Телевидение?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Л. — Принимая твое сравнение, я пойду еще дальше, утверждая, что по мере подъема открывающийся пейзаж меняет свой вид, становится все шире. И когда изучаешь схемы различных каскадов телевизора, сталкиваешься с трудностями более высокого порядка, чем в радио, потому что частоты передаваемого сигнала, как и несущие частоты, гораздо выше.

Н. — Не желая изображать из себя пророка, я все же скажу, что, по всей вероятности, мы пойдем теперь по тем участкам пути, которые на дорожных щитах носят название «Детектирование» и «Усиление низкой частоты».

Л. — Конечно, мы начнем сегодня беседу с проблемы детектирования. В самом деле, после того как принятый антенной сигнал был в достаточной степени усилен по высокой и в ряде случаев промежуточной частоте, пора извлечь модуляцию, которую он содержит. Нельзя терять из виду того, что роль высокой частоты — вспомогательная, это средство транспорта… очень быстрого, но не больше. Как нагружают грузовик, с тем чтобы сразу по прибытии к месту назначения разгрузить его, так и в передатчике вводят видеочастоты в несущей ток высокой частоты. Наконец, приходит время извлечь его оттуда, и в этом заключается задача детектирования.

Н. — А затем выпрямленный сигнал, мне кажется, будет усилен по низкой частоте?

Л. — Было бы по меньшей мере неправильно называть «низкой частотой» видеосигнал, состоящий из полосы частот от нуля до нескольких миллионов герц. Поэтому будет правильнее говорить об усилителе видеочастоты, или видеоусилителе.

ВОПРОС ПОЛЯРНОСТИ

Н. — Ты совершенно прав. Но не будем забегать вперед и, если ты ничего не имеешь против, начнем с детектирования. Я полагаю, что в телевидении мы можем использовать те же способы детектирования, что и в радио, т. е. при помощи кристалла, диода или лампы с тремя электродами, наконец, применить схемы сеточного или анодного детектирования.

Л. — Все это можно использовать. Но чаще всего встречается диод, значительно реже — анодное детектирование. Диод часто заменяют полупроводниковым детектором, который благодаря небольшой емкости и незначительному сопротивлению годится для детектирования очень высоких частот, именно поэтому его используют в радиолокации на сантиметровых волнах.

Н. — А схема диодного детектора, употребляемого в телевидении, отличается от детектора радиовещательного приемника?

Л. — Нет, ничем. Смотри сам (рис. 86). Напряжение высокой (или промежуточной) частоты колебательного контура, который образует катушка L с распределенной емкостью, приложено к диоду, включенному последовательно с цепью нагрузки RC. Ток в течение отрицательных полупериодов переменного тока не проходит, так как встречает запрещенное направление анод — катод, когда диод не проводит. Наоборот, ток за положительные полупериоды проходит в направлении стрелки.

Рис. 86. Детектирование положительной полярности.

а — принципиальная схема; б — сигнал высокой частоты; в — видеосигнал после детектирования.

Н. — Следовательно, если мы графически изобразим модулированный ток высокой (или промежуточной) частоты, то наш детектор сотрет все, что находится под горизонтальной осью и оставит только положительные полупериоды, которые, впрочем, теряют свою индивидуальность и благодаря накапливающему действию конденсатора С сливаются, превращаясь в напряжение видеочастоты.

Л. — С удовольствием могу отметить, что ты ничего не забыл из когда-то мною рассказанного о радио. Заметь теперь, что можно не пропускать положительные полупериоды, а открыть путь только отрицательным (рис. 87). Стоит только включить диод в обратном направлении.

Рис. 87. Детектирование отрицательной полярности.

а — принципиальная схема; б — сигнал высокой частоты; в — видеосигнал после детектирования.

