четвертое поколение мобильных телефонов можно отнести уже к подклассу радиотелевизионных интеллектуальных сенсоров, так как и они принимают большие объемы динамичной и сложно форматированной информации, сопоставимой с той, которая принимается ТВ тюнерами.

    Один из примеров мобильных телефонов этого поколения типа SGH-E500 фирмы Samsung Electronics (масса 85 г, размеры 85x45x21 мм) изображен на рис 14.9. Слева он показан в закрытом виде, справа – в раскрытом.

    (рис 14.9) Мобильный телефон SGH-E500

    Он может работать на частоте 1,9 ГГц, принимать и передавать SMS-, EMS-, MMS-сообщения, электронную почту, музыку. Этот "мобильник" имеет интегрированный МР3 плейер, встроенную 1,3 мегапиксельную цифровую видеокамеру, внутреннюю память на 80 Мб и интерфейс USB, позволяет пересылать видеосообщения в форматах MPEG4 и H263. Оборудован двумя цветными дисплеями: внутренним – на 176x220 пикселей и внешним – на 80x64 пикселей. Может выполнять много дополнительных функций "органайзера" (часы, будильник и т.п.).

    На рис 14.10 показан еще один мобильный телефон этого же поколения Sony-Ericsson W710i. Он имеет память на 1000 телефонных контактов, встроенную цифровую фотокамеру с разрешающей способностью 1632x1224 пикселей, возможность принимать FM-радиопередачи, прослушивать полифонические мелодии, скачивать из Интернета электронные игры, выполнять функции диктофона и много других полезных функций.

    Мобильные телефоны эволюционируют в смартфоны, которые умеют работать с документами, делать цифровые фотографии, записывать и воспроизводить видео- и аудиофайлы, хранить довольно большие объемы данных, соединяться с Интернетом, выполнять функции модема и факса, органайзера, о которых речь уже шла выше. В английском языке " смартфон " означает "умный телефон". Это – мобильный телефон, дополненный функциями карманного компьютера.

    (рис 14.10) Мобильный телефон Sony-Ericsson W710 со встроенной цифровой фотокамерой

    В отличие от обычного мобильного телефона смартфон, как и компьютер, имеет свою операционную систему. В зависимости от записанных в него программ пользователь может значительно расширять и изменять функции своего смартфона.

    На рис 14.11показан смартфон iPhone фирмы Apple. Размеры его 115x61x12 мм; масса 135 г. Почти всю его внешнюю панель занимает цветной жидкокристаллический сенсорный дисплей с разрешающей способностью 480x320 пикселей. Когда смартфон включают, на его экране появляется изображение разных клавиш, нажимая на которые можно запустить требуемую функцию. Экран является сенсорным и потому реагирует на прикосновение и движение пальца. При движениях пальца сверху вниз Вы представляете себе, будто бы вращается виртуальное колёсико, что позволяет быстро находить нужную запись. Для набора текста на экран вызывают изображение клавиш с буквами выбранного языка – "виртуальная клавиатура". Требуемый телефонный номер можно выбрать одним нажатием на соответствующую запись в списке. Так же быстро запускаются прослушивание полученного голосового сообщения или просмотр электронной почты. В любой момент одним нажатием кнопки можно возвратиться в главное меню.

    В смартфон iPhone заложена операционная система OS X, с которой работали все компьютеры Apple последних поколений. В его состав входят контроллеры Bluetooth 2.0 и Wi-Fi, что позволяет пользоваться всеми связанными с ними услугами. Имеется в смартфоне iPhone фотоэлемент, с помощью которого автоматически регулируется яркость дисплея, сенсор ускорения, благодаря которому при повороте смартфона вокруг горизонтальной оси автоматически изменяется ориентация изображения на экране. Есть и двухмегапиксельная видеокамера, бесконтактный сенсор приближения, благодаря которому при поднимании смартфона к уху, сенсорный экран автоматически блокируется.

    (рис 14.11) Смартфон iPhone фирмы Apple

    Смартфон позволяет слушать музыку, смотреть видео, набирать и редактировать тексты, отправлять электронную почту, работать с Интернетом, выполнять расчеты, строить графики функций, составлять таблицы и диаграммы. Он может делать и многое другое – в зависимости от его программного наполнения.

