Телевидение?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Л. — Правильно. Его отрицательный потенциал составляет 600 в относительно мишени. Мишень состоит из очень тонкой стеклянной пластинки.

Н. — Как папиросная бумага?

Л. — Гораздо тоньше, так как толщина 2 000 пластинок из такого стекла, сложенных вместе, равна только 1 см.

Н. — Зачем же нужно брать такое тонкое стекло?

Л. — Чтобы образующиеся на его поверхности заряды успевали проходя через стекло, нейтрализоваться за время, равное интервалу между двумя последовательными развертками, т. е. за 1/25 сек.

Н. — А как возникают эти заряды?

Л. — Благодаря тому, что потенциал мишени на 600 в выше, чем потенциал фотокатода, мишень притягивает электроны, испускаемые фотокатодом под действием света. Электронное изображение переносится на мишень, так как взаимное расположение электронов поддерживается полем фокусирующей катушки. Попадая на мишень, электроны выбивают из нее много вторичных электронов, которые притягиваются экраном, помещенным на расстоянии 1/20 мм от мишени и имеющим относительно нее потенциал + 1 в. В то же время экран, состоящий из сетки с мелкими ячейками, не задерживает быстрых электронов, устремляющихся от фотокатода на мишень.

Н. — И, если я тебя правильно понял, на левой стороне мишени образуются положительные заряды, пропорциональные освещенностям соответствующих точек.

Л. — Правильно. Эти заряды медленно проходят через стекло и нейтрализуются отрицательными зарядами, создаваемыми на другой стороне электронным пучком в процессе развертки. Однако в этом случае мы имеем дело с трубкой с медленными электронами. Обрати внимание на то, что электроны, эмитируемые катодом, имеют очень небольшое ускорение благодаря незначительному потенциалу первого анода, равному + 220 в. Второй анод с меньшим потенциалом, чем первый, и кольцевой электрод с нулевым потенциалом относительно катода, расположенный по соседству с мишенью, только задерживают электронный поток. Таким образом, электроны доходят до мишени со скоростью, почти равной нулю.

Н. — Как те шальные пули, которые на излете только слегка царапают бойцов и которые могут быть остановлены простой курткой?

Л. — Таким путем удается полностью избежать образования вторичной эмиссии на правой поверхности мишени. Пучок доставляет количество электронов, необходимое лишь для нейтрализации положительных зарядов.

Н. — А что делается с остальными?

Л. — Они печально возвращаются обратно, как провалившиеся на экзаменах ученики. Возрастающие напряжения анодов сообщают им ускоряющее движение, в результате чего эти электроны ударяют по первой мишени электронного умножителя с большой скоростью.

Н. — Что такое электронный умножитель?

Л. — Это прибор, который и ты мог бы без труда изобрести, но который, к несчастью, был осуществлен другими еще до твоего появления на свет.

Н. — Всегда одно и то же… Но раньше чем говорить об этом умножителе, я хотел бы для себя подвести итоги всему услышанному от тебя об ортиконе с переносом изображения. Он напоминает мне в некотором отношении супериконоскоп.

Как и там, в ортиконе имеется сплошной фотокатод, электронное изображение с которого переносится на мишень, где вторичная эмиссия значительно увеличивает заряды. Эти заряды нейтрализуются развертывающимся пучком, который доставляет необходимое для этого количество электронов. Те электроны, которые остаются, возвращаются и попадают на электронный умножитель. Что это за прибор?

Л. — Надеюсь, ты никогда не играл на скачках?

Н. — Нет… но я не вижу связи…

Л. — Предположим, что ты явился на бега с десятью франками в кармане и что ты поставил на лошадь, которая выиграла первый забег, на чем ты выиграл 50 франков. Вместо того чтобы послушаться голоса разума и бежать из этого гибельного места, ты будешь упорствовать в своих заблуждениях и поставишь все 50 франков на лошадь, которая опять-таки придет первой во втором забеге и принесет тебе 250 франков.

