> Техника, страница 84 > Телевидение

Телевидение

Телевидение, дальновидение, те-левизия, телегор, видение на расстоянии движущихся изображений при помощи электрич. методов связи. В принципе представляет собой систему передающего и приемного устройств, которые позволяют при наведении объектива передатчика на жакой-либо предмет получить его изображение на экране приемного прибора, причем передача этого изображения должна совершаться, практически говоря, мгновенно и допускать движения передаваемого объекта с любой скоростью. Т. о. система Т. должна представлять собой своеобразную камер-обскуру, объектив которой находится в одном пункте, а матовое стекло—в другом, удаленном от первого и связанном с первым лишь проводами или беспроволочно. К задаче Т. близко примыкает сходная с ней задача передачи кино по радио или проводам.

Основные принципы Т. В основе Т. положено несколько оптич. принципов, которые предрешают дальнейшую передачу изображения электрич. методами. Всякое изображение, будь то проекция кинопленки или действительное изображение объекта, появившееся на матовом стекле оптич. прибора, представляет собой определенный конгломерат светлых и темных пятен разной яркости, расположенных в различных местах поля зрения прибора. При наблюдении глазом изображение воспринимается именно в указанной форме и м. б. воспринято мгновенно лишь как ф-ия амплитуды света и геометрич. координат. Для передачи изображения электрическим путем оно преобразуется в ф-ию, зависящую от амплитуды и времени. Иначе говоря, оно передается постепенно, отдельными элементами, как если бы перед матовым стеклом фотография, аппарата имелся движущийся заслон, позволяющий видеть в каждый данный момент только одну малую часть этого изображения. Этот прием обозрения изображения, последовательно по очень малым его частям, называется разложением, или разверткой, изображения (фигура 1—изображение приборов Берда в Лондоне и фигура -изображение стандарта «Те-lehor» в Берлине). Наименьшая часть изображения, которая действует в данный момент на фотоэлемент (смотрите), называется элементом изображения. Обычно разложение изображения совершается по тем же направлениям, что и чтение книги, то есть диафрагма элемента изображения перемещается слева направо и; закончив строку, перескакивает на следующую, стоящую на один элемент ниже. Такой способ принят для передачи кино. Передача движущихся объектов совершается по вертикальным линиям, перемещающимся справа налево. Разложение на строки называется первичным, самая строка разбита на рят; элементов вторичного разложения. Благодаря свойству глаза удерживать зрительное впечатление в течение ¹/₇—¹/₈ ск. для иллюзии движения объектов на изображении необходимо, чтобы все время обозрения полного изображения уложилось в этот интервал. Обычным требованием является чередование передаваемых изображений не менее 12¹/₂ раз в ск. Это число отнюдь не является оптимальным и получило распространение лишь потому, что соответствует кратному числу оборотов синхронных двигателей, питаемых переменным током (со стандартной для Европы частотой 50 пер/ск.). Стандартом, принятым для США, является 20 изображений в ск., хотя часть работ, произведенных в той же стране, базировалась на

—SO

Фигура 1.

Фигура 2.

17,5 изображений (Bell Comp. Laborat.). Обе эти системы соответствуют принципу кратности принятой в США частоты переменного тока— 60 пер/ск. Напомним, что смена изображений в звуковом кино-проекторе—25 в ск. Поэтому приборы Т. заведомо идут на нек-рое несовершенство воспроизведения вследствие электрических и механических трудностей осуществления этих условий.

Число элементов разложения изображения. Рассмотрим, на какое число элементов должно было бы быть разделено изображение, чтобы глаз получил столь же законченное впечатление, как например от киноэкрана. Лучшие места в кинотеатрах, как это найдено опытом,—те, с которых поверхность экрана имеет угловые размеры ок. 0,055 радиан². Глаз не различает двух светящихся точек на темном фоне или двух темных на светлом, если угол между ними менее 0,00033 радиан, следовательно наименьшая поверхность видимого элемента 1,1· 10"⁷ радиан², что дает ок. 500 000 элементов, на которые должно быть разделено изображение экрана. Выше этого предела не имеет смысла вести разложение при наблюдении простым глазом. Но и это число элементов почти невозможно получить с достаточной уверенностью современными приборами, а, как будет показано ниже, большинство отдельных частей телевизионного устройства не позволяет получить число элементов разложения и воспроизведения больше 20 000. На вкладном листе даны зависимости качества изображения от числа элементов разложения по работам лаборатории Т. германского Министерства почт и телеграфа (1—1 200 элементов, 2— 2 500, 3—10 000 и 4—30 000).

Независимо от оптической системы механизма, осуществляющего разложение изображения, передающие устройства Т. распадаются на две группы. К первой относятся Дере-датчики прямого освещения объекта (смотрите Дальновидение, фигура 1), в которых применяется освещение предмета сильным источником света (или дневным), и постоянно отражающийся свет, проходя сквозь оптическую систему прибора, дает изображение на системе разложения, направляющей свет на фотоэлемент элементарными импульсами. Ко второй принадлежат передатчики с бегающим лучом (смотрите Дальновидение, фигура 2). В этой системе, по механич. выполнению мало отличающейся от первой, на месте фотоэлемента стоит источник света, а на месте источников освещения первой системы стоят большие фотоэлементы, воспринимающие отраженный свет от элементарного луча, падающего на объект передачи. При этом очень выгодно применять большие фотоэлементы, которые захватывают большее количество света, чем это могло бы быть получено фотоэлементами в первой системе. Геометрич. ход лучей в обеих системах одинаков и они являются эквивалентными, если размеры фотоэлемента, помещенного в приборе первой системы, и размеры кратера дуги источника света второй системы равны. В виду этого система прямого освещения объекта требует очень мощных источников света, яркость которых очень трудно переносима. Но эта система применима для дневного видения, в особенности при солнечном свете.

Системы разложения изображения. В начале работ по Т. в основу системы разложения изображения был положен прин-

цип оптической системы человеческого глаза. Объектив отбрасывал действительное изображение предмета или сцены на мозаичную панель из большого числа фотоэлементов совершенно так же, как в системе глаза такое изображение появляется за хрусталиком на ретине, составленной из множества колбочек и палочек, к каждой из которых подходит ответвление главного оптич. нерва. Однако физиологии. процесс, происходящий при этом в мозгу человека, в состоянии диференцировать раздражение каждого нервного волокна отдельно, и человек может сознательно оценить состояние изображения во всех его деталях. Для развития такого же процесса в электрич. приборе каждый элементарный фотоэлемент Р присоединялся вращающимся коммутатором К к линии L и импульсы элементов изображения подавались последовательно один за другим на приемную станцию (фигура 3). Эта система

Фигура 3.

оказалась неосуществима на практике в виду того, что токи, которые ± развивал каждый из этих малых фо-_β тоэлементов, были настолько слабы, что статич. паразитные эффекты трения щеток коммутатора совершенно маскировали фотоэффект. Поэтому такая мозаичная панель при применении обычных фотоэлементов (будь то селеновые камеры или щелочные фотоэлементы) в соединении с обычными механич. коммутаторами совершенно не осуществима.

1) Системы катодного разложения. Практич. подход к этой системе был сделан лишь с заменой механич. коммутатора катодным лучом и помещением такого мозаичного экрана из фотоэлементов вместо флуоресцирующей поверхности в трубку Брауна. В этом виде передатчик Т. с оптич, изображением, находящимся полностью на светочувствительном слое в течение всего времени его передачи, хотя еще окончательно не разработан, но составляет проблему разработок последнего времени (1932 г.). Такая мозаичная система фотоэлементов, помещенная в трубке Брауна, была предложена Кемпбелл-Свинтоном, а также В. К. Зворыкиным (от фирмы Вестин-гауза). Схема Кемп-белл-Свинтона (фигура 4) состоит в следующем. Изображение проектируется на мозаичный экран фотоэлементов а—Ь, состоящий из отдельных ячеек светочувствительного вещества с электродами, выведенными внутрь трубки Брауна Т. Над экраном находится сетка, представляющая собой общий анод всех фотоэлементов. Электронный пучок замыкает цепь каждого фо-

Фиг.

Фигура 5.

