Телевидение?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Л. — Решительно, твоя память продолжает восхищать меня. Ты видишь, что мы располагаем импульсами высокого напряжения, которые появляются с частотой развертки строк. Мы еще можем, если это нужно, увеличить напряжение при помощи дополнительной обмотки, образующей повышающий автотрансформатор (рис. 125).

Рис. 125. Схема выпрямления импульсов высокого напряжения, возникающих на обратном ходу строчной развертки.

Н. — Теперь я вижу, остается только выпрямить напряжение обычным способом. И здесь ты также нагреваешь нить кенотрона от обмотки на том же трансформаторе.

Л. — Обращаю твое внимание, Незнайкин, на дополнительное преимущество такого высоковольтного источника, наиболее совершенного из всех и получившего самое широкое применение в современных телевизорах. Если почему-либо развертывающее устройство выйдет из строя, неподвижное пятно может вызвать прожог светящегося экрана в этой точке. Но в схеме получения высокого напряжения за счет перенапряжения на обратном ходу строчной развертки при выходе из строя развертки исчезнет высокое напряжение, а следовательно, и само пятно.

Н. — Значит, кинескоп при такой системе не подвергается никакому риску. Вот, наконец, слово утешения после опасностей, о которых ты сегодня говорил… Спасибо!

Беседа семнадцатая

ЛОВУШКА ДЛЯ ВОЛН

Проблема приемной антенны, которой в радиовещании часто не придают особого значения, в телевидении играет существенную роль. Собрать в пространстве максимум энергии высокой частоты во всей полосе пропускания так, чтобы помехи и отраженные препятствиями волны не принимались, такова функция антенны, достойной этого наименования. Как должна быть устроена хорошая антенна? Чтобы ответить на этот вопрос, Любознайкин и Незнайкин постепенно рассмотрят следующие вопросы: распространение метровых волн; полуволновая антенна; проблема полосы пропускания; поляризация поля; распределение интенсивности тока; вибратор и снижение; отражения; согласование полных сопротивлений; волновое сопротивление; включение фидера; различные типы антенн; особенности петлевой антенны; повторные изображения; направленные антенны; действие рефлектора; директор; размеры пассивных элементов.

Незнайкин. — Теперь, когда мы узнали, как надо питать телевизор низким, анодным и высоким напряжениями…

Любознайкин. — Ты думаешь, что этого достаточно? Разве мог бы ты, дружище, довольствоваться одной материальной пищей?

Н. — Право, не понимаю, какая еще духовная пища нужна телевизору.

Л. — Ты просто забыл. То, что в конечном счете должно оживить экран. Изображение, переносимое в форме видеосигнала на несущей частоте.

Н. — Очевидно. Но этот род питания меня очень мало беспокоит. Как и в радиоприемнике, кусочек проволоки, пышно именуемый антенной, нас вполне устроит.

Л. — Вот уж в этом я совсем не уверен. Разве только, что ты окажешься по соседству с передатчиком, где поле очень интенсивно, а то твой кусочек проволоки окажется весьма жалкой антенной.

Н. — Что-то не вижу никакой разницы с радио.

Л. — Не забудь, что мы используем метровые волны, которые не очень-то далеко распространяются, с полной уверенностью их можно принимать только в пределах видимого горизонта. Проводящие препятствия их задерживают или сильно ослабляют, потому что, обладая прямолинейным характером, они не отличаются гибкостью более длинных волн, огибающих препятствия.

Н. — Отсюда следует, что приходится очень заботливо относиться к телевизионным антеннам.

Л. — Да, Незнайкин, антенна в телевидении — чрезвычайно важный элемент приемного устройства. При хорошем выполнении она с успехом заменяет один или два усилительных каскада высокой или промежуточной частоты. Вот почему нужно, чтобы мы вплотную занялись ее изучением… В то время как в радиовещании длина антенны намного меньше принимаемой волны, в телевидении эти длины соизмеримы, благодаря чему можно настроить антенну на принимаемую частоту.

