В предыдущих номерах журнала «Радио всем»1) нами была рассмотрена проблема передачи изображений по системе Телефункен-Каролус, которая начинает находить практическое применение в пределах СССР, а также система Корна.
В других странах эксплоатируются иные системы, не менее совершенные, чем предыдущая, как, напр., телефонной кампании Белля в Америке, Бэлена во Франции и др. Кроме того, за границей имеются уже Акционерные общества с миллионными капиталами, эксплоатирующие некоторые изобретения в этой области: в Англии патент Берда по дальновидению, в Америке патент Дженкинса — говорящее кино и т. п.
Мы предполагаем познакомить читателей журнала «Р. В.» с наиболее интересными системами телевидения и передачи изображений, применяющимися в деле связи и широковещания, а также с новыми идеями в развитии этих проблем, и наконец с подробными описаниями некоторых простейших аппаратов в целях изготовления их собственными средствами радиолюбителей.
П. Шмаков.
С. Телетов.
Разрешена ли проблема телевидения вообще? Читатель, вероятно, ответит «нет», «так как, дескать, мой приемник еще не дальновидящий». А на пути к этому еще много препятствий. Телевизоры Белля, Бэрда и др. представляют собой целые станции, доступные даже при массовом изготовлении, пожалуй, только американским миллионерам. Все существующие в настоящее время системы телевидения имеют общий механический метод разложения и воспроизведения передаваемого изображения, осуществляемый в большинстве случаев посредством вращающихся дисков с отверстиями или линзами. И этот метод является главной причиной «лишних кило» и дороговизны телевизоров.
Дальнейшее совершенствование качества передачи изображения прямо зависит от увеличения скорости вращения дисков. Это вращение в передатчике и приемнике должно быть строго синхронизировано. Но по мере увеличения скорости передачи изображения приспособления для синхронизации становятся все более сложными и громоздкими. Так, напр., в системе Телефункен для передачи изображений, где применяются наибольшие в настоящее время скорости передачи (до 15 000 точек в секунду), синхронизующие движение камертоны приходится помещать в целый ряд термостатов, причем наружный из них имеет в диаметре до 600 мм. Легко представить себе, какие меры предосторожности придется принимать при передаче в секунду миллиона точек, когда и точность синхронизации потребуется соответственно большая.
Эти обстоятельства побудили такого знатока, как Флеминг, заметить, что «хотя возможности усовершенствования искусственных глаз далеко не исчерпаны, но пройдет еще много времени, пока телевизор станет для любителя столь же обычным прибором, как микрофон или телефон». Поэтому особенный интерес представляют новые пути, по которым техника телевидения могла бы пойти более быстро к конечной цели — сделать каждого радиослушателя и радиозрителем.
Вспомним, что 10—15 лет тому назад радиотелеграфия переживала подобные же затруднения. Теория и опыт указывали на преимущества незатухающих колебаний перед затухающими. Тогда казалось, что единственным решением для радиосвязи на дальние расстояния могут быть машины высокой частоты. Но эти машины, очень дорогие и громоздкие, как всякая динамо-машина, давали частоты не более 20 килоциклов (волна 15 000 м).
Однако победное шествие маленькой тогда катодной лампочки не только заставило скромно ретироваться великана — машину высокой частоты, но и блестяще разрешило целый ряд других проблем радиосвязи. С тех пор катодная лампа, оказавшаяся на все руки мастером, не уставая творит чудеса.
Не поможет ли она в в данном случае?
Недавно американцем Кларисоном предложен интересный проект, по идее впрочем не новый, системы дальновидения без движущихся частей. В ней разложение и воспроизведение передаваемого изображения производит электронный пучок в самой катодной трубке.
Передача движущихся изображений требует прежде всего соблюдения двух условий: 1) каждое мгновенное изображение должно быть разбито на достаточное число электрических импульсов, чтобы на приемном экране оно было вполне резким. 2) Оно должно быть целиком спроектировано на экране в течение ¹/₁₀ секунды, причем каждая световая точка должна быть такой интенсивности, чтобы ее восприятие удержалось в глазу пока передается остальная часть изображения. Это последнее требование обусловливается физиологическими свойствами нашего глаза.
Хороший журнальный рисунок содержит в каждом квадратном сантиметре 2 000 точек различной яркости. Рисунок размером 25 × 25 кв. см имеет 1 250 000 точек. Следовательно, при передаче движущихся изображений такого же размера и с такой же резкостью потребовалось бы в секунду передать 12 500 000 электрических импульсов (так как для передачи движущихся изображений нужно, чтобы в течение секунды на экране прошло десять последовательных изображений) .
О создании такого количества импульсов механическим методом не может быть и речи. Между тем электронный пучок, не обладающий инерцией и моментально отклоняемый магнитным полем, — достаточно гибкое орудие для этой цели.
«Электрический глаз» передатчика по проекту Кларисона состоит из трех частей: оптической камеры, камеры с натриевыми парами (фотоэлемент) и вакуум-камеры (брауновской трубки). В начале последней имеется обычная двухэлектродная лампа, причем в аноде имеется небольшое отверстие, сквозь которое поток электронов от нити выпускается в виде узкого параллельного пучка. Натриевая камера отделена от вакуум-камеры мозаичной стенкой С, составленной из правильно расположенных металлических проводничков, разделенных изолирующим материалом, а от оптической камеры — прозрачной кварцевой пластинкой G. Посредине между этими двумя стенками С и G расположена металлическая решетка S, служащая положительным электродом в парах натрия; катодом служит по очереди каждый из проводничков стенки С. Вся камера поддерживается в нагретом состоянии электрической печкой Н.
Нужно заметить, что пары натрия, как и пары других щелочных металлов, меняют под действием света свою проводимость. Фотоэлектрические элементы с парами натрия являются одними из лучших.
Поэтому проводимость паров натрия будет зависеть от их освещенности в данной ячейке решетки S, на которую фокусируется объектом передаваемое изображение. Электронный пучок, отклоняемый в вакуум-камере двумя взаимно-перпендикулярными магнитными полями в 600 и 5 периодов, в течение одной десятой секунды по очереди касается всех 1 250 000 проводничков. Попадая на один из них, электроны проходят в натриевую камеру, где на пути в доске С встречают большее или меньшее электрическое сопротивление паров в зависимости от освещенности противолежащей проводнику ячейки.
На рис. 12) показан жирной чертой замкнутый контур, в котором электронный пучок является составной частью. Ток в этом контуре, представляющий преобразованное в электрические импульсы изображение, изменяет напряжение на сетке первой лампы усилителя в обычном передатчике.
Приемник состоит из вакуум-камеры, т. е. такой же брауновской трубки, как и в передатчике, и фосфоресцирующего экрана. Электронный поток в ней меняется по силе в такт с колебаниями тока в передатчике. Отклоняемый магнитными полями тех же частот, он пробегает все точки экрана синхронно с электронным пучком в передатчике. Продолжительность каждого импульса, как указывалось уже, около ¹/₁₂ ₀₀₀ ₀₀₀ секунды. Глаз не заметил бы световой вспышки такой продолжительности даже при большой интенсивности свечения. Именно поэтому Кларисон предлагает воспользоваться не флюоресцирующим, а фосфоресцирующим экраном, который продолжал бы некоторое время (порядка ¹/₁₀ секунды) светиться и после воздействия на него электронного пучка. Таким образом не только можно сделать видимым короткий импульс, но и ограничиться значительно меньшей интенсивностью свечения.
Необходимо добавить, что брауновская трубка была предложена русским проф. Розингом еще в 1908 году, как удобное средство для воспроизведения изображения в приемнике — телевизоре. В 1911 году К. Свинтон указал на возможность применения брауновской трубки в передатчике. От проекта Кларисона схема передатчика, предложенная Свинтоном, отличается тем, что в ней отсутствует натриевая камера, а вместо металлических проводников имеются селеновые. Кларисон селеновые фотоэлементы заменил натриевыми парами, более чувствительными к свету и не обладающими «инерцией» проводимости, свойственной селену.
Проект Кларисона имеет как несомненные достоинства перед существующими системами телевидения, так и слабые стороны, не дающие возможности его немедленно осуществить.
Конструкция катодного — приемника—телевизора очень проста, и, повидимому, разрешения задачи получения легкого и общедоступного приемника следует ждать именно в этом направлении. Но это же еще нельзя сказать о передатчике. Его практическому осуществлению пока мешает ряд обстоятельств. Прежде всего вопрос о действии электронного коммутатора еще требует разработки как с теоретической, так и с технической стороны.
В фотоэлементе Кларисона поток электронов с проводничка на сетку С пойдет не только через ближайшую к проводничку световую ячейку, но и через соседние ячейки. Таким образом с интенсивностью данной световой точки будет суммироваться интенсивность соседних, что вызовет уменьшение резкости изображения.
Наконец, не легко приготовить мозаичную перегородку из миллиона частей, способную сохранять вакуум в брауновской трубке.
В нашу задачу, однако, не входит углубляться в подробную критическую оценку этого заманчивого проекта. Пока выразим лишь надежду, что радиотехники и физики, работающие теперь в этом направлении, справятся с существующими затруднениями так же успешно, как в свое время они преодолели многие трудности при конструкции первых катодных ламп.
1) См. «Р. В.» №№ 7, 8, 16 и 22 за 1928 г.
2) Нумерация рисунков в тексте статьи отсутствует (примечание составителя).