Телевидение?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Н. — Теперь вся эта история с сигналами в области чернее черного становится для меня ясной. Полный сигнал подается на приемную трубку, чтобы изменять яркость пятна в соответствии с передаваемым изображением и гасить его во время обратного хода. С другой стороны, импульсы синхронизации, выделенные из полного сигнала, передают свой ритм разверткам строк и кадров.

Н. — А какова длительность сигналов синхронизации?

Л. — Включая черную площадку d — е, которая следует за импульсом, длительность должна слегка превысить время обратного хода пятна, так чтобы пятно оставалось невидимым все это время. В соответствии с используемыми системами сигналы в конце строки занимают от 15 до 20 % общей длительности каждой строки. Когда мы с тобой говорили о развертке 625 строк, где общая длительность каждой строки 64 мксек, мы принимали время обратного хода равным 11 мксек. На самом деле длительность обратного хода немного меньше. А 11 мксек — это общее время, отводимое сигналу синхронизации вместе с обеими черными площадками (начало Ь — с и продолжение d — е на рис. 70).

Н. — Так, значит, сигнал в конце строки состоит из импульса длительностью 11 мксек?

Л. — Не торопись, Незнайкин. Длительность импульса составляет только 5 мксек. Ему предшествует и за ним следует короткая горизонтальная площадка на уровне черного, о чем мы уже говорили.

Н. — Если ты не возражаешь, я повторю все, что происходит за время одной строки. Во-первых, в течение 80–85 % ее длительности видеосигнал (а — b) передает яркости соответствующих точек изображения. Развертывающие устройства приемника и передатчика воспроизводят восходящую часть зубьев пилы. Затем в течение короткого промежутка времени (b — с) сигнал поддерживается на уровне черного, тогда как движение пятна пока продолжается в том же направлении. Тут появляется собственно синхронизирующий импульс. В момент его появления (с) начинается разряд развертывающих устройств, напряжение которых быстро падает, уводя электронное пятно к началу строки. Обратный ход заканчивается примерно в тот момент, когда импульс прекращается (d.). Однако предусмотрен короткий защитный промежуток времени (d — е), в течение которого пятно продолжает быть невидимым, пока оно вновь не появится для вычерчивания следующей строки.

Л. — Я с удовольствием отмечаю, что мои рисунки, более красноречивые, чем длинная речь, как сказал Наполеон, помогли тебе в совершенстве понять механизм развертывания строк.

Н. — А в передатчике тоже подают специальные импульсы на передающие трубки, чтобы погасить пятно?

Л. — Конечно. Благодаря этому электронный луч не может нарушить во время обратного хода распределения зарядов на мишени.

Н. — Я полагаю, что для синхронизации кадровой развертки используются импульсы, идентичные импульсам синхронизации строк.

Л. — И да и нет. Принцип сохраняется. Однако по своей длительности кадровые импульсы отличаются от строчных, благодаря чему их удается разделить в приемнике так, чтобы направить каждый вид импульсов на соответствующее развертывающее устройство.

Н. — Так как длительность каждого периода кадровой развертки намного превышает длительность развертки строки, я думаю, что и синхронизирующие импульсы длинное для кадров.

Л. — Безусловно. И здесь тоже нужно, чтобы во время обратного хода пятно было погашено. Но время, необходимое для возвращения пятна снизу вверх, составляет около 10 % общей длительности кадровой развертки. А это значит, что за это время пятно вычертит несколько строк.

Н. — А что делает в это время развертка строк? Ее работа прекращается?

Л. — Зачем? Никакого неудобства нет в том, что во время подъема пятно продолжает свое движение справа налево. Обратный ход подобен движению пьяного, возвращающегося поздно ночью зигзагами…, но ход невидимый, так как сигнал находится в области черного или чернее черного.

Н. — Значит, существует один импульс в конце кадра сравнительно большой длительности?

