Телевидение?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Л. — Твой журнал устарел. Это было верно для телевизионных передач на начальной стадии телевидения. Современные телевизионные камеры так же чувствительны, как и человеческий глаз, и не нуждаются в столь интенсивном освещении студии.

Н. — Разве удалось настолько повысить чувствительность фотоэлементов?

Л. — По правде сказать, в этой области нельзя похвастать большими достижениями. Но научились лучше использовать существующие фотоэлементы. Вместо того чтобы освещать их только на мгновение…

Н. — Как это?

Л. — Разве ты не помнишь, что существует механический способ передачи? Я тебе о нем рассказывал во время нашей второй беседы. В этом случае фотоэлемент получает каждое мгновение только свет, идущий от одного элемента изображения, через отверстие диска, проходящее перед фотоэлементом. Таким образом, если бы можно было при помощи этого способа осуществить разложение на 625 строк, то световой поток от каждого элемента изображения использовался бы за каждый период кадровой развертки примерно лишь в течение 0,065 мксек.

Н. — Да, вот это поистине не так уж много. При 25 изображениях, развертываемых в секунду, это составляет только 1,6 мксек использования света от каждого элемента в течение 1 сек.

Л. — Значит, ты хорошо себе представляешь, что теоретически система, дающая возможность использовать свет непрерывно, должна быть во столько раз чувствительнее, сколько раз 1,6 мксек содержится в 1 сек.

Н. — Если ты надеешься заставить меня ошибиться, то ты просчитаешься. Если одну секунду, а это миллион микросекунд, разделить на 1,6, то получится 625 000 раз.

Л. — В действительности такого высокого выигрыша не получают. Однако увеличение чувствительности бывает порядка 100 000 раз.

Н. — В наше время и таким увеличением чувствительности нельзя пренебрегать. Но как же добиваются постоянного освещения фотоэлемента каждым элементом изображения?

ОДИН СРЕДИ МИЛЛИОНОВ

Л. — Но ведь используется вовсе не один фотоэлемент, Незнайкин, а миллионы! И каждый из элементов изображения освещает целую группу фотоэлементов.

Н. — Ты что, издеваешься надо мной?

Л. — Нисколько. Ты сейчас увидишь, что я ничуть не преувеличиваю и что миллионы фотоэлементов не занимают много места. Но прежде чем взять такое количество, возьмем лишь один (рис. 64) и рассмотрим принцип его работы. Его светочувствительный катод освещается непрерывно. В соответствии с освещенностью катод излучает более или менее значительное количество электронов, которые притягиваются анодом, имеющим положительный потенциал Поэтому верхняя обкладка конденсатора С оказывается заряженной…

Н. —..более или менее положительно, раз катод потерял; электроны, заряженные отрицательно.

Рис. 64. Схема, иллюстрирующая метод передачи изменения яркости одного из элементов изображения.

Л. — Переключатель К, вращающийся 25 раз в секунду, на очень короткий промежуток времени подключает катод к отрицательному полюсу высокого напряжения. Что при этом произойдет?

Н. — Я догадываюсь, что источник высокого напряжения U1 даст тогда ток для пополнения верхней обкладки конденсатора С электронами, которых ей не хватает.

Л. — Верно. Вследствие этого появится электронный ток, который, направляясь от отрицательного полюса источника напряжения через переключатель К, достигнет конденсатора С, нейтрализует положительный заряд его верхней обкладки и, таким образом, удалит из нижней обкладки лишние электроны, притянутые туда положительным зарядом другой обкладки. Эти электроны пройдут через резистор R к положительному полюсу источника высокого напряжения.

Н. — Я прекрасно представляю себе дальнейший ход твоих рассуждений. Величина тока зависит соответственно от освещенности фотоэлемента. Ток создает падение напряжения на резисторе R; присоединяя его конец М к сетке усилительной лампы, мы можем усилить напряжения, пропорциональные освещенности. Но разве эта сетка не имеет высокого положительного потенциала?

