Борис Фомин - Радиоэлектроника в нашей жизни
Известно, что различные предметы по-разному отражают свет. Направьте луч карманного фонаря на кусок белой жести — она заблестит. Если же вы перенесете луч на черную бумагу, то света отразится значительно меньше. Черная поверхность поглощает почти все лучи. Поэтому черные предметы нагреваются на солнце значительно сильнее, чем белые.
Способность предметов по-разному отражать световые лучи используется при передаче изображений по радио. При этом светлые и темные участки чертежа или рисунка передаются последовательно, один за другим.
На передающей станции вращается барабан с «фототекстом» — рисунком или чертежом, который нужно передать в другой город. На него от сильного источника падает тонкий пучок света. Барабан вращается и, кроме того, медленно перемещается вдоль своей оси, подставляя под луч света все новые и новые участки рисунка. От каждого участка передаваемого рисунка или чертежа часть светового пучка отражается и попадает на фотоэлемент. Здесь энергия света преобразуется в электрическую энергию.
Устройство фотоэлемента показано на рис. 3.
Рис. 3. Схема фотоэлемента.
Внутри стеклянного баллона находятся два электрода: катод, имеющий форму выгнутой металлической пластинки, прикрепленной к баллону изнутри, и кольцеобразный анод. Катод покрыт особым слоем, способным испускать электроны, если на него падает свет. При этом чем ярче падающий свет, тем больше электронов вылетает с поверхности катода. Под действием электрического поля, создаваемого электрической батареей, электроны устремляются к аноду, и в цепи начинает течь ток. Сила этого тока меняется в зависимости от количества света, отраженного от того или иного участка рисунка, так как меняется количество вылетевших с катода электронов.
Пульсирующий ток, полученный благодаря фотоэлементу, после усиления поступает в телеграфную линию или в передатчик радиостанции (рис. 4).
Рис. 4. Принцип передачи изображений по фототелеграфу.
В последнем случае он управляет силой радиосигналов, излучаемых антенной, так что они точно соответствуют чередованию светлых и темных участков на рисунке или чертеже.
На приемной станции электрические сигналы вновь превращаются в световые. Делает это другой электронный прибор — газосветная лампа. Через нее протекает принятый по телеграфной линии или по радио пульсирующий ток. Лампа эта обладает важным свойством: сила ее свечения меняется соответственно изменению силы тока. Перед лампой вращается барабан, обернутый фотобумагой. Он, как и барабан на передающей станции, не только вращается, но и смещается вдоль оси. Поэтому луч света от газосветной лампы поочередно обегает один за другим участки фотобумаги. После окончания приема фотобумага проявляется и сушится. Фотодепешу можно направлять адресату.
Фототелеграф дает большой выигрыш во времени: передача фотоснимка размером 19х29 сантиметров занимает всего 15 минут. За это время фото депеша, отправленная из Москвы, может пересечь всю страну и быть принята в каком-либо дальневосточном городе, например в Хабаровске. Путешествие ее по железной дороге заняло бы девять суток, а авиапочтой — 25–30 часов.
Особенно большие преимущества дает радиофототелеграфия. При передаче изображений по радио фототелеграммы можно передавать не только из города в город, но и с корабля на сушу, с суши на самолет и т. д.
Телевидение
В русских сказках нередко рассказывается о том, как герой сказки смотрит в волшебное зеркальце и видит все, что творится на белом свете. Благодаря открытию радио эта сказка превратилась в быль. Волшебное зеркальце — это экран телевизора.
В отличие от фототелеграфа, который позволяет передавать только неподвижные изображения, в телевидении передаются любые изображения — подвижные и неподвижные. При этом отпадает необходимость в фотобумаге, изображение появляется на экране телевизионной трубки — кинескопа.
Как же видят на расстоянии?
В том месте, откуда передается изображение, — на сцене театра, на трибуне стадиона и т. д. — устанавливаются телекамеры. Это — сложные радиоэлектронные устройства. Они наводятся, подобно фотоаппарату, на те предметы, изображение которых нужно передать. Световые лучи, отраженные от предметов, людей и т. д., попадают в телекамеру и превращаются в ней в электрические сигналы. Последние, после многократного усиления, поступают в передатчик и воздействуют на радиоволны, излучаемые его антенной.
