Телевидение?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Н. — Мог бы ты теперь открыть мне тайну синхронизации?

Л. — Охотно, дружище. Ты знаешь, что развертка изображений при приеме должна быть синхронизирована с разверткой при передаче. Иначе говоря, моменты, когда начинаются развертки каждой строки (или каждого кадра), должны строго совпадать во времени.

Н. — Я понимаю, что при малейшем рассогласовании (сдвиге по фазе) изображение станет настолько неузнаваемым, насколько это случилось бы с музыкальным отрывком, выполняемым оркестром, где каждый инструмент отставал бы от своего соседа на несколько секунд.

Л. — Чтобы избежать подобной… зрительной какофонии, в передаваемый сигнал включают короткие импульсы, указывающие конец каждой строки, так же как и более продолжительные импульсы (чтобы их можно было отличить от первых), указывающие конец каждого кадра (рис. 37).

Рис. 37. Схематическое изображение формы полного телевизионного сигнала, содержащего видеосигнал и синхронизирующие строчные и кадровые импульсы.

1 — видеосигнал; 2 — синхроимпульсы; 3 — строчные синхроимпульсы; 4 — кадровые синхроимпульсы.

Н. — Это те импульсы, которые ты подаешь через конденсатор С1 (рис. 35) на сетку тиратрона?

Л. — Безусловно. И делают так, чтобы они поступали в положительной полярности, т. е. чтобы при каждом импульсе сетка становилась на какое-то мгновение менее отрицательной.

Н. — Я как-то не очень хорошо улавливаю, что должно произойти. Лампа должна усиливать эти импульсы, так что ли?

Л. — Нет, Незнайкин. Ты уже забыл о связи между напряжением сетки и напряжением ионизации.

Н. — Прости. Очевидно, когда сетка становится менее отрицательной в момент появления импульса, анодное напряжение ионизации уменьшается.

Л. — Необходимо, чтобы период собственных колебаний генератора развертки был чуть больше длительности одной строки (или одного кадра — для соответствующей развертки), иначе говоря, больше промежутка между двумя последовательными импульсами (рис. 38). До того как анодное напряжение на заряжающемся конденсаторе С (рис. 35) достигнет напряжения ионизации, возникает импульс, уменьшающий отрицательный заряд сетки и, следовательно, напряжение ионизации. Благодаря этому разряд начинается одновременно с импульсом синхронизации.

Рис. 38. Процесс синхронизации развертки. Положительный синхронизирующий импульс на сетке лампы уменьшает анодное напряжение зажигания и вызывает, таким образом, преждевременный разряд конденсатора в момент появления импульса.

1 — напряжение зажигания без синхроимпульсов; 2 — напряжение зажигания, уменьшенное под воздействием синхроимпульсов; 3 — моменты подачи синхроимпульсов; 4 — собственный период развертки; 5 — период синхронизированной развертки.

Н. — Думаю, что я тебя правильно понял. Возьмем, например, тиратрон, у которого коэффициент сеточного управления равен 20 и смещение на сетке равно — 15 в. Его напряжение ионизации, следовательно, составляет 300 в. Если же импульс синхронизации будет +1 в, он доведет смещение до —14 в. В этот момент напряжение ионизации будет составляв только 280 в. Разряд, следовательно, начнется раньше, чем в случав отсутствия импульсов.

Л. — Я вижу, что ты правильно понял.

Н. — Это было нетрудно. У нас, в плавательном бассейне, инструктор по плаванию синхронизирует прыгунов в воду.

Л. — ?..

Н. — Ну, да. Когда они готовятся к прыжку и немного задерживаются на краю трамплина, инструктор посылает их в воду легким, но твердым шлепком по спине… И они отправляются туда, описывая в воздухе великолепную параболу.

Л. — В рассмотренных генераторах мы имели дело с экспоненциальной кривой, кривизна которой должна быть, однако, возможно малой.

Н. — Нельзя ли для этого каким-либо способом поддерживать зарядный ток совершенно постоянным так, чтобы напряжение на выводах конденсатора возрастало пропорционально времени?

Л. — Это, действительно, возможно. А ты, Незнайкин, можешь найти такой способ ограничения?

Н. — Нужно было бы заменить зарядное сопротивление R (рис. 35) чем-нибудь, что не пропускает ток выше заданной величины. Лампа, понимая под лампой промежуток катод — анод, не могла бы для этого пригодиться?

Л. — Конечно. Возьми диод (предпочтительно прямого накала), который работает в режиме насыщения, т. е. так, что все излученные нитью электроны достигают анода (рис. 39).

Рис. 39. Анодный ток диода в зависимости от анодного напряжения для трех различных значений напряжения накала Uн. Начиная с некоторой величины анодного напряжения, увеличение тока прекращается (явление насыщения).

Тогда анодный ток не сможет превысить величину тока насыщения, образованного полной электронной эмиссией нити накала. Впрочем, ты можешь регулировать его величину, изменяя в известных границах напряжение накала.

Н. — А зачем нужна лампа прямого накала?

Л. — Потому что явление насыщения в ней гораздо более ярко выражено, чем в лампах косвенного накала, и, кроме того, в этой лампе легко можно регулировать величину тока насыщения, изменяя напряжение накала. Но если тебе не нравятся устаревшие лампы, ничто не мешает тебе использовать обычный пентод с косвенным накалом.

Н. — А он работает тоже в режиме насыщения?

Л. — Термин не очень подходящий, но результат такой же. Если рассматривать кривые изменения анодного тока в зависимости от напряжения на аноде (рис. 40), можно заметить, что для каждой кривой (соответствующей данному напряжению первой сетки), начиная с некоторого анодного напряжения, ток изменяется лишь в незначительной степени. В этой области характеристики пентод начнет заряжать конденсатор током постоянной величины.

Рис. 40. Кривые анодного тока пентода в зависимости от анодного напряжения (для различных значений напряжения Uс1 на управляющей сетке). Начиная с некоторой величины, возрастание анодного напряжения Uа практически не влечет за собой заметного увеличения анодного тока Iа.

Вот схема развертки (рис. 41), где пентод заменяет зарядное сопротивление R. Можно заметить, что напряжение экранирующей сетки пентода регулируется при помощи потенциометра R5, включенного последовательно с резистором R4 между полюсами высокого напряжения (конденсатор С3 является развязывающим).

Рис. 41. Развертка, линеаризированная с помощью пентода в качестве зарядного сопротивления.

Н. — Я догадываюсь, что путем изменения напряжения на экранирующей сетке ты устанавливаешь нужную рабочую точку пентода. Все насыщенные диоды и другие пентоды с током постоянного значения напоминают мне историю Прокрустова ложа… Однако досадно, что нужно применять дополнительную лампу только для линеаризации формы напряжения.

Л. — Поэтому-то и предпочитают возложить эту задачу на усилительную лампу, которая при любых условиях нужна для увеличения до требуемой величины амплитуды зубьев пилы.

Н. — А как же она выпрямит кривизну напряжения?

Л. — Попросту изменяя его форму в обратном направлении. В самом деле, имей в виду, Незнайкин, что необходимо уметь использовать не только людские добродетели и достоинства вещей, но также их пороки и недостатки. Что может быть досаднее лампы, характеристика которой недостаточно линейна и которая поэтому деформирует усиливаемые напряжения? А в рассматриваемом случае этот недостаток становится истинным благом.

Н. — Я понимаю, что происходит. Возьмем лампу, у которой характеристика анодного тока в функции напряжения сетки представляет собой кривую. Это одна из наших старых добрых знакомых: лампа с переменной крутизной, крутизна которой увеличивается, когда уменьшается смещение. Таким образом, чем сильнее поступающий сигнал, тем более он усиливается. Это как раз то, что нужно для спрямления экспоненциальной кривой, которая по мере подъема все более и более наклоняется.