тоэлемента и под влиянием специальных генераторов А и Б, действующих на него своим магнитным полем, обегает все фотоэлементы. Изображение коммутируется т. о. не механич. способом, и вся система реально осуществима. Затруднения оказываются в получении равномерного фотоэффекта по всей панели фотоэлементов.Устройство мозаичйого экрана и определяет число элементов разложения изображения, и потому в таком виде эта систе-, ^ _г,

ма не имеет никаких v_L£s=] °) иу преимуществ перед механич. методами разложения. Но передатчик Т. с катодным лучом может дать чрезвычайно большое число элементов разложения, недостижимое механич. методами. Это было получено в работах Фарнсворта и описано в патенте Робертса (№ 318331), в к-ром от трубки Брауна взят только принцип отклонения электронного пучка магнитными или электрич. полями с целью разложения изображения. Для этого Робертс устроил специальный фотоэлемент (фигура 5) продолговатой формы с светочувствительным катодом К в виде плоской пластинки и анодом А, помещенным за экраном, в котором имеется маленькое отверстие. Изображение проектируется объективной линзой I на катод, испускающий фотоэлёктроны, число которых различно в зависимости от яркости частей изображения, причем в экран ударяют потоки электронов различной интенсивности. Если смещать общий поток электронов системой двух взаимно перпендикулярных полей, то в отверстие экрана пройдут все части изобра кения элементарными потоками электронов. Число элементов изображения зависит от размеров отверстия в экране, к-рое и составляет один элемент разложения; общее число последних теоретически м. б. сделано сколь угодно большим. Система Фарнсворта (фигура 6) значительно отличается от системы Робертса и состоиг^Гслщппощзм. В ци-линдрич. баллоне у одного его дна помещается посеребренная пластинка К (катод), покрытая тонким слоем светочувствительного металла. Параллельно ей имеется анод А в виде густой плоской сетки из тонкой вольфрамовой проволоки. К катоду и аноду этого фотоэлемента приложено напряженке в 50Э V. На цилиндр надета фокусир^ куцая катушка F, магнитцое поле которой гонит по спиральному пути электроны, вылетевшие из фотоэлемента. На другом конце цилиндра имеется маленький экранированный фотоэлемент Р с отверстием внутрь точно на оси цилиндра. Фотоэлектронный поток различной плотности по сечению цилиндра попадает на поверхность фотоэлемента и активирует его. Две взаимно перпендикулярные катушки-рамки L_xи L₂ перемещают поток фотоэлементов, создавая разложение изображения, так как «электронное изображение» попадает последовательно всеми своими точками на регистрирующий фотоэлемент. Внутренняя поверхность трубки посеребрена и потому пространство между ано-

Фигура 6.

дом плоского фотоэлемента и малым фотоэлементом эквипотенциально. Вследствие этого путь движения электронов внутри фокусирующей катушки не искажается, и разложение осуществляется зигзагами. Оптич. изображение наводится объективом на катод плоского фотоэлемента сквозь сетку анода, у которой со стороны цилиндра помещен регистрирующий маленький фотоэлемент. ·

2) Системы механического разложения. Мёханич. способы разложения изображения, в сущности и составлявшие предмет патента различных систем Т., м. б. разбиты на три группы: а) щелевые методы, в которых элемент изображения образуется перекрещиванием 2 прорезов в дисках или экранах, б) линзовые методы, использующие свойства преломления света, и в) зеркальные методы, в которых применяется отражение изображения или части его от маленьких зеркал. Для. щелевогометода (фигура 7) является типичным получивший широкое применение диск Нипков а (1884 г.). Он представляет собой металлич. или картонный круг, в к-ром сделаны элементарные отверстия, расположенные по спирали, ур-ие которой м. б. представлено в виде

*=-*«+

где R_q—начальный радиус спирали, Н—высота изображения, а—угол между двумя смежными радиусами из центра диска. Каждое отверстие смещено по радиусу к центру на расстояние, равное диаметру отверстия. Т. о. эти отверстия проходят последовательно по изображению, снимая последовательно световые импульсы рядом идущими полосками. Наиболее ходовые размеры диска Нипкова для приемных устройств следующие: общий диам. 50 см, центральный угол между смежными отверстиями 12°, диаметр отверстия ок. 1 миллиметров (Берд). Размеры диска определяют число элементов изображения, к-рое должно полностью уложиться между началом и концом отверстий спирали. Вместо диска применяется также цилиндр с рядом отверстий по винтовой спирали, также смещенных на единицу разложения каждое (Дженкинс). Цилиндр позволяет без осо-

L s·— _ бых затруднений увеличить размеры

Фигура 8.

изображений нанесением на него не одного оборота спирали, а нескольких. При этом число оборотов цилиндра на каждое изображение будет во столько раз больше, сколько полных витков спирали сделано на цилиндре. Цилиндр удобен гл. обр. для приема изображений, а не для передачи, т. к. расположение в нем мощного источника света затруднительно.

К линзовым системам надо отнести в первую очередь тот же диск Нипкова, у которого вместо отверстий вставлены линзы. Центр каждой такой линзы должен точно совпадать с прежним положением отверстия. Лаборатория Bell Со. применяет комбинированный диск Нипкова с линзами и отверстиями (фигура 8) для своих приемных устройств.Именно:

н

Фиг. край диска D сделан двойным и к нему присоединено плоское кольцо, в к-ром имеется ряд отверстий h по спирали, в каждом из которых вставлена линза. Главный фокус такой линзы находится как-раз в отверстии диска. Тогда параллельный пучок света, падающий на линзу, собирается в отверстии, ярко освещая последнее; последующее затем расхождение лучей дает возможность видеть это свечение даже под нек-рым углом зрения к диску.

Применение такого диска позволяет с успехом использовать то-чечные лампы тлеющего разряда Р путем помещения их за конденсорной линзой L, размеры которой покрывают все изображение. Хотя количество света, попадающее на каждое отверстие диска, вообще будет невелико, но общая яркость изображения мокет быть увеличена соответствующим повышением мощности ламп. Такое повышение мощности легче достигается в лампах точечного типа, чем в лампах с плоскими электродами, и поэтому при применении ламп точечного типа вся система является более рационально построенной в оптическом отношении.

Наиболее распространенной зеркальной системой разложения изображения является барабан Вейлера (фигура 9). По окружности барабана, или цилиндра, расположены небольшие плоские зеркала, наклоненные к оси цилиндра под возрастающими углами. Оптич. ось изображения отклоняется т. о. с каждым зеркальцем на определенный угол, а самое движение зеркальца осуществляет вторичное разложение. По сйоей простоте эта система является одной из наилучших и экономичных с оптич. точки зрения. Более новой системой разложения изображения является зеркальный винт (фигура 10), применяемый в приемных аппаратах. Она состоит из плоских узких зеркал в виде отполированных по краю металлич. пластинок, к-рые, будучи наложены одна на другую, повернуты каждая отно-

2 71

Фигура 10.

сительно предыдущей на угол, равный где

Тс—число пластинок и одновременно число элементов первичного разложения. Пластинки насажены на общую ось и закреплены в их положении, т. ч. зеркала расположены действительно, как касательные к винтовой поверхности. Совершенно ясно, что при вращении этого винта каждое из составляющих зеркал по очереди принимает положение, в к-ром свет от источника проектируется на экран и проходит по его ширине. Т. о. один оборот винта дает тот же результат, что и один оборот колеса Вейлера, то есть дает разложение полного • изображения. Но для получения такого эффекта модулированный источник света должен иметь форму светящейся линии, из которой каждое зеркало отбрасывает на экран 1 [k часть, распространяя это количество света на всю ширину экрана одной полоски первичного разложения. Такие источники света или строятся специально или получаются оптич. путем из точечных ламп при помощи цилиндрич. линзы Ц.Р.Л. (Центральная радиолаборатория). Для получения правильного изображе-

ния от зеркального винта он должен быть расположен от щелевого источника на расстоянии I, определяемом по ф-ле:

где b—длина одной пластинки винта, к—их j число. Отсюда видно, что зеркальный винт имеет | большой недостаток в том, что расстояние его от источника света сравнительно велико (1—2 м), так же как велико и расстояние, с которого производится наблюдение изображения, определяемое той же ф-лой. К зеркальным системам разложения изображения следует отнести еще и осциллографии. приспособления, предложенные Михали. Применение осциллографа Очень целесообразно при передаче кинофильм и с большим успехом использовано в передатчике сист. Зворыкина. За долгий период попыток создать Т. было предложено очень много других систем | разложения, кроме описанных. Однако в насто- ι ящее время применение их не дает преимуществ, j и предпочтение отдается системам, которые име-, ют только одну вращающуюся часть (диск, цилиндр, барабан Вейл ера или зеркальный винт) и дают разложение целого изображения за один оборот.

