Телебачення або дальнобачення, т. Е. Можливість бачення на великій відстані, одне з найбільших досягнень сучасної науки і техніки.
Область застосування телебачення величезна, однак широке використання телебачення можливо тільки при отриманні телевізійних зображень досить великого розміру.
Наука і життя // Ілюстрації
Мал. 1. Схема для передачі кінофільмів.
Мал. 2. Лінзовий диск для розгортки зображення при телепередачі фільмів.
Мал. 3. Залежність чіткості зображення при телепередачі від числа рядків розкладання.
Мал. 4. телеприймачів Александрсона.
Мал. 5. Схема телеприймача Александрсона.
Мал. 6. Диск Ніпкова з лінзами.
Мал. 7. телеприймачів з барабаном Вейлера і неоновою лампою.
Рас 8. Електроннопроменева трубка для прийому зображень.
Мал. 9. Зображення на екрані.
Мал. 10. Многоячейковий екран Каролюс.
<
>
Великий телевізійний екран дозволить зробити в нашій країні телебачення дійсно масовим видовищем. У величезних залах Палацу Рад, в театрах і клубах тисячі і десятки тисяч глядачів зможуть одночасно дивитися телепередачу, що йде з усіх кінців землі.
Телебачення на великому екрані буде мати величезне значення як засіб зв'язку і управління в промисловості і на транспорті.
Нарешті, отримання телевізійних зображень високої чіткості і великих розмірів необхідно для військових цілей, наприклад, для телеуправління боєм або для охорони кордонів і розвідки.
основи телепередачі
Чіткість передачі телевізійного зображення залежить від числа так званих «елементів зображення». Легко зрозуміти принцип побудови зображень з окремих елементів, якщо подивитися на фотографію, вміщену в газеті чи журналі, через збільшувальне скло. Така фотографія складається з світлих і темних точок, розташованих на рівній відстані один від одного, - це так звана друкарська сітка або «растр»; чим більше таких точок поміщається на 1 см2 поверхні фотографії, тим більше чіткість фотографічного відбитка.
Телевізійне зображення передається по окремим «елементами» - точкам або вірніше маленьким майданчикам, які мають різну яскравість. «Розпад» зображення на елементи при телепередачі здійснюється різними способами. Найбільш часто для розкладання зображення застосовується бігає світловий промінь, диск Ніпкова, або ж спеціальний мозаїчний фотоелемент ( «Наука і життя» № 8, 1936).
Для з'ясування основних принципів телепередачі розглянемо схему телепередачі кінофільмів (рис. 1).
Перед кіноплівкою Ф, на яку знятий підлягає телепередачі кінофільм, встановлюється диск Д, по краю якого на рівній відстані один від одного і від центру диска знаходяться однакові маленькі лінзи (рис. 2). Світло від лампи L проходить через одну з лінз і фокусується на плівці Ф в точку. При обертанні диска Д світловий промінь рухається поперек плівки, а при русі самої плівки Ф світловий промінь рухається уздовж плівки. Швидкість обертання диска і швидкість руху плівки при телепередачі підібрані таким чином, що світловий промінь оббігає протягом часу передачі одного кадру фільму весь кадр, як би розкреслюючи його на ряд рядків в тому ж порядку, як читається книга.
Проходячи крізь плівку, промінь потрапляє в фотоелемент фе. Величина струму, що проходить через фотоелемент, а отже, і величина електричного сигналу, що посилається радіостанцією, в ланцюзі якої знаходиться фотоелемент, залежать від щільності почорніння плівки в тому місці, де проходить промінь в даний момент (т. Е. Передається темний або світлий «елемент »зображення).
У даній системі телепередачі кількість елементів зображення визначається числом рядків розкладання, що дорівнює кількості лінз диска Д. На рис. 3 видно, як змінюється чіткість переданого зображення, при розкладанні на 60, 90 і 120 рядків.
Прийом переданих телевізійних зображень на великий екран в даний час здійснюється за допомогою одного із способів, які будуть описані нижче.
