Борис Львович Розинг - основоположник электронного телевидения
Шрифт:
С этого времени все, что связано с разработкой системы и дальнейшим ее усовершенствованием, находит отражение в его записных книжках. Новая мысль, требующее проверки предположение, полученный результат, возникшее сомнение и т. п. — все это записывалось в маленькую книжку, которую Борис Львович всегда имел при себе. Иногда, сидя в кругу семьи за обедом, он вдруг задумывался, вынимал из кармана записную книжку и начинал что-то быстро записывать и вычислять. В это время он не замечал ничего происходившего вокруг него.
Записные книжки Б. Л. Розинга являются своеобразным дневником его работ, отражающим ход его творческой мысли и некоторые достигнутые результаты. Сохранилось около 40 таких книжек за период с 1910 по 1932 г.
В октябре 1910 г. была опубликована выданная Б. Л. Розингу привилегия на его изобретение, и он счел возможным более широко популяризировать свои работы. 26 ноября 1910 г. он выступил с
В этом докладе Борис Львович дал общий обзор состояния электрической телескопии, показал недостатки оптикомеханических телевизионных систем и трудности, связанные с их практическим осуществлением. Впервые был дан всесторонний анализ проблемы телевидения в полном объеме и были намечены пути ее решения. Он высказал твердое убеждение в том, что единственно правильный путь решения задачи, которая "давно уже поставлена на счет электротехники",— это использование свойств электронного пучка.
На заседании Борис Львович продемонстрировал новый вариант схемы электрического телескопа, отличавшейся от приведенной в патентной заявке несколько измененной системой развертки изображения в передающем устройстве и осуществлением синхронизации с помощью вращающихся магнитов и неподвижных катушек вместо реостатов со скользящими контактами. Это свидетельствовало о том, что изобретатель непрерывно работал над усовершенствованием своей системы.
Эта черта — постоянная и упорная работа по совершенствованию своих приборов — была ему свойственна всю его жизнь. Значительно позднее, в 1926 г., в письме к изобретателю В. И. Попову он писал: "...из своей практики я вынес убеждение, что надеяться на незыблемость патентов нельзя. Единственное средство сохранить за собой изобретение — это непрерывно его развивать. Иначе всегда найдутся такие стороны у него, которые могут быть развиты другим лицом и запатентованы".
Доклад Б. Л. Розинга вызвал большой интерес у присутствовавших и оживленный обмен мнениями. В ответ на вопрос о возможности применения изобретения Борне Львович сказал: "(Главным полем практического применения могут явиться области, доселе недоступные глазу, как-то: морское дно, кратеры вулканов и т. д.; такое применение должно значительно расширить наши сведения о природе. Сверх того, возможно применение совместно с телефонами, затем применение к военному делу, наблюдение укреплений и расположения армий с аэростатов и т. д." [8 В. Л. Р о з и н г. Об электрической телескопии...]
Члены общества отметили новизну и оригинальность разработанного докладчиком метода передачи изображений и высказали пожелание, чтобы исследования в этой важной области велись и дальше с подобным же успехом. Было также решено разработать меры по защите приоритета русских изобретателей.
Опубликование доклада Б. Л. Розинга в журнале "Электричество" и сообщений в других журналах об его изобретении привлекло внимание ученых многих стран. В ряде иностранных научно-технических журналов появились статьи с подробным описанием системы Б. Л. Розинга, в которых давалась высокая оценка его открытия. Известный немецкий физик, специалист в области фототелеграфии и радио Э. Румер в статье "Замечательный успех в решении проблемы телевидения (телевизор Розинга)" писал: "Недавно в газетах появились краткие сообщения об электрическом телескопе профессора Розинга из Петербургского технологического института. Сегодня мы в состоянии дать подробное описание этого нового телевизионного устройства, которое представляет собой действительно огромный успех и несомненно приближает окончательное практическое решение проблемы телевидения" [9 Е. Ruhmer. Em bedeutsamer Fortschritt im Fernsehproblem (Der Rosingsche Fernseher). Die Umschau, 1911, N 25, S. 508—510.].
Американский инженер Р. Гримшау привел описание электрического телескопа Б. Л. Розинга и отметил:
"Как показали эксперименты профессора Розинга и как можно было ожидать на основании всего, что известно о катодных лучах, эта форма электрической телескопии дала результаты, которых нельзя получить ни с какой другой аппаратурой с использованием механического движения в приемной станции.
