Покоренный электрон
Шрифт:
Пробегая по всем фотоэлементам фотокатода и «стирая» один за другим положительные заряды на этих фотоэлементах, электронный луч освобождает соответствующие им по величине стайки электронов в металлической пластинке.
Эти стайки по очереди устремляются в проводник, создавая в нем цепочку мгновенных импульсов электрического тока. Стайки с большим числом электронов дают сильные импульсы. Если в стайке мало электронов — импульс слаб.
И что же получается? Электронный луч «стирает» с мозаичной поверхности фотокатода изображение, «нарисованное» положительными зарядами, и тем самым создает в проводнике цепочку сигналов — отрывистых импульсов электрического тока различной
Рис. 106. Схема иконоскопа.
Электронный луч пробегает по всем точкам поверхности фотокатода за 1/25 долю секунды. Он делает ежесекундно по 25 кадров-снимков, почти не отличаясь в этом отношении от киносъемочного аппарата, который фотографирует на пленку 24 кадра в секунду. Такая частота обеспечивает передачу движущихся изображений, не уступающих по качеству кинофильму.
Так как электронный луч в советских телевизорах прочеркивает на фотокатоде 625 строк, а каждая строка содержит примерно по 832 элементика развертки, то, очевидно, общее число элементов в кадре составит 625 х 832 = 520 000, а полное число элементов в 25 кадрах, передаваемых за секунду, составляет 25 х 625 х 832 = 13 000 000 в секунду!
Уже из этого видно, какое огромное преимущество имеет электронная система телевидения перед механической, передававшей обычно только 100 х 100 х 10 = 100 000 элементов в секунду.
Объектив иконоскопа во время работы ни на один миг не закрывается. Он «смотрит, не мигая». Свет падает на фотокатод не отрывистыми порциями, как через дырочки в диске Нипкова, а сплошным потоком. Фотоэлементы находятся под непрерывным воздействием световых лучей и непрерывно накапливают заряды.
Электронный луч посещает каждый фотоэлемент через 1/25 долю секунды, а «гостит» у него всего лишь 1/13000000 долю секунды. За столь короткий промежуток времени он забирает у фотоэлемента весь накопленный им заряд.
Фотоэлемент в иконоскопе для накапливания зарядов имеет больше времени, чем для их высвобождения. И ясно, что видеосигналы, то есть сигналы, несущие изображения, в иконоскопе получаются много сильнее, чем в механических телевизорах, где фотоэлементы совсем не имеют времени для накапливания зарядов.
Несмотря на такое преимущество иконоскоп все же немного «подслеповат» и при обычном дневном освещении «видит» плохо. В студиях телевизионных станций поэтому приходится применять мощные «юпитеры» и «кинопрожекторы», заливающие сцену потоками яркого света.
В 1933 году два советских ученых, П. В. Шмаков и П. В. Тимофеев, изобрели новый, значительно более совершенный тип «видящего» прибора, названный ими «суперэмиттрон».
Дальнейшие усовершенствования еще более повысили чувствительность передающей трубки. Если раньше передачу можно было вести только из специальных студий, где артисты страдали от жары, создаваемой множеством прожекторов, то сейчас можно передавать театральные постановки, футбольные матчи, различные моменты производственной работы из заводских цехов. Везде, где светло для человека, достаточно светло и для телевизионного
Трудами советских ученых и изобретателей создан подлинный электронный глаз!
Приемник изображения
Сигналы, посланные телевизионным центром, улавливаются антеннами телевизионных приемников. Главной частью такого приемника является кинескоп, то есть электроннолучевая трубка, показывающая движущееся изображение. (Слово кинескоп означает «движение показывающий».)
Кинескоп почти ничем не отличается от электроннолучевых трубок, применяемых в осциллоскопах. В узком горлышке кинескопа помещаются электронная пушка, по сторонам ее управляющие катушки (как у иконоскопа), а широкое дно, покрытое люминофором, служит экраном.
«Пушка» посылает на экран электронный луч диаметром всего лишь в одну десятую миллиметра.
Управляющие катушки заставляют электронный луч бегать по экрану, в точности повторяя движения электронного луча в иконоскопе.
Он начинает свой путь с левого верхнего угла экрана и пробегает все 625 строк за 1/25 долю секунды.
Видеосигналы, то есть сигналы, несущие изображение, попадают на управляющий электрод пушки и изменяют его потенциал, а это в свою очередь сказывается на числе электронов в луче. Сильные импульсы, соответствующие светлым местам изображения, увеличивают число электронов в луче, и светлая точка на экране вспыхивает ярче.
Слабые импульсы, соответствующие темным местам изображения, уменьшают число электронов в луче, и светлая точка на экране тускнеет. Совсем слабые сигналы гасят луч, и на экране получаются черные тени.
Электронный луч рисует изображение, в точности подобное изображению на фотокатоде иконоскопа или суперэмиттрона.
Обычный радиоприемник, смонтированный в одном ящике с телевизором, передает звучание. Зритель, пользующийся телевизионным приемником, видит и слышит все, что происходит перед объективом передающего аппарата.
Телевидение в будущем
Основной недостаток современного телевидения — это малый радиус действия телевизионных передатчиков.
Чтобы получать высококачественные изображения, передачу телевизионной программы приходится вести на волнах длиной в 6 метров, а столь короткие волны почти не огибают выпуклость земного шара и почти не отражаются от ионосферы, они распространяются по прямой линии, как свет.
Эта особенность шестиметровых волн ограничивает радиус действия телевизионных центров примерно шестьюдесятью километрами. Вести передачу на большее расстояние не удается — мешает выпуклость земного шара.
Ученые упорно работают, чтобы сделать телевидение настоящим дальновидением. И несомненно, через несколько лет или через несколько десятков лет телевизоры позволят москвичам любоваться извержением Ключевской сопки на Камчатке, а жителям Камчатки видеть демонстрации на Красной площади или салюты на Москве-реке. Радиозрители смогут путешествовать вместе с отважными стратонавтами в заоблачных высотах или спускаться в «батистатах» в неисследованные глубины океана.
Советские ученые работают также над созданием телевизоров с большим экраном. Когда эта задача будет осуществлена, у нас, наряду с кинотеатрами, появятся телевизионные театры, в которых зрители смогут смотреть не кинофильмы, а театральные постановки, футбольные матчи, физкультурные парады, шахматные турниры и другие события, происходящие в данный момент. Студенты-медики будут следить за каждым движением руки опытного хирурга и воспринимать тонкие приемы современной хирургической техники (рис. 107).