Л. — Нет, так как на сетку подается потенциал, значительно меньший потенциала экрана. Поэтому экран притягивает все электроны, излучаемые тремя пушками. Благодаря разности потенциалов между экраном и сеткой последняя обеспечивает фокусировку электронных лучей, сужая и направляя каждый из них на полоску люминофора соответствующего ему цвета.
Монохромное изображение на цветном кинескопе
H. — Яркость в этом случае, несомненно, значительно выше, чем в масочном кинескопе. Я надеюсь, что вскоре мы сможем приобрести такой кинескоп. А пока у меня возник другой вопрос. То, что цветные передачи можно принимать на черно-белые телевизоры, меня не удивляет: ведь несущая волна модулируется яркостным сигналом Y. Но как обеспечивается другой аспект совместимости, согласно которому цветные телевизоры должны принимать монохромные передачи?
Л. — Здесь нет ничего необычного. В этом случае один и тот же видеосигнал подают на модуляторы всех трех пушек. Следовательно, люминофоры трех цветов дают идентичную яркость свечения. А это означает, надеюсь, ты не забыл, что их сумма дает белый свет большей или меньшей интенсивности.
Системы
NTSC и
PALН. — Я все больше восхищаюсь теми достижениями, которые удалось реализовать в такой сложной области, как цветное телевидение. Но я хотел бы, наконец, узнать, каким чудом одна поднесущая волна может передавать два разностных сигнала: R — Y и В — Y.
Л. — Именно в используемых для этой цели способах заключается основное различие между существующими в настоящее время тремя системами цветного телевидения. В системе NTSC два модулирующих по амплитуде поднесущую сигнала сдвинуты по фазе один относительно другого на четверть периода поднесущей. Однако при приеме иногда возникают изменения фазы, вызывающие искажение цветовых тонов. Этот недостаток весьма остроумно устранен в системе PAL, где поднесущая также модулируется двумя сигналами, сдвинутыми один относительно другого на четверть периода, но у одного из них поочередно в ритме передачи строк меняют фазу на противоположную, в результате чего он то опережает другой сигнал, то отстает от него.
H. — А какой способ сдвига фазы принят в системе SECAM?
Принцип системы SECAM
Л. — Никакой. В обеих рассмотренных выше системах оба сигнала цветности передаются одновременно; в системе SECAM они передаются поочередно: во время передачи одной строки передается сигнал R — Y, а во время передачи следующей строки — сигнал В — Y. Каждый из этих сигналов модулирует поднесущую по частоте, и поэтому фазовые или амплитудные искажения не оказывают никакого влияния на цветовой тон изображения.
Н. — Это мне совершенно не нравится. Если во время передачи строки передастся лишь один из двух сигналов цветности, мы получим на экране чередование красных и синих строк. Такую картинку рассматривать просто неприятно.
Л. — Успокойся, Незнайкин. Во всех строках на экране телевизионного приемника действуют люминофоры всех трех цветов. Какая хитрость позволяет достичь такого результата?
Секрет заключается в устройстве «памяти», хранящем сигналы цветности предыдущей строки во время передачи следующей. Так, например, запоминаются сигналы цветности, соответствующие красному цвету, когда принимаются сигналы цветности, соответствующие синему.
Н. — Должен признаться, я не понял, для чего служит эта «память».
Л. — Она служит для того, чтобы показать на экране телевизора одни и те же изменения одного из основных цветов (красного или синего) во время передачи двух следующих друг за другом строк. Так, когда передатчик передает только сигнал R — Y, служащий для воздействия на красные люминофоры одной строки, «память», встроенная в телевизор, приводит в действие синие люминофоры, передавая на них те же цветовые изменения, что были в предыдущей строке, когда принимался сигнал В — Y.
Н. — Я начинаю понимать. Но хочу спросить тебя, насколько хорошо иметь одни и те же изменения цветов на двух последовательно передаваемых строках.
Л. — Это не ухудшает качества изображения, потому что четкость восприятия цветов человеческим глазом не столь высокая, как четкость восприятия яркости.