Теория разложения изображения. Какова бы ни была система разложения изображения, в ней должен быть заложен следующий оптич. принцип. Изображение, созданное, оитич. объективной системой, находится на его главной ι оптич. оси. Задачей прибора для разложения изображе- | ния является перемещение этой оси по отношению к не- j которой точке, которой служат элементарная диафрагма и | фотоэлемент. Такое перемещение м. б. получено меха- ¹ нически или путем использования какого-либо физич. ; явления, например появления двойного лучепреломления или изменения коэф-та преломления в сжатых кристал- лах или в жидкостях, находящихся в электрич. доле, ί При этом количество света, к-рое попадает на фотоэле- ί мент, будет ViV всего светового потока, приходящегося j на изображение, где N—число элементов изображения. | Если предположить, что вместо изображения передается ι прямоугольник, состоящий из черных и белых элементарных квадратиков, то перемещение оптич. оси с белого элемента на другой, черный, и затем опять на белый вызовет полное изменение тока в фотоэлементе или, как говорят, вызовет изменение фототока в течение одного периода разложения изображения. Так как в 1 секунду совершается обозревание η изображений, то частота фототоков при полном движении передающей системы выразится половиной произведения числа всех элементов изображения на число изображений в ск. =——·

Предположим, что высота, изображения есть q миллиметров и ширина его I миллиметров, а число элементов оптич. системы, меняющей направление главной оси (число отверстий в диске Пинкова, зеркал в барабане Вейлера, пластинок в зеркальном винте и т. д.), равно к. Тогда полное число эле-

1^2

ментов изображения выразится через N=--. а частота фототокα= —^. Для современных стандартов англ.

2 q

передачи по сист. Беддд, где k=30°. 1=70 миллиметров. q -30 и п=12¹/а. получим=13 125 Hz. Вне зависимости от сюжета передаваемого изображения максимальная основная частота, которая м. б. создана явлениями модуляции фототоков, характеризуется только системой разложения и определяется приведенной выше ф-лой. Дальнейший анализ движения светового луча с черного элемента на белый или соответствующего перемещения изображения по диафрагме фотоэлемента показывает, что в этом случае форма кривой нарастания фототока такова, что кроме осношюй частоты получается еще целый ряд высших гармоник, которые определяются разложением этой кривой в ряд Фурье. Если остановимся на предположении, что условным объектом передачи является клетчатая, черно-белая панель, причем сечение обозревающего ее луча в точности равно элементу изображения, то кривая нарастания фототока выразится зигзагообразной линией, разлагающейся в следующий ряд Фуры³:

. 7, 41 г.,

ъ= Ч--[sm a>t -

Δ π*

,+ sin 3α>ί-f ¹/·₁>5 sin Scot].

или, вычисляя коэф-ты, имеем:

1=0,57+0,3867 Sin ωί-0,0127 sin 3o>f+ 0,0151 Sin Scot.

В этом выражении со=2я/—угловая частота, зависящая от максимального числа элементов разложения системы. |

Это—та частота, влияние которой должен быть учтено при расчете модуляции передатчиков, всех участвующих в передаче линий, фильтров и уравнителей. Влияние 3-й гармоники, как видно, выражается в 11% амплитуды переменной составляющей фототока основного колебания со. Предположим теперь, что объектом передачи является панель черно-белых, вытянутых горизонтально прямоугольников (разложение горизонтальное). Тогда диаграмма фототока представится также в виде ряда прямоугольников; эта ф-ия разложится в ряд Фурье следующего вида:

7 27.

г~ 2 ^^{Sln ωί 1у}^^{3 sin 3ωί} + ^гЫ ^{S1n 5ω}Π·

Таким образом влияние высших гафмоник в этом случае выражается в виде 33% для третьей гармоники и 20% для пятой. Отсюда следует первый вывод, что при наличии резких контуров на изображении и сплошных линий, ширина которых значительно больше элемента изображения, влияние высших гармонии, модуляций приобретает важное значение и должен быть учтено в расчете цепей радиопередачи. В действительности изображение при разложении его методами Т. представляется несравненно более сложной ф-ией световых тонов, и сигнал, к-рый получает и воспроизводит фотоэлемент, должен быть представлен интегралом Фурье оо оо

I=<p(t)=^ j* dio J g>(A) cos co(t-?.)d?.,

0 — со где λ—вспомогательная переменная интегрирования, ω — 2 π/, /—частота сигнала. Значение этого выражения сводится к условию, что передающее устройство должно воспроизводить любой модуляционный эффект любой частоты без фазного и амплитудного искажения. Это конечно невыполнимо и потому прежде всего вводится ограничение предельной частоты, выше которой значение выражения не влияет на форму сигнала, то есть полагают, что сигнал представится в виде

N оо

F (t)=^ j* da> j* φ(λ) COS ω (ί — /) d/.

О 0

Ф-ия φ(λ) м. б. любой, и все выражение решается даже в самых элементарных случаях лишь с ограниченной точностью. В виду этого после тщательных исследований, произведенных лабораторией Bell Со., можно считать установленным, что пределы модуляции передатчика дли любого изображения определяются лишь системой его разложения и лежат в интервале частот от числа изображений в ск. до самой высшей частоты, которая приблизительно равна половине произведения всего числа элементов изображения на число изображений в ск. Для системы Берда, упомянутой выше, этот интервал будет 12,5—13 000 Hz. В этих пределах амплитуда сигнала должен быть одинакова, допуская отклонение лишь ± 2 децибела. Выравнивание амплитуд после усиления до модуляции передатчика производится специальным уравнителем, к-рый сам по себе вводит сдвиг фазы, зависящий также от частоты; поэтому этот последний эффект должен быть исправлен специальным уравнителем. Т. к. построить уравнитель н^ стод^ большой диапазон частот затруднительно, то для ур-ия фаз опытом найдены нормы допустимых задержек во времени для сигналов соответствующих частот. В интервале 400—20 000 Hz допускается относительная разность задержки сигналов от ±10 до ± 20 микро-секунд и для частот < 400 разрешаются задержки от ± 500 до ± 1 000 микро-секунд. При· соблюдении этих условий изображение Дудет передано с таким совершенством, что и фототелеграфная перздача, имеющая то же число элементов разложения. *

Усиление фототоков. Импульс света, брошенный системой разложения на фотоэлемент Р, вызывает в нем появление фототока (фигура 11). Этот ток создает на сопротивлении R, включенном Ь цепь фотоэлемента, некоторую эдс R · Ai, которая и действует на сетку первой усилительной лампы. Емкость проводов, присоединенных к этому сопротивлению, а также емкость сетка—нить лампы определяют ту постоянную во времени, которая в йзвестной степени ограничивает возможность усиления высокочастотных фотосигналов. Время Т, потребное эчементам изображения для прохождения

пространства того же протяжения, выразится формулой гр __ Я.

Lk*n ⁹

где q—высота изображения, I—его ширина, п—число изображений и к—число элементов

,. _Ί первичного разло-

^41—7-1 -λΰΐ— жения (отверстий в

^х диске); например для системы Берда q= 30 миллиметров, I=70 миллиметров, п= 12,5, к=30,Т== 0,00038 секунды. Чтобы схема усиления была рационально построена, необходимо условие Т > RC >—, иначе говоря, RC не должно быть более Т, что заставляет особенно тщательно заботиться о снижении емкости С, т. к. уменьшение R приводит к ослаблению сигнала вообще. В виду этого приходится еще раз прийти к тому выводу, что при увеличе-

Фигура 12.

.л

	—i—
	у
1 i	ί

я_.

Фигура 13.

нии числа элементов изображения вести усиление на частотах более высоких, чем основная =, очень трудно, если желателен эффект, сколько-нибудь сравнимый с таковым же при основной частоте. Неравенство Т > RC показывает, что одновременное использование основной частоты модуляции фототока и его высших гармоник возможно лишь с большими потерями на основной частоте, что вряд ли рационально. Вследствие необходимости помещать систему фотоэлементов вблизи моторов, вращающих механизм системы разложения изображения, весь усилитель фототоков (фигура 12) должен быть тщательно экранирован не только электрически, но и от акустич. помех.