Н. — Какой смысл в схеме детектирования положительной полярности? Ведь при этом максимум тока видеочастоты, соответствующий самой большой яркости изображения, оказался бы в детектируемом напряжении наименьшей величиной. Такое напряжение, поданное на управляющий электрод приемной трубки, которую, кстати, называют кинескопом, создало бы изображение, где белое оказалось бы черным и наоборот. У нас получилось бы…, ну, конечно, это было бы негативное изображение!

Л. — Твое рассуждение безупречно. Если подавать продетектированное напряжение непосредственно на управляющий электрод кинескопа (этот электрод называют модулятором), то нужно применять схему с детектированием отрицательной полярности.

Однако, как мы уже говорили, можно подать детектированное напряжение не на модулятор, а на катод кинескопа, что иногда оказывается более удобным. Как ты легко поймешь, в этом случае будет не негативное, а позитивное изображение.

Кроме того, обычно между детектором и кинескопом вводят один или два каскада видеочастоты, потому что величина продетектированного напряжения составляет лишь несколько вольт и недостаточна для полной модуляции. А ты знаешь, что каждый усилительный каскад изменяет полярность напряжения: положительный импульс на сетке вызывает на аноде уменьшение напряжения и наоборот.

Н. — Я угадываю, что последует. Имея один каскад видеочастоты и детектируя полупериоды положительной полярности, мы получим при подаче сигнала на модулятор кинескопа позитивное, а на катод негативное напряжение. При двух каскадах видеоусилителя все должно быть наоборот.

Л. — Запомни хорошенько, что видеосигнал, в котором синхронизирующие сигналы направлены в сторону уменьшения потенциала, называется позитивным видеосигналом, а в сторону увеличения — негативным видеосигналом. И не путай термина «позитивный сигнал» с термином «сигнал положительной полярности», каким является сигнал, целиком расположенный в области положительных значений потенциала. Так, например, позитивный сигнал, т. е. сигнал с синхросигналами, направленными в сторону уменьшения потенциала (или, что эквивалентно, в сторону увеличения отрицательного потенциала), весь может быть расположен в области отрицательных значений потенциала. В этом случае он будет называться позитивным сигналом отрицательной полярности. То же относится к терминам «негативный сигнал» и «сигнал отрицательной полярности».

Таким образом, термины «положительный» и «отрицательный» характеризуют абсолютное распределение потенциалов в сигнале, а «позитивный» и «негативный» — относительное их распределение.

Н. — Вот по меньшей мере парадокс: чтобы получить позитивное изображение, в ряде случаев требуется негативный сигнал.

ВЕЛИЧИНЫ УМЕНЬШАЮТСЯ

Л. — Не играй словами, Незнайкин. Попробуй лучше определить емкость конденсатора С и сопротивление резистора R нагрузки детектора.

Н. — Я думаю, что классические величины 100 пф и 0,5 Мом, применяемые во всех радиоприемниках, подойдут также и для телевидения.

Л. — Совершенно не разделяю твоего мнения. Подумай, что в детектируемом тоне имеются частоты в несколько мегагерц. Можешь ты высчитать емкостное сопротивление твоего маленького конденсатора 100 пф на частоте 6 Мгц, например?

Н. — Дай подумать… Итак… получается 265 ом. Возможно ли это?

Л. — Безусловно. А что составляют эти 265 ом по сравнению с сопротивлением резистора R, равным 0,5 Мом?

Н. — Очевидно, резистор окажется практически замкнутым накоротко конденсатором. Таким образом, напряжение на резисторе будет равно нулю и, значит, не будет передано на видеоусилитель.

Л. — Слишком поспешное заключение, дружище. Ведь низкие частоты видеосигнала будут продетектированы без заметного ослабления. Ослабление высоких частот скажется, следовательно, в отсутствии мелких деталей изображения, по крайней мере в направлении развертки по строкам. Получится размытое изображение, как это происходит всякий раз, когда по какой-нибудь причине ширина полосы передаваемых видеочастот уменьшается.

Н. — Что же делать? Следует ли значительно уменьшить емкость конденсатора С, для того чтобы даже на высоких частотах его емкостное сопротивление было достаточно большим?