    Очень близки по функциям к смартфонам так называемые " коммуникаторы " – карманные компьютеры, дополненные функциями мобильного телефона, а, следовательно, и возможностью выхода в Интернет. Но главными в коммуникаторах являются все же компьютерные функции, и поэтому их обычно относят к области компьютерной техники.

    Соединив новейшие достижения многих областей современной техники, смартфоны и коммуникаторы стали настоящим рукотворным чудом.

    14.4. Компьютерные кабельные модемы

    К подклассу интеллектуальных радиотелевизионных сенсоров, воспринимающих большие объемы быстроменяющейся информации, принадлежат и компьютерные кабельные модемы. Именно они дают возможность нашим компьютерам быстро принимать через телевизионный кабель информацию из Интернета и пересылать ее, общаясь со всем миром. Скорость приема данных через кабельный модем может достигать 100 Мб/с, а скорость выдачи – до 10 Мб/с [, , ].

    Принцип работы кабельного модема показан на рис 14.12. Например, в квартиру или учреждение заведен телевизионный кабель 1, который при отсутствии модема проложен непосредственно к телевизору или к ТВ тюнеру. Для того чтобы подключить компьютер через кабель к Интернету, устанавливают разветвитель 2. От одного из его выходов кабель 3 ведет к телевизору, а второй выход соединяют кабелем с модемом (последний на рис 14.12 выделен штриховой линией). Внутри модема высокочастотные входные электромагнитные волны из кабеля поступают в тюнер 4, который и является чувствительным узлом данного интеллектуального сенсора.

    (рис 14.12) Функциональная схема кабельного модема

    Тюнер из всего набора входных электромагнитных колебаний выделяет сигнал только нужной узкой частотной полосы, превращает его в сигнал стандартной промежуточной частоты и усиливает, автоматически регулируя амплитуду выходного сигнала. Последний передается на демодулятор 5, который выделяет из него цифровые сигналы, корректирует случайные сбои, фиксирует сигналы синхронизации. Полученные цифровые сигналы передаются в быстродействующий микропроцессор 6. В нем сохраняются все нужные для общения с Интернетом имена, коды, пароли, выполняются сложные логические операции контроля доступа к каналу передачи (Media Access Conrol – MAC) согласно протоколу работы сети, расшифровываются принятые пакеты информации и превращаются в формат, понятный компьютеру. Через интерфейс 7 полученная информация передается каналом 9 в компьютер. Информация от компьютера, которую надо передать в сеть (запросы, сообщения, электронная почта и т.п.), через интерфейс 7 попадает в микропроцессор 6, перекодируется в стандартные пакеты и передается в модулятор 8. Последний генерирует высокочастотные электромагнитные колебания нужной частоты, модулирует их соответственно представленной ему информации, усиливает до нужной мощности и выдает в кабель 1, через который они попадают в модем и компьютер провайдера.

    Частотные полосы для приема входной информации и выдачи выходной определяются в начале каждого сеанса связи в процессе общения модема провайдера и микропроцессора 6 в модеме пользователя – в зависимости от свободных на данный момент в телевизионном кабеле частот. После их определения микропроцессор 6 задает соответствующие частоты тюнеру 4 и модулятору 8.

    На фото рис 14.13 изображен кабельный модем 3-го поколения TJ 720x фирмы Terayon, сертифицированный по стандартам DOCSIS 2.0 и Euro-DOCSIS. Его размеры 170x140x40 мм. Входной сигнал от 47 дБмкВ до 77 дБмкВ. Этот модем принимает информацию, которая передается в частотном диапазоне от 112 МГц до 858 МГц, а выдает информацию в диапазоне от 5 МГц до 65 МГц. Ширина полосы пропускания при приеме составляет 8 МГц.

    (рис 14.13) Фотоснимок кабельного модема TJ 720x

    Модем стыкуется со стандартным телевизионным кабелем с волновым сопротивлением 75 Ом. Соединяется с компьютером через интерфейс USB, может работать с локальной сетью, в состав которой входят около 32 компьютеров. Обеспечивает скорость приема данных до 50 Мб/с и скорость выдачи – до 29 Мб/с. Светодиодные индикаторы на панели модема обеспечивают визуальный контроль за его функционированием без применения специальных средств.

    Кабельные компьютерные модемы – еще одно из достижений современных "высоких технологий".

    Краткие итоги

    К подклассу радиотелевизионных сенсоров отнесены те интеллектуальные радиосенсоры, которые воспринимают намного более значительные объемы более динамичной и сложно форматированной информации. К интеллектуальным радиотелевизионным сенсорам принадлежат телевизоры и телевизионные (ТВ) тюнеры. ТВ тюнеры для аналогового телевидения поддерживают все форматы телепередач (PAL, SECAM и NTSC) и обеспечивают возможность просмотра телевизионных передач и видеозаписей на отдельных больших экранах с прослушиванием сопровождения через высококлассные звуковые колонки.

    Компьютерные ТВ тюнеры позволили принимать и воспроизводить передачи аналогового телевидения на экранах компьютеров. Их можно подразделить на 3 группы: "встроенные", "автономные" и "внешние". Встроенные ТВ тюнеры устанавливаются в виде дополнительной электронной платы в системный блок компьютера; "автономные" – представляют собой отдельное устройство, к выходу которого для просмотра телепередач можно прямо подключить VGA монитор компьютера; "внешние" – имеют достаточно быстрый канал информационного обмена с компьютером и подключаются к нему, например, через порт USB.

    Развитие техники связи, в том числе и радиотелевизионных сенсоров, подготовило переход на более надёжное и высококачественное цифровое телевидение и телевидение повышенной четкости. На переходный период разработаны и выпускаются комбинированные ТВ ресиверы, позволяющие принимать как аналоговое, так и цифровое телевидение. Весьма популярными стали и " цифровые декодеры ", принимающие высокочастотные радиосигналы кабельного цифрового телевидения и формирующие видеосигналы, "понятные" аналоговому телевизору. " Цифровые декодеры " и комбинированные ТВ ресиверы выполняют и целый ряд сервисных функций: многоязычное экранное меню; быстрый поиск и переключение каналов; вывод на экран телетекста и субтитров; электронный "телевизионный гид"; "родительский замок" и т.д.

    При использовании цифрового телевидения эффективные алгоритмы сжатия видеоинформации делают возможной передачу по одному телевизионному каналу нескольких потоков данных. Благодаря этому, появляются, возможности "полиэкранного", "интерактивного" телевидения и многих других новых технологий. Ресиверы для приёма цифрового телевидения могут реализовать все эти технологии. Следующим шагом в развитии ТВ ресиверов стало создание так называемых " мультимедийных персональных компьютеров ". В их состав входят тюнеры и модемы, которые позволяют принимать радио- и радиотелевизионные трансляции из всех доступных источников, входить в Интернет, не только принимать любую видео- и аудиоинформацию, но и отправлять свою.

    К подклассу радиотелевизионных интеллектуальных сенсоров относятся и мобильные телефоны 3-4-го поколений, так как и они принимают большие объемы динамической и сложно форматированной информации, сопоставимой с той, которая принимается ТВ тюнерами. Кроме обеспечения телефонных переговоров и обмена достаточно большими сообщениями, мобильные телефоны 3-4-го поколений позволяют принимать FM-радиопередачи, прослушивать полифонические мелодии, скачивать из Интернета электронные игры. Часто они имеют встроенную цифровую фотокамеру или видеокамеру, МР3 плеер, внутреннюю память и интерфейс USB, могут пересылать видеосообщения, выполнять функции диктофона и много других.

    Дальнейшим развитием мобильных телефонов стали " смартфоны ". Смартфон – это мобильный телефон, дополненный функциями карманного компьютера. Он позволяет работать с документами, делать цифровые фотографии, записывать и воспроизводить видео- и аудиофайлы, хранить довольно большие объемы данных, соединяться с Интернетом, выполнять функции модема и факса. В отличие от обычного мобильного телефона смартфон, как и компьютер, имеет свою операционную систему. В зависимости от записанных в него программ пользователь может значительно расширять и изменять его функции. Очень близки по функциям к смартфонам так называемые " коммуникаторы " – карманные компьютеры, дополненные функциями мобильного телефона и возможностью выхода в Интернет. Соединив новейшие достижения многих областей современной техники, смартфоны и коммуникаторы стали настоящим рукотворным чудом.

    К подклассу интеллектуальных радиотелевизионных сенсоров, воспринимающих большие объемы быстроменяющейся информации, принадлежат и компьютерные кабельные модемы. Именно они позволяют компьютерам быстро принимать через телевизионный кабель информацию из Интернета и пересылать ее, общаясь со всем миром. Встроенный быстродействующий микропроцессор обеспечивает выполнение протокола работы сети, расшифровывает принятые пакеты информации и должным образом "упаковывает" информацию от компьютера, которую надо передать в сеть (запросы, сообщения, электронная почта и т.п.). Кабельные компьютерные модемы – это еще одно из достижений современных высоких технологий.

