Н. — Вот это да! Серьезная разница. Но как достигнуть такого результата?
Л. — А разве ты сам, Незнайкин, не знаешь медленные волны?
Н. — Конечно, например, звуковые волны.
Л. — Совершенно правильно, или, говоря в более общем виде, механические волны. Как известно, существуют определенные материалы, именуемые пьезоэлектрическими, которые изменяют свою форму под воздействием электричества.
Н. — Ты намекаешь на диффузоры громкоговорителей?
Л. — Они действительно отвечают приведенному определению, но это не материалы, а сделанные предметы Я же думал о кварце и о серии керамических материалов, как, например, некоторые поляризованные титанаты. Впрочем, происходящее в них явление обратимо: при механическом воздействии эти материалы становятся электрическими генераторами.
Н. — Я должен был о них подумать. Именно по этой причине делают генераторы с кварцевой стабилизацией, так как в механических кристаллических системах потери значительно меньшие, чем в электрических системах; следовательно, можно получить очень высокую добротность схемы.
Л. — Здесь мы не ищем добротности ради самой добротности, и пьезоэлектрические материалы используются лишь для преобразования электрической волны в механическую. На частоте поднесущей механические колебания представляют собой совершенно неслышимый ультразвук; ультразвук пропускают по стальному стержню длиной 20 см, на концах которого припаяны абсолютно идентичные пьезоэлектрические пластинки.
Н. — А разве можно припаять кварц на сталь?
Л. — Для этой цели используют титанат свинца, который имеет высокую точку Кюри.
Н. — О! Ты хочешь поместить в телевизор радиоактивные вещества. Но ведь это же очень опасно!!!
Л. — Знаменитый физик Пьер Кюри (который как раз изучал пьезоэлектричество) занимался не только радиоактивностью. Он провел исследования по ферромагнетизму и ферроэлектричеству. Он открыл, что если нагреть пьезоэлектрический материал выше определенной для него температуры (точки Кюри), он теряет свои свойства. Но пользуясь специальным припоем, который плавится при более низкой температуре, чем олово, можно легко припаять титанат свинца к стали и тем самым обеспечить между ними хорошую механическую связь.
Рис. 71.Схематическое изображение линии задержки.
Н. — Таким образом, линия задержки представляет собой стальной стержень длиной 20 см, к обоим концам которого припаяны пластинки из титаната свинца.
Л. — А 20 см — это как раз тот путь, который ультразвуковая волна проходит за 64 мксек. А для создания такой же задержки при прохождении электромагнитной волны в вакууме потребовалась бы линия длиной в 20 км.
Н. — Но наша линия не имеет никакого смысла!
Л. — Почему же?
Н. — У нее нет ни входа, ни выхода; ею можно пользоваться в обоих направлениях.
Л. — Это свойство присуще любому пассивному линейному элементу
Н. — Попробуем рассчитать длину линии задержки для яркостного сигнала
Да тут и паять-то негде!
Л. — Да нет же! Линия задержки для канала яркости должна быть совсем иного типа: это электрическая линия с распределенными постоянными. Она должна быть широкополосной, а не только пропускать узкую полосу, сконцентрированную на частоте поднесущей. И ты свободно можешь припаять к ней выводы, так как она имеет в длину добрый десяток сантиметров.
Что же касается электронного инвертора…
Н. — Думаю, что по схеме на рис. 72 я понял, как он работает. Когда напряжение на обоих входах положительное, горизонтальные диоды пропускают ток, а расположенные накрест диоды заперты. Когда напряжение отрицательное, все происходит наоборот. Следовательно, на входные сигналы инвертора нужно наложить чередующиеся положительные и отрицательные селектирующие импульсы, ибо полярность сигналов изменяется от строки к строке. Эти селектирующие импульсы мог бы выдавать триггер с двумя устойчивыми состояниями, возбуждаемый строчными импульсами; но я не вижу ничего подходящего.
Рис. 72.Схема инвертора и форма прямого и задержанного сигналов.
Л. — Триггер с двумя устойчивыми состояниями существует; однако сделать его можно и на одной лампе — на гептоде, включенном по схеме фантастрона.
Н. — Что это за новая «фантазия»?
Л. — Это лампа, которая периодически запирается отрицательными строчными импульсами большой амплитуды, приложенными к первой сетке; благодаря использованию отрицательной обратной связи между анодом и второй и третьей сетками создается триггер с двумя устойчивыми состояниями (рис. 73).
Рис. 73.Фантастрон — триггер с двумя устойчивыми состояниями.
Н. — Что касается выхода линии задержки, он соединен со вторым входом инвертора с помощью трансформатора. Возникает ли здесь вопрос согласования сопротивлений?
