Рис. 199.Фирма синхроимпульса. Период строчной развертки Н = 64 мкс; длительность строчного синхроимпульса tсинxp.cтp. = 5 мкс; длительность уравновешивающего импульса tур = 2,55 мкс; длительность врезки tвр= 2,55 мкс; длительность кадрового синхроимпульса tсинxp.кдр. = 192 мкс.
Н. — Это составляет около 0,0015 с. Для нас это очень короткое время. В электронике же, как мне кажется, таким временем пренебрегать нельзя. Что же происходит в этот интервал времени?
Л. — Наряду с кадровыми синхронизирующими импульсами исправно продолжают подаваться строчные синхронизирующие импульсы.
Н. — А зачем, если в этот интервал времени изображение не развертывается и не воспроизводится?
Л. — Если не управлять разверткой строк, то в начале следующего полукадра они окажутся несинхронизированными, что приведет к искажению изображения.
Н. — Я констатирую, что волны, излучаемые телевизионными передатчиками, имеют дьявольски сложную форму. Во время передачи каждой строки их амплитуда изменяется в зависимости от ярких просматриваемых элементов изображения. В конце строки пятно становится черным. Затем синхронизирующий импульс возвращает его к началу следующей строки, и после короткой черной площадки гасящего импульса оно вновь становится светящимся. И когда за время 0,02 с завершается передача полукадра, начинается передача цепочки кадровых синхронизирующих сигналов. Пятно поднимается вверх, пересекая при этом несколько десятков строк.
Кроме того, я думаю о чудовищной ширине полосы модуляции, занимающей несколько мегагерц. К тому же она создает две широкие боковые полосы по обе стороны от несущей волны.
Л. — Совершенно верно. Однако я могу успокоить тебя тем, что принимают меры для того, чтобы сильно ослабить одну из этих боковых полос, что позволяет сократить общую полосу частот, занимаемых телевизионным сигналом (рис. 200).
Рис. 200.Полоса частот, занятая волнами, передающими изображение и звук.
Н. — А насколько близко от несущей изображения располагается волна, передающая звуковое сопровождение?
Л. — Близко. Несущая звука имеет такую частоту, что она располагается совсем рядом с неослабленной боковой полосой изображения. Таким образом, одна и та же антенна служит для приема изображения и звука.
Н. — А как модулируют несущую звука, по амплитуде или по частоте?
Л. — Во Франции, а также в Бельгии и Англии звук передается с амплитудной модуляцией. В большинстве же других стран, в том числе и в Советском Союзе, используют частотную модуляцию.
Н. — Я прекрасно понимаю, что телевизионный передатчик намного сложнее радиовещательного; впрочем, последний является небольшой составной частью телевизионного передатчика.
Л. — Совершенно верно, и чтобы обобщить то, что ты узнал, я нарисовал тебе очень упрощенную схему телевизионного передатчика, опустив для простоты блоки звукового сопровождения (рис. 201).
Pис. 201.Структурная схема телевизионного передатчика. Стрелками показано направление сигналов.
Как видишь, задающий генератор управляет генераторами строчных и кадровых синхронизирующих сигналов. Эти сигналы в свою очередь управляют генераторами отклоняющих токов, обеспечивающих развертку изображения в передающей телевизионной трубке. Эти же сигналы синхронизации подводятся к схеме, где они смешиваются с предварительно усиленными видеосигналами.
Таким образом получают сложную совокупность изменений напряжений, где напряжения, характеризующие яркость элементов каждой строки, чередуются с напряжениями, управляющими обратным ходом луча по строкам и кадрам. Этими сложными напряжениями и модулируют колебания несущей. После мощного усиления эти модулированные колебания поступают в передающую антенну, чтобы создать соответствующие волны.
Н. — На твоей схеме имеются также блоки, выдающие строчные и кадровые гасящие сигналы. Они управляются соответствующими сигналами синхронизации и соединены с модулятором передающей телевизионной трубки.
Я предполагаю, что их роль заключается в том, чтобы сделать этот электрод достаточно отрицательным, чтобы электронный луч оказался существенно ослабленным и не смог при обратном ходе «прочитать» соответствующие элементы изображения.
Л. — Совершенно верно. Благодаря этим устройствам передающая телевизионная трубка «закрывает глаза» на то время, когда луч совершает обратный ход по строкам и кадрам.
И уж раз мы заговорили о «глазах», то запомни, что для оператора, работающего с передающей телевизионной камерой, сделан специальный видоискатель, который по своей конструкции совершенно не похож на видоискатель фотоаппарата. В телевизионной камере устанавливается не оптический, а электронный видоискатель: это очень упрощенный телевизионный приемник. Он получает видеосигналы и отклоняющие токи непосредственно с соответствующих блоков передатчика. Пользуясь этим видоискателем, оператор видит точно такое же изображение, каким оно появляется перед телезрителями.
