книги из ГПНТБ / Товмасян, А. К. Из истории телевидения и фототелеграфа
.pdfувеличения фототока. Начиная с некоторого момента, прирост фототока останавливается, т. е. прекращается его зависимость от интенсивности падающего света. Про исходит это в то время, когда в образовании фототока участвуют все свободные электроны металла. Это как раз то значение фототока, которое мы назвали макси мальным током насыщения.
Понятно, что для отрыва и удаления электрона от поверхности металла порция полученной им энергии должна иметь величину, достаточную не только для со вершения им работы выхода, но и для того, чтобы он мог удалиться от поверхности металла.
Как уже сказано, для разных металлов величина работы выхода электрона различна. Это объясняет, поче му энергии видимого света не хватает для получения фо тоэлектрического эффекта во всех металлах. Для боль шинства их количество энергии, необходимой для совер шения работы выхода электрона, больше, чем энергия фотона видимого света (фиолетовый луч), соответству ющая самой короткой длине волны. В этих металлах, разумеется, под воздействием видимого света фотоэлек трический эффект не имеет места. Этим обстоятельством и обусловлена чувствительность фотоэлектрических металлов (натрий, калий, цезий и др.).
Таким образом, фотоэлектрическое явление дает воз можность превратить энергию светового потока в поток свободных электронов, который потом можно использо вать как сигнал, соответствующий данному изображе нию. В технике телевидения используется именно совог купность таких электронов.
Для превращения светового потока в электрические сигналы используются специальные приборы, называе мые фотоэлементами (см. рис. 4).
20
В фотоэлементе катод почти полностью закрывает внутреннюю поверхность стеклянного баллона, за исклю чением маленького участка, служащего для проникнове ния света.
Когда из окна на катод падает свет, от катода испус
Ч И Н
С" '.nxL£>e.f*
Рис. 4. Схема устройства фотоэлемента.
каются электроны и, благодаря положительному напря жению анода, по внешней цепи проходит электрический ток, создавая на сопротивлении электрический сигнал, соответствующий световому сигналу.
О ПЕРЕДАЮШЕЙ ТРУБКЕ
Получением одного лишь электрического сигнала, соответствующего всему световому потоку, невозможно осуществить передачу изображений. Действительно, электрический сигнал, полученный на сопротивлении R,
21
будет пропорционален сумме световых потоков, отражен ных от имеющих разные оттенки элементарных участков освещенного объекта, а от этого сигнала в дальнейшем невозможно отделить сигналы, соответствующие различ ным оттенкам. Для получения электрических сигналов, соответствующих разным оттенкам объекта, как сказано, поступают следующим образом: весь передаваемый объект делят на большое число элементарных частиц, на так называемые элементы и световые потоки, отражен ные от них, в отдельности превращают в соответству ющие электрические сигналы. Эти сигналы передаются с определенной скоростью и строго определенной очеред ностью.
Рис. 5. Оематическое изображение ико носкопа.
Деление изображения на элементарные участки и преобразование отдельных элементарных световых пото ков в соответствующие электрические сигналы произво дится с помощью специальных телевизионных переда ющих трубок.
22
Первой такой трубкой, с помощью которой стало возможным разложить изображение на довольно боль шое число элементов и обеспечить качественную переда чу телевизионного изображения, явился иконоскоп.
Это название происходит от греческих слов «икон»— изображение и «скопиу»—смотрю, рассматриваю
(рис. 5 ).
В широкой части иконоскопа находится мозаичный фотокатод, на котором проектируется передаваемое изо бражение объекта.
Фотокатод представляет собой тонкий слой слюды, покрытой с одной стороны металлом и называемой сиг нальной пластинкой. На другой стороне находятся не сколько миллионов обработанных цезием мелких сереб ряных зерен, изолированных друг от друга. Зерна эти, являющиеся фотокатодами, вместе с сигнальной пластин кой выполняют роль элементарных конденсаторов. Перед фотокатодом боковые стеклянные стенки иконоскопа покрыты проводящим слоем, являющимся общим анодом всех фотоэлементов. Аноду дается положительное напря жение, и электроны, идущие от фотокатодов (под воз действием света), улавливаются им. Благодаря этому катоды сами приобретают положительный потенциал. На сигнальной пластинке образуется соответствующий отрицательный потенциал. Таким образом, элементарные конденсаторы, состоящие из мозаичных фотокатодов и общей для всех конденсаторов сигнальной пластинки, заряжаются. Если мозаика освещена неравномерно, то на ее более освещенных участках скопляется большее количество заряда. Это означает, что в элементарных конденсаторах количество скопившихся зарядов пропор ционально освещенности соответствующих участков мо-
23
заики. Следовательно, на мозаике получается так назы ваемое «электрическое изображение».
С электронного прожектора испускается электрон ный луч, который двигается над мозаичным фотокатодом по строчкам кадра или, как принято называть, по растру.