    Набор для практики

    Вопросы для самопроверки

  • Почему радиотелевизионные сенсоры мы выделяем в отдельный подкласс интеллектуальных радиосенсоров?
  • Назовите основные функциональные блоки телевизора.
  • Чем "радиотюнер" отличается от радиоприемника?
  • Чем "ТВ тюнер" отличается от телевизора?
  • Что такое "компьютерный ТВ тюнер"?
  • Назовите преимущества цифрового телевидения перед аналоговым.
  • Что такое "ТВ ресивер"?
  • Почему мобильные телефоны 3-4-го поколения отнесены к подклассу "радиотелевизионных" сенсоров?
  • Что такое "смартфон"?
  • Что такое "коммуникатор"?
  • Для чего предназначен "кабельный модем"? Что является его чувствительным узлом?
  • Упражнения

    Упражнение 14.1. Перечислите функции следующих тюнеров. Какие у них имеются выходы? На работу с какими внешними устройствами они рассчитаны?

    Вариант 1. Радиотюнер.

    Вариант 2. ТВ тюнер для аналогового телевидения.

    Вариант 3. Мобильный аналоговый ТВ тюнер.

    Вариант 4. "Внешний" компьютерный ТВ тюнер.

    Вариант 5. "Автономный" компьютерный ТВ тюнер.

    Вариант 6. "Внешний" компьютерный ТВ тюнер, соединяемый с компьютером через канал информационного обмена.

    Упражнение 14.2. Перечислите функции следующих ресиверов. Какие у них имеются выходы? На работу с какими внешними устройствами они рассчитаны?

    Вариант 1. "Цифровой декодер" ("homecast").

    Вариант 2. Комбинированный ТВ ресивер.

    Вариант 3. Ресивер для цифрового телевидения.

    Вариант 4. "Мультимедийный персональный компьютер".

    Упражнение 14.3. Перечислите функции следующих интеллектуальных радиотелевизионных сенсоров.

    Вариант 1. Мобильный телефон 3-го поколения.

    Вариант 2. "Смартфон".

    Вариант 3. "Кабельный модем".

    Вариант 4. Начертите функциональную схему кабельного модема и вкратце опишите его работу.

    Ответы

    Ответы на вопросы

    1. Радиотелевизионные сенсоры отличаются от других радиосенсоров тем, что воспринимают намного более значительные объемы более динамичной и сложнее форматированной информации. Поэтому мы и выделяем их в отдельный подкласс интеллектуальных радиосенсоров.

    2. К основным функциональным блокам телевизора относятся: антенна или вход телевизионного кабеля, от которых в телеприемник попадает входной высокочастотный сигнал; телеприемник; телевизионный экран, на котором воссоздаются воспринимаемые нами изображения; акустический блок, который обеспечивает звуковое сопровождение изображений; пульт управления, с помощью которого можно выбирать режимы работы телевизора; блок питания и корпус с входными, выходными гнездами и ручками управления, переключения и настройки.

    3. Радиотюнер отличается от радиоприемника тем, что в его состав не входят устройства воспроизведения звука. Они приобретаются отдельно, являются самостоятельными устройствами и подключаются к выходу радиотюнера.

    4. "ТВ тюнер" отличается от телевизора тем, что в его состав не входят ни устройства для воспроизведения звука, ни телевизионный экран для воспроизведения изображений. Они являются внешними по отношению к ТВ тюнеру и подключаются к его аудио- и видеовыходам.

    5. "Компьютерный ТВ тюнер" – это интеллектуальный радиотелевизионный сенсор, который позволяет принимать и воспроизводить телепередачи на экранах компьютеров.