Л. — Сопротивление линии задержки комплексное (т. е. не чисто омическое) и небольшое; при включении в цепь линии задержки создает затухание порядка 20 дб, которое компенсируется повышающим трансформатором.
Н. — Две вещи в схеме меня беспокоят.
Л. — Что же именно?
Н. — Прежде всего я вижу на выходе инвертора два диодных ограничителя, т. е. в общей сложности три ограничителя. Скажи, здесь ничего не напутали?
Л. — Совсем нет. Ограничитель на входе блока цветности декодирующего устройства фактически выполняет роль «предварительного ограничителя» (рис. 74).
Рис. 74.Схема одного из ограничителей на выходе инвертора.
После электронного инвертора еще могут быть небольшие различия в уровнях задержанного и прямого сигналов. Впрочем, регулируя ток, смещающий диоды, можно из- изменять амплитуду поднесущей на выходе ограничителей и, таким образом, осуществлять регулирование насыщенности. В самом деле, амплитуда сигналов цветности должна изменяться как амплитуда яркостного сигнала. Вот поэтому регулятор контрастности и меняет ограничение, регулируя величину смещения диодов.
Впрочем, в этом месте схемы предусмотрена подстройка отношения яркость/цветность, которую должен производить специалист.
Н. — Я вижу, что в качестве частотных детекторов используются дискриминаторы с «фазовращающей цепью», которые в радиоприемниках применяются не так часто, как «дробные» дискриминаторы. И тем не менее два момента меня заинтриговали.
Л. — Давай разберемся с этим вопросом.
Н. — Мне кажется, что в классической схеме средняя точка осуществляется выводом со вторичной обмотки трансформатора.
Л. — И ты прав. Здесь же мы имеем дело с дискриминатором (рис. 75), который должен быть очень стабильным на частоте настройки и при этом иметь значительно более широкую полосу пропускания, чем используемые в радиовещательной аппаратуре дискриминаторы.
Рис. 75.Дискриминаторы.
а — (В — Y); б — (R — Y).
Эти дискриминаторы идентичны по своему устройству (за исключением полярности диодов), но рассчитаны на частоты, несколько различающиеся между собой.
Высокая стабильность частоты настройки необходима из-за того, что, как ты уже мог убедиться, постоянная составляющая сигнала цветности затем передается полностью вплоть до управляющих электродов кинескопа. Оказалось, что бифилярная третья обмотка для этой цели невыгодна, и поэтому предпочли создать искусственную среднюю точку с помощью мостика из конденсаторов; связь осуществляется через общую индуктивность катушки L (а не с помощью магнитной индукции). Таким образом, возможный уход частоты от температуры (вследствие изменения характеристик диодов и других компонентов) сведен к минимуму.
Н. — Я понял. Можешь ли ты объяснить теперь, почему диоды дискриминатора (R — Y) имеют обратную по сравнению с диодами дискриминатора (В — Y) полярность?
Л. — Очень просто. Разве профессор Радиоль не сказал, что сигналы цветности имеют противоположные знаки?
Н. — Разумеется, таким образом восстанавливают правильную полярность. Я узнал на схеме (рис. 76) матрицу из резисторов, которая производит операцию
а затем триод меняет знак «—» на знак «+». Но почему все три видеоусилителя собраны по таким разным между собой схемам?
Л. — Ты, несомненно, имеешь в виду, что резистивно-емкостная отрицательная обратная связь имеется только в усилителях (R — Y) и (В — Y).
Н. — Совершенно верно. Почему в усилителе (G — Y) нет этой избирательной отрицательной обратной связи?
Л. — Очень просто, потому что необходимо восстановить форму предыскаженных сигналов (R — Y) и (В — Y), а сигнал (G — Y) формируется из уже прошедших коррекцию предыскажений сигналов (В — Y) и R — Y) и поэтому в такой коррекции не нуждается.
Н. — На схеме кое-чего не хватает.
Л. — Ты хочешь сказать о цветовой синхронизации и запирании канала цветности; но наберись терпения, мы подойдем к этому вопросу.
Н. — Я совсем не о том. Между яркостным сигналом и сигналом цветности не хватает матрицы, позволяющей восстановить первоначальные сигналы, которые подаются на управляющие электроды.
Л. — В этой матрице нет необходимости. Яркостный сигнал подается на все три катода и сигналы цветности — на три соответствующих управляющих электрода кинескопа. Следовательно, электронные лучи модулируются разностью между цветоразностными сигналами и яркостным сигналом, т. е. тремя первоначальными сигналами.
Рис. 76.Матрица из резисторов позволяет получить зеленый разностный сигнал из красного и синего разностных сигналов.