电视

背景

在主导我们生活的技术发展中，电视无疑是前十名之一。在美国，超过 98% 的家庭拥有至少一台电视机，61% 的家庭接收有线电视。普通家庭每天看电视的时间为 7 小时，这有助于解释为什么新闻、体育和教育实体以及广告商重视设备的通信。

我们称之为电视的设备实际上是一个电视接收器，它是广播系统的终点，从电视摄像机或发射器开始，需要一个复杂的广播发射器网络，使用地面塔、电缆和卫星来传送原始信号图片到我们的客厅。美国的电视画面，无论是黑白还是彩色，由 525 条水平线组成，这些线以四比三的宽高比投影到屏幕上。通过电子方法，每秒 30 张图像被扫描到屏幕上，每张图像都分成这些水平线。

历史

电视的发展经历了多年，在许多国家/地区广泛应用，包括电力、机械工程、电磁学、声音技术和电化学。没有一个人发明了电视；相反，它是经过激烈竞争而完善的发明汇编。

作为电导体的化学物质是导致电视的首批发现之一。瑞典男爵 Ȯns Berzelius 于 1817 年分离出硒，英国的 Louis May 于 1873 年发现该元素是一种强电导体。威廉·克鲁克斯爵士于 1878 年发明了阴极射线管，但这些发现花了很多年才融入电视的共同点。

1884 年，德国的 Paul Nipkow 制造了第一台原始电视。他的机械系统使用带有小孔的扫描盘来拾取图像碎片并将它们印在感光硒管上。一位接收者重新组合了这幅画。 1888 年，W. Hallwachs 将光电电池应用于照相机；俄罗斯的鲍里斯·罗辛和英国的 A.A.坎贝尔-斯温顿在 1907 年独立工作，证明了阴极射线是在接收器上重新组装图像的装置。包括托马斯·爱迪生在内的无数无线电先驱发明了广播电视信号的方法。

1920 年代，苏格兰的 John Logie Baird 和美国的 Charles F. Jenkins 通过将 Nipkow 的机械扫描盘与真空管放大器和光电电池相结合，建造了第一台真正的电视机。 1920 年代是电视发展的关键十年，因为包括通用电气 (GE)、美国无线电公司 (RCA)、西屋电气和美国电话电报 (AT&T) 在内的许多大公司开始认真的电视研究。到 1935 年，传输黑白图像的机械系统被电子方法完全取代，电子方法可以以每秒 30 帧的速度生成数百个水平带。 Vladimir K. Zworykin 是一名俄罗斯移民，他首先在西屋公司工作，然后在 RCA 工作，他为一种基于阴极管的电子摄像管申请了专利。 Philo T. Farnsworth 和 Allen B. Dumont 都是美国人，他们开发了一种拾音管，到 1939 年成为家庭电视接收器。

哥伦比亚广播系统 (CBS) 已进入彩色电视领域，并与 RCA 争夺完美的彩色电视，最初采用机械方法，直到可以开发出全电子彩色系统。尽管第二次世界大战和朝鲜战争都减缓了进展，但在整个 1940 年代出现了竞争对手的广播。 1951 年 6 月 25 日，第一个 CBS 彩色广播播出了埃德·沙利文 (Ed Sullivan) 和该网络的其他明星。到 1954 年，美国开始进行商业彩色电视广播。

原材料

电视机由四组主要部件组成，包括外壳、音频接收和扬声器系统、显像管，以及包括电缆和天线输入和输出设备在内的大量复杂电子设备，大多数组中都有内置天线、遥控接收器、计算机芯片和访问按钮。遥控器或“答题器”可被视为第五组部件。

该套装的外壳由注塑塑料制成，但某些型号仍可使用木柜。金属和塑料也包括音频系统。显像管需要精密制造的玻璃、荧光化学涂层以及管子周围和后部的电子附件。管子通过模制在外壳中的支架和支架支撑在外壳内。天线和大部分输入-输出连接由金属制成，有些还涂有特殊金属或塑料，以提高连接质量或使设备绝缘。当然，芯片由金属、焊料和硅制成。

