|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
HISTORIA TECHNOLOGII, TECