Телевидение?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Л. — Принимая твое сравнение, я пойду еще дальше, утверждая, что по мере подъема открывающийся пейзаж меняет свой вид, становится все шире. И когда изучаешь схемы различных каскадов телевизора, сталкиваешься с трудностями более высокого порядка, чем в радио, потому что частоты передаваемого сигнала, как и несущие частоты, гораздо выше.

Н. — Не желая изображать из себя пророка, я все же скажу, что, по всей вероятности, мы пойдем теперь по тем участкам пути, которые на дорожных щитах носят название «Детектирование» и «Усиление низкой частоты».

Л. — Конечно, мы начнем сегодня беседу с проблемы детектирования. В самом деле, после того как принятый антенной сигнал был в достаточной степени усилен по высокой и в ряде случаев промежуточной частоте, пора извлечь модуляцию, которую он содержит. Нельзя терять из виду того, что роль высокой частоты — вспомогательная, это средство транспорта… очень быстрого, но не больше. Как нагружают грузовик, с тем чтобы сразу по прибытии к месту назначения разгрузить его, так и в передатчике вводят видеочастоты в несущей ток высокой частоты. Наконец, приходит время извлечь его оттуда, и в этом заключается задача детектирования.

Н. — А затем выпрямленный сигнал, мне кажется, будет усилен по низкой частоте?

Л. — Было бы по меньшей мере неправильно называть «низкой частотой» видеосигнал, состоящий из полосы частот от нуля до нескольких миллионов герц. Поэтому будет правильнее говорить об усилителе видеочастоты, или видеоусилителе.

Н. — Ты совершенно прав. Но не будем забегать вперед и, если ты ничего не имеешь против, начнем с детектирования. Я полагаю, что в телевидении мы можем использовать те же способы детектирования, что и в радио, т. е. при помощи кристалла, диода или лампы с тремя электродами, наконец, применить схемы сеточного или анодного детектирования.

Л. — Все это можно использовать. Но чаще всего встречается диод, значительно реже — анодное детектирование. Диод часто заменяют полупроводниковым детектором, который благодаря небольшой емкости и незначительному сопротивлению годится для детектирования очень высоких частот, именно поэтому его используют в радиолокации на сантиметровых волнах.

Н. — А схема диодного детектора, употребляемого в телевидении, отличается от детектора радиовещательного приемника?

Л. — Нет, ничем. Смотри сам (рис. 86). Напряжение высокой (или промежуточной) частоты колебательного контура, который образует катушка L с распределенной емкостью, приложено к диоду, включенному последовательно с цепью нагрузки RC. Ток в течение отрицательных полупериодов переменного тока не проходит, так как встречает запрещенное направление анод — катод, когда диод не проводит. Наоборот, ток за положительные полупериоды проходит в направлении стрелки.

Рис. 86. Детектирование положительной полярности.

а — принципиальная схема; б — сигнал высокой частоты; в — видеосигнал после детектирования.

Н. — Следовательно, если мы графически изобразим модулированный ток высокой (или промежуточной) частоты, то наш детектор сотрет все, что находится под горизонтальной осью и оставит только положительные полупериоды, которые, впрочем, теряют свою индивидуальность и благодаря накапливающему действию конденсатора С сливаются, превращаясь в напряжение видеочастоты.

Л. — С удовольствием могу отметить, что ты ничего не забыл из когда-то мною рассказанного о радио. Заметь теперь, что можно не пропускать положительные полупериоды, а открыть путь только отрицательным (рис. 87). Стоит только включить диод в обратном направлении.

Рис. 87. Детектирование отрицательной полярности.

а — принципиальная схема; б — сигнал высокой частоты; в — видеосигнал после детектирования.