C. Francis Jenkins 于 1923 年制作的棱镜扫描光盘支架。 （来自亨利福特博物馆和格林菲尔德村的收藏。）

令大多数人惊讶的是，电视传输在二战结束前将近 25 年就开始了。 1925 年，英国的 John Logie Baird 和美国的 C. Francis Jenkins 都公开展示了电视。与战后的电子电视不同，这些早期系统使用机械扫描方法。

詹金斯在 1920 年代对光传输研究做出了重大贡献。在 1922-23 年间，他建造了机械棱镜盘扫描仪来传输图像。这些扫描仪通过棱镜将光聚焦和折射到重叠玻璃盘的边缘。随着光盘旋转，一个光点水平和垂直扫描光敏表面。这产生了传输所需的电信号。 1922 年，詹金斯通过电话发送了照片的传真，次年通过无线电使用改进的扫描仪传输了哈丁总统和其他人的图像。然而，与电视不同的是，这些最初的测试只发送静态图片。

詹金斯在 1925 年用他的设备公开播放了运动图像。他的第一个 10 分钟广播以剪影显示了一个小型风车的运动。到 1931 年，他在纽约和华盛顿特区开设了实验性电视台。他向那些希望观看他的电视节目的人出售接收器套件，并鼓励业余爱好者参与。与其他公司合作，詹金斯为小型、短暂的机械电视“热潮”做出了贡献。然而，到 1933 年，机械扫描糟糕的图像质量说服了较大的制造商追求电子技术的可能性，机械电视时代结束了。

埃里克·曼西

设计

电视的设计需要一系列设计工程师的投入和团队合作。音频、视频、塑料、光纤 电视接收机示意图。光学和电子工程师都参与概念化新电视设计以及使其与众不同的技术和销售功能。一个新的电视设计可能有一个或多个新的技术应用作为特征。它可能只是现有型号的不同尺寸，也可能包括一系列新功能，例如改进的音响系统、还可以控制其他娱乐设备的遥控器，以及改进的屏幕或图片，例如纯黑色最近进入市场的屏幕。

新系列的概念计划由工程团队制定。在设计被初步批准用于制造之前，概念可能会改变并重新绘制多次。然后工程专家选择和设计该装置的组件，并制作原型来证明设计。原型是必不可少的，不仅用于确认套装的设计、外观和功能，还用于生产工程师确定生产流程、加工、工具、机器人以及对现有工厂生产线的修改也必须进行设计或修改以适应提议的新设计。当原型通过严格的审查并被管理层批准制造时，就会产生模型设计和生产的详细计划和规范。然后可以订购其他人制造的原材料和组件，可以建造和测试生产线，第一批可以开始下装配线。

制造
过程

住房

• 1 几乎所有的电视机外壳都是通过注塑工艺制成的，其中采用精密模具，并在高压下注入液态塑料以填充模具。这些零件从模具中取出、修剪和清洁。然后组装它们以完成外壳。模具的设计使各种部件的支架和支撑成为外壳的一部分。

显像管

• 2 电视显像管或阴极射线管 (CRT) 由精密玻璃制成，其形状在前部或屏幕上具有略微弯曲的板。它也可能在面板玻璃上添加深色，无论是在玻璃生产过程中，还是直接应用到屏幕内部。较暗的面板可提高图像对比度。在制造管时，荧光粉的水悬浮液 化学物质沉积在面板内侧，然后用薄膜覆盖该涂层让电子通过的铝。铝用作镜子以防止光线反射回管中。

  显像管玻璃由日本和德国的少数制造商提供。显像管所需的优质玻璃数量有限，大屏的出现造成了这部分行业的短缺。大屏幕也很重，因此在 80 年代开发了使用等离子寻址液晶 (PALC) 显示器的平板显示器。这种气体等离子体技术使用电极来激发氖或氧化镁层，因此它们会释放紫外线辐射，从而激活电视屏幕背面的磷光体。由于气体被困在薄层中，因此屏幕也可以变得轻薄。投影电视使用数字微镜设备 (DMD) 来投影图像。

  一个有 200,000 个孔的荫罩就在荧光屏的后面；这些孔经过精密加工以对齐三束电子束发出的颜色。当今最好的显像管的荫罩是由一种称为因瓦合金的镍铁合金制成的。质量较差的套装有铁面具。该合金允许管子在更高的温度下工作而不会扭曲图片，而更高的温度则允许更亮的图片。管内的荧光粉涂层也加入了稀土元素，以提高亮度。

