Евгений Айсберг - Радио и телевидение?.. Это очень просто!

Рис. 214. В системе SECAMсигнал последовательно переключается на R(красный) или на В(синий).

Н. — Я предполагаю, что линия задержки сделана из очень длинного проводника электричества: он должен быть настолько длинным, чтобы сигналы затрачивали на прохождение по нему 64 мкс.

Л. — В этом случае потребовался бы изолированный провод длиной около 20 км. Однако используемая в телевизорах линия задержки имеет длину всего лишь 20 см. Из сказанного ты должен сделать вывод, что по иен проходят не электрические сигналы, а нечто другое.

Н. — Могу ли я предположить, что здесь мы имеем дело со звуковыми волнами?

Л. — Точнее, здесь используется ультразвук. Сигналы с частотой, изменяющейся от нуля до 1,5 МГц, порождают на входе линии задержки соответствующие механические колебания, которые на прохождение затрачивают 64 мкс. Затем они вновь преобразуются в электрические сигналы.

Н. — Позволь задать тебе два вопроса: из чего состоит эта линия задержки, по которой проходят колебания, и как осуществляется преобразование электрических колебаний в механические и наоборот.

Л. — Линия задержки представляет собой стальной или стеклянный стержень (рис. 215).

Рис. 215. Схематическое изображение линии задержки: на входе электрические сигналы преобразуются пьезоэлектрическим кристаллом в механические колебания, а на выходе с помощью другого кристалла вновь восстанавливаются электрические сигналы.

Что же касается электромеханического преобразования, то оно основано на явлении пьезоэлектричества. В некоторых кристаллах, как, например, кварц или титант свинца, возникают колебания, если к ним приложить изменяющиеся электрические напряжения. И наоборот, если их заставить колебаться, то на их поверхностях появляются соответствующие электрические напряжения.

Н. — Я понимаю, что в линии задержки к каждому концу стального стержня прикреплен пьезоэлектрический кристалл. Установленный на входе кристалл преобразует электрические сигналы в механические колебания. Эти колебания распространяются вдоль стержня и через 64 мкс достигают второго пьезоэлектрического кристалла, где порождают электрические сигналы такой же формы, какие были приложены на вход.

Л. — Поздравляю тебя, Незнайкин, с тем, что ты без задержки догадался, как работает эта линия. Теперь ты знаешь основные принципы цветного телевидения. На практике устройство передатчиков и телевизоров намного сложнее. Но я не хочу вдаваться в детали конструкции и подробности работы этой аппаратуры. Если это тебя интересует, ты узнаешь все необходимое, прочитав специальные книги.

С помощью электроники можно преобразовать звуковые или световые волны в электрические колебания. Это позволяет записать их. Благодаря обратным преобразованиям можно воспроизвести заложенные таким образом на хранение звуки и изображение. Ниже описываются различные способы записи и воспроизведения.

До сих пор мы изучали лишь способы передачи звуков и изображения в трехмерном пространстве. Благодаря радио и телевидению мы можем слышать и видеть происходящее далеко от нас, в том числе и других городах и странах, на других континентах и даже на небесных телах. Но звуки и изображения могут также передаваться и в четвертом измерении — во времени. Любопытно отметить, что еще задолго до появления электроники человечество решило проблему передачи изображений во времени, когда удалось сделать первые фотографии.

В наши дни существует несколько способов записи и воспроизведения звуков. Каждый из них основан на преобразовании электрических колебаний в колебания иного рода, которые могут легко сохраняться и вновь преобразовываться в электрические.

Какие основные виды преобразований используют? Механическое, оптическое и магнитное. Ты прекрасно осведомлен, Незнайкин, как легко электрические колебания преобразуют в механические. На этом принципе основаны громкоговорители.

Теперь мы займемся рассмотрением трех видов записи и воспроизведения звука

Надо сказать, что механический способ передачи звуков во времени родился целое столетие назад, т. е. задолго до появления электроники. Фонограф был изобретен в 1878 г. Эдисоном. В этом предшественнике современных электропроигрывателей запись производилась на цилиндр, покрытый тонким слоем олова. При этом цилиндр вращался и медленно перемещался вдоль своей оси.

Записываемые звуки улавливались широким рупором из листового металла, в вершине которого располагалась мембрана; в центре мембраны был укреплен резец, опиравшийся на цилиндр. Звуковые волны заставляли резец колебаться, и он вырезал на оловянном покрытии цилиндра канавку переменной глубины. Комбинированное движение (вращение и перемещение вдоль оси) придавало канавке форму цилиндрической спирали.

Для воспроизведения записанного таким образом звука было достаточно вернуть резец в начало канавки и вновь начать вращать цилиндр. Изменение рельефа канавки вызывало механические колебания, порождавшие звуковые волны. Нужно ли мне говорить, что это не было высококачественное воспроизведение звука?..

Качество звучания фонографов улучшилось, когда цилиндры заменили пластинками и особенно когда изобретателям пришла светлая идея производить запись не глубинную, а поперечную, оставляя глубину канавки постоянной.

Однако только с появлением электроники грампластинка стала прекрасным средством записи и воспроизведения. Ты догадываешься, что при записи используют микрофон, токи которого до подачи на механический резец усиливают. Записывающее устройство (рекордер) сделано по тому же принципу, что и громкоговоритель: оно состоит из постоянного магнита, между его полюсами помещен электромагнит, сердечник которого способен колебаться вокруг своей оси (рис. 216).