В виду широкого диапазона частот, к-рый неизбежен при работе в системе Т., первые три каскада осуществляются на сопротивлениях. Дальнейшее усиление ведут на комбинированных элементах с целью выравнять общий коэф. усиления. Применение газовых фотоэлементов, более сильных, чем чистю вакуумные, вводит свое ограничение в возможность получения световых колебаний высоких частот (более 40 000 Hz), поэтому непосредственно за усилителем фототоков м. б. поставден уравнитель амплитуд или же вообще дальнейшее усиление м. б. собрано по схеме, выравнивающей недостатки усилителя фототоков (фигура 13). Для этой цели применяется специальная схема (Bell Со.), несколько громоздкая вследствие применения отдельных анодных батарей, но усилитель этой системы обладает в соединении с первым усилителем равномерным усилением в диапазоне частот в отношении почти 1 : 5 000. В дальнейшем передача сигналов Т. может вестись по радио или по проводам. Воздушные бронзовые линии позволяют использовать их непосредственно для Т. в пределах до 40 000 Hz. Кабельные отрезки резко меняют дело, и предел частоты даже при наличии коротких участков кабеля общей длиной 10—12 км, снижается до 15—20 kHz. При этом для уверенной работы на приеме необходимо, чтобы сигналы Т. были приблизительно в 10 раз сильнее любых помех. При обычных линиях (характеристика 600 Ω) ток сигнала теяевидения должен быть порядка 4—5 шА, то есть мощности около 0,1 W. Модуляция радиопередатчика осуществляется с помощью дальнейшего усиления сигнала; желательно доводить это усиление со всеми предосторожностями до возможности модуляции сразу последнего каскада мощного усилителя передатчика, работающего на антенну. Модуляция предыдущих каскадов усилителя передатчика приведет к срезыванию пограничных частот, т. к. усиление в передатчике всегда ведется по точно настроенным контурам; однако здесь возможны варианты схемы в ту или иную сторону. В некоторых случаях (при небольшом числе элементов) передача сигналов Т. может быть произведена обычной радиовещательной станцией. Схемы радиопередатчика (фигура 14) для Т. отличаются от обычных (смотрите Радиопередатчик) усилительной частью модулятора; кроме того в виду большой чувствительности фотоусилителей необходимо их экранировать, закрывая фотоэлементы сетками и заземляя экраны. Индукция от замкнутых контуров передатчика сравнительно мало влияет на электрооптич. часть, но антенну надлежит отнести на нек-рое расстояние от помещений студии и передатчика (100—200 м), подведя к

ней энергию проводами, что значительно облегчает совместную работу передатчика и телевизорного устройства. На фигуре 14: 1—задающий генератор, 2—два каскада усиления, 3—модулятор, 4—мощный усилитель, 5—линия передачи, 6—вход от усиления передачи Т., 7—три каскада низкой частоты, 8—контроль своей передачи, 9—отвод к неоновой лампе для контроля своей передачи.

Синхронизация передающего и приемного устройств. В настоящее время вопрос о синхрони-

зации потерял свою остроту и может считаться окончательно разрешенным. Для этой цели прежде всего -стабилизуется движение оптической системы разложения изображения на передатчике. Самый простой прием для реализации такой стабилизации—поставить синхронный мотор на городском переменном токе. Такие моторы дают обычно 1 500 об/м., то есть 25 об/ск., и следовательно с зубчатой передачей 2 : 1 дадут требуемые 12¹/₂ оборотов диска Нипкова или иного механизма. Влияние изменения напряжения сети на эти моторы выражается в изменении фазы между приложенной эдс (линии) и противодействующей эдс (в моторе). Обычный синхронный четырехполюсный мотор, идущий под полной нагрузкой, создает разность фаз примерно в 20°, что соответствует механич. смещению ротора на 10°, так как имеются две пары полюсов. При уменьшении приложенной эдс этот фазный угол уве-

Фигура 15.

личивается, и изображение скользит из рамки. При небольшом числе отверстий, например 30, угол, потребный для смещения изображения на Vю его из рамки, будет 1, 2°. Дополнительный угол смещения по фазе 2¹/₂° должен появиться при изменении приложенного напряжения на 10%, что бывает довольно редко, а потому подобный метод синхронизации в Т. вполне допустим. При использовании двигателей постоянного тока стабилизация движения осуществляется колесом Л и к у р а на валу диска, возбуждаемым камертонным генератором. При этом лучшее решение получается, если колесо Лакура является лишь коррекционным механизмом, то есть основной вращающий момент дает обычный электродвигатель при помощи передачи, а колесо Лакура только выравнивает движение диска. Самая синхронизация движения передающего и приемного механизмов разложения изображений м. б. двух родов: автономной или принудительной. В случае автономной синхронизации на приеме движение его системы не зависит от движения механизма передатчика. Для осуществления такого движения на приеме применяют также колеса Лакура с камертонными генераторами. Но этот метод менее удобен, чем второй, при котором движение передатчика заставляет в известных пределах следовать приемное устройство за своими колебаниями во вращении механизма. Поэтому все современные системы Т. применяют принудительную синхронизацию. Для этой цели вал мотора постоянного тока, вращающий механизм передатчика, спаривается с машиной переменного тока, которая питает по отдельным проводам такой же синхронный мотор на валу мотора приемного устройства. При нтом может быть получена желаемая точность синхро

Фигура 16-

низации путем увеличения числа полюсов машины и мотора переменного тока с соответственным увеличением частоты этого тока (фиг 15: Di—диск Нипкова передатчика, D₂—приемника). Так, лаборатория Bell Со. (Америка) применяет машину и мотор индукционного типа, имеющие 120 пар полюсов. При нормальном сдвиге фаз (при полной нагрузке) р 20° применение такой машины дает ¹/₆° механического смещения и то лишь при сильных колебаниях нагрузки, которая, практически говоря, остается постоянной. Система синхронизации, разработанная ЛЭФИ (фигура 16), несколько отличается от описанной. В ней на самом диске Нипкова насажены небольшие железные массы т, которые при вращении диска возбуждают переменный ток в электромагнитах е. Этот ток направляется в отдельную линию L и после усиления на приемной станции действует на электромагниты приемного диска, корректируя т. о. его движение. Применение отдельной пары проводов составляет существенный недостаток подобного рода синхронизации, хотя и позволяет осуществить ее с большой точностью. Следует отметить, что точность синхронного движения телевизионных установок, связанных проводной линией, заставляет считаться со скоростью распространения электрич. энергии по системам с распределенной емкостью и самоиндукцией. При передаче Т. по радио такая система потребует отдельной передачи специальной волной.

Берду удалось разрешить задачу синхронизации значительно более простым способом, вполне удовлетворяющим цели современного состояния Т. (фигура 17). Он использует для це~

нал,к-рый образуется при передаче изображе-¹ ния самой оптич. системой разложения. Действительно, если допустить, что между сменой строк или полос первичного разложения пропускается один или два элемента вторичного разложения, то есть рамка изображения будет ^же действительного пространства, занятого бегающим лучом или изображением на диафрагме фотоэлемента, то каждая строка будет передана в пространство как отдельный законченный импульс. Число этих строк (число отверстий диска Нипкова или зеркал барабана Вейлера), помноженное на число об/ск. системы (число изображений, или кадров), дает частоту тонального сигнала, к-рый впервые будет услышан на приемной станции при настройке. Для принятого в 1932 г. любительского стандарта это будет 30 х 12,5=375 пер/ск. Этот сигнал и используется для целей синхронизации. На валу диска приемного устройства насаживается колесо Ла-кура! с числом зубцов, равным числу отверстий в диске. Ширина зубца—примерно */₄ расстояния между зубцами. Это зубчатое колесо вращается между двумя электромагнитами, в обмотках которых идет ток последней лампы усилителя, действующей на неоновую лампу 2. Чтобы беспрепятственно пропустить ток повышенной частоты, составляющий импульсы самого изображения, синхронизирующие катушки шунтируются большим конденсатором, к-рый полезно подобрать так, чтобы параметры системы катушек и конденсатора (L и С) соответствовали тональной частоте синхронизации. Такая система, приводимая во вращение отдельным мотором, легко приходит в синхронизм вследствие магнитных импульсов, корректирующих ее движение, причем небольшие отступления в точности движения передатчика увлекают приёмное устройство, к-рое следовательно точно следит за этими изменениями и не выходит из синхронизма. Этот простой метод синхронизации дал мощный толчок развитью любительского Т.