Тут уж никакая сила в мире не сможет удержать тебя рискнуть своим выигрышем на лошадь, которая в третьем забеге выиграет для тебя 1 250 франков. И вот во время пятого забега, не прислушавшись к голосу совести и поправ основные принципы морали, ты покинешь бега с суммой в 31 250 франков…

Н. — Ты что же думаешь, что я не знаю геометрической прогрессии?

Л. — Не обижайся, Незнайкин. Я рассказал тебе эту неправдоподобную историю только для того, чтобы ты лучше понял принцип работы электронного умножителя. Он состоит из нескольких мишеней, имеющих постепенно возрастающие потенциалы (рис. 68). Электрон, падающий ни первую мишень, выбивает из нее, например, 5 вторичных электронов. Притягиваемые и ускоряемые более высоким потенциалом следующей мишени, они выбивают из нее уже 5·5 = 25 вторичных электронов. То же происходит на каждой следующей мишени. Таким образом, очень слабому электронному току на входе соответствует значительный ток на выходе электронного умножителя.

Рис. 68. Схема электронного умножителя, содержащего пять анодов с последовательно возрастающими потенциалами.

Н. — И такое устройство помещают у катода ортикона?

Л. — Да. В нем бывает обычно пять каскадов. Потенциал последней мишени доводится приблизительно до + 1500 в. Промежуточные напряжения получают при помощи делителя напряжений из сопротивлений, смонтированных внутри трубки.

Н. — Эта передающая трубка должна обладать чрезвычайно высокой чувствительностью.

Л. — Это так и есть. Для ортикона с переносом изображения можно ограничиться для освещения одной свечой. При более ярком освещении можно диафрагмировать объектив, чтобы увеличить глубину поля резкости.

Беседа десятая

СИНХРОИМПУЛЬСЫ И ВОЛНЫ

После изучения различных передающих трубок Любознайкин опишет общий состав телевизионного передатчика. Он в известной мере аналогичен радиовещательному передатчику, однако значительно сложнее его из-за необходимости модулировать несущую волну не только видеосигналом, но и синхронизирующими импульсами в конце каждой строки и кадра. Первые импульсы имеют простую форму, чего нельзя сказать о вторых. Таким образом, темой беседы Любознайкина и Незнайкина окажутся следующие вопросы: общая схема передатчика; электронный видоискатель; форма полного телевизионного сигнала; амплитудное разделение; гашение обратного хода; форма строчного и кадрового синхронизирующих импульсов; полоса видеочастот; передача на одной боковой полосе; используемые несущие частоты; частотный спектр изображения и звука.

Любознайкин. — Для чего предназначен этот огромный лист белой бумаги, который ты разложил на столе, Незнайкин? Уже не собираешься ли ты рисовать афишу?

Незнайкин. — Нет. Но я предусмотрителен. Так как я тебя хорошо изучил, я ожидаю, что ты мне сегодня начертишь полную схему телевизионного передатчика. Если учесть его сложность, то размер моего листа вовсе не так уж велик.

Л. — Нет никакой необходимости знать во всех подробностях устройство и принципы работы передатчика. Тебе важно знать форму сигналов, которые он излучает, и общий принцип телевизионной передачи. Вот почему я описал различные телевизионные камеры. Схему же я начерчу на уголке твоего листа, так как она будет достаточно… схематичной.

Н. — Это то, что я называю «схемой в консервных банках». Каждая из твоих маленьких банок на самом деле частенько сложное сооружение. Но я признаю, что при таком способе изображения состав устройства становится яснее, так же как и связь между его основными частями.

Л. — Так вот «консервные банки», составляющие телевизионный передатчик (рис. 69). Я не стал изображать различные источники питания, включая и питание передающей трубки. Телевизионная камера также нарисована как можно схематичнее. Я, например, опустил электронный видоискатель.

Рис. 69. Блок-схема телевизионного передатчика.

1 — передающая камера; 2 — генератор кадровой развертки; 3 — генератор строчной развертки; 4 — видеоусилитель; 5 — синхрогенератор; 6 — смеситель; 7 — модулятор; 8 — усилитель высокой частоты; 9 — стабилизированный задающий генератор; 10 — усилитель мощности.