Телевидение?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Н. — …глаз воспримет светящуюся вертикальную черту, так как, принимая во внимание инерцию светового ощущения, он не будет различать мгновенных положений, занимаемых пятном.

Л. — Предположим теперь, Незнайкин, что на пути пучка мы помещаем вторую пару отклоняющих пластин, на этот раз расположенных вертикально по обе стороны пучка (рис. 17).

Рис. 17. Электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением.

1 — вход видеосигнала; 2 — к пластинам вертикального отклонения (кадры); 3 — к пластинам горизонтального отклонения (строки).

Н. — Ясно, что они создадут возможность отклонять пучок вправо и влево. И если приложить к этим пластинам переменное напряжение, то пятно прочертит на экране горизонтальную линию.

Л. — Справедливость и логичность твоих выводов заслуживают комплиментов.

Н. — Но мне не нравится, что вертикальные пластины создают горизонтальное отклонение, и наоборот.

Л. — Это, действительно, очень досадно. И некоторые авторы создают плачевную путаницу, когда говорят о «горизонтальных отклоняющих пластинах», тогда как хотят сказать о «горизонтально отклоняющих пластинах» или «пластинах горизонтального отклонения», которые сами по себе расположены вертикально!

Н. — Мы умеем теперь отклонять пятно как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Как его заставить теперь вычерчивать изображение?

Л. — Не будем торопиться и ограничимся сначала ориентировочным представлением. Предположи, что к горизонтально отклоняющим пластинам приложено периодическое напряжение такой формы, что пятно пробегает с постоянной скоростью горизонтальную линию слева направо, потом почти мгновенно возвращается налево, возобновляет такое же движение вправо и т. д.

Н. — Это вроде того, как если бы я читал без конца одну и ту же строчку книги.

Л. — Остается, следовательно, сообщить пятну гораздо более медленное движение сверху вниз, прикладывая соответствующее напряжение к вертикально отклоняющим пластинам.

Н. — Таким образом, когда одна строка будет прочитана, мы не будем больше возвращаться к началу этой же строки, а будем переходить к началу следующей.

Л. — Конечно. И так будет для всех строк изображения, потому что пятно будет медленно с постоянной скоростью перемещаться сверху вниз. Но когда оно пробежит последнюю строку, резкий переброс вертикально отклоняющего напряжения возвратит пятно кверху, чтобы начать развертку следующего изображения.

Н. — Мы закончили страницу и перевернули ее, чтобы начать новую… Все это ясно. Но наше пятно вычертит только ряд однообразно светящихся строк, которые создадут впечатление прямоугольника с равномерной яркостью во всех точках. Это как книга, у которой все буквы одинаковы!..

Л. — Да, но ведь мы забыли нечто очень существенное: изменять интенсивность электронного пучка так, чтобы каждая точка изображения была воспроизведена со свойственной ей яркостью.

Н. — Я что-то не пойму, как ты этого добьешься.

Л. — Послушай-ка, Незнайкин, уж не устал ли ты? Подумай же. Какой электрический сигнал в приемнике точно отражает все изменения яркости последовательно развертываемых точек изображения?

Н. — Сигнал видеочастоты.

Л. — А на какой электрод трубки нужно подать этот сигнал, чтобы промодулировать интенсивность электронного пучка?

Н. — Ах, да! Hа сетку. Я хочу сказать на управляющий электрод Понятно… Пятно будет более или менее ярким в соответствии с величиной, которую будет иметь в этот момент видеосигнал. И вот таким-то образом переданное изображение будет элемент за элементом воспроизведено на экране трубки.

Л. — Само собой разумеется, нужно, чтобы движения электронных пучков при передаче и приеме были строго синхроннизированы.

Н. — Я чувствую, что у меня возникают сотни вопросов.

Л. — С моей стороны есть только один: не думаешь ли ты, что на сегодня хватит?

Беседа четвертая

ПРОГУЛКА ПО ПОЛЯМ

В последней беседе наши юные друзья рассмотрели электростатическую электронно-лучевую трубку, управляемую электрическими полями. Однако в телевидении наиболее употребительны трубки с управлением электромагнитными полями. Они явятся предметом обсуждения настоящей беседы. Читатель должен очень внимательно следить за объяснениями, относящимися к действию магнитного поля на электроны, потому что объяснения связаны с пространством в трех измерениях, тогда как иллюстрации, увы, ограничены двумя измерениями плоскости бумаги. Таким образом, он изучит: магнитное поле электрона; конфигурацию электрических и магнитных полей; взаимодействие магнитных полей; отклоняющие катушки; магнитную фокусировку; сравнение трубок с электростатическим и электромагнитным управлением; чувствительность отклонения; максимальный угол отклонения.

Незнайкин. — Из-за этого проклятого телевидения у меня бессонница! Сотни вопросов теснятся в голове, так что она чуть не треснет. Я поторопился опять с тобой встретиться, чтобы спросить, какова форма напряжений, прикладываемых к вертикально и горизонтально отклоняющим электродам? Как они образуются? Какова их амплитуда? Каким образом они синхронизируются? Почему…

Любознайкин. — Ради бога, остановись! Я постараюсь удовлетворить твою жажду знаний, но нужно идти по порядку.

В последний раз мы рассмотрели трубку с электростатической фокусировкой и отклонением. В настоящее время она в основном применяется в измерительных приборах, известных под названием электронных осциллоскопов (осциллографов). В телевидении же она если и применяется, то только для получения небольших изображений. А как только диаметр экрана достигает или превышает двадцать сантиметров, отдают предпочтение трубкам, в которых электроны управляются магнитными полями.

Н. — Я задаю себе вопрос: каким образом? Электрон имеет некоторый отрицательный электрический заряд, и, исходя из этого, тела, заряженные положительно (такие, как анод), притягивают его, а заряженные отрицательно — отталкивают. Но какое действие может оказать магнитное поле на движущийся электрон?

Л. — Если бы можно было сделать электрон неподвижным, он был бы похож на то, что ты себе представляешь: носитель электрического отрицательного заряда и больше ничего. Но как только электрон оказывается в движении, он порождает магнитное поле.

Н. — Ты никогда об этом не говорил. В свое время ты объяснил, что электрический ток создает вокруг проводника магнитное поле, образованное из замкнутых круговых линий, центром которых является проводник.

Л. — Бедняга, бессонницы решительно тебе не помогают. Потому что, в конце концов, что такое электрический ток, как не поток электронов?!

Н. — Правильно, диод меня возьми! Ты, конечно, прав, не проводник, а электроны, в нем циркулирующие, порождают магнитное поле. В общем можно сказать: где есть электричество в движении, там есть и магнетизм.

Л. — Разве не то же происходит в случае радиоволн, которые представляют собой замкнутые пучки магнитных линий, окруженные электрическими полями, и которые распространяются с волшебной скоростью света…

Н. — Следовательно, когда электрон совершает «сальто», ведущее его от катода через отверстия управляющего электрода и анодов по направлению к люминесцирующему экрану, его также сопровождает замкнутое магнитное поле, центром которого он является?

Л. — Безусловно. И обрати внимание, что линии электрического поля идут радиально от электрона во всех направлениях и благодаря этому перпендикулярны линиям своего магнитного поля (рис. 18). Я сообщу тебе очень полезный секрет: во всех случаях линии электрического и магнитного полей, возникших благодаря одной и той же причине, взаимно пересекаются во всех точках под прямыми углами.

Рис. 18. Поля, создаваемые движущимся электроном.