Телевидение?.. Это очень просто!, стр. 11
Н. — Мы закончили страницу и перевернули ее, чтобы начать новую… Все это ясно. Но наше пятно вычертит только ряд однообразно светящихся строк, которые создадут впечатление прямоугольника с равномерной яркостью во всех точках. Это как книга, у которой все буквы одинаковы!..
Л. — Да, но ведь мы забыли нечто очень существенное: изменять интенсивность электронного пучка так, чтобы каждая точка изображения была воспроизведена со свойственной ей яркостью.
Н. — Я что-то не пойму, как ты этого добьешься.
Л. — Послушай-ка, Незнайкин, уж не устал ли ты? Подумай же. Какой электрический сигнал в приемнике точно отражает все изменения яркости последовательно развертываемых точек изображения?
Н. — Сигнал видеочастоты.
Л. — А на какой электрод трубки нужно подать этот сигнал, чтобы промодулировать интенсивность электронного пучка?
Н. — Ах, да! Hа сетку. Я хочу сказать на управляющий электрод Понятно… Пятно будет более или менее ярким в соответствии с величиной, которую будет иметь в этот момент видеосигнал. И вот таким-то образом переданное изображение будет элемент за элементом воспроизведено на экране трубки.
Л. — Само собой разумеется, нужно, чтобы движения электронных пучков при передаче и приеме были строго синхроннизированы.
Н. — Я чувствую, что у меня возникают сотни вопросов.
Л. — С моей стороны есть только один: не думаешь ли ты, что на сегодня хватит?
Беседа четвертая
ПРОГУЛКА ПО ПОЛЯМ
В последней беседе наши юные друзья рассмотрели электростатическую электронно-лучевую трубку, управляемую электрическими полями. Однако в телевидении наиболее употребительны трубки с управлением электромагнитными полями. Они явятся предметом обсуждения настоящей беседы. Читатель должен очень внимательно следить за объяснениями, относящимися к действию магнитного поля на электроны, потому что объяснения связаны с пространством в трех измерениях, тогда как иллюстрации, увы, ограничены двумя измерениями плоскости бумаги. Таким образом, он изучит: магнитное поле электрона; конфигурацию электрических и магнитных полей; взаимодействие магнитных полей; отклоняющие катушки; магнитную фокусировку; сравнение трубок с электростатическим и электромагнитным управлением; чувствительность отклонения; максимальный угол отклонения.
Незнайкин. — Из-за этого проклятого телевидения у меня бессонница! Сотни вопросов теснятся в голове, так что она чуть не треснет. Я поторопился опять с тобой встретиться, чтобы спросить, какова форма напряжений, прикладываемых к вертикально и горизонтально отклоняющим электродам? Как они образуются? Какова их амплитуда? Каким образом они синхронизируются? Почему…
Любознайкин. — Ради бога, остановись! Я постараюсь удовлетворить твою жажду знаний, но нужно идти по порядку.
В последний раз мы рассмотрели трубку с электростатической фокусировкой и отклонением. В настоящее время она в основном применяется в измерительных приборах, известных под названием электронных осциллоскопов (осциллографов). В телевидении же она если и применяется, то только для получения небольших изображений. А как только диаметр экрана достигает или превышает двадцать сантиметров, отдают предпочтение трубкам, в которых электроны управляются магнитными полями.
Н. — Я задаю себе вопрос: каким образом? Электрон имеет некоторый отрицательный электрический заряд, и, исходя из этого, тела, заряженные положительно (такие, как анод), притягивают его, а заряженные отрицательно — отталкивают. Но какое действие может оказать магнитное поле на движущийся электрон?
Л. — Если бы можно было сделать электрон неподвижным, он был бы похож на то, что ты себе представляешь: носитель электрического отрицательного заряда и больше ничего. Но как только электрон оказывается в движении, он порождает магнитное поле.
Н. — Ты никогда об этом не говорил. В свое время ты объяснил, что электрический ток создает вокруг проводника магнитное поле, образованное из замкнутых круговых линий, центром которых является проводник.
Л. — Бедняга, бессонницы решительно тебе не помогают. Потому что, в конце концов, что такое электрический ток, как не поток электронов?!
Н. — Правильно, диод меня возьми! Ты, конечно, прав, не проводник, а электроны, в нем циркулирующие, порождают магнитное поле. В общем можно сказать: где есть электричество в движении, там есть и магнетизм.
Л. — Разве не то же происходит в случае радиоволн, которые представляют собой замкнутые пучки магнитных линий, окруженные электрическими полями, и которые распространяются с волшебной скоростью света…
Н. — Следовательно, когда электрон совершает «сальто», ведущее его от катода через отверстия управляющего электрода и анодов по направлению к люминесцирующему экрану, его также сопровождает замкнутое магнитное поле, центром которого он является?
Л. — Безусловно. И обрати внимание, что линии электрического поля идут радиально от электрона во всех направлениях и благодаря этому перпендикулярны линиям своего магнитного поля (рис. 18). Я сообщу тебе очень полезный секрет: во всех случаях линии электрического и магнитного полей, возникших благодаря одной и той же причине, взаимно пересекаются во всех точках под прямыми углами.
Рис. 18. Поля, создаваемые движущимся электроном.
а — магнитное поле электрона, перемещающегося сверху вниз; б — электрическое (сплошными стрелками) и магнитное (пунктиром) поля электрона, перемещающегося в направлении глаза читателя перпендикулярно к плоскости рисунка.
Н. — А как ведут себя в присутствии друг друга два магнитных поля, порождаемых различными причинами?
Л. — Ты это прекрасно знаешь, Незнайкин. Когда ты приближаешь два магнита один к другому…
Н. — …они притягиваются, когда это противоположные полюсы. Но если сближают оба северных или же оба южных полюса, то магниты отталкиваются (рис. 19). Дело происходит так же, как в электрических зарядах.
Рис. 19. Взаимодействие двух магнитов.
а — притягивание разноименных полюсов магнитов; б — отталкивание одноименных полюсов.