    6. Преимуществами цифрового телевидения по сравнению с аналоговым являются более высокая надежность, стойкость против атмосферных помех и шумов, более высокое качество изображений. Эффективные алгоритмы сжатия видеоинформации делают возможной передачу по одному телевизионному каналу нескольких потоков данных. Благодаря этому, появляется, например, возможность "полиэкранного" телевидения, когда на телевизионном экране рядом с основным изображением отображаются дополнительные "окна", в которых может подаваться разнообразная информация: пояснения к текущей передаче, например, статистические или справочные данные при трансляции спортивных соревнований; самое интересное на соседних каналах и т.п. Стало возможным "интерактивное" телевидение, при котором в нескольких "окнах" предлагаются меню. Из этого меню зритель может выбрать любой пункт, и тогда на экране будет транслироваться соответствующий подраздел информации – в отдельном окне или на весь экран.

    7. "ТВ ресивер" – это интеллектуальный радиосенсор для приема цифрового телевидения, который выполняет и целый ряд сервисных функций: "экранное меню"; быстрый поиск и переключение каналов; список фаворитных каналов и упрощенный их выбор; вывод на экран телетекста и субтитров; электронный "телевизионный гид"; "родительский замок"; автоматическое обновление через ТВ кабель своего программного обеспечения; автоматическое выключение телевизора в указанный момент времени и т.п.

    8. Третье-четвертое поколение мобильных телефонов отнесены к подклассу радиотелевизионных интеллектуальных сенсоров потому, что они принимают большие объемы динамичной и сложно форматированной информации, сопоставимой с той, которая принимается ТВ тюнерами.

    9. В английском языке "смартфон" означает "умный телефон". "Смартфон" – это мобильный телефон, дополненный функциями карманного компьютера. Он позволяет работать с документами, делать цифровые фотографии, записывать и воспроизводить видео- и аудиофайлы, хранить довольно большие объемы данных, соединяться с Интернетом, выполнять функции модема и факса. В отличие от обычного мобильного телефона смартфон, как и компьютер, имеет свою операционную систему. В зависимости от записанных в смартфон программ пользователь может значительно расширять и изменять его функции.

    10. "Коммуникатор" – это карманный компьютер, дополненный функциями мобильного телефона, в том числе и возможностью выхода в Интернет. Он по своим возможностям близок к смартфону. Но главными в нём являются все же компьютерные функции.

    11. "Кабельный модем" предназначен для соединения компьютера с Интернетом через телевизионный кабель. Он обеспечивает компьютеру возможность быстро принимать и пересылать информацию, общаясь со всем миром. Его чувствительным узлом является тюнер.

    Ответы к упражнениям

    Упражнение 14.1.

    Вариант 1. Радиотюнер выполняет следующие функции: приём распространяющихся в окружающем пространстве электромагнитных колебаний, выделение из них сигналов одного нужного радиоканала, их усиление, демодуляция, формирование достаточно мощного стандартного выходного аудиосигнала. Выходы радиотюнера обычно рассчитаны на присоединение самых мощных промышленно выпускаемых звуковых колонок. Но, как правило, имеются выходы также и на наушники, в т.ч. и на стереонаушники, и на обычный громкоговоритель. Радиотюнер обычно выполняет и ряд сервисных функций. Он может, например, запомнить названия и частоты многих избранных пользователем радиостанций, автоматически настраиваться на каждую из них, показывать их название и частоту на своем индикаторе. По заданию пользователя он может записывать радиопередачи указанной им длительности. Может выполнять ряд функций органайзера. Некоторые радиотюнеры выполняют еще и функцию "радиотекст".

    Вариант 2. ТВ тюнер для аналогового телевидения выполняет следующие функции: приём распространяющихся в окружающем пространстве или через телевизионный кабель высокочастотных электромагнитных колебаний, выделение из них сигналов одного нужного телевизионного канала, точное "слежение" за частотой именно этого канала, усиление и демодуляция этих сигналов, формирование достаточно мощных стандартных выходных видео- и аудиосигналов. ТВ тюнеры обычно поддерживают все форматы аналоговых телепередач – PAL, SECAM и NTSC – и являются "всеволновыми", т.е. принимают сигналы в довольно широком диапазоне частот от 45 МГц до 800 МГц. Выходы аналогового ТВ тюнера обычно рассчитаны на присоединение самых больших промышленно выпускаемых ТВ экранов и самых мощных звуковых колонок. Как правило, имеются выходы также и на более простые ТВ экраны, на наушники, в т.ч. и на стереонаушники, на обычный громкоговоритель. Некоторые ТВ тюнеры обеспечивают также и прием радиопередач FM и АМ диапазонов.

