Телевидение?.. Это очень просто!
Шрифт:
Л. — Я с удовольствием констатирую, что ты основательно продумал вопрос. Но все это мне не разъясняет принципа твоего «вращающегося отклонителя».
Н. — Мы к этому приближаемся. Прибор, который я имею f честь тебе представить (рис. 28), — это генератор пилообразных напряжений для горизонтального и вертикального отклонений пятна. В основном это цилиндр из изолирующего материала, являющийся каркасом для проволочного тороидально намотанного резистора. На оси цилиндра расположен вращающийся вал, на котором закреплен движок, создающий контакт с проволочным резистором на внутренней стороне цилиндра.
Рис. 28. Конструкция
1 — источник питания; 2 — проволочный резистор; 3 — напряжение развертки; 4 — нулевая точка.
Л. — Но, дорогой мой, то, что ты мне описываешь с такими подробностями, чрезвычайно похоже на самые обычные потенциометры, используемые во всех радиоприемниках.
Н. — Лучше ты и не мог сказать. Действительно, мой отклонитель — это настоящий потенциометр, который отличается от обычных только отсутствием ограничителей, что дает движку возможность бесконечно вращаться в одном и том же направлении.
Л. — Но как же действует этот прибор?
Н. — Послушай, Любознайкин! Неужели ты до сих пор не понял, что я подключаю к концам обмотки резистора источник достаточного напряжения. Поэтому при каждом обороте движок будет последовательно переходить от крайнего отрицательного значения напряжения к крайнему положительному; затем сразу же он опять попадет на крайнее отрицательное напряжение и т. д.
Л. — Поздравляю тебя с твоим изобретением. Это совсем не плохо придумано. И я бы с удовольствием увидел в радиошколах демонстрационный прибор, основанный на твоей идее.
Н. — Я, впрочем, еще не закончил свое изложение. У меня предусмотрен электродвигатель, который будет вращать движок отклонителя со скоростью 50 об/сек, чтобы столько же раз отклонять пятно в вертикальном направлении для получения чересстрочной развертки. При помощи редуктора с зубчатой передачей 2 оборотам первого отклонителя (или полному кадру) будут соответствовать 625 оборотов движка второго отклонителя, обеспечивающего развертку строк.
Л. — Это очень мило выглядит в теории. Но представляешь ли ты себе скорость, которой достигнет твой отклонитель строк?
Н. — Ее легко вычислить. 625 строк современного телевизионного стандарта развертываются 25 раз в секунду. Это дает в общем 625 — 25 = 15 625 об/сек.
Л. — Никакой движок не сможет оказать сопротивления центробежным силам, которые разовьются при таком вращении. Да и износ проволочного резистора оказался бы слишком быстрым.
Н. — Право, я об этом не подумал!.. Решительным образом, механика пережила себя. Держу пари, что ты меня заставишь свалить мои отклонители в кучу старого железного хлама, чтобы заменить их какой-нибудь чудо-системой на 100 % электронной…
Л. — Ты заранее выиграл. Твой прибор, как ты его замыслил, используется в некоторых радиолокационных установках с медленным вращением. Но при частотах и скоростях телевидения только электроны обладают достаточной скоростью для решения всех возникающих задач. Подумай только, в одном кадре шириной 30 см, разложенном на 625 строк, пятно пробегает 15 625 раз в секунду по 60 см туда и обратно по каждой строке. А это составляет путь в 9,4 км в секунду! При этой скорости пятно обежало бы весь земной шар вдоль экватора за час с небольшим и пересекло бы Париж в самом его широком месте за 1 сек.
Н. — Итак, сюда все диоды, триоды, пентоды и прочие «оды!». Вперед, электронные батальоны!
Л. — По правде сказать, лампы играют только вспомогательную роль в «развертках времени», или просто «развертках», как называют генераторы пилообразного напряжения.
Н. — Развертывающее устройство представляет собой, очевидно, нечто вроде песочных часов, где песчинки заменены электронами?
Л. — Ты правильно подметил. Как и в песочных часах (рис. 29), где уровень песка в нижней половине регулярно поднимается до тех пор, пока весь песок не пересыплется, после чего часы переворачивают и нижняя половина мгновенно пустеет, так и в развертках времени ток постепенно заряжает конденсатор до момента, когда конденсатор быстро разряжается; после этого цикл явлений повторяется.
Рис. 29. В песочных часах уровень песка постепенно поднимается вплоть до момента, когда их переворачивают, после чего все начинается сначала. То же происходит и с напряжением на зажимах конденсатора во временной развертке.
Н. — Таким образом, если я тебя правильно понял, развертка состоит в основном из конденсатора. Но почему разряд происходит быстрее, чем заряд?
Л. — Потому что его заряжают через большое сопротивление, а разряжают через весьма малое сопротивление. Вообрази себе, Незнайкин, источник постоянного напряжения U, который подключен через резистор R к конденсатору С (рис. 30).
Рис. 30. Принципиальная схема развертки в самом общем виде.
В тот момент, когда ты замкнешь такую цепь, возникнет ток, стремящийся зарядить конденсатор, т. е. создать между его обкладками ту же разность потенциалов, что и между зажимами источника напряжения. Но заряд не происходит мгновенно, так как сопротивление резистора R ограничивает величину тока.
Н. — Мне думается, что эту цепь можно было бы сравнить с резервуаром воды U большого объема, соединенным при помощи узкого трубопровода с другим резервуаром С значительно меньших размеров (рис. 31). Резервуар С не может наполниться мгновенно, ибо труба R ограничивает приток жидкости.