Л. — Имеет по отношению к источнику U1 использованному для фотоэлемента. Но не имеет относительно источника U2, который как раз и служит для питания усилителя. Катод и сетка лампы присоединены к отрицательному полюсу этого источника, что является нормальной схемой включения.

Н. — Согласен. По мне не ясно, как удается передавать изображения такими фотоэлементами.

МИЛЛИОНЫ ФОТОЭЛЕМЕНТОВ? ЭТО НЕВОЗМОЖНО!

Л. — Вообрази какую-то поверхность, целиком заполненную фотоэлементами, подобными тому, который мы с тобой рассмотрели. Предположим, что все их катоды присоединены к неподвижным контактам, через которые 25 раз в секунду проходит последовательно переключатель К. Предположим, кроме того, что каждый из катодов присоединен к одному из конденсаторов С, все противоположные обкладки которых подключены к точке М к одному-единственному резистору R и к сетке входной лампы усилителя. Если мы спроецируем изображение на совокупность этих фотоэлементов…

Н. — …то наша система будет великолепно работать. Действительно, в каждый данный момент на точке М окажется напряжение, величина которого будет пропорциональна освещенности фотоэлемента, включаемого в этот момент в цепь переключателя К.

Л. — Вижу, что ты понял. А отдаешь ты себе отчет в том, что свет действует на все фотоэлементы все время, так что полученные напряжения являются результатом накопления зарядов в промежутке между двумя разрядами? Именно это-то действие накопления определяет высокую чувствительность прибора.

Н. — Но это неосуществимо! Нельзя же серьезно предусматривать включение на источник питания не менее 500 000 фотоэлементов, так как по меньшей мере таким должно быть их количество для развертки 625 строк. Еще менее реально представить себе переключатель, который за 1/25 сек обошел бы 500 000 контактов. Все это, как ты и сам прекрасно понимаешь, совершенно невозможно.

НЕТ НИЧЕГО НЕВОЗМОЖНОГО

Л. — Между тем все это было великолепнейшим образом осуществлено Зворыкиным в его иконоскопе. Сердцем этого замечательного прибора является светочувствительная мозаика, или мишень. Мозаика нанесена на тонкую пластинку из слюды и изготавливается следующим образом. На пластинку наносят тонкий слой серебра. Затем подогревают пластинку, слой разрывается и серебро распределяется отдельными капельками, изолированными одна от другой. На этих капельках создают светочувствительные поверхности, осаждая на них пары цезия.

Н. — Мне приходилось встречать лак, который подвергали растрескиванию в печи, он очень эффектен на футлярах для измерительных приборов. Но растрескавшееся серебро — это для меня что-то совсем новое. Вот, значит, каким путем получают миллионы фотоэлементов.

Л. — Ну, да. По крайней мере таким образом получают катоды — наиболее существенную их часть. Электроны, испускаемые под действием света, притягиваются обычным анодом.

Н. — А индивидуальные конденсаторы наших фотоэлементов?

Л. — Этот вопрос был решен очень остроумно. Оказалось достаточным покрыть металлической пленкой другую сторону слюды, для того чтобы каждый катод образовал вместе с этой общей пластиной индивидуальный конденсатор для каждого фотоэлемента. Можно, впрочем, заметить, что абсолютная однородность катодов необязательна, потому что на каждый элемент изображения приходится по нескольку капелек.

Н. — Это поистине чудесно! Я уже догадываюсь, что переключатель, проходящий через миллионы контактов, не что иное, как электронный пучок электронно-лучевой трубки.

Л. — В твоей догадке нет особой заслуги, ты ведь видел, как я чертил схему иконоскопа (рис. 65).

Рис. 65. Иконоскоп.

а — схема включения; б — разрез мишени; в — распределение светочувствительных элементов мозаики (в действительности размеры пятна гораздо больше по сравнению с капельками мозаики);

1 — объектив; 2— мозаика; 3 — слюдяная пластина; 4 — металлическое покрытие, являющееся сигнальной пластиной; 5 — катушки кадрового отклонения; 6 — катушки строчного отклонения; 7 — электронное пятно.