    Аналоговые ТВ тюнеры, в состав которых входят микропроцессор и устройство памяти, способны выполнять и много дополнительных сервисных функций: запомнить и по заданию пользователя автоматически находить любой из десятков отобранных им телевизионных и радиоканалов; поддерживать функции "телетекст" и "радиотекст"; блокировать просмотр определенных передач или каналов детьми или другими лицами, не знающими пароля; автоматически включать и выключать теле- или радиотрансляцию в заданное пользователем время и прочие.

    Вариант 3. Мобильный аналоговый ТВ тюнер выполняет все общие функции, перечисленные в предыдущем варианте. Но его выходы рассчитаны на присоединение небольшого ТВ экрана, наушников и небольшого динамика. Такой ТВ тюнер потребляет малую мощность и специализирован на работу в дороге и в полевых условиях. В нем обычно имеется возможность записи до 3 часов видео во встроенную флэш-память по заранее заданному пользователем расписанию. Имеется функция самовыключения.

    Вариант 4. "Внутренний" компьютерный ТВ тюнер выполняет все общие функции ТВ тюнеров. Выполненный на одной электронной плате, он не нуждается в отдельном корпусе, так как рассчитан на установку в системный блок компьютера. Он становится одним из его внутренних устройств, работает под присмотром его операционной системы и соответствующей программы-драйвера. Выход такого тюнера рассчитан на подключение к видеомонитору компьютера. Обычно внутренний компьютерный ТВ тюнер обеспечивает также запоминание и воспроизведение видеозаписей, позволяет индивидуально подобрать оптимальные параметры изображения для каждого канала. Предоставляет возможность качественного приема FM радиостанций, в том числе и стереозвуковых радиопередач, позволяет делать цифровые видеозаписи и звукозаписи. Тюнер и его программное обеспечение поддерживают и такие функции, как изменение масштаба телевизионного изображения, воспроизведение его в отдельном окне, "телетекст", режим "тime shift", автоматическое самовыключение в заданный момент времени и т.п.

    Вариант 5. "Автономный" компьютерный ТВ тюнер выполняет все общие функции ТВ тюнеров. Выход его рассчитан на соединение непосредственно с монитором компьютера. Обычно он позволяет смотреть аналоговое телевидение в форматах PAL, SECAM и NTSC без включения компьютера, используя лишь его монитор. Для прослушивания звукового сопровождения, в том числе и стерео, к его аудиовыходам можно присоединить звуковые колонки или наушники. Входной сигнал он может брать не только от антенны или от телевизионного кабеля, но и от видеомагнитофона, видеокамеры, игровой приставки. Управлять тюнером обычно можно и на расстоянии – с помощью дистанционного пульта.

    Вариант 6. "Внешний" компьютерный ТВ тюнер, соединяемый с компьютером через канал информационного обмена, выполняет все общие функции ТВ тюнеров. Выход его рассчитан на прямое соединение с компьютером. Наиболее распространены сейчас тюнеры, использующие быстродействующий порт USB 2.0. Через такой порт их легко соединить как с обычным компьютером, так и с ноутбуком. Для инсталляции тюнера в компьютер записывают сопровождающее программное обеспечение (драйверы и программы DVD Encoder и DVD Plus 2.0 или подобные). В дополнение ко всем перечисленным в предыдущих вариантах функциям, он может обеспечить выделение и запоминание отдельных видеокадров и видеосюжетов, просмотр записей из видеомагнитофона, видеокамеры. Он позволяет реализовать функцию "Time Shift", т.е. включить запись интересной телепередачи и потом продолжить просмотр этой передачи с того же самого кадра или даже из предыдущих кадров с задержкой до 90 мин. Телепередачи можно записывать в разных форматах. С помощью специальной программы, например, DVD Plus 2.0 записанное видео можно редактировать и переводить в другие форматы, необходимые, например, для пересылки через Интернет. Можно вырезать и удалить рекламу, малоинтересные эпизоды, ввести или отредактировать субтитры, наложить свыше сотни разных эффектов.

    Упражнение 14.2.