Н. — Значит, если я тебя правильно понял, события происходят следующим образом. Когда передается сигнал R — Y, он управляет модулятором соответствующей пушки. А в это время «память» служит для управления лучом, который на этой же строке высвечивает синие люминофоры. Во время передачи следующей строки принимается сигнал В — Y, управляющий модулятором пушки В. А «память» сохранила для нас сигнал R — Y, благодаря чему красные люминофоры светятся точно так, как на предшествующей строке.
Какова же длительность запоминания и, что еще в большей степени меня интересует, как устроена эта «память»?
Линии задержки
Л. — Длительность запоминания равна времени передачи одной строки. Следовательно, в телевидении с разложением на 625 строк длительность запоминания составляет 64 мкс.
Роль «памяти» выполняет линия задержки. Я объясню тебе, как сделано это устройство, из которого поданные на его вход сигналы выходят с запозданием ровно на 64 мкс. Запомни, что во время обратного хода луча после каждой строки производится двойная коммутация, чтобы направить приходящий сигнал на соответствующую электронную пушку, а сигнал, выходящий из линии задержки, направить на электронную пушку, которая непосредственно получала прямой сигнал во время передачи предыдущей строки.
Я нарисовал для тебя механические коммутирующие устройства. В телевизоре переключения, естественно, выполняются электронными методами и управляются сигналами, подающимися в конце строки (рис. 214).
Рис. 214. В системе SECAM сигнал последовательно переключается на R (красный) или на В (синий).
Н. — Я предполагаю, что линия задержки сделана из очень длинного проводника электричества: он должен быть настолько длинным, чтобы сигналы затрачивали на прохождение по нему 64 мкс.
Л. — В этом случае потребовался бы изолированный провод длиной около 20 км. Однако используемая в телевизорах линия задержки имеет длину всего лишь 20 см. Из сказанного ты должен сделать вывод, что по иен проходят не электрические сигналы, а нечто другое.
Н. — Могу ли я предположить, что здесь мы имеем дело со звуковыми волнами?
Л. — Точнее, здесь используется ультразвук. Сигналы с частотой, изменяющейся от нуля до 1,5 МГц, порождают на входе линии задержки соответствующие механические колебания, которые на прохождение затрачивают 64 мкс. Затем они вновь преобразуются в электрические сигналы.
Н. — Позволь задать тебе два вопроса: из чего состоит эта линия задержки, по которой проходят колебания, и как осуществляется преобразование электрических колебаний в механические и наоборот.
Л. — Линия задержки представляет собой стальной или стеклянный стержень (рис. 215).
Рис. 215. Схематическое изображение линии задержки: на входе электрические сигналы преобразуются пьезоэлектрическим кристаллом в механические колебания, а на выходе с помощью другого кристалла вновь восстанавливаются электрические сигналы.
Что же касается электромеханического преобразования, то оно основано на явлении пьезоэлектричества. В некоторых кристаллах, как, например, кварц или титант свинца, возникают колебания, если к ним приложить изменяющиеся электрические напряжения. И наоборот, если их заставить колебаться, то на их поверхностях появляются соответствующие электрические напряжения.
Н. — Я понимаю, что в линии задержки к каждому концу стального стержня прикреплен пьезоэлектрический кристалл. Установленный на входе кристалл преобразует электрические сигналы в механические колебания. Эти колебания распространяются вдоль стержня и через 64 мкс достигают второго пьезоэлектрического кристалла, где порождают электрические сигналы такой же формы, какие были приложены на вход.
Л. — Поздравляю тебя, Незнайкин, с тем, что ты без задержки догадался, как работает эта линия. Теперь ты знаешь основные принципы цветного телевидения. На практике устройство передатчиков и телевизоров намного сложнее. Но я не хочу вдаваться в детали конструкции и подробности работы этой аппаратуры. Если это тебя интересует, ты узнаешь все необходимое, прочитав специальные книги.
