66. Телецентр на скорую руку

А В физическом кабинете вашей школы имеются два простеньких осциллографа. Чего вам не хватает, чтобы сделать телевизионную передачу, т. е. передавать изображения и принимать их?

Б Большинство считают, что нужна передающая камера, синхрогенератор кадровых и строчных импульсов, передатчик и приемник и т. д. Одним словом, нужны еще телецентр и телевизор.

На самом деле 90% всей аппаратуры у вас уже есть. По крайней мере, из самой постановки задачи следует, что один из двух осциллографов должен быть передающей камерой, а второй - телевизором. Но развертки у обоих осциллографов - только по одной строке. А как построить кадр? Ведь для него нужны по крайней мере строчная и кадровая развертки в камере, строчная и кадровая в телевизоре и синхрогенератор для их согласования. В вашем распоряжении - две развертки; одна в одном осциллографе, вторая - в другом.

В Вам нужен кадр? Включите оба осциллографа, настройте развертку одного, например, на 20 пилообразных импульсов в секунду, а второго - на тысячу. У одного осциллографа - одна развертка, не делающая кадра. У двух осциллографов - две развертки. Подайте напряжение с клемм "X" (горизонтальная развертка) одного осциллографа на клеммы "F" (вертикальная развертка) другого. На экране этого осциллографа вы увидите 20 кадров в секунду и в каждом по 50 строк. Подайте аналогично напряжение "X" второго осциллографа на "У" первого. Вы увидите и на нем тот же кадр, только повернутый на 90° относительно первого. Если этот поворот неудобен для вас, его можно было бы устранить, положив один из осциллографов набок, но лучше этого не делать, так как осциллограф не рассчитан на состояние лежебоки. Через 5 мин вы к нему привыкнете и так.

Итак, у вас почти все готово: передающий и приемный растры, строчные и кадровые развертки и "синхрогенератор", обеспечивающий синхронность и единство работы обоих растров. Телевизор готов, но ему нечего принимать: передающая камера еще не работает.

Для начала нас удовлетворит простейшее изображение. Для решения задачи в принципе - достаточно увидеть на экране одного осциллографа то, что передается другим. Вырежем из темного картона несколько силуэтов: квадрат, прямоугольник, звезду. Наложим один из них на экран "передающего" осциллографа (безразлично какого). Что еще осталось сделать?

Нужен, очевидно, преобразователь передаваемого светового сигнала в'принимаемый электрический, т. е. фотодиод, фототранзистор и т. п. Поставьте его в 20 см перед экраном, на который наложена звезда. Что будет на его выходе?

Пока луч на экране бежит вне звезды, фотодиод видит свет и преобразует в пропорциональный ему ток. Когда луч прячется за контур звезды, свет на входе фотодиода и ток на выходе исчезают (предполагается, что других источников света в кабинете нет). Когда луч выглянет из-за контура звезды, ток появится вновь. Если мы выход фотодиода должным образом подключим к управляющему электроду трубки осциллографа-"телевизора" (или ко входу "Z", который предусмотрен во многих осциллографах), то импульс, соответствующий наличию света, будет отпирать луч, и тот будет рисовать соответствующий участок соответствующей строки. Луч передающей "камеры" спрятался за звездой - и ток исчез, луч "телевизора" погас (но продолжает "втемную" двигаться по строке), а когда передающий луч выйдет из-за звезды, приемный вновь засветится. И так на каждой строке, без сбоев: ведь оба кадра управляются одними и теми же генераторами развертки и поэтому разойтись во времени не могут.

Телевизионная система в принципе готова. Но только в принципе. На практике ток фотодиода слишком слаб, и между фотодиодом и "телевизором" придется поставить усилитель (с полосой пропускания не менее 50 кГц: ведь в строке у вас около 50 элементов, а строк в секунду - 1000). Обычный вещательный усилитель можно использовать лишь при 15 кадрах в секунду и 15 строках в кадре, но изображение при этом будет мерцающим и слаборазборчивым.

Лучшим решением было бы использовать вместо фотодиода фотоумножитель. Но тогда возникает проблема высоковольтного источника питания.

Главное свойство рассмотренной телевизионной системы - простота, что является большим педагогическим достоинством. Понять такую простенькую систему не испугается даже троечник. Он наглядно убеждается, что не боги горшки обжигают.

Второе достоинство - гибкость системы. У осциллографов много ручек регулировки, и все они могут быть использованы при постановке опытов. Например, ручки вертикального и горизонтального смещений на "передающем" осциллографе позволяют смещать по экрану растр относительно звезды: на "принимающем" осциллографе при этом мы увидим смещение звезды относительно растра. Можно выключить быструю "строчную" развертку. Тогда на обоих экранах останется одна строка, создаваемая "кадровой" разверткой. Замедлив ее до одного импульса в секунду и поставив оба осциллографа рядом, мы можем визуально наблюдать принцип образования свечения луча "телевизора" синхронно с заходом и выходом луча "телекамеры" из-за звезды.

Можно подать сигнал от фотодиода не на управляющий электрод, а на катод трубки. На экране вместо позитива появляется негатив изображения. То же самое можно получить с помощью перемены полярности сигнала внутри усилителя. И так далее.