Электроника шаг за шагом [Практическая энциклопедия юного радиолюбителя]

Спектр телевизионного сигнала не остается постоянным, в процессе передачи он меняется и зависит от того, какая картинка, какое изображение в данное время передается. Чем мельче детали картинки, тем чаще меняется ток в процессе развертки изображения, тем, следовательно, выше частота телевизионного сигнала. В реальной картинке могут быть детали самых разных размеров, и в спектре телевизионного сигнала могут быть самые разные частоты.

Будем считать, что нижняя граница спектра начинается от нуля, то есть от постоянной составляющей (в действительности так оно и есть, в спектре должны быть не только чрезвычайно низкие частоты, доли герца, но и постоянная составляющая: в ней отражены очень медленные изменения средней яркости), и попробуем определить, чему же равна наивысшая частота спектра, его верхняя частотная граница. Чтобы подсчитать эту наивысшую частоту, представим себе, что передается картинка в виде шахматной доски с мельчайшими клеточками, размер каждой клеточки равен высоте строки (Р-148;1). Расчет будем вести для нашего стандарта, то есть для кадра, разделенного на 625 строк. Если бы кадр был квадратным, то на нем разместилось бы 625∙625 ~= 390 000 клеточек. А поскольку кадр продолговатый, соотношение его сторон по стандарту равно 4:3, то клеточек будет процентов на 30 больше, то есть примерно 520 000.

Р-148

Это значит, что по мере развертки такого изображения уровень сигнала на выходе иконоскопа будет меняться 520 000 раз. Если предположить, что черным клеточкам соответствует один положительный полупериод телевизионного сигнала, а белым — отрицательный и что луч иконоскопа обегает этот кадр за 1 с, то окажется, что телевизионный сигнал имеет частоту 260 кГц. Но это еще не все: в действительности за 1 с передается не один кадр, а 25, и максимальная частота оказывается еще в 25 раз выше, то есть примерно составляет 6 МГц. Конечно же, такая картинка, как шахматная доска из полумиллиона микроскопических клеточек, никогда не передается, но мелкие детали размером с толщину строки, как правило, есть на любой картинке. Информация об этих деталях как раз и передается высокочастотными составляющими спектра (Р-148;2).

Из нашего простейшего расчета видно, что с увеличением числа строк резко (в квадрат раз) возрастает высшая частота спектра, а это влечет за собой дополнительные трудности в усилении и преобразовании телевизионного сигнала. Не говоря уже о том, что увеличивается полоса частот, которую должен занимать в эфире телевизионный передатчик (Т-207).

Четкость изображения принято оценивать числом вертикальных линий, которые еще можно различить в картинке. Горизонтальные линии, сами строки ни о чем не говорят, они появляются на экране кинескопа в результате развертки, и строчная структура растра прекрасно видна даже в том случае, когда никакой картинки нет вообще. На испытательной таблице имеется рисунок с расходящимися вертикальными линиями или с параллельными линиями разной толщины, и возле этого рисунка стоят цифры, которые говорят о том, какому числу строк эквивалентна данная четкость. Если четко различаются линии в районе цифры 550, то это значит, что картинка имеет четкость, какая была бы при разделении растра на 550 строк. А если различаются линии в районе цифры 625, то, значит, картинка передается с максимально возможной четкостью. Практически максимальную четкость увидеть никогда не удается — либо на самом передатчике, либо в приемнике, в его усилителях, резонансных фильтрах или в антенне самые высшие частоты телевизионного сигнала заваливаются, и это, конечно, приводит к снижению четкости (Р-149;3).

Т-257. Телевизионные передачи могут вестись только на ультракоротких волнах. В нашей системе передачи изображения передающая трубка и приемная пока связаны проводами (Р-147;4). По этим проводам идет то, что мы называем видеосигналом, — меняющийся ток (напряжение) с очень широким спектром, от постоянной составляющей до примерно 6 МГц. Такую систему можно сравнить с передачей электрической копии звука по телефонным проводам (Т-111). А чтобы передавать телевидение без проводов, нужен еще канал радиосвязи — передатчик с антенной, излучающей радиоволны, и приемник, улавливающий эти радиоволны и вновь превращающий их в электрический сигнал (Т-205).