Телевидение?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Н. — Какой ужас! Нельзя ли помочь этому, включив параллельно резистору утечки сетки R5 наш добрый восстанавливающий диод?

Л. — Так и поступают, и все приходит в порядок (рис. 109) или почти что так, так как существуют еще помехи, возникающие из-за сеточного тока…

Рис. 109. Восстанавливающий диод, дополняющий схему на рис. 107. Конденсаторы развязки опущены.

Н. — Что это еще за почти что?

Л. — Как ты можешь видеть, сигнал изображения создает на сетке довольно значительное положительное напряжение. В этих условиях сетка действует, как анод, т. е. на нее попадают электроны. Таким путем возникает ток, идущий во внешней цепи от катода к сетке. Чтобы уменьшить этот недостаток, на пути тока включают резистор R6. Сеточный ток создает падение напряжения, повышающее отрицательное смещение и уменьшающее, таким образом, положительные потенциалы на сетке.

Н. — А как поступают в случае негативного видеосигнала? Мне кажется, что восстанавливающий диод должен быть включен в обратном направлении и что…

Л. — Никаких диодов! При негативном видеосигнале (рис. 110) проблема значительно упрощается. Отпадает необходимость в смещении, так как достаточно заставить отдыхать «ноги» импульсов на нулевом потенциале. Не требуется восстанавливающий диод, потому что сетка лампы без смещения играет роль анода такого диода, как мы это видели во время последней беседы. Наконец, нечего опасаться сеточного тока, раз все происходит в области отрицательных напряжений сетки.

Рис. 110. Схема пентодного амплитудного селектора без диода с низким напряжением на экранирующей сетке. При негативном сигнале необходимость в восстанавливающем диоде отпадает.

Н. — Это поистине замечательно! Я вижу, что и в этом случае (рис. 111) только синхроимпульсы занимают область восходящей части характеристики. Что же касается собственно сигналов изображения, то они попадают в зону нулевого анодного тока и не влияют на его величину.

Рис. 111. Принцип работы пентодного селектора в случае негативного сигнала.

Л. — Можешь отметить, что и здесь входные и выходные сигналы имеют противоположные полярности. Синхроимпульсы вызывают импульсы анодного тока, которые в результате падения напряжения на сопротивлении нагрузки создают отрицательные импульсы напряжения.

Н. — А теперь, когда мы умеем, наконец, с помощью диодов или пентодов извлекать положительные или отрицательные синхроимпульсы, что нужно делать, чтобы отделить импульсы строк от импульсов кадров?

Л. — Ты знаешь, что они различаются по своей длительности. Принцип разделения состоит в преобразовании длительности в амплитуду.

Н. — Вот это ясно! Даже греческие пифии так двусмысленно не выражались…

Л. — Однако все это очень просто. Чаще всего прибегают к методам интегрирования и дифференцирования.

Н. — Час от часу не легче! Теперь уж мне, конечно, придется изучить дифференциальное и интегральное исчисление, чтобы понять твои объяснения…

Л. — Это вовсе необязательно. Термины, которые произвели на тебя такое сильное впечатление, относятся в этом случае к поведению сигналов в простейшей цепи, состоящей из последовательно включенных резистора и конденсатора (рис. 112). Если хочешь, разберем, что произойдет, если мы внезапно приложим к зажимам такой цепи напряжение U, сохраним его в течение некоторого времени T, а затем снимем.

Рис. 112. Искажения прямоугольного сигнала в цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора (слева — при большой, справа — при малой постоянной времени).

Н. — За то время, что мы с тобой встречаемся, я узнал многое, в частности я научился угадывать твои задние мысли. Я уже прекрасно вижу, что это за напряжение, которое включают, а затем внезапно выключают. Это обыкновенный прямоугольный сигнал, являющийся строчным импульсом, если Т короткое, или кадровым, если Т более продолжительное. Так ведь?

Л. — От тебя ничего не скроешь, Незнайкин! Рассмотрим форму напряжений UR и Uc, которые появятся на резисторе и на конденсаторе.

Н. — Но, дорогой Любознайкин, это для меня далеко не новая проблема. Ведь мы ее уже рассматривали в пятой беседе, касаясь развертывающих устройств. Когда включают напряжение U, начинают заряжать конденсатор С через резистор R. Напряжение Vс на зажимах конденсатора возрастает по экспоненциальной кривой более или менее быстро сообразно с постоянной времени цепи, являющейся произведением RC.

Л. — Твоя превосходная память намного облегчает мне объяснения. По существу, в зависимости от того, имеют ли резистор и конденсатор большую или малую величину (на рисунке я предусматриваю оба случая), конденсатор будет заряжаться медленнее или быстрее. Можешь ты мне сказать, что произойдет в это время с резистором R?

Н. — Ну, что же, в начале заряда через него пройдет максимальный ток, который обусловит большое падение напряжения UR. Затем по мере заряда величина тока, а следовательно, и величина напряжения UR уменьшатся опять же по экспоненциальной кривой.

Л. — А ты не подумал о том, что сумма напряжений UR и Uс должна быть в любой момент равна общему напряжению U?

Н. — Признаюсь, что эта элементарная истина ускользнула от меня. Очевидно, если ее учесть, то можно построить кривую UR по кривой Uс и наоборот, раз сумма их дает горизонтальную площадку.

Л. — Я начертил кривые напряжений для постоянной времени RC, более высокой по сравнению с длительностью Т прямоугольного импульса, а также для малого значения RC.

В первом случае я принял, что заряд практически заканчивается в конце интервала времени Т. Во втором случае он заканчивается очень быстро, так что за всплеском напряжений Uс и UR следуют горизонтальные участки. Теперь перейдем ко второму акту драмы: приложенное напряжение U вновь падает до нуля.

Н. — В этот момент конденсатор С начинает разряжаться через резистор R и источник напряжения. Вследствие этого напряжение Uс начинает уменьшаться, также по экспоненте и с той же постоянной времени. Когда постоянная времени достаточно велика, мы опять встречаемся с нашим старым добрым знакомым — зубом пилы, одним из тех зубьев, которыми мы были сыты по горло за время изучения развертывающих устройств.

Л. — Наш зуб пилы отличается от других тем, что заряд и разряд происходят в соответствии с одним и тем же законом, тогда как в развертывающих устройствах разряд происходит значительно скорее, поскольку цепь разряда имеет очень небольшое сопротивление и поэтому небольшую постоянную времени… Но, однако, вернемся к нашим напряжениям. Что произойдет с UR на резисторе?

Н. — Поразительные явления! Когда конденсатор начнет разряжаться, ток через резистор R изменит направление. Появится, следовательно, отрицательное падение напряжения. Ток и, следовательно, напряжение, значительные в начале разряда, затем уменьшаются по экспоненциальному закону, который решительно оказывается высшим законом в телевидении.

Л. — Не удивляйся так изменению направления напряжения на резисторе R. При наличии некоторой логики ты мог бы и предвидеть это. Ведь UR + Uc = U. Если U упало до нуля, то для сохранения этого равенства нужно, чтобы UR стало отрицательным, если Uc положительно, в противном случае сумма их не может быть равна нулю…

Н. — Это ясно. Но у меня в противоположность тебе нет «математической шишки» и физические рассуждения для меня гораздо более убедительны. Твои научные термины…