Значительное улучшение в систему Берда было внесено фирмой «Telehor» Михали (фигура 18).

Όη также использует синхронизирующую частоту самого изображения, но, вместо того чтобы подавать ток последней лампы усилителя в обмотки электромагнитов, возбуждает им тональный генератор, к-рый настраивается на ту же частоту, что и синхронизирующий сигнал. Схема генератора имеет обратные связи, недостаточные для самостоятельного генерирования с большой амплитудой; поэтому проходящий сигнал в виде дополнительного напряжения на сетке вызывает затягивание генерирования лампы. Переменный ток генератора, почти чисто синусоидальной формы, усиливается еще одним каскадом мощного усиления, после чего поступает в цЩЙтки синхронизирующих электромагнитов. Не говоря уже о том, что синхронизирующие импульсы в схеме Михали значительно мощнее, чем у Берда, наличие постоянного генерирования, хотя и с меньшей амплитудой, удерживает приемное устройство в синхронизации довольно долго даже после того, как передача прекратилась. Схема Михали является очень удачной комбинацией автономной и принудительной синхронизаций и для любительских приборов и многих других целей является наилучшей в настоящее время.

Для увеличения точности синхронизации можно ввести еще следующее существенное дополнение. Тональный сигнал перед подачей его на генератор выпрямляется двухэлектродным кенотроном без сглаживания, и получающийся ток удвоенной частоты действует на генератор, соответствующим образом настроенный. После усиления ток поступает в обмотки сйнхронизирующих электромагнитов, которые в свою очередь действуют на колесо Лакура с удвоенным числом зубцов. Тогда движение приемника выравнивается не только от строки к строке, но и между этими положениями диска (схема Ц. Р. Л.). По схеме Михали построен телевизор, разработанный на радиозаводе им. Коминтерна.

Трансформация электрических сигналов в световые импульсы. Электрич. сигналы изображения преобразуются в световые импульсы на приемной станции при помощи световых р е л е—приборов, дающих свет под действием приходящего тока сигнала. Для того чтобы такое приспособление было пригодно для целей Т., оно должно удовлетворять следующим основным требованиям: 1) оно должно воспроизводить сигналы со скоростью передачи» электрических импульсов передачи изображения, то есть полного числа элементов всех изображений, переданных в единицу времени,=;

2) сила света каждого сигнала должен быть пропорциональна его силе тока или напряжению; 3) прибор должен давать световые вспышки достаточной яркости. Большинство световых реле основано на модуляции светового потока постоянного источника. Вследствие необходимости получения сигналов высокой частоты все механизмы, основанные на механическом закрывании фокусированного луча, могут удовлетворять лишь очень грубым разложениям изображения. Действительные практич. результаты дают лишь световой модулятор Керра, газовая лампа тлеющего разряда и трубка Брауна с модуляционной сеткой.

1) Модулятор Керра (фигура 19) состоит из маленького конденсатора с диэлектриком из жидкого нитробензола. Помещенный между двумя призмами Николя слой нитробензола конденсатора модулирует проходящий через него поток света вследствие появления двойного лучепреломления под влиянием приложенного напряжения на обкладках конденсатора. Конденсатор должен обладать начальным основным напряжением 500—400 V и дает максимальное просветление луча, погашенного скрещиванием николей, при наложении дополнительного напряжения (сигналы) величиной ок.

+ 200 V. Эти величины весьма зависят от конструкции. Если между николями поместить конденсатор Керра, то явление двойного лучепреломления при наличии сигналов вызовет изменение яркости δ; δ вычисляется по ф-ле

δ=С · I. Е²,

где С—постоянная Керра и равна 256,0 · 10^-7, l-т длина пути луча между пластинками и Е—напряженность поля в CGS. Выражая Е в У на см, получим ф-лу где d—расстояние между пластинками; С—в этом случае равно [Vs · Ю^-4 · 256,0 · 10^-7]== 28,4· 10"¹¹. В общем максимальная яркость после модулятора Керра не бывает больше V₉ яркости источника. Но конденсатор Керра является пока единственным модулятором света высокой частоты и применяется при проектировании Т. на экран. Т. к. амплитуда света, выходящего из системы Керра, пропорциональна квадрату приложенного напряжения, то для работы необходимо приложить к конденсатору Керра нек-рое начальное напряжение (~ 300— 500 V), к-рое переместит рабочую точку на кривой в положение, от которого изменения носят более пропорциональный характер. С этой

Фигура 19.

целью конденсатор Керра присоединяется прямо между анодом и катодом последней усилительной лампы, т. ч. напряжение батареи усилителя и является основным приложенным к конденсатору (Чернышев); конструктивное выполнение его показано на фигуре 20.

2) Наравне с конденсатором Керра пользуется вполне заслуженной репутацией газовая лампа тлеющего разряда (фигура 21). Для целей Т. изготовляются лампы,наполненные неоном; они имеют электроды в виде плоских железных пластинок прямоугольной формы, расположенных параллельно на расстоянии ок. 1 миллиметров. Под влиянием приложенного напряжения на катодной пластинке I

-А7-^^!-^СЛ-

Фигура 21.

появляется ровное тлеющее свечение, которое пропорционально по своей яркости силе тока, протекающего через лампу. Анодная пластинка в позднейших конструкциях (з-д «Светлана») заменяется прямоугольной рамкой из железной проволоки. Лаборатория Bell Со. построила мощную неоновую лампу большой яркости с водяным охлаждением катода, так как газовый ионный процесс вызывает сильное нагревание электродов (фигура 22). Неоновая лампа может воспроизводить световые импульсы с весьма большой частотой и в настоящее время является наиболее распространенным прибором для приема Т., особенно в радиолюбительстве. Она помещается обычно непосредственно за диском Нипкова в рамке, ограничивающей размеры изображения, которое в свою очередь определяется разбивкой отверстий на ди-»*;==-= ске. Лампа вспыхивает^-по всей своей поверхности с яркостью, необходимой всего лишь для одного элемента изображения, и остается неиспользованной во всей остальной поверхности. Несмотря на явную неэкономичность такого приема помещение маленьких неоновых ламп в каждое отверстие и коммутация их значительно менее удобны, так как лампы по яркости неэквивалентны и регулировка их яркости, хотя и возможна, но непрактична. Лучшее оптическое использование получается при применении точечных неоновых ламп. Эти последние имеют катод в виде короткой медной трубки, внутри которой помещен анод также в виде трубки из алюминия. Свечение имеет характер вольтовой дуги и очень ярко. Такая лампа ставится в фокусе конденсорной линзы, дающей параллельный пучок света такого сечения, которое покрывает размеры изображения на

Фигура 22.

диске Нипкова. Свет попадает затем или непосредственно в отверстие диска или же на маленькие линзы, помещенные на диске, фокус которых находится в отверстиях, так что поток света, выходящий из отверстия, получается значительно больше, что увеличивает яркость изображения. Точечные неоновые лампы можно использовать в любой системе разложения изображения и затем проектировать последнее на экран. Как промежуточный этап в развитии экранного приема телевидения были сконструированы специальные экраны многоклеточной системы. Лабораторией Bell Со. построен экран из длинной зигзагообразной стеклянной трубки со спиралью внутри ее (анод) и многими впаянными электродами (катодами). Каждый катод включается коммутатором, к-рый вращается синхронным мотором. В опытах этой лаборатории такой экран имел размеры 0,75x 1,05 м² и состоял из 2 500 элементов. Это решение вопроса экранного Т. очень дорого, непрактично и не получило дальнейшего развития. Берд в Англйи повторил опыты Bell Со. с экраном из лампочек накаливания. В виду того что каждая лампочка вспыхивает всего один раз во время появления изображения и может удерживать свою яркость вследствие инерции, оказал ось, что простые лампочки типа карманных фонарей могут дать удовлетворительные результаты. Перед экраном такого типа ставится тонкое матовое стекло, на котором каждый вспыхивающий элемент изображения дает равномерную освещенность.