Телевізійні екрани з бігають світловим променем
Років десять тому у Великому театрі в Скенектеді (США) американець Александрсон демонстрував розроблений ним телеприймач з екраном розміром 2 х 3 м (рис. 4). Зображення передавалися одночасно зі звуком; був розіграний діалог двох артистів, один з яких знаходився в приміщенні театру ,, а інший був видний на екрані; зображення артистів на екрані співали під акомпанемент оркестру, містився біля екрану, і т. п.
Схема телеприймача Александрсона представлена на рис. 5.
Світло від потужної вольтової дуги Д проходить через систему N1KN2, що складається з двох спеціальних призм N1, і N2 і так званого конденсатора Керра К. Далі світловий промінь S проходить через одну з лінз диска П і фокусується на екрані Е в точку. Розташування лінз на диску П показано на рис. 6. При обертанні такого диска світловий промінь S рухається по екрану Е, як би розкреслюючи його на ряд рядків.
Електричні телевізійні сигнали, які посилає радіостанцією, потрапляють в телеприймач і підводяться до конденсатору Керра К, що складається з двох пластин, між якими знаходиться нітробензол. Чим більше електрична напруга між пластинами конденсатора Керра, тим більше світла від вольтової дуги Д пропускає система N1KN2 і, отже, тим яскравіше на екрані Е пляма від світлового променя S, яке відповідає одному елементу одержуваного зображення.
Світловий промінь в телепередавач рухається так само, як і світловий промінь в телеприймачі, і в кожну мить передається тільки один елемент зображення. Якщо передається яскравий елемент зображення, то електричний сигнал посилається передавальною станцією, діє на систему N1KN2 так, що вона пропускає більше світла від дуги Д, і на екрані виходить яскрава пляма. При передачі темного елемента посилається сигнал дуже слабкий і система N1KN2 не пропускає світла.
Телевізійне зображення передається по окремим кадрам так само, як кінофільм: за час передачі одного кадру передаються послідовно всі елементи, складові цей кадр. Швидкість передачі одного елемента так велика, що послідовність передачі окремих елементів не вловлюється оком. Це означає, що око зберігає ще враження від першого елементи кадру, коли передається останній, тобто сприймає весь кадр в цілому. Завдяки зміні кадрів можлива передача рухомого зображення.
Телеприймач з бігають світловим променем застосовується для прийому зображень як малого, так і великого розміру.
Радянський інж. Архангельський розробив установку з бігають світловим променем, аналогічну установці Александрсона. 28 травня 1933 р Політехнічному музеї в Москві в присутності 500 чол. за допомогою цієї установки був проведений прийом зображень на екран розміром 1 х 1,3 м.
Установки з бігають світловим променем застосовуються також в пристроях для двостороннього телебачення. Наприклад, у Франції ще в 1932 році була здана в комерційну експлуатацію установка для розмов по телефону з одночасним баченням свого співрозмовника. Ця установка відрізняється від вищеописаної тим, що тут замість лінзового диска для розгортки променя застосовується так званий барабан Вейлера, а замість вольтової дуги з системою N1KN2 точкова неонова лампа. Барабан Вейлера (В на рис. 7) складається з декількох плоских дзеркал, укріплених поруч на бічній поверхні циліндра під різними кутами до осі циліндра. При обертанні такого барабана відбитий світловий промінь, що йде від точкової неонової лампи, рухається по екрану розкреслюючи його на ряд рядків. Точкова неонова лампа - це спеціальна лампа великої яскравості, причому яскравість її змінюється відповідно приходять телевізійним сигналам.
В даний час в СРСР розробляється для Палацу Рад телеприймач з бігають світловим променем, де в якості розгортає пристрої застосовується барабан Вейлера, а замість конденсатора Керра спеціальний дифракційну модулятор світла. Ця установка буде давати телевізійне зображення на екрані розміром 5 х 6 м.
Електроннопроменева трубка для прийому зображення
Основною частиною телеприймача цієї системи є евакуйована скляна трубка, що має плоске (або злегка опукле) скляне дно (рис. 8). У вузькій частині трубки знаходиться «електронний прожектор». Він складається з напруженій нитки Н, що випускає електрони, і декількох металевих електродів В, А, які збирають електрони всередині трубки в тонкий «електронний промінь». У тому місці, де на дно трубки потрапляє «електронний промінь», з'являється світла пляма, так як електрони, які летять з великою швидкістю, б'ючись об дно трубки, викликають світіння покриває дно трубки порошку.