Для отклонения электронного луча в горизонталь ном и вертикальном направлении так, чтобы он переме щался вдоль всей поверхности мозаики, отклоняющим катушкам дается напряжение от специальных генерато
ров.
В иконоскопе для получения электрического сигнала, соответствующего изображению, используется так назы ваемое явление вторичной электронной эмиссии.
Сущность этого явления состоит в следующем. Под воздействием удара электронов с мозаичных фотокатодов испускаются свободные электроны, называемые вторич ными электронами. Насколько велик положительный по тенциал данного катода, т. е. насколько больше электро нов он потерял под воздействием падающего на него светового потока, настолько меньше будет число испус каемых от него вторичных электронов. Таким образом, число вторичных электронов, испускаемых от мозаич ных фотокатодов, также зависит от освещенности данно го участка мозаики.
Этой вторичной электронной эмиссии соответствует некоторый анодный ток. Электрические токи, обусловлен ные вторичными эмиссиями, соответствующими разным катодам, и служат источником сигналов, соответству ющих различным элементам изображения.
Значительная часть эмитированных от фотокатодов вторичных электронов не обладает достаточным запасом энергии, чтобы двинуться по направлению к аноду. По этой причине они снова возвращаются к мозаике, падая
24
на нее в виде специфического электронного дождя. По следний создает эффект так называемого «черного пят на», являющийся самым главным недостатком иконоско па. В силу этого эффекта на принимаемом изображении появляется черное пятно, которое двигается по поверх ности приемного экрана. Для устранения этого явления в телевизионном передатчике используется довольно сложное приспособление, создающее специальные сигна лы для компенсации воздействия черного пятна. Эффект черного пятна значительно уменьшает чувствительность иконоскопа и усложняет устройство передающего аппа
рата.
Современные передающие трубки, например артикон, суперартикон и другие, свободны от этих недо статков.
В 60-х годах прошлого века английский физик Макс велл теоретически доказал возможность беспроволочной передачи электромагнитных волн. Его теорию практиче ски осуществил в 1887 г. немецкий ученый Генрих Герц— ему удалось лишь переместить электрическую искру на расстояние в несколько метров.
Окончательное решение этого вопроса относится к 1895 г. Оно принадлежит выдающемуся русскому физику и электротехнику А. С. Попову, подарившему миру сред ства беспроволочной передачи электрических сигналов па большое расстояние.
Предложение использовать катодную трубку для приема изображения внес известный русский ученый Б. Л. Розинг в 1907 г.
25
ТЕЛЕВИДЕНИЕ
ЧЕРНО-БЕЛОЕ ТЕЛЕВИДЕНИЕ
Неопровержимые факты и документы свидетельст вуют о том, что открытие новых славных страниц в исто рии развития телевидения и фототелеграфирования принадлежит советскому ученому Оганесу (Ивану) Абгаровичу Адамяну. Оставленное научное наследие убе дительно показывает, насколько оригинальны работы этого выдающегося ученого-физика, отдавшего много сил разрешению проблем передачи и приема изображений и внесшего этим большой вклад в развитие отечественной науки.
О. А. Адамян родился 17 февраля 1879 г. в г. Ба в армянской купеческой семье; здесь он окончил реаль ное училище. Высшее физико-химическое образование получил в Цюрихе и в Париже. С 1910 г. постоянно жил и работал в Петербурге.
26
Изобретательский интерес и способности у Адамяна проявились еще в ученические годы. Плодотворную науч ную деятельность в области передачи и приема изобра жений на большом расстоянии он начал с 1907 г., о чем упоминается в его письме от 6 января 1925 г. на имя Управления треста заводов слабых токов. В научных изысканиях Адамяна ведущей идеей была передача и прием изображений на расстоянии. Это был ученый ши рокого диапазона и глубокой мысли, благодаря чему пользовался большой известностью как в Советском Сою зе, так и за рубежом.
О. А. Адамяну принадлежит свыше 30 изобретений. Наиболее ценным является изобретение в области теле видения и фототелеграфирования.
Адамян скончался от рака легких 12 сентября 1932 г. в Ленинграде.
После смерти ученого его научное наследие, лабо ратория и библиотека находились в Ленинграде у его жены.
Для упорядочения научного наследия инженера Адамяна были предприняты меры. С этой целью жена покойного, идя навстречу пожеланиям Ленинградского музея связи, передает этому заслуженному учреждению документы, относящиеся к вопросам телевидения (ма териалы, которые остались после смерти Ованеса Абгаровича).
Ленинградский музей связи создает экспозицию прибора Ованеса Абгаровича. Одновременно в научноисследовательские работы музея включаются разработ ки материалов, переданные женой Адамяна музею. К сожалению, во время Ленинградской блокады большин ство документов О. Адамяна, которые относились к телевидению и фототелеграфу, исчезли.
28
Рис. 7. Фотокопия письма А. А. Адамяна о его брате О. А. Адамяне,