Радио и телевидение?.. Это очень просто!
Шрифт:
Рис. 209. В передающей цветной телевизионной камере зеркала распределяют изображение между тремя передающими трубками, перед которыми установлены фильтры основных цветов.
Большинство передающих телевизионных камер для цветного телевидения имеет подобно описанному мною три трубки. Однако существуют камеры, имеющие четвертую трубку; эта трубка, перед которой нет цветного светофильтра, тоже получает изображение от единого объектива. Для этого в камере устанавливают дополнительно два зеркала, одно из которых дихроичное. В этом случае четвертая трубка служит для прямого
Передача трех сигналов
А теперь, Незнайкин, у тебя должен возникнуть вопрос, как передают три сигнала, а именно сигнал яркости Y и оба цветоразностных сигнала (R — Y) и (В — Y), которые получают подачей в противофазе каждой пары сигналов, подвергающихся вычитанию.
Естественно, что первой приходит в голову идея использовать дня этой цели три несущие волны, каждая из которых модулируется одним из передаваемых сигналов. Но при таком решении пришлось бы занять слишком широкую полосу частот, а количество передатчиков стало бы настолько велико, что диапазона частот уже не хватило бы. Кроме того, такой метод передачи потребовал бы утроить входные контуры и блоки УВЧ цветных телевизоров, что сделало бы их еще более сложными и дорогими. Учти, что цветные телевизионные передатчики используют только одну несущую волну. Ее модулируют сигналами яркости Y, благодаря чему черно-белые телевизоры превосходно принимают передаваемые таким способом изображения.
А как же передают оба цветоразностных сигнала? Для этой цели используют поднесущую волну. Мне необходимо объяснить тебе, почему ее так называют.
В телевидении несущая волна имеет частоту несколько десятков или даже сотен мегагерц. Ее модулируют по амплитуде сигналом с частотой 4,43 МГц. В результате возникают две полосы частот по одну и другую сторону от несущей. Как ты помнишь, одна из полос модуляции сильно подавлена. Таким образом, появляется только одна поднесущая, находящаяся в неослабленной боковой полосе.
Величина 4,43 МГц принята для всех цветных передач в Европе.
Какую же функцию выполняет эта поднесущая? Так вот, именно она и передает оба цветных сигнала.
В американской системе NTSC и в западно-германской системе PAL поднесущая модулируется по амплитуде цветоразностными сигналами. В системе SECAM она модулируется по частоте.
При любом способе модуляции ее частота ограничена полосой 1,5 МГц. Таким образом, внутри широкой полосы частот, являющейся результатом модуляции несущей сигналами яркости, размещается полоса частот 2x1,5 МГц, расположенная симметрично относительно поднесущей (рис. 210).
Рис. 210. Спектр частот, занимаемый передающими сигналами яркости и цветности.
Полоса 1,5 МГц невелика, но ее вполне достаточно для передачи цвета. Не забывай, что человеческий глаз не так хорошо различает мелкие детали по цвету изображения, как по яркости. Сигнал же яркости в цветных передачах передастся так же полно, как и в монохромных. Поэтому ограничение частот в области цвета не снижает качества изображений, воспринимаемых телезрителями.
Системы NTSC, SECAM, PAL
А теперь, мой дорогой Незнайкин, тебя, должно быть, интересует, как одна эта поднесущая без чрезмерной нагрузки может передавать два независимых сигнала (R — Y) и (В — Y). Именно в используемом для этой цели способе заключается главное различие между тремя существующими в мире системами цветного телевидения.
Самой первой
была разработана система NTSC (сокращение от National Television System Committee). В системе модулируемые сигналы сдвинуты по фазе один относительно другого на четверть периода. Для этого один из сигналов задерживают относительно другого.Название системы SECAM (S'equence de Coulcurs Avec M'emoire) обозначает: последовательность цветов с запоминающим устройством. В этой системе сигналы цветности передаются поочередно. Во время передачи одной строки поднесущая модулируется по частоте сигналом R — Y, а во время передачи следующей строки — сигналом В — Y. Запомни, что при приеме удается, как бы парадоксально это ни показалось, восстановить оба сигнала цветности для каждой строки.
И, наконец, система PAL (сокращение от Phase Alternation Line). Она представляет собой своеобразный синтез систем NTSC и SECAM.
Достойно сожаления, что в мире не принята единая для всех стран система. Но мы уже видели, сколь различны нормы, принятые в этих странах для монохромного телевидения. Поэтому существование трех различных систем передачи цветных изображении не должно тебя удивлять.
Беседа девятнадцатая
ЦВЕТНЫЕ ТЕЛЕВИЗОРЫ
В ходе этой беседы Любознайкин объясняет своему другу, как устроены и как работают электронно-лучевые трубки, на экранах которых появляется цветное изображение. Затем он рассказывает о различных способах, используемых для передачи на одной поднесущей обоих цветоразностных сигналов. В заключение Любознайкин рассматривает используемое в системе SECAM хитроумное устройство — линию задержки.
Цветной телевизор, сконструированный Незнайкиным
Незнайкин. — На этот раз, мой дорогой друг, мы можем поменяться ролями. Сегодня я хотел бы объяснить тебе, как принимают цветные телевизионные изображения.
Любознайкин. — Уж не прочитал ли ты книгу по этому вопросу?
H. — Нет, но я много думал о рассказе твоего дядюшки. И без какого бы то ни было труда догадался, как при приеме восстанавливаются цветные изображения. Здесь, как и во всех разделах физики, мы воспользуемся принципом обратимости явлений. Следовательно, главной частью приемника должны служить три кинескопа, интенсивность электронных лучей которых, а значит, и интенсивность излучаемого ими света управляется сигналами R, G и В, полученными после декодирования и поданными на модуляторы этих кинескопов. В этом телевизоре один кинескоп воспроизводит красную составляющую изображения, второй — зеленую и третий — синюю. Перед каждым из этих трех кинескопов установлен соответствующий цветной фильтр. Все три составляющие с помощью обычных и дихроичных зеркал через один объектив проецируются на экран, где, накладываясь друг на друга, верно воспроизводят цветное изображение.
Устройство из кинескопов, фильтров и зеркал идентично тому, которое описал твой дядюшка, когда говорил о цветной передающей телевизионной камере. Достаточно на приведенном им рисунке изменить направление стрелок на противоположное, и мы получим схему воспроизводящего устройства. Разве я не прав?
Цветной кинескоп с теневой маской
Л. — К сожалению, дорогой Незнайкин, должен тебя огорчить, но такая система никогда не использовалась. Ее сложность, слишком большой объем аппаратуры и высокая стоимость не позволили бы оснастить ею миллионы цветных телевизоров. Изображение восстанавливается с помощью только одной электронно-лучевой трубки. Наибольшее распространение получила модель, содержащая три электронные пушки.