На трубку надягають котушки KK, за якими проходить змінний струм. «Електронний промінь», потрапляючи в магнітне поле цих котушок, відхиляється; в результаті цього світла пляма, відповідне місця падіння електронного променя, переміщається по дну трубки. За час телепередачі одного кадру це пляма, рухаючись по рядках, встигає оббігти прямокутник, рівний площі виходить на дні трубки телевізійного зображення. При цьому яскравість рухомого плями змінюється відповідно до електричними сигналами, що посилаються радіостанцією. Останнє досягається за допомогою приміщення всередині трубки на шляху електронного променя спеціального керуючого електрода В. Надходять телевізійні сигнали змінюють заряд цього електрода, внаслідок чого змінюється число електронів в електронному промені і змінюється яскравість світіння плями на дні трубки, відповідного одному елементу зображення.
Розгортає промінь в телепередавач і електронний промінь в телеприймачі рухаються абсолютно однаково, і в кожен даний момент передається тільки один елемент зображення.
Телебачення з електроннопроменевими трубками в даний час є самим досконалим, проте розміри виходять зображень при цьому дуже невеликі. Пояснюється це тим, що діаметр дна трубки не може бути більше 30-40 см, внаслідок того що дно трубки плоске і при великих розмірах воно може бути продавлено атмосферним тиском. Рівнодіюча сила цього тиску на дно при діаметрі дна в 40 см більше 1 т.
Для отримання зображення великого розміру при телепріема з електроннопроменевими трубками використовуються два методу. Перший полягає в тому, що що виходить на дні трубки зображення за допомогою об'єктива проектується на екран типу звичайного кіноекрана. Подібна система розроблена в Америці. На рис. 9 представлена остання модель телевізійного екрану такого типу, що має розміри 1 х 1,3 м.
При іншому способі получающееся на дні трубки зображення знімається на кіноплівку і через 1-1,5 хв. після зйомки проектується на кіноекран. Величина утворюються у своїй зображень залежить тільки від розмірів екрану і потужності кінопроектора.
Многоячейковие телевізійні екрани
У лондонському театрі «Колізеум» в якості одного з номерів програми була введена демонстрація телебачення на спеціальному екрані, розробленому компанією Берда. Цей екран має вигляд сот, що складаються з 2100 маленьких осередків. У кожному осередку є лампочка розжарювання, яка виконує роль одного елемента одержуваного телевізійного зображення. Екран забезпечений механічним комутатором (перемикачем); цей комутатор включає послідовно один за одним лампочки, з яких складається екран, причому включає так, що кожна лампочка спалахує під дією електричного сигналу, що приходить тільки від одного елемента переданого зображення. Протягом часу передачі одного кадру комутатор включає всі 2100 лампочок, складових екран, кожну по одному разу.
На Берлінській виставці 1935 р демонструвався екран, розроблений проф. Каролюс і складається з 10 тис. Лампочок розжарювання (рис. 10). Розміри цього екрану 2 х 2 м. Екран має надзвичайно складний комутатор, що виробляє 125 тис. Перемикань в секунду.
В СРСР в лабораторії телекіно НІКФІ розробляється многоячейковий екран розміром 4 х 5 м, що складається з 19 200 лампочок. В даний час закінчується перший етап цієї роботи - екран з 1200 неонових лампочок. Екран складається з 30 окремих скляних трубок. Кожна така трубка є одним рядком одержуваного зображення і складається з 40 неонових лампочок, об'єднаних разом. Трубка наповнена неоном і має 40 квадратних металевих пластинок. Кожна пластинка є одним елементом зображення. Якщо до цієї платівки підводиться електричний сигнал, газ над нею починає світитися.
Екран має спеціальний електронно-променевого комутатор, який за своїми якостями набагато перевершує всі механічні системи комутаторів, що застосовуються до теперішнього часу.
Трубки, з яких складається екран, зміцнюються горизонтально, одна над іншою, і утворюють екран площею 1,2 х 0,9 м.