Описанный в статье электрический телескоп, конечно, нельзя рассматривать как окончательное решение проблемы. Изобретатель уже счел необходимым внести некоторые улучшения в конструкцию, и впереди еще встретятся определенные препятствия. Тем не менее можно не сомневаться в том, что решение задачи близко" [10 R. Grimschau. The "Telegraphic Eye", Scientific American, vol. 104, N 13, 1911, p. 335—336.].
Революционные по своему характеру и конкретно-практические по содержанию идеи Б. Л. Розинга возродили интерес к телевидению у других исследователей, понимавших, что эти идеи могут служить основой для решения всей проблемы телевидения.
Однако сам изобретатель за два года лабораторных опытов еще не добился положительных результатов. На экране трубки не удавалось увидеть хотя бы слабые следы или контуры передаваемого изображения. Анализируя ход проведенной работы, Б. Л. Розинг писал: "Было бы ошибочно думать, что имея идеальный отправительный аппарат, дающий фотоэлектрические токи в строгом соответствии с яркостью передаваемых точек поля зрения, без всякой оетаточности, и такой же приемный аппарат, воспринимающий сигналы и распределяющий их с полным синхронизмом и без всякой инерции, — мы могли бы считать устройство электрического телескопа законченным" [11 Б. Л. Розинг. Система электрической телескопии, основанная на применении пульсирующих и переменных токов. "Электричество", 1911, № 15, стр. 349—359.]. Потребовалось подвергнуть последовательно теоретическому и практическому изучению работу всех частей системы и неоднократно переделывать их. Основное внимание Борис Львович сосредоточил на электроннолучевой трубке, наиболее сложном и еще мало изученном элементе всей системы. Как получить на экране трубки изображение, переносимое очень слабыми фототеками? — этот вопрос стал главным для него.
Для достижения этой цели у него были очень ограниченные возможности. Нужно было уменьшить потери сигнала изображения в линии, соединяющей передающее и приемное устройства, и использовать весь электронный поток в трубке для воспроизведения изображений. Это привело к разработке второго варианта системы (см. рис. на стр. 50), отличавшегося от первого рядом интересных особенностей.
Передающее устройство было перестроено так, чтобы от него поступали на электроннолучевую трубку приемника импульсы фототока чередующейся полярности с амплитудами, пропорциональными яркости передаваемых элементов изображения. Для этого передаваемое изображение MN разбивалось при помощи решетки или растра R на равные элементарные участки и проецировалось через линзу L на зеркальный барабан В. Вместо одного были применены два фотоэлемента F1 и F2, включенные по дифференциальной схеме. Перед каждым из них находилось отверстие а или в, пропускавшее световые лучи, отраженные от развертывающих зеркал. Фотоэлементы работали поочередно, благодаря чему в линию поступал ток, близкий по форме к синусоидальному. (Это уменьшало искажения и потери, вызываемые влиянием емкости и самоиндукции линии, а также позволяло использовать в приемном устройстве явление резонанса для усиления сигнала.
Изменение способа получения сигнала изображения в передающем устройстве было введено для увеличения яркости изображения на экране трубки Р. В трубке прежней конструкции с модуляцией интенсивности электронного пучка при помощи диафрагмы яркость изображения зависела от количества электронов, проходивших через ее отверстие. Попадавшая на экран незначительная часть общего электронного потока не могла вызвать заметного его свечения. Кроме того, изготовление такой трубки было сложным, так как требовалась точная установка диафрагмы и регулировка положения электронного пучка относительно ее отверстия.
Видоизмененная система передачи изображений Б. Л. Розинга (1911 г.)
Сделанные Б. Л. Розингом расчеты и проведенная уже в наше время проверка их по имеющимся данным о трубке показывают, что для отклонения электронного пучка на диаметр отверстия в диафрагме, равный 1 мм, требовалось напряжение на отклоняющих пластинах около 0,1 в. Чтобы получить такое напряжение, необходим ток от фотоэлемента порядка 6 • 10– 5 а. Фотоэлементы, с которыми он экспериментировал, давали только 10– 7а, или 0,1 мка. Вследствие этого ему пришлось отказаться от модуляции электронного пучка диафрагмированием и перейти к модуляции скорости его движения по экрану, при которой интенсивность пучка не меняется. Для отклонения пучка по вертикали применено магнитное поле катушки Z, а по горизонтали — электрическое поле отклоняющих пластин С. На подводимое к пластинам напряжение развертки накладывалось пульсирующее напряжение сигналов от фотоэлемента, так что скорость движения пучка по строкам изменялась обратно пропорционально яркости участков передаваемого изображения. Когда в фотоэлемент попадал луч от наиболее светлого участка изображения, движение пучка по экрану замедлялось, что вызывало увеличение яркости его свечения, и наоборот. Таким образом, можно было получить все градации изображения.