3) Прием Т. при помощи т рубок Брау-н а изобретен проф. Розингом в 1908 году Осциллографии. трубка Брауна может служить для этой цели, если в нее введен еще электрод, управляющий яркостью флуоресцирующего пятна. Такой электрод вводится разными современными изобретателями в различныхместах.

Наибольшую известность получили трубки Арденне и Зворыкина. В системе Арденне управляющий электрод имеет вид трубки, окружающей катод, т. н. «Венельтов цилиндр», и помещенной после анода. В системе Зворыкина (фигура 23) это устройство сохраняется, но имеется еще дополнительный анод в виде внутренней металлизации баллона для уничтожения накопления электронов на стекле. Затруднения в модуляции интенсивности катодного луча заключаются в том, что модуляция одновременно смещает положение светящегося пятна геометрически, что искажает изображение. Этот недостаток присущ в различной степени всем системам приемных устройств катодного Т. и объясняется сл. образом. Катодная трубка, чисто вакуумная или газовая, представляет собой электронный прибор, вполне аналогичный усилительной лампе. Поэтому модуляция яркости экрана, выражающаяся в изменении количества электронов, ударяющих в флуоресцирующий экран, сопровождается и изменением анодного тока трубки. Яркость экрана (в стильбах) определяется ф-лой Ленарда

Β=μ%(ν-ν₀)₄

где μ—постоянная флуоресцирующего экрана, г—сила тока в катодном луче, V₀—начальное

2ά

1

+J00-400V

т

+30Q-4Q0V

Т. э. m. XXII.

напряжение флуоресценции, У—напряжение анода трубки. Из этой ф-лы видно, что яркость пропорциональна скорости электронов v, так как последняя зависит от анодного напряжения V (скорость электронов в трубке Брауна

v =y^2^vj, и количеству электронов в катодном луче. Но увеличение числа электронов в луче сопровождается и общим увеличением тока между накаленным катодом и анодом, что вызывает нагрузку анодной цепи трубки и при модуляции анодного тока изменяет потенциал анода, если в анодной цепи имеется какое-либо сопротивление. Происходит явление, совершенно аналогичное тому, что имеет место в электронных лампах, и используемое в обычных усилителях. Однако отклонение D катодного луча при помощи электрического поля пластинок, введенных внутрь трубки, выражается ф-лой, в к-рую также входит анодное напряжение F, а именно где I—длина отклоняющих пластинок, d—расстояние между ними, b—длина катодного луча от центра отклоняющих пластинок до экрана, V — напряжение между отклоняющими пластинками, V—анодное напряжение. Ь трубках, имеющих газ, анодный ток меняется довольно сильно и имеет среднюю величину, доходящую до 150 μΑ вследствие ионных процессов между анодом и катодом. В виду этого трубки надлежит наполнять аргоном, при к-ром возможна работа с малым анодным током (10—15 μΑ), и только такие трубки пригодны для Т.

Самая развертка изображения совершается электрич. схемами, дающими пульсирующий ток пилообразной формы. Такими генераторами могут служить релаксационные схемы с неоновыми лампами, тиратронами (смотрите), или многосеточными лампами. Для получения правильной развертки изображения на экране катодный луч должен отклоняться с равномерной скоростью по всей длине строки изображения и затем мгновенно возвращаться к началу следующей строки. Генерирующая скема, дающая ток такой пилообразной формы, автоматически синхронизируется приходящими сигналами изображения по тому же принципу, как и в случае механич. разверток. Для этого сигналы изображения, приходящие с линии ил^ по радио, подаются не только на модулирующий электрод трубки, но и частично, после филь-

__· тров, на сетки генерирующих тира-

тронов, или катодных ламп. Проис- ходит затягивание генерирования, и изображение держится стабильно.

Такой метод развертки принят в

/. системах катодного Т. Арденне Гер-

^—¹¹⁷ майского почтового министерства,

Фарнсворта и Центральной радиолаборатории ВЭСО. Приемный телевизор Фарнсворта, названный им «Oscillite» (фигура 24), отличается от осциллографии, трубок с нагретым Фигура 24. * ^кат0Д0^м тем, ЧТО не имеет конденсаторов внутри трубки для отклонения катодного пучка. Это отклонение совершается магнитным полем снаружи при помощи катушек, в которые пропускается ток от синхронизирующих генераторов. Катод 1 трубки состоит из спирали, покрытой оксидами изнутри. Снаружи на нее надет колпачок, имеющий сверху отверстие, равное по вели чине диаметру нити спирали. Электроды выходят только в отверстие колпачка и попадают в трубчатый анод 2. По середине между анодом и колпачком, прикрывающим катод, помещено кольцо, играющее роль сетки 3, как в обычной электронной лампе; напряжение на аноде 1 500—2 500 V. Для синхронизации движения светового пятна на экране 4 необходимо создать отклоняющие взаимно перпендикулярные магнитные поля. Для этого цилиндрическая часть трубки находится между небольшими рамками, составленными из нескольких сотен витков. Чтобы движение пятна соответствовало разложению изображения на передаче, по катушкам должен идти ток не синусоидальной, но пилообразной формы. Только в этом случае движение будет соответствовать пробеганию отдельных элементов изображения по отверстью диафрагмы передатчика. Смена изображений на передатчике, как описано выше, также производится магнитным полем катушки, по которой идет пилообразный ток в 15 Hz (частота кадров) при частоте строк 3 kHz.

Новейшим методом катодного Т. является сист. Туна, т. н. «Liniensteuerung». Она осно

вана на совершенно особом принципе и в выполнении Арденне дала наилучшие результаты с четкостью 20 000 элементов. Тун предложил не модулировать катодный луч совсем, но менять лишь его скорость на пути следования по строчкам. Всякое замедление движения луча вызывает автоматич. увеличение яркости флуоресцирующего пятна, т. к. количество электронов, ударяющих в экран, увеличивается (смотрите выше формулу Ленар да), наоборот, ускорение движения дает обратный эффект, то есть потемнение. Т. о. в системе Туна катодный луч идет по прямолинейным строчкам, но с переменной скоростью, в чем и выражается модуляция по яркости пятна. В виду этого термин Liniensteuerung м. б. переведен по-русски как «скоростная модуляция». Пока система Туна-Арден-не осуществлена только для передачи и приема кинофильм. Передатчик имеет такую же трубку Арденне, как и на приеме, и устроен сл. образом (фигура 25). Катодный луч дает яркое пятно на экране трубки 1, изображение которого фокусируется линзой 2 на фильме 3, и свет сквозь фильму попадает на фотоэлемент 4. Фотосигналы усиливаются усилителем 5, проходят через фильтр б, не пропускающий частоты ниже частоты строк, и попадают на сетку лампы 7, являющейся переменным сопротивлением неонового генератора 3. Т. о. импульсы света уменьшают или увеличивают сопротивление лампы 7 и увеличивают или уменьшают частоту релаксационного генератора. Это создает изменение скоростей движения пятна, производящего развертку, почему оно задерживается или ускоряет свое движение в строчке разверт-

ки на фильме, создавая световую регенерацию и усиливая полезный фотосигнал. На приеме применяется такая же система из релаксационных генераторов и катодной трубки или же отклоняющие пластинки приемной трубки соединяются прямо с такими же пластинками передающей трубки. Чтобы избегнуть необходимости трех отдельных проводов линии, применяется система компенсированных фильтров, и в действительных условиях передача совершается на одной волне. Перемещение луча со строки на строку передатчика кинофильма осуществляется присоединением отклоняющих пластин к конденсатору 9, к-рый заряжается постоянным током через лампу 10, а разряжается замыканием его накоротко механическим замыкателем 11, приводимым в действие от самого механизма киноаппарата.

