Телевидение?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Н. — А для чего здесь резистор R1?

Л. — Это резистор связи предшествующего каскада, я его ввел в схему, так как нужно, чтобы цепь тока диода была полностью замкнута.

Н. — Мне кажется, я без труда угадываю, что происходит в схеме. Пока напряжение видеосигнала, подаваемого на катод, ниже разности потенциалов U, т. е. во время действия синхронизирующих импульсов, потенциал анода остается положительным по отношению к катоду и ток проходит через диод. Но вне этих коротких моментов положительное напряжение, приложенное к катоду, выше, чем U, вследствие чего потенциал анода отрицателен по отношению к катоду. В этих интервалах диод блокирован, т. е. не пропускает тока.

Л. — Твое рассуждение правильно. Ты видишь, что в этой схеме ток проходит только во время синхронизирующих импульсов. Каждый из этих импульсов тока вызывает на резисторе R2 падение напряжения, создающее отрицательный импульс напряжения, снимаемого с анода.

Н. — Хорошо ли это? Я припоминаю, что некоторые развертывающие устройства обязательно требуют положительных синхронизирующих импульсов, тогда как другие менее разборчивы.

Л. — Если это необходимо, то всегда можно изменить полярность импульсов при помощи фазоинверсной лампы.

Н. — А как следует поступать в случае негативных видеосигналов?

Л. — Принцип остается таким же. Но нужно перевернуть диод (рис. 105) и подать на его катод незначительное отрицательное смещение. И в этом случае диод пропускает ток лишь во время действия импульсов. Сигналы изображения сообщают аноду отрицательный относительно катода потенциал, вследствие чего ток прекращается. Каждый синхроимпульс создает на сопротивлении нагрузки положительный импульс напряжения.

Рис. 105. Амплитудный селектор с последовательным диодом для негативного сигнала.

Н. — Я должен констатировать, что диод не меняет полярности импульсов. Во всяком случае эти схемы кажутся мне соблазнительно простыми и я не вижу, почему следует им предпочесть другие, безусловно более сложные, в которых используются пентоды.

Л. — В технике простота не всегда сочетается с качеством. Вот так и диодные селекторы далеко не блещут добродетелями. Разделение, которое они обеспечивают, несовершенно, так как при очень быстром изменении яркости сигнал изображения попадает на развертывающие устройства через паразитную емкость анод — катод диода. Это значит, что на развертки воздействует помеха, нарушающая синхронизацию.

С другой стороны, диод передает только то, что на него подают, да и то не полностью. В то же время очень выгодно использовать усилительную способность пентодов, у которых к тому же очень незначительная емкость между сеткой и анодом.

Н. — Но как поступить, чтобы исчерпать терпение пентодов?

Л. — Это «терпение», или, другими словами, анодный ток, может быть ограничено с двух сторон (рис. 106). С одной стороны — в области отрицательных напряжений на сетке; это, как ты знаешь, нижний изгиб характеристики. Кроме того, приблизительно около 0 в на сетке можно отметить ярко выраженный верхний изгиб характеристики, за которым следует горизонтальный участок.

Рис. 106. Характеристика пентодного амплитудного селектора.

Н. — Таким образом, любое увеличение напряжения на сетке сверх нуля уже не повлечет за собой никакого изменения анодного тока?

Л. — Совершенно верно, так же как и всякое уменьшение ниже напряжения, соответствующего возникновению анодного тока.

Н. — Я начинаю предугадывать все, что можно извлечь из этих двух границ терпения. Но прежде мне хотелось бы узнать, в результате каких уловок удается получить такую форму характеристики пентода.

Л. — Конечная цель — воспрепятствовать увеличению потока электронов сверх определенной интенсивности, каково бы ни было отверстие того электронного крана, каким является сетка. Это удается в результате выбора соответствующих напряжений на аноде и экранирующей сетке. Можно, например, при очень небольшом положительном напряжении (порядка 5 в) на аноде подать от 30 до 40 в на экранирующую сетку.

Н. — Я полагаю, что все пентодные селекторы устраивают так, чтобы синхронизирующие импульсы занимали область напряжений сетки, при которых анодный ток изменяется, иначе говоря, занимали восходящую ветвь характеристики. Собственно же сигнал изображения, конечно, попадает либо в область верхнего горизонтального участка, либо в область нулевого анодного тока. В обоих случаях лампой будут усилены только синхронизирующие импульсы, тогда как сигналы изображения не вызовут изменения анодного тока.

Л. — Ты прекрасно изложил принцип пентодного селектора. Поэтому для меня не составит трудности подробно рассмотреть его схему. Возьмем, если хочешь, в качестве примера случай позитивного видеосигнала (рис. 107). На аноде пентода благодаря делителю напряжения, состоящему из резисторов R1 — R4, потенциал очень низок, на экранирующей сетке потенциал выше, а потенциал катода из-за падения напряжения на резисторе R1 положителен относительно управляющей сетки или, что эквивалентно, управляющая сетка имеет отрицательное смещение по отношению к катоду.

Рис. 107. Схема пентодного амплитудного селектора с низким анодным напряжением для позитивного сигнала. Для большей ясности конденсаторы развязки опущены.

Н. — Все это ясно. Но для чего служит смещение?

Л. — Посмотри на характеристику лампы (рис. 108). Смещение регулируют так, чтобы рабочая точка была расположена у самого начала характеристики. Таким образом, синхронизирующие импульсы займут всю область напряжений на сетке, где лампа усиливает (восходящая часть характеристики). Нужно, впрочем, чтобы импульсы дошли или даже зашли за верхний изгиб характеристики. Тогда вся часть сигналов, относящаяся к изображению, попадет на горизонтальный участок характеристики, где анодный ток практически неизменен. Таким образом, только синхроимпульсы окажутся усиленными, так как при каждом импульсе ток упадет до нуля, а все остальное время будет сохранять максимальное значение.

Рис. 108. Принцип работы пентодного селектора в случае позитивного сигнала.

Н. — Раз ток определяет падение напряжения на нагрузочном резисторе R, падение, которое определяет действительное напряжение на аноде, то во время импульсов при отсутствии тока это падение становится нулевым. В эти моменты напряжение на аноде, следовательно, возрастает и достигает напряжения питания. В результате мы получаем на аноде положительные синхронизирующие импульсы вместо отрицательных импульсов, подаваемых на сетку.

Л. — Это тебя удивляет? Однако это и есть изменение полярности напряжения, сопровождающее усиление. А теперь, рискуя разочаровать тебя, должен сказать, что по схеме, как я начертил, селектор не сможет правильно работать.

Н. — Ах, Любознайкин, ты каждый раз окатываешь меня холодным душем. Ведь это такое простое и симпатичное устройство!

Л. — Прежде всего амплитудный селектор связан с предшествующим каскадом через конденсатор. Тот, кто говорит «конденсатор», говорит «исчезновение постоянной составляющей».

Н. — Мы действительно последний раз достаточно об этом говорили. Но чему это мешает в данном случае?

Л. — Да разве это не бросается тебе в глаза?.. Вся работа амплитудного селектора основана на точном выравнивании оснований импульсов на уровне сеточного напряжения, соответствующего возникновению анодного тока. Если при отсутствии постоянной составляющей «ноги» импульсов начнут нечто вроде беспорядочного балета и окажутся на разных уровнях в соответствии с формой напряжения видеосигнала, то появится зависимость анодного тока от этого напряжения, синхронизирующие импульсы будут неодинаковыми, а развертки будут синхронизироваться неправильно, так как напряжение видеосигнала пройдет через амплитудный селектор.