Л. — Опять-таки и да, и нет, Незнайкин. Ведь во время обратного хода по кадру нельзя предоставлять самой себе развертку строк. И, в самом деле, если на развертку не подавать синхронизирующих сигналов, она будет осуществлять колебания со своим собственным периодом, который, как я уже говорил, немного больше интервала между синхронизирующими импульсами. Вследствие этого произойдет рассогласование, достаточно значительное за время нескольких колебаний, соответствующих длительности кадрового сигнала. Таким образом, при возобновлении развертки следующего кадра синхронизация строк не сможет быть восстановлена достаточно быстро.

Н. — Какая неприятность! И как же этому помочь?

Л. — А ты не догадываешься?

Н. — Мне думается, что при передаче кадровых импульсов сохраняют также импульсы строк.

Л. — Поистине, устами младенцев глаголет истина. Именно этот принцип принят для сигналов синхронизации различных систем, которые в остальном отличаются друг от друга рядом деталей. В то время как импульсы строк почти одинаковы во всех системах, в кадровых импульсах наблюдается большое разнообразие. Тебе нет необходимости подробно их изучать.

Достаточно знать, что разряд развертки кадров вызывается импульсом значительно большей длительности, чем длительность строчных синхронизирующих импульсов. Я тебе покажу (рис. 71) форму полного видеосигнала в области кадрового синхроимпульса для двух следующих друг за другом полей (полурастров), принятую для 625 строк разложения.

Рис. 71. Форма полного видеосигнала в области кадрового гасящего импульса для двух смежных полей, принятая для стандарта четкости 625 строк. Благодаря наличию уравнивающих импульсов расстояние между кадровым синхроимпульсом и непосредственно предшествующим и последующим строчными синхроимпульсами одинаково для полей четных и нечетных строк. Поэтому форма кадровых импульсов после интегрирования также одинакова, что необходимо для получения точной чересстрочности разверток.

а — поле четных строк; б — поле нечетных строк.

Н. — Каким невероятно сложным является телевизионный сигнал! Это мне несколько напоминает головоломки, в которые мои родители заставляли меня играть, когда я был ребенком, и которые вопреки их надеждам меня никогда не забавляли. В коробочке лежала масса кусочков картинок, которые нужно было правильно собрать, чтобы воспроизвести картину в целом.

Л. — Сигнал телевизионного передатчика сложнее, чем головоломки твоего детства. Он содержит не только элементы изображения, но и «способ употребления» в виде синхронизирующих сигналов, т. е. способ их воссоединения.

Н. — И все это упаковано в коробку, которой является высокая частота. Во время нашей первой беседы ты показал, что видеосигнал занимает очень широкую полосу частот и поэтому для его переноса требуется несущая очень высокой частоты. Ты мог бы привести некоторые цифровые данные?

Л. — При стандарте четкости 625 строк максимальная частота видеосигнала составляет около 6 000 000 гц. Для французского стандарта 819 строк она превышает 10 000 000, а для английского 405 строк — около 2 500 000 гц.

Н. — Ты меня доведешь до головокружения. Подумать только, ведь сигнал создает вокруг несущей частоты две симметричные боковые полосы модуляции! Это же может привести к ужасной тесноте в эфире.

Л. — Действительно, телевидение занимает несравненно более широкую полосу частот, чем радиовещание. Однако этому удается помочь путем передачи на одной боковой полосе.

Н. — Что же, одну из двух полос полностью подавляют?

Л. — Нет, это вызвало бы значительные искажения передаваемого изображения. Срезают лишь значительную часть одной полосы (рис. 72).

Рис. 72. Частотная характеристика телевизионного передатчика.

Н. — А каковы используемые несущие частоты?

Л. — Для них отведено несколько диапазонов, зафиксированных международными соглашениями, от 40 до 230 Мгц, или от 7,5 до 1,3 м. В последнее время, чтобы разместить большое количество новых телевизионных передатчиков, пришлось дополнительно отвести диапазон от 470 до 910 Мгц, что соответствует волнам от 33 до 64 см.