Т. цветное и стереоскопическое. Несмотря на то что Т. даже в наиболее разработанных его системах (Bell Со. и «Телефункен») не может, считаться окончательно решенной задачей и подлежащим внедрению в широкую эксплоа-тацию, как телефон и радио, почти всеми лабораториями велись опыты передачи движущихся изображений в естественных цветах и стереоскопии. Т. Цветное Т. на небольшие дистанции и по проводам было осуществлено реально лабораторией Bell Со.в середине 1930 г. Его развитие всецело зависело от разработки фотоэлементов, чувствительных к различным областям спектра. Но так как фотоэлементы с натрием имеют чувствительность с двумя максимумами, на 0,35μ и 0,55μ, а калиевый обладает острым максимумом на 0,43 μ с общей чувствительностью в широкой полосе спектра 0,35— 0,75μ, то для получения истинной селективности были применены окрашенные фильтры в синий, зеленый и красный цвета. Амплитуда каждого цветного сигнала выравнивалась уже соответствующей группировкой фотоэлементов. Передающее устройство по системе бегающего луча состоит из диска Нипкова такого же, как и для обычного Т. Сильный луч белого света направляется на объект, и отраженный свет воспринимается фотоэлементами, разлагаясь автоматически на амплитуды, соответствующие цветности отражения. Опытом было найдено, что число фотоэлементов, необходимое для получения белого света на приеме, должен быть сгруппировано сл. обр.: два с синими фильт-^— — —. рами сп, восемь с зелеными зл. фильтрами и четырнадцать с красными кр. (фигура 26: 1—зеркало, 2—линза). Каждая группа соединена в параллель и имела свое усилительное устройство с одинаковым коэфи-циентом усиления 10¹³раз. Система усиления ничем не от-

	зл	|	зл I
ч	“Р	Ί	кр V
S			А
с“ 9	1	2 О	1 ^
V V)			’ЧГ

Фигура 26.

личалась от обычного, необходимого для целей Т.,но в виду меньшей яркости аргоновых ламп в зеленом и синем цветах мощность последнего каскада усиления доведена до 500 W. Между приемной и передающей станциями находились три пары проводов, по паре для каждого цветного сигнала и еще две пары проводов для синхронизации и телефонного обмена. На приемной станции (фигура 27) за диском Нипкова помещаются

три точечные лампы (фигура 28) тлеющего разряда, перед к-рыми находятся цветные фильтры кр, сп, зл, (фигура 27). Лампа для красного цвета 1 наполнена неоном, для зеленого 2 и синего 3—аргоном. Система линз 4 и 5 и два полупрозрачных зеркала б и 7 позволяют видеть все три лампы од-зл ₀ повременно и ком бинацию цветов

Фигура 27.

(8—диск Нипкова). Т. к. электрич. мощность для питания этих ламп доведена до 500 W, то в них приняты меры охлаждения электродов. Катод имеет форму трубки и охлаждается водой. Оба электрода имеют вытянутую форму и наблюдаются со стороны из концов, чтобы увеличить кажущуюся яркость свечения. Опыты с этой системой цветного Т. показали основные свойства цветного Т. вообще. Обычное Т. передает только амплитуды света, отличающиеся одна от другой, постоянный же световой фон не передается усилителями на сопротивлениях и конденсаторах. Он легко восстанавливается на приеме подбором постоянного потенциала неоновой лампы, при к-ром она слегка светится.

В виду того что этот фон подбирается на приемной станции по инди-· видуальному ощущению, он может не соответствовать действительности, хотя и не изменяет характера изображения. В цветном Т. на приеме этот фон неизвестен им. б. принят любого цвета и оттенка по желанию путем регулировки постоянного горения ламп, если же при этом передается предмет одного цвета, то и самфон изменяется, т. к., в то время как работает только одна цветная группа фотоэлементов, этот цвет вычитается из суммы цветов фона, например если передавать зеленый объект на черном фоне, то он будет казаться зеленым объектом на красном фоне, пока не будут выключены красная и синяя лампы. Вопрос о точной передаче контуров также еще более обостряется, и в целом задача требует дальнейшей лабораторной проработки.

Стереоскопическое Т., также не вышедшее из лабораторных опытов, было испробовано Бердом. Он применял для этой цели диск с двумя спиралями отверстий, два объектива и два фотоэлемента с усилителями. На приеме были подобная система разложения и две неоновые лампы, работающие для одновременного видения двух смещенных под углом к оси изображений. Опыты Берда еще не получили окончательного оформления в б. или м. законченном выполнении.

Т. с подразделением изображения и дуплексное. Стремление занять возможно узкую полосу модуляционных частот в эфире привело к системе Т. с подразделением изображения на несколько частей. По этому методу изображение передается несколькими частями, причем эти части передаются одновременно по нескольким парам проводов или отдельными радиопередатчиками. Каждая часть изображения делится на такое число элементов, что

Фигура 28,

передача ееукладывается в заданном диапазоне модуляционных частот. Естественно, что количество элементов всего изображения будет равно сумме элементов его частей, и оно будет передано с большим количеством деталей при том же относительном спектре частот, к-рый был нужен и для обычной передачи. При этом получаются ф-лы, которые дащт зависимость между отдельными параметрами передачи изображения, весьма похожие на выведенные выше. Пусть ш—число частей, на которые делится изображение, I—его размеры в тангенциальном измерении и q—размеры в радиальном отношении, п—число полных изображений в ск., N—полное число элементов изображения, к—число отверстий в диске. Тогда частота одной полосы модуляции будет f_B=; цен тральный угол между двумя отверстиями на ; число элементов изображе-

360

диске будет α= _fem

Расчет ведут, исходя из полосы модуляции спектра и других данных. В опытах * лаборатории Bell Со. полоса модуляции

40 000 Hz. Отношение —=⁷/₆; п --

была f_B

тогда число отверстий в диске будет Полное число

18;

= 108.

элементов 1082.7

2 · 6 · 40 000 3 7 · 18

всего изображения=13 608.

Если бы мы пожелали передать это изображение с тем же числом элементов на одной волне и без разделения его на части, то для этого потре-

бовалась бы полоса частот=-у-=—%-=

= 120 000. Система с подразделением изображения годится гл. обр. для передачи к’ино-

теперь принято считать, что более рациональным является применение ультракоротких волн (смотрите) и одной очень широкой полосы модуляции. Как дальнейший этап развития Т. лабораторией Bell Со. осуществлено дуплексное Т. (фигура 29) в соединении с телефонным разговором. Оно состоит из двух ординарных установок Т., описанных выше, собранных вместе в одном металлич. каркасе и расположенных т. о., что принятое изображение корреспондента появляется непосредственно под объективом передатчика бегающего луча. Эта установка имеет очень детальное изображение и применяет диски с 72 отверстиями при 18 изображениях в ск., следовательно изображение имеет 6 048 элементов. Полоса частот модуляции

фильм, т. к. при системе бегающего луча вводятся большие.трудности устранения влияния света, отраженного от части изображения, на к-рую падает луч, на те фотоэлементы, которые должны принимать свет лишь только от своей, а не от соседней части. Несмотря на замечательные лабораторные результаты, полученные лабораторией Bell Со., приходится заключить, что передача с подразделением изображения очень громоздка, а управление приемным устройством очень сложно. Особенно важно получить при этом методе Т. правильное соотношение сигналов на приеме, в противном случае наступают сильные искажения. В виду этого

/= 54 000 Hz. Диаметр передающего диска 525 миллиметров, приемного 750 миллиметров. Фотоэлементы 1 (фигура 29) в виде стеклянных труб длиной ок. 30 сантиметров и диам. 10 сантиметров расположены по стенам будки, в которую входит лицо, желающее быть объектом передачи. Луч, выходящий из объектива, окрашен фильтром в голубой цвет, что соответствует максимуму чувствительности калиевых фотоэлементов, наполненных аргоном. В то же время свет приемной неоновой лампы не действует на фотоэлементы, иначе получилась бы беспорядочная обратная световая регенерация. При высокой чувствительности больших фотоэлементов условие их селективности к определенной части спектра, далекой от света, даваемого неоновой лампой, является основным при дуплексном Т. Применявшаяся в начале работ неоновая лампа с водяным охлаждением теперь оставлена и заменена точечной неоновой лампой, описанной выше. Опыты дуплексного телевидения велись лишь на короткие расстояния, между двумя отделами лаборатории Bell Со. на дистанции около 1 км (на фигура 29 представлены: 2 — линия для передачи изображения, 3—телефонная линия, 4—линия для синхронизации).