Н. — Раз уж ты начал говорить о телезрителях, мне было бы приятно, наконец, в самой общей форме узнать, как устроены телевизионные приемники. Я предполагаю наличие некоторой аналогии между радио- и телевизионными приемниками.
Л. — Само собой разумеется. В телевизоре слабые токи очень высокой частоты, наводимые волнами в антенне, сначала усиливаются, а затем подаются на преобразователь частоты (рис. 202).
Рис. 202.Структурная схема телевизора.
Н. — Следовательно, телевизоры, как и радиоприемники, устроены по принципу супергетеродина.
Л. — Да, но в телевизорах промежуточная частота намного выше. Если в радиоприемниках для приема передач на длинных и средних волнах эта частота ниже 500 кГц, то в телевизорах она достигает нескольких десятков мегагерц.
H. — Почему она такая высокая?
Л. — Потому что промежуточная частота должна передать полосу видеочастот, составляющую несколько мегагерц.
Н. — На твоей очень упрощенной схеме я вижу, что после преобразователя частоты имеются, во-первых, УПЧ изображения и, во-вторых, УПЧ звука. Чем вызывается это разделение?
Л. — Разве ты забыл, что звук передается несущей частотой, отстоящей на несколько мегагерц от частоты, передающей видеосигналы? Так, в советских передатчиках, работающих с разложением на 625 строк, несущая частота звука на 6,5 МГц выше несущей видеочастоты.
Н. — Теперь я понимаю, что на выходе преобразователя частоты разделяются на ПЧ звука и ПЧ изображения.
Л. — Вот почему УПЧ звука настроен на 31,5 МГц, а УПЧ изображения — на 38,0 МГц.
Н. — Это объясняет четкое разделение сигналов звука и изображения. Первые после усиления в УПЧ детектируются, проходят УНЧ и подаются на громкоговоритель. Что же касается видеосигналов, то я вижу, что они также усиливаются в УПЧ, затем детектируются, усиливаются на собственной видеочастоте и подаются на модулятор электронно-лучевой трубки с целью управления интенсивностью электронного луча (изменения яркости и свечения элементов экрана).
Кроме того, я вижу, что после детектирования они подаются на устройство, выделяющее сигналы синхронизации. Эти сигналы управляют генераторами строчной и кадровой развертки. Но я не вижу, как осуществляется подобное выделение.
Л. — Разве ты забыл, что сигналы синхронизации имеют амплитуду, отличную от амплитуды сигналов изображения? Это и позволяет производить выделение. Сигналы подают на каскады с постоянным смещением, позволяющим пропускать лишь сигналы, укладывающиеся между двумя строгими границами. Это, само собой разумеется, границы амплитуд, между которыми находятся сигналы синхронизации.
Н. — Сказанное тобою напомнило мне решето, позволяющее рассортировать смесь камней — оно пропускает лишь самые мелкие.
Л. — Запомни еще, что кадровые синхронизирующие сигналы отделяются от строчных синхронизирующих импульсов по длительности: вторые намного короче первых.
Н. — Теперь я в самых общих чертах понял устройство монохромного телевизора. Но как устроены цветные телевизоры?
Л. — Этот вопрос мы рассмотрим в другой раз.
Беседа восемнадцатаяФИЗИКА ЦВЕТА И ФИЗИОЛОГИЯ ЗРЕНИЯ
Прежде чем профессор Радиоль изложит принципы передачи цветных изображений, Любознайкин объяснит своему другу состав белого света и лучей различного цвета спектра. Затем он рассмотрит физиологические аспекты восприятия цвета и определит принцип трехцветного способа получения цветных изображений, лежащий в основе цветного телевидения.
Любознайкин. — Мой дядюшка Радиоль сейчас путешествует и поэтому не смог записать на магнитофоне очередной из своих рассказов, в которых объясняет тебе, дорогой друг, различные аспекты электронной техники.
Незнайкин. — Досадно, что он в отъезде. Это лишило его такого удовольствия, какое испытал я, рассматривая чудесную радугу, украсившую сегодня небо; возможно, что ты тоже ее видел.
Л. — Действительно, она пересекла значительную часть неба.
Н. — Я спрашиваю себя, почему солнце, которое обычно излучает белый свет, испускает красивую гамму цветов от красного до фиолетового и охватывает столько других тонов?
Л. — Разве ты, Незнайкин, не знаешь, что белый свет состоит из смеси всех этих цветов, которые, будучи разделенными, образуют радугу?