Если в фототелеграфии одно изображение передается за 15 и более минут, то в телевидении оно передается 25 раз в течение каждой секунды. При этом посылается свыше 10 тысяч радиоимпульсов.
В приемной телевизионной трубке, как и в обычной радиолампе, есть катод, испускающий электроны. Электроны при помощи специальных устройств собираются в тончайший луч, который, ударяясь об экран, заставляет его светиться (экран покрыт специальным веществом, светящимся под ударами электронов). Свечение возникает только в том месте экрана, куда попал электронный луч, причем это свечение все время изменяется, если меняется сила электронного пучка.
Электронный луч в кинескопе ни на мгновение не останавливается на месте, он 25 раз в секунду обегает все точки экрана и каждую из них заставляет светиться то ярче, то слабее. На экране возникает изображение[3].
Человеческий глаз обладает способностью сохранять в течение некоторого времени зрительное впечатление. Это свойство давно используется в кино. На экране кинотеатра каждую секунду появляется 24 изображения, одно за другим. Каждая «фотография» лишь чуть-чуть отличается от предыдущей, в результате зритель видит на экране движущиеся фигуры. На экране телевизора принятые изображения сменяются, как мы уже говорили, 25 раз в секунду, поэтому эффект получается тот же самый, что и в кино; отличие состоит лишь в том, что киноэкран отражает световые лучи, посланные киноаппаратом, а экран телевизора сам испускает световые волны под действием ударяющихся о него электронов.
Для передачи телевизионных программ наиболее пригодны ультракороткие волны, распространяющиеся, как мы уже отмечали, прямолинейно, подобно солнечному лучу. В этом причина того, что дальность телепередач ограничивается кривизной Земли и обычно не превышает 100 километров. Вот почему телевизионные передачи смотрят пока вблизи крупных городов, имеющих телецентры.
В нашей стране передачи телевидения ведутся теперь в Москве, Ленинграде, Киеве, Свердловске, Харькове, Риге и во многих других городах. Принимаются меры к расширению радиуса действия основных телецентров. Из Москвы, например, телевизионные сигналы по кабелю передаются в г. Калинин. Для этих целей используются и радиорелейные линии, представляющие собой, как отмечалось выше, систему приемно-передающих радиостанций. Они как бы по эстафете принимают телевизионные сигналы, усиливают их и передают дальше.
В последнее время проводятся опыты по увеличению дальности телепередач до 1000–2000 километров без промежуточных приемо-передающих станций. Для этой цели создаются сложные приемные телевизионные антенны и увеличивается чувствительность телевизора, что весьма важно при приеме слабых радиосигналов.
Телевидение представляет собой сравнительно молодую отрасль радиотехники. Однако успехи, достигнутые в этой области, значительны. В наши дни обычным явлением стали телепередачи не только из специальных студий, но и из любого другого места — из театра, со стадиона и т. д. С каждым годом улучшается качество телепередач, совершенствуются телевизоры. Например, у нас уже созданы телевизоры, позволяющие получить изображение размером до одного квадратного метра; они предназначены для клубов и домов культуры. В клубах и кинотеатрах устанавливаются телевизионные экраны размером в несколько квадратных метров.
Интересно отметить появление телевизоров, управляемых ка расстоянии. Одна из иностранных фирм разработала телевизор, который управляется при помощи луча света от карманного фонарика. Телевизор имеет автоматическое устройство, состоящее из фотоэлементов, радиоламп и других деталей. Благодаря этому устройству можно лучом света от фонарика не только включать телевизор, но и переключать программы, регулировать громкость звука, яркость изображения и т. д. У нас тоже разрабатывается телевизор с дистанционным управлением, состоящим из выносного пульта и тонкого кабеля, соединяющего этот пульт с телевизором.
Достигнут известный прогресс в записи телевизионных изображений с целью повторения телепередач или обмена с другими телевизионными центрами. Один из способов записи заключается в фотографировании изображения на экране телевизора при помощи кинокамеры.