  电子由三个管状金属电子枪发射，这些电子枪小心地安装在管子的颈部或窄端。将电子枪放入管内后，显像管被抽真空至接近真空，因此空气不会干扰电子的运动。管子后部的小开口用安装的电插头密封，该插头将位于装置背面附近。由几个电磁线圈组成的偏转系统安装在显像管颈部的外侧。线圈产生高压脉冲，以正确的方向和速度引导扫描电子束。

音响系统

• 3 外壳还包含用于扬声器、接线和音频系统其他部件的配件。扬声器通常由专业制造商根据电视制造商的规格制造，因此它们作为组件或子组件组装在套装中。电子声音控制和集成电路在沿着装配线移动时被组装在集合的面板中。

电子由位于图片颈部或窄端的三个管状金属电子枪发射管子。将电子枪放入管内后，显像管被抽真空至接近真空，因此空气不会干扰电子的运动。一个有 200,000 个孔的颜色选择过滤器位于电视屏幕的正后方；这些孔经过精密加工以对齐三束电子束发出的颜色。

电子零件

• 4 当显像管和音频扬声器和附件组装在装置中时，其他电子元件会添加到装置的后部。天线、电缆插孔、其他输入和输出插孔、用于接收遥控信号的电子设备和其他设备由专业承包商准备或作为装配线上其他地方的子组件准备。然后将它们安装在装置中，并关闭外壳。

质量控制

与所有精密设备一样，电视机制造的质量控制是一个严格的过程。检查、实验室测试和现场测试在原型开发和整个制造过程中进行，因此最终的电视不仅技术可靠，而且可以安全地用于家庭和企业。

副产品/废物

尽管许多其他设备是电视“家族”的一部分并且通常由同一制造商生产，但电视制造过程中不会产生任何副产品。其中包括遥控器、计算机显示器、录像机 (VCR)、激光光盘播放器以及可能需要兼容设计和组件的许多设备。专业电视是为某些行业生产的，包括电视演播室和移动广播设施、医院，以及用于公共安全的监控应用以及在人迹罕至或危险的地方使用。

废物可能包括金属、塑料、玻璃和化学品。除非经过特殊处理或涂层，否则金属、塑料和玻璃会被隔离和回收。化学品受到仔细监测和控制；通常，它们可以被净化和回收，因此可以最大限度地减少危险废物的处置。危险废物计划在制造的所有阶段都有效，以最大限度地减少废物量并保护工人。

未来

电视的未来就是现在。高清电视 (HDTV) 由日本广播公司开发并于 1982 年首次展示。该系统通过在宽度为 16 到 9 的“信箱”格式屏幕上使用 1,125 行图像产生电影质量的图像身高比例。在电子元件中首次应用人造金刚石时，正在使用合成金刚石薄膜来完善适用于 HDTV 的高品质纯平屏幕。接收器的其他发展包括镀金插孔、大屏幕上的内部极性开关可补偿地球磁场对图像接收的影响、消除屏幕上重影的配件、提高亮度的因瓦荫罩和音频放大器.作为笨重的电视屏幕的替代品，液晶显示 (LCD) 技术也在迅速发展。各种计算机芯片增加了频道标签、时间和数据显示、交换和冻结动作、家长频道控制、触摸屏和一系列频道浏览选项等功能。

未来的数字电视将允许观众操纵摄像机的角度、与体育解说员交流以及在屏幕上拼接和编辑电影。双向电视也将成为可能。由于转换盒可以将目前为电视屏幕背面的荧光粉提供能量的模拟信号转换为失真较小的数字信号，并且是计算机的语言，因此可以使用当前的屏幕。然后，计算机技术将允许操纵数据以及广播六倍的数据。

电视制造的未来可能在美国以外的任何地方。日本公司生产的所有电视机中，有 30% 是在墨西哥的工厂生产的。工厂本身很快就会生产混合动力车，其中电视、电脑显示器和电话是一个单一的单元，尽管这一发展将进一步改进使用模拟语言与数字语言的机器之间的兼容性以及创建 PC 到视频的桥梁.现在可以通过电视电缆转换器和客厅电视屏幕访问互联网，证明这种集成未来的可能性存在。