    Вариант 1. "Цифровой декодер" ("homecast") принимает высокочастотные радиосигналы кабельного цифрового телевидения, выделяет из них сигналы именно нужного телевизионного канала (или радиоканала), усиливает их, выполняет фильтрацию, демодуляцию, декодирование и формирует видеосигналы, "понятные" аналоговому телевизору. Поэтому выход его рассчитан на подключение к такому телевизору. Наряду с этим "цифровой декодер" может выполнять и целый ряд сервисных функций: формировать многоязычное экранное меню и выполнять выбранные из него пожелания пользователя; обеспечивать быстрый поиск и переключение каналов; создавать список выбранных пользователем каналов; поддерживать вывод на экран телетекста и субтитров. Декодер может работать и как электронный "телевизионный гид", как "родительский замок" (блокировать отдельные программы или передачи от нежелательного просмотра детьми). Может сам автоматически обновлять через кабель своё программное обеспечение, автоматически выключать телевизор в указанный момент времени и т.д.

    Вариант 2. Комбинированный ТВ ресивер выполняет все функции цифрового декодера, описанные в варианте 1. Имея в своем составе 2 независимых ТВ тюнера, он обеспечивает возможность просмотра одного телевизионного канала с одновременной записью другого или одновременный просмотр двух разных каналов в режиме "кадр в кадре". Комбинированный ресивер может принимать аналоговые и цифровые, кабельные и эфирные, наземные и спутниковые телевизионные каналы. Он имеет порт USB2 и может передавать через него телевизионные программы на компьютер. Через специальный выход SCART он может выдавать так называемый "компонентный сигнал" и транслировать телепередачи на плазменные панели больших размеров. Матричный индикатор на передней панели позволяет выводить названия каналов и другую информацию в буквенном виде. По желанию пользователя в ресивере может быть установлен жесткий диск памяти на 40-250 Гб, что даст возможность записывать на него выбранные фильмы и другие телепрограммы. Потом их можно редактировать, в том числе, например, ставить отметки в начале наиболее интересных фрагментов и перемещаться именно на эти отметки при просмотре. Становится доступным ускоренное или, наоборот, замедленное воспроизведение видеосюжетов, рассматривание и запоминание стоп-кадров и т.п. Ряд комбинированных ТВ ресиверов способны поддерживать прием телевидения повышенной четкости с разрешающей способностью 1280x720 и 1920x1080 пикселей.

    Вариант 3. Ресивер для цифрового телевидения выполняет все функции, описанные в предыдущих вариантах. Дополнительно, реализуя многие возможности цифрового телевидения, он обеспечивает возможность создания на телевизионном экране рядом с основным изображением дополнительных "окон", в которых может подаваться разнообразная информация. Это могут быть пояснения к текущей передаче, например, статистические или справочные данные при трансляции спортивных соревнований; самое интересное на соседних каналах; информация о погоде; рекламные объявления и т.п. Обеспечивается прием "интерактивного" телевидения, когда в нескольких "окнах" предлагается меню разных выборов возможных дальнейших действий. Из этого меню зритель может выбрать любой пункт, и тогда на экране будет транслироваться соответствующий подраздел информации – в отдельном окне или на весь экран. Для этого в радиотелевизионной передаче "смешивается" одновременная трансляция многих сюжетов, из которых ТВ ресивер выделяет лишь выбранные Вами. В любой момент можно вернуться к главному меню и по своему желанию активизировать другую опцию.

    Вариант 4. "Мультимедийный персональный компьютер", имея в своём составе тюнеры и модемы, выполняет все функции, описанные в предыдущих вариантах. Он позволяет принимать, записывать и потом воспроизводить радио- и радиотелевизионные трансляции из всех доступных источников, а также входить в Интернет, на ряд информационных web-страниц, не только принимать любую аудио- и видеоинформацию, но и отправлять свою. Возможности такого компьютера в приеме-передаче информации ограничиваются только имеющимися подключениями и программным обеспечением.

    Упражнение 14.3.

    Вариант 1. Мобильный телефон 3-го поколения в дополнение ко всем функциям, которые выполняли мобильные телефоны усовершенствованного 2-го поколения, поддерживает уже пересылку больших информационных файлов (EMS-, MMS-сообщения), электронную почту, музыку, беспроводный Интернет. Многие из них позволяют пересылать и видеосообщения в форматах MPEG4 и H263. Часто они имеют встроенный цифровой фотоаппарат или цифровую видеокамеру, интегрированный МР3 плейер, объёмистую внутреннюю память и интерфейс USB. Во многих имеется также возможность принимать FM-радиопередачи, прослушивать полифонические мелодии, скачивать из Интернета электронные игры, выполнять функции диктофона и много других полезных функций.

