Радио и телевидение?.. Это очень просто!

Итак, вся гамма яркостей характеризуется тремя четвертями амплитуды несущей волны.

Л. — Ты прав. Кроме того, Незнайкин, если во Франции и Бельгии модуляция положительная, то в других странах, например в Советском Союзе, Англии, США, она отрицательная.

Н. — Что ты под этим подразумеваешь?

Л. — В этих странах модуляция осуществляется так, что чем ярче элемент изображения, тем меньше амплитуда соответствующих ему колебаний волны. Иначе говоря, выдаваемый передающей телевизионной трубкой сигнал при воздействии на несущую волну больше или меньше снижает ее амплитуду. Таким образом, в европейском стандарте с четкостью 625 строк наиболее яркие белые участки изображения соответствуют примерно одной десятой пикового значения амплитуды, а темные — 75 % этой амплитуды.

Н. — Я догадываюсь, что ультрачерное размещается между 75 и 100 %. А обратный ход луча после просмотра строки или полукадра происходит как раз в то время, когда сигнал находится в зоне ультрачерного.

Форма сигналов синхронизации

Л. — Во всех стандартах стремятся сделать так, чтобы сигналы синхронизации размещались между уровнями черного и ультрачерного.

Н. — А какова форма этих сигналов? Описывая генераторы пилообразных сигналов, ты говорил о «синхронизирующих импульсах».

Л. — Действительно, это очень короткие и почти прямоугольные сигналы. Строчные сигналы состоят из одного импульса, длительность которого в десяток раз короче общего времени, затрачиваемого лучом на прохождение прямого и обратного хода по строке. Перед этим импульсом и после него подаются гасящие сигналы — горизонтальные площадки, расположенные на уровне черного. Предшествующая импульсу площадка намного короче тон, которая следует за ним.

Я нарисовал тебе кривую, характеризующую изменение амплитуды модулированной волны во время движения луча по строке и во время сигналов синхронизации. Время, указанное в микросекундах, соответствует советскому стандарту с четкостью 625 строк (рис. 198).

Рис. 198. Форма видеосигналов и соответствующие значения яркости.

А теперь мне нужно объяснить тебе строение кадровых синхронизирующих сигналов. Их длительность составляет 192 мкс в советском стандарте с четкостью 625 строк. В данном случае я говорю тебе о длительности прямоугольных синхронизирующих импульсов.

Весь же набор сигналов (кадровых гасящих, уравнивающих, врезок, кадровых синхронизирующих), передаваемых между двумя последовательными полукадрами, превышает длительность передачи одной строки от 23 до 25 раз (рис. 199).

Рис. 199. Фирма синхроимпульса. Период строчной развертки Н = 64 мкс; длительность строчного синхроимпульса t_{синxp.cтp.} = 5 мкс; длительность уравновешивающего импульса t_ур = 2,55 мкс; длительность врезки t_вр= 2,55 мкс; длительность кадрового синхроимпульса t_{синxp.кдр.} = 192 мкс.

Н. — Это составляет около 0,0015 с. Для нас это очень короткое время. В электронике же, как мне кажется, таким временем пренебрегать нельзя. Что же происходит в этот интервал времени?

Л. — Наряду с кадровыми синхронизирующими импульсами исправно продолжают подаваться строчные синхронизирующие импульсы.

Н. — А зачем, если в этот интервал времени изображение не развертывается и не воспроизводится?

Л. — Если не управлять разверткой строк, то в начале следующего полукадра они окажутся несинхронизированными, что приведет к искажению изображения.

Волны, модулированные сигналами изображения и звука

Н. — Я констатирую, что волны, излучаемые телевизионными передатчиками, имеют дьявольски сложную форму. Во время передачи каждой строки их амплитуда изменяется в зависимости от ярких просматриваемых элементов изображения. В конце строки пятно становится черным. Затем синхронизирующий импульс возвращает его к началу следующей строки, и после короткой черной площадки гасящего импульса оно вновь становится светящимся. И когда за время 0,02 с завершается передача полукадра, начинается передача цепочки кадровых синхронизирующих сигналов. Пятно поднимается вверх, пересекая при этом несколько десятков строк.

Кроме того, я думаю о чудовищной ширине полосы модуляции, занимающей несколько мегагерц. К тому же она создает две широкие боковые полосы по обе стороны от несущей волны.

Л. — Совершенно верно. Однако я могу успокоить тебя тем, что принимают меры для того, чтобы сильно ослабить одну из этих боковых полос, что позволяет сократить общую полосу частот, занимаемых телевизионным сигналом (рис. 200).

Рис. 200. Полоса частот, занятая волнами, передающими изображение и звук.

Н. — А насколько близко от несущей изображения располагается волна, передающая звуковое сопровождение?

Л. — Близко. Несущая звука имеет такую частоту, что она располагается совсем рядом с неослабленной боковой полосой изображения. Таким образом, одна и та же антенна служит для приема изображения и звука.

Н. — А как модулируют несущую звука, по амплитуде или по частоте?

Л. — Во Франции, а также в Бельгии и Англии звук передается с амплитудной модуляцией. В большинстве же других стран, в том числе и в Советском Союзе, используют частотную модуляцию.

Устройство телевизионных передатчиков

Н. — Я прекрасно понимаю, что телевизионный передатчик намного сложнее радиовещательного; впрочем, последний является небольшой составной частью телевизионного передатчика.

Л. — Совершенно верно, и чтобы обобщить то, что ты узнал, я нарисовал тебе очень упрощенную схему телевизионного передатчика, опустив для простоты блоки звукового сопровождения (рис. 201).

Pис. 201. Структурная схема телевизионного передатчика. Стрелками показано направление сигналов.

Как видишь, задающий генератор управляет генераторами строчных и кадровых синхронизирующих сигналов. Эти сигналы в свою очередь управляют генераторами отклоняющих токов, обеспечивающих развертку изображения в передающей телевизионной трубке. Эти же сигналы синхронизации подводятся к схеме, где они смешиваются с предварительно усиленными видеосигналами.

Таким образом получают сложную совокупность изменений напряжений, где напряжения, характеризующие яркость элементов каждой строки, чередуются с напряжениями, управляющими обратным ходом луча по строкам и кадрам. Этими сложными напряжениями и модулируют колебания несущей. После мощного усиления эти модулированные колебания поступают в передающую антенну, чтобы создать соответствующие волны.