Последние достижения в Т. Окончательное решение проблемы Т. I¹] было осуществлено аме-рик. радиокорпорацией (R.C.A.) в работах д-ра Зворыкина, который довел свою систему катодного телевидения до полного конструктивного оформления в 1931—32 гг. в лаборатории R.C.A. Катодный передатчик Зворыкина, названный им иконоскопом, существенно отличается от всех описанных выше проектов, из которых только один передатчик Фарнсворта имел лабораторное осуществление. Иконоскоп Зворыкина (фигура 30) имеет мозаичную панель Р_с, со-

стоящую из весьма малых фотоэлементов, но в отличие от описанных выше систем каждый из фотоэлементов имеет только светочувствительную поверхность в виде цезиевого слоя,

Фигура 31.

осажденного на капельку серебра на слюдяной пластинке, без какого-либо электрода, проходящего сквозь изолирующую панель, на которой он находится. Вместо этого электрода другая сторонамозаич-

,fEB

Фигура 32.

ной панели имеет общий металлический электрод SP («сигнальная пластинка»). В данной схеме используется не рабочий ток фотоэлемента в замкнутой цепи, как это предполагалось в проектах Кэмпбелл - Свинтона, а разряд части конденсатора, образованного мозаичной панелью по отношению к общему электроду SP с другой стороны слюдяной пластинки. Т. о. когда проектируют изображение на мозаичную панель Р_с, в различных ее частях происходит эмиссия электронов, и эти части получают соответствующие положительные заряды. Ускоряющее ноле, необходимое для обычных фотоэлементов, здесь не применяется.

Электронный пучок ЕВ, обегая под влиянием отклоняющих катушек НС панель непосредственно по светочувствительной части, уничтожает положительные заряды, вызыЕая в цепи мозаичного конденсатора мгновенные разряды, которые и представляют собой сигналы Т. На фиг, 31 дан внешний вид передающей трубки д-ра, Зворыкина. Является весьма важным обстоятельством тот факт, что каждая часть мозаичной панели Р (фигура 32) накопляет свой заряд во все время нахождения на нем изображения, а разряжается лишь в промежуток времени нахождения на данной части электронного пучка, Поэтому сигналы, полученйые от па

нели, достаточно сильны и не слабеют от увеличения числа элементов, как обычно, а даже усиливаются, Число фотоэлементов на всей панели, размером 10x12,5^0^, ок, 3 000 000, что позволяет получить* Т. с любой степенью четкости, Опыты показали, что для большинства слу

Фигура 34#

чаев достаточно иметь 70 000 элементов изображения, что осуществляется соответствующей фокусировкой электронного пучка, сечение которого покрывает сразу ок. 50 фотоэлементов мозаики. Изображение разбивается при этом на 240 строк и работа идет при 24 кадрах в ск. Такое большое число элементов разложения требует равномерного усиления с полосой от 35 до 1 000 000 Hz, которое удалось осуществить обычными схемами с коррекционными контурами, так как весь коэф. усиления всего 20 000 до получения сигналов, способных модулировать приемную катодную трубку.

Приемная катодная трубка (фигура

33), т, н. кинескоп, имеет так же, как и иконоскоп, электр остатич. фокусировку электронного пучка помощью цилиндрич." анода А_гс диафрагмами и дополнительного анода Л₂ в виде посеребренной поверхности конич. части трубки. Подбирая напряжения на этих анодах, можно получить на экране пятно, к-рое представляет собой электронное уменьшенное изображение диафрагмы катода с диам. всего 0,2мм, Напряжение на втором аноде А₂ кинескопа

Фиг, 35-

4 500 V, на втором аноде иконоскопа—1 00Q V. Чтобы модуляция электронного пучка не вызывала его расфокусировки и изм^ .ния положения на экране, о"чем упоминалось выше, модуляционный электрод G располагается весьма близко к катоду С. А ллитуда модуляции на управляющем электроде G всего 10 Y, при этом сила света пятна изменяется от 0 до 1,5 св. Экраном S служит слой синтетич. виллемита (кремнекислого цинка). Разложение изображения как на передаче, так и на приеме осуществляется магнитным полем, дабы не вводить в трубки дополнительных отклоняющих электродов, могущих исказить фокусировку. В настоящий момент у R.C.A. имеются передающие и приемные трубки с электростатич. разложением изображения, что несколько удорожает их стоимость. Общий вид передатчика-иконоскопа Зворыкина показан на фигуре 34. Объектив камеры иконоскопа обычный для фотоаппарата со светосилой 1:4, и световая чувствительность всего передатчика равна ’чувствительности фотоаппарата. В виду того что мозаичная панель иконоскопа имеет цезиевые электроды (на серебряных оксидированных капельках), вся система может работать не только в видимых, но и в близких ин-Фигура 36. фракрасных лучах.

Приемное устройство Т. системы Зворыкина вместе с громкоговорящим устройством концертного сопровождения показано на фигуре 35, а на фигуре 36— внутренний вид приемника.

Приборы Зворыкина R.C.A. работают по радио на волне 6 метров и каждой передаче (Т. и явук)отводится полоса модуляции в 4 000 000Hz. Действующая в настоящий момент радиостанция установлена в Нью Порке на Empire State Building и имеет дальность действия 50-f-60 км. Диапазон местного Т. пртдоставлен волнам Зч-8 м, что позволяет установить в нем с данной полосой модуляции 4· 10^е Hz до 14 передатчиков. Вопрос дальней передачи на коротких волнах еще не изучен.

Лит.: i) Доклад д-ра Зворыкина в Ленинградском электротехник, институте 14 августа 1933 г., Л.,1933; On Electron Optics Journal of Franklin Inst., May, 1933.—Основные проекты телевидения, послужившие теоретическим решением вопроса до применения катодных усилителей: С а г е у, «Scientific American», Ν. Y., 1879; Г. Π. 30105/1884; W e i 1 1 e r R., «Lum. 6lectrique» P., 1889; В r i 1 1 о u i n, ibid., 1893; Ф. П. 364189/1906. Реальные попытки телевидения и работы лабораторий с применением катодных усилителей: специальные издания—М и х а л и Д., Электрич. дальновидение и телегор, Л.—М., 1924; F r i e d e 1 .W., Elektrische Fern-sehen, В., 1925; Т e n k i n s С., Vision by Radio, Wsh., 1925; D i n s d a 1 e A., Television,L., 1929; Wimfielfl H., S-ecora. Kraus J., All about Television, N. Y., 1929; Television for All, L., 1930. Статьи обзорного и специального характера: Fournier L., L’dtat actuel de television, «La Science et la Vie», P., 1926, D6c.; V a-1 e n s i e G._f Letat actuel du ргоЫёте, «Annales de Postes, T616graphes et Telephones», P., 1927, Nov.; D a υνί 1 1 i e r A., La television eiectrique, «Revue Generale de Filectricite», P., 1928, t. 23, i, 2, 3; «Bell System Technical Journal», N. Y., 1927, Oct.; SchrOter F., Abbildung u. Verstarkung bei Fernsehen, «Elektrische Nachrichten-Technik», B., 1929, Nov.; Weinberger

T. a. others, The Selection of Standards for Commercial Radio Television, «Proceedings of the Institution of Radio Engineers», N. Y., 1929, Sept.; Jenkins G., The Drum Scauner, ibid., 1929, Sept.: Ropssler E., Die physioIogischen Grundlagen des Fernsehens, «Ztschr. Techn. Phys.», 1929, Nov.; Zworykin V., Cathode Ray Television Receiver Developped, «Scientific American», N. Y., 1930, Feb.; Roberts T., Synchronisation in Television, «Television», L., 1929, Oct.; I v e s H., Toi vision in Colours, «Journ. of the Optical Society of America», Menasha, Wise., 1930, Jan.; Kingsbury E., The Kerr Electrostatic Effect., «Review of Scientific Instruments», Menasha, Wise., 1930, Jan.; La Television thermionique Bruni, «Revue de Telephones, Teiegraphes et T.S.F.»,P., 1930, Mars; Ein EmpfSmgerf. Fernsehenzwe-cke geeignet ist, «Die Sendung», B., 193,0, Apr.; Г. Π. 484462, 485317; Ан. Π. 297078; RobertsC., Photoelectric Tube as Television Transmitter, «Television», L., 1930, May; IvesH. a. others, Two Way Television, «Journal of the American Institute of Electrical Engineers», 1930, Ang.; Ives H., Multichannel Television, «Journal of the Optical Society of America», Menasha, Wise., 1931, Jan.; «Television», London, ab 1928; «Fernsehen», Berlin, ab 1930. В. Гуров.