Н. — Какой смысл в схеме детектирования положительной полярности? Ведь при этом максимум тока видеочастоты, соответствующий самой большой яркости изображения, оказался бы в детектируемом напряжении наименьшей величиной. Такое напряжение, поданное на управляющий электрод приемной трубки, которую, кстати, называют кинескопом, создало бы изображение, где белое оказалось бы черным и наоборот. У нас получилось бы…, ну, конечно, это было бы негативное изображение!

Л. — Твое рассуждение безупречно. Если подавать продетектированное напряжение непосредственно на управляющий электрод кинескопа (этот электрод называют модулятором), то нужно применять схему с детектированием отрицательной полярности.

Однако, как мы уже говорили, можно подать детектированное напряжение не на модулятор, а на катод кинескопа, что иногда оказывается более удобным. Как ты легко поймешь, в этом случае будет не негативное, а позитивное изображение.

Кроме того, обычно между детектором и кинескопом вводят один или два каскада видеочастоты, потому что величина продетектированного напряжения составляет лишь несколько вольт и недостаточна для полной модуляции. А ты знаешь, что каждый усилительный каскад изменяет полярность напряжения: положительный импульс на сетке вызывает на аноде уменьшение напряжения и наоборот.

Н. — Я угадываю, что последует. Имея один каскад видеочастоты и детектируя полупериоды положительной полярности, мы получим при подаче сигнала на модулятор кинескопа позитивное, а на катод негативное напряжение. При двух каскадах видеоусилителя все должно быть наоборот.

Л. — Запомни хорошенько, что видеосигнал, в котором синхронизирующие сигналы направлены в сторону уменьшения потенциала, называется позитивным видеосигналом, а в сторону увеличения — негативным видеосигналом. И не путай термина «позитивный сигнал» с термином «сигнал положительной полярности», каким является сигнал, целиком расположенный в области положительных значений потенциала. Так, например, позитивный сигнал, т. е. сигнал с синхросигналами, направленными в сторону уменьшения потенциала (или, что эквивалентно, в сторону увеличения отрицательного потенциала), весь может быть расположен в области отрицательных значений потенциала. В этом случае он будет называться позитивным сигналом отрицательной полярности. То же относится к терминам «негативный сигнал» и «сигнал отрицательной полярности».

Таким образом, термины «положительный» и «отрицательный» характеризуют абсолютное распределение потенциалов в сигнале, а «позитивный» и «негативный» — относительное их распределение.

Н. — Вот по меньшей мере парадокс: чтобы получить позитивное изображение, в ряде случаев требуется негативный сигнал.

Л. — Не играй словами, Незнайкин. Попробуй лучше определить емкость конденсатора С и сопротивление резистора R нагрузки детектора.

Н. — Я думаю, что классические величины 100 пф и 0,5 Мом, применяемые во всех радиоприемниках, подойдут также и для телевидения.

Л. — Совершенно не разделяю твоего мнения. Подумай, что в детектируемом тоне имеются частоты в несколько мегагерц. Можешь ты высчитать емкостное сопротивление твоего маленького конденсатора 100 пф на частоте 6 Мгц, например?

Н. — Дай подумать… Итак… получается 265 ом. Возможно ли это?

Л. — Безусловно. А что составляют эти 265 ом по сравнению с сопротивлением резистора R, равным 0,5 Мом?

Н. — Очевидно, резистор окажется практически замкнутым накоротко конденсатором. Таким образом, напряжение на резисторе будет равно нулю и, значит, не будет передано на видеоусилитель.

Л. — Слишком поспешное заключение, дружище. Ведь низкие частоты видеосигнала будут продетектированы без заметного ослабления. Ослабление высоких частот скажется, следовательно, в отсутствии мелких деталей изображения, по крайней мере в направлении развертки по строкам. Получится размытое изображение, как это происходит всякий раз, когда по какой-нибудь причине ширина полосы передаваемых видеочастот уменьшается.

Н. — Что же делать? Следует ли значительно уменьшить емкость конденсатора С, для того чтобы даже на высоких частотах его емкостное сопротивление было достаточно большим?