    Вариант 2. В английском языке "смартфон" означает "умный телефон". "Смартфон" – это мобильный телефон, дополненный функциями карманного компьютера. Смартфон умеет работать с документами, делать цифровые фотографии, записывать и воспроизводить видео- и аудиофайлы, хранить довольно большие объемы данных, соединяться с Интернетом, выполнять функции модема и факса, органайзера. В отличие от обычного мобильного телефона смартфон, как и компьютер, имеет свою операционную систему. В зависимости от записанных в смартфон программ пользователь может значительно расширять и изменять его функции. Экран смартфона обычно является сенсорным и потому реагирует на прикосновение и движение пальца. При движениях пальца сверху вниз будто бы вращается виртуальное колёсико, что позволяет быстро находить нужную запись. Для набора текста на экран вызывают изображение клавиш с буквами выбранного языка – "виртуальная клавиатура". Требуемый телефонный номер можно выбрать одним нажатием на соответствующую запись в списке. Так же быстро запускаются прослушивание полученного голосового сообщения или просмотр электронной почты. В любой момент одним нажатием кнопки можно возвратиться в главное меню. В состав смартфона часто входят контроллеры Bluetooth 2.0 и Wi-Fi, что позволяет пользоваться всеми связанными с ними услугами. Есть бесконтактный сенсор приближения, благодаря которому, когда смартфон поднимают к уху, сенсорный экран автоматически блокируется; датчик ускорения, благодаря которому при повороте смартфона вокруг горизонтальной оси автоматически изменяется ориентация изображения на экране. Смартфон позволяет слушать музыку, смотреть видео, набирать и редактировать тексты, отправлять электронную почту, выполнять расчеты, строить графики функций, составлять таблицы и диаграммы. Он может делать и многое другое – в зависимости от его программного наполнения.

    Вариант 3. "Кабельный модем" обеспечивает нашим компьютерам возможность быстро принимать через телевизионный кабель информацию из Интернета и пересылать ее, общаясь со всем миром. Для этого из всего набора электромагнитных колебаний, распространяющихся по телевизионному кабелю, модем выделяет сигнал только нужной частотной полосы, усиливает, демодулирует его, корректирует случайные сбои. Специализированный микропроцессор модема выполняет все требуемые согласно протоколу работы сети логические операции, расшифровывает принятые пакеты информации и превращает их в формат, понятный компьютеру. Информация от компьютера, которую надо передать в сеть, перекодируется в модеме в стандартные модулированные высокочастотные электромагнитные колебания и выдается в кабель. Скорость приема данных через кабельный модем может достигать 100 Мб/с.

    Вариант 4. Функциональную схему кабельного модема можно представить следующим образом.

    Здесь 1 – телевизионный кабель; 2 – разветвитель ВЧ сигнала; 3 – ветвь кабеля, идущая к телевизору или к ТВ тюнеру; 4 – тюнер модема; 5 – демодулятор; 6 – специализированный микропроцессор; 7 – интерфейс; 8 – модулятор; 9 – соединительный кабель. При приеме информации ВЧ сигнал из телевизионного кабеля попадает в тюнер модема 4, который выделяет из него только сигналы нужной частоты. Эти сигналы усиливаются, фильтруются и передаются на демодулятор 5, который выделяет из них импульсные последовательности. Последние поступают в микропроцессор 6, где согласно протоколу работы сети выполняются операции контроля доступа к каналу передачи (Media Access Conrol – MAC) и расшифровываются предназначенные данному компьютеру пакеты информации. Через интерфейс 7 полученная информация передается кабелем 9 в компьютер. Информация от компьютера, которую надо передать в сеть (запросы, сообщения, электронная почта и т.п.), через интерфейс 7 попадает в микропроцессор 6, перекодируется в стандартные пакеты и передается в модулятор 8. Последний генерирует высокочастотные электромагнитные колебания нужной частоты, модулирует их соответственно представленной ему информации, усиливает до нужной мощности и выдает в кабель 1, через который они попадают в модем и компьютер провайдера. Частотные полосы для приема входной информации и выдачи выходной определяются в зависимости от свободных на данный момент в телевизионном кабеле частот в начале каждого сеанса связи в процессе общения модема провайдера и микропроцессора 6 в модеме пользователя. После их определения микропроцессор 6 задает соответствующие частоты тюнеру 4 и модулятору 8.

    Вернуться к учебному плану