Н. — Но не будешь же ты утверждать, Любознайкин, что натянутая проволока является колебательным контуром, обладающим частотой настройки и резонансной кривой?!

Л. — Несомненно буду. Необходимо к тому же, чтобы резонансная кривая была достаточно широкой для пропускания не только всей полосы частот видеомодуляции, но и звукового сопровождения, передаваемого на соседней длине волны, так как изображение и звук нужно принимать на одну и ту же антенну.

Н. — Можно догадаться, что антенны, отвечающие всем этим условиям, достаточно сложны. У них должны быть конденсаторы для настройки и демпфирующие сопротивления для расширения полосы пропускания.

Л. — Ничего подобного, Незнайкин! Истина значительно проще. И ты ее откроешь, рассуждая логически. Ты знаешь, что такое волны?

Н. — Это электромагнитные поля, созданные током высокой частоты, протекающим по передающей антенне, которые отправляются на прогулку с поразительной скоростью 300 000 км/сек.

Л. — Твое определение по существу, хотя и не по терминологии, правильно. Ты знаешь, что эти волны порождают электродвижущую силу во всех проводниках, встречающихся на их пути. Можешь ты мне сказать, какое минимальное расстояние отделяет две точки пространства, между которыми волны создают в проводнике наибольшую разность потенциалов?

Н. — Достаточно представить себе поле в какой-то определенный момент в виде застывшей синусоиды, чтобы установить, что максимальная разность существует между вершинами положительного и отрицательного полупериодов, а эти вершины удалены одна от другой на половину длины волны (рис. 126).

Рис. 126. Разность потенциалов между точками А и В, отстоящими друг от друга на половину длины волны, максимальна. Стержень о длиной λ/2 является полуволновой антенной.

Л. — И если взять металлический стержень, длина которого равна половине длины волны, то между его концами можно получить максимум напряжения. Такой стержень и является полуволновой антенной.

Н. — В общем, волны, проходящие мимо твоего стержня, сообщают попеременно то положительный, то отрицательный потенциал одному из его концов, тогда как другой его конец становится соответственно то отрицательным, то положительным. Таким образом, за время одного полупериода электроны устремляются от одного конца к другому, затем во время следующего полупериода — в противоположном направлении.

Л. — И заметь, что время, затрачиваемое током, чтобы пройти от одного конца до другого этой полуволновой антенны, как раз равно полупериоду волны, потому что скорость распространения тока равна скорости радиоволн.

Н. — Если я правильно понял, колебания электронов вдоль стержня естественно совершаются в такт волнам, которые их вызывают. Именно поэтому, без сомнения, ты сказал, что мы используем настроенные антенны.

Л. — Я употребил этот термин как раз в этом смысле. Предоставленные самим себе, электроны стержня колебались бы с той же частотой, если бы какой-нибудь начальный импульс нарушил их распределение вдоль проводника… Правда, мое рассуждение имеет несколько отвлеченный характер, так как оно действительно для очень тонкого стержня, подвешенного в пустоте вдали от других проводников. В действительности же из-за соседства мачты, служащей опорой, крыши и почвы появляются емкости, которые увеличивают собственный период стержня. Чтобы правильно настроить его на принимаемые волны, нужно слегка укоротить ею. В среднем его длина должна быть на 6 % меньше половины длины волны.

Н. — Значит, если я хочу принять волну 6,03 м, соответствующую частоте 49,75 Мгц, то придется брать стержень длиной 3 м за вычетом 6 %, т. е. около 2,83 м.

Л. — Это не совсем верно, так как нужно, кроме того, принять на ту же антенну звук, передаваемый на частоте 56,25 Мгц, т. е. на волне 5,34 м. Поэтому ты должен выбрать длину стержня немного меньше, порядка 2,75 м.

Н. — Но нужно тогда иметь довольно широкую полосу пропускания. От чего она зависит?

Л. — От диаметра стержня или, точнее, от отношения его длины к диаметру. Для получения достаточной полосы пропускания диаметр стержня не должен быть слишком малым. Практически используют трубки диаметром порядка 1–2 см, так как применять сплошные стержни нецелесообразно.