Телевидение?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

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.

Н. — Что ты так называешь?

Л. — То, что соответствует оптическому видоискателю фотоаппарата, дающему возможность хорошо наблюдать и кадрировать объект съемки, а также навести на фокус. В телевидении для этого используется простейший телевизионный приемник, встроенный в камеру и получающий видеосигнал от соответствующего усилителя. Наблюдая за изображением на экране маленькой электронно-лучевой трубки, которой снабжен этот приемник, оператор, ведущий передачу, видит то же, что и миллионы телевизионных зрителей. Следовательно, он хорошо может кадрировать передаваемую сцену, так же как и управлять объективом и диафрагмой, чтобы обеспечить желаемую четкость во всех планах изображения.

Н. — Я вижу, что оба генератора развертки камеры соединены с генератором импульсов. Тот ли это прибор, который вырабатывает синхронизирующие импульсы?

Л. — Да, это синхрогенератор — довольно сложное устройство, так как он одновременно вырабатывает специальные сигналы в конце каждой строки и кадра. Частота кадровых сигналов составляет 50 гц при развертывании 25 изображений в секунду благодаря применению чересстрочной развертки. Частота строчных импульсов гораздо больше. Она равна количеству строк в каждом кадре, умноженному на количество кадров, передаваемых в секунду.

Н. — Применяются ли два независимых генератора этих сигналов?

Л. — Нет. Исходной является одна частота, которую множат или делят для получения требуемых сигналов.

Н. — Таким образом, «консервная банка», снабженная скромной этикеткой «синхрогенератор», оказывается хитроумным прибором.

Л. — Не забудь, что его роль не ограничивается управлением развертками телевизионной каморы. Его импульсы должны вводиться также в видеосигнал, чтобы обеспечить синхронизацию всех приемников.

Н. — Мне кажется, что это происходит в «смесителе», куда попадает сигнал камеры после видеоусилителя.

Л. — Правильно. Можно заметить также, что полный телевизионный сигнал используется в контрольном приемнике, схема которого проще схем обычных приемников, так как он не имеет высокочастотной части. Полный телевизионный сигнал, как и сигнал низкой частоты в радиовещании, используется для модуляции радиопередатчика, для чего его подают на модулируемый каскад, где осуществляется изменение амплитуды высокочастотных колебаний, генерируемых задающим генератором, очень стабильным по частоте. Наконец, после усиления мощности модулированные токи высокой частоты подаются в антенну, откуда их энергия излучается в виде волн.

Н. — Если ты не возражаешь, последуем примеру этих волн и оставим передатчик, чтобы вернуться к приемнику.

Л. — Я думаю, что нам выгоднее всего временно остаться в пространстве между передающей и приемной антеннами, чтобы поближе познакомиться с формой передаваемого полного сигнала.

Н. — Разве мы не говорили, что этот модулированный сигнал передает яркости последовательно развертываемых элементов изображения?

Л. — Ты забыл, что к видеосигналу добавляются синхронизирующие импульсы.

Н. — Да, верно. После твоего короткого объяснения я над этим задумывался. Многое мне кажется неясным в этом вопросе. Как, например, отличить синхронизирующие импульсы от видеосигнала? Как, с другой стороны, можно отличить импульсы строк от кадровых импульсов?

Л. — Между видеосигналами и синхросигналами устанавливается различие по амплитуде. Существует два типа полных телевизионных сигналов, так называемые негативный и позитивный сигналы. Негативная передача принята в СССР, большинстве европейских стран и США, а позитивная — во Франции и Англии.

Негативный сигнал (рис. 70) отличается тем, что синхросигналы занимают область напряжений от 75 до 100 %, а сигнал собственно изображения — область от 75 примерно до 15 % максимальной амплитуды. Область же от 15 до 0 % остается непромодулированной. При этом уровню черного соответствуют 75, а уровню белого — только 15 % максимальной амплитуды. Все остальные градации яркости, или полутона, занимают область между этими двумя крайними значениями. Таким образом, увеличению яркости соответствует уменьшение сигнала и наоборот. Отсюда и наименование сигнала — негативный.

Рис. 70. Разные виды телевизионных сигналов (показаны две строки).

а — негативная передача; б — позитивная передача; в — негативный видеосигнал; г — позитивный видеосигнал; д — строчное развертывающее напряжение.

Н. — Следовательно, позитивный сигнал имеет противоположную полярность. Синхросигнал занимает область от 0 до 25 %, а собственно сигнал изображения — от 25 до 100 %. Таким образом, в этом случае увеличению яркости соответствует увеличение сигнала. В чем заключается разница между этими двумя типами передачи?

Л. — Негативная передача имеет ряд серьезных преимуществ. Прежде всего синхросигналы передаются на высоком уровне мощности, благодаря чему синхронизация приемников менее подвержена воздействию помех. Кроме того, импульсные помехи, иногда столь интенсивные в больших городах, создают на экране телевизора преимущественно менее заметные черные, а не ярко светящиеся пятна. Наконец, при негативной передаче можно проще осуществить прием звукового сопровождения очень прогрессивным методом биений несущих, о чем мы будем говорить дальше. Ты увидишь дальше также, что независимо от типа передачи, негативной или позитивной, видеосигнал после детектирования легко может быть получен в зависимости от необходимости позитивным, т. е. с синхроимпульсами, направленными в сторону отрицательных значений напряжения, или негативным с синхроимпульсами, направленными в сторону положительных значений.

Н. — Но какой же видеосигнал подается в приемнике на управляющий электрод приемной трубки? Он ведь должен изменять яркость пятна между максимумом и тем минимумом, который создается отсутствием всякого света и который мы называем черным.

Л. — Видеосигнал можно подавать как на управляющий электрод, так и на катод электронно-лучевой трубки. Принципиально это совершенно безразлично. Однако естественно, что в первом случае при увеличении напряжения видеосигнала яркость будет увеличиваться, а во втором случае — уменьшаться.

Н. — Я, кажется, понял. Для получения правильного позитивного, а не негативного изображения на экране трубки на управляющий электрод следует подавать позитивный видеосигнал, а на катод — негативный. Что же лучше?

Л. — Выбор того или иного способа возбуждения трубки определяется главным образом схемными особенностями телевизора: типом видеоусилителя, амплитудного селектора и пр. Впрочем, в случае непосредственной связи между анодом лампы видеоусилителя и электронно-лучевой трубкой следует предпочесть схему подачи сигнала на катод, так как в этом случае, как ты увидишь дальше, трубка находится в большей безопасности.

Н. — Надеюсь, что синхросигналы не подают на трубку вместе с видеосигналами. В противном случае пятно будет чернее черного, если можно так выразиться.

Л. — Так и говорят. И вопреки твоему мнению сигналы синхронизации подают на трубку вместе с видеосигналом. В чем ты видишь здесь неудобство? Тот факт, что пятно остается невидимым во время передачи сигналов синхронизации является, наоборот, большим преимуществом.

Н. — Я не вижу почему.

Л. — Нет, сегодня ты решительно не слишком проницателен. Подумай о направлении движения электронного пятна во время подачи сигналов синхронизации.

Н. — Они начинают свое обратное движение в конце строк или в конце кадров. А! Теперь я понимаю. Ведь очень важно, чтобы быстрое обратное движение не оставляло следов на экране. Вот почему оперируют с синхронизирующими сигналами, все значение которых чернее черного, начинающимися на площадке, расположенной на уровне черного (площадка v — е на рис. 70).

Л. — Не только поэтому. Разность амплитуд дает также возможность отделить в приемнике импульсы синхронизации от видеосигнала для подачи на соответствующие развертывающие устройства.