§ 42. Поняття про телебачення

Широко застосовуються електромагнітні хвилі в сучас­ній системі телебачення, тобто передачі зображень на від­стань за допомогою ультракоротких електромагнітних хвиль. Десятки тисяч телевізійних станцій у багатьох краї­нах світу регулярно ведуть передачі, які дивляться сотні мільйонів глядачів. Телебачення приносить вісті в міль­йони квартир. Вчені й виробничники, державні діячі й артисти зустрічаються з нами на голубих екранах. Теле­бачення відкриває вікно в концертні зали й театри, на ста­діони і в плавальні басейни, в кабіни космічних кораблів і глибоководних лабораторій. Однак телебачення — це, не лише телемовлення. Телебачення широко застосовує­ться в різних галузях народного господарства і в науко­вих дослідженнях. Воно дає можливість спостерігати за основними етапами складних технологічних процесів, за різними ділянками залізничних вузлів і морських пор­тів, учитися віртуозному мистецтву великих хірургів, про­никати поглядом в безодні океанів і ж глибини космосу.

Ознайомимося в загальних рисах з принципами теле­бачення і роботою телевізійних установок.

Будь-яка телевізійна система складається з трьох час­тин: передавача, приймача і каналу зв'язку їх між собою. Передавач перетворює за допомогою спеціальних елект­ронно-променевих трубок світлове зображення об'єкта в систему електричних сигналів — відеосигналів. Ці сигнали моделюють потім коливання генератора висо-

кої частоти. Модульована електромагнітна хвиля пере­носить інформацію на великі відстані. Ці хвилі влов­люються антеною приймача, високочастотні модульовані коливання детектуються, перетворюються в електричні сигнали, а одержані сигнали перетворюються у видиме зображення. Для передавання руху викоюистовують прин­цип кіно: зображення рухомого об'єкта (кадри), які трохи відрізняються один від одного, передають кілька десятків раз за секунду.

Передавальна телевізійна камера нагадує фотоапарат, тільки замість фотоплівки в ній є спеціальна електронно-променева трубка, яка здійснює перетворення зображен­ня об зкта в серію електричних сигналів. Існує кілька типів таких електронно-променевих трубок — іконоскопи, ортікони, відікони, плюмбікони тощо. Розглянемо одну з найпростіших трубок — в і д і к о н (мал. 97). Екран цієї електронно-променевої трубки в прогорим сигнальним електродом S, на який нанесено тонкий шар напів­провідникового фоторезистора. В коло цього електрода увімкнуто резистор навантаження Л_п, з якого знімається сигнал.

Зображення, що передається, проектується системою лінз на поверхню фоторезистора і залежно від освітле­ності різні місця фоторезистора набувають різної провід­ності. Створюваний електронною гарматою промінь послідовно пробігає всі елементи однієї горизонтальної строчки фоторезистора, потім другої і т. д. Переміщення електронного променя по екрану нагадує переміщення

нашого погляду по рядках книжки. Електронний промінь пробігає по екрану 625 горизонтальних рядків за 1/25 се­кунди. Рухом електронного променя керує магнітне поле надітої на трубку котушки.

При досягненні електронним променем поверхні фото-резистора, залежно від електропровідності даної ділянки, яка, у свою чергу, залежить від освітленості шару, через резистор R_n проходить більшої чи меншої сили струм. Таким чином, напруга на резисторі змінюється пропор­ційно зміні освітленості вздовж рядка. Так утворюється відеосигнал, який містить інформацію про зображення предмета, Далі цей відеосигнал підсилюється, а потім, як і під час передачі звукових сигналів, використовується для модуляції високочастотних коливань. Модульовані відеосигналом високочастотні коливання подаються в ан­тену і випромінюються нею в простір, Одночасно другий передавач здійснює передачу сигналів звукового супро­воду,

Телевізійний приймач перетворює одержаний відео­сигнал у видиме зображення на екрані приймальної елек­тронно-променевої трубки — кінескопа (мал. 98). Особливістю будови цієї трубки є те, що за її допомогою можна керувати інтенсивністю електронного променя (кількістю електронів у ньому), і, отже, яскравістю сві­чення екрана в місці падіння променя. Керування ін­тенсивністю електронного променя здійснюється так.

Модульовані електромагнітні хвилі вловлюються антеною і надходять в приймач. Там вони підсилюються, детекту-ються і відповідні коливання подаються на керуючий електрод трубки. Зміна потенціалу цього електрода змінює інтенсивність електронного променя, яка визначає яскра­вість свічення точки екрана в момент, коли промінь падав на неї.

Система котушок горизонтального і вертикального від­хилення змушує електронний промінь пробігати весь екран кінескопа синхронно з рухом променя по екрану передавальної трубки (відікона), тобто електронний про­мінь в кінескопі також пробігає за 1/25 секунди всю площу екрана, прокреслюючи 625 горизонтальних рядків. Внаслідок цього на екрані за 1/25 секунди відтворюється весь переданий кадр. Оскільки за секунду змінюється 25 таких кадрів, то подібно до кіно окремі зображення сприймаються нашим оком як єдине суцільне рухоме зображення.

Синхронність руху електронних променів по екрану в передавальній трубці (відіконі) і приймальних трубках (кінескопах) досягається посиланням спеціальних син* хронізуючих сигналів.

Високоякісна телевізійна передача і приймання мож­ливі лише на ультракоротких хвилях метрового діапазону (10—1 м). Відтворення рухомих зображень вимагає пере­дачі щосекунди 25 кадрів. При цьому кожен кадр для чіт­кого відтворення треба розбити на сотні тисяч елементів, які передаються послідовно. Таким чином, кількість сиг­налів, які передаються (а значить, і частота модуляції), має дорівнювати кільком мільйонам коливань за секунду, а несуча частота повинна становити щонайменше десятки мільйонів герц. На жаль, необхідність використання для телебачення лише ультракоротких хвиль дуже обмежує дальність приймання телепередач.

Ультракороткі хвилі дуже поглинаються поверхнею Землі і проходять через іоносферу, не відбиваючись від неї. Тому приймання телевізійних передач можливе лише в ме­жах прямої видимості між передавальною та приймаль­ною антенами і для збільшення радіуса телемовлення необхідно ці антени піднімати на велику висоту. Але якими б високими не були вежі телецентрів, передачами можна охопити лише обмежені райони. Тому зараз широко розповсюдженими засобами організації телепередач на великі відстані є створення кабельних і релейних ліній. Останнім часом здійснюються телепередачі на великі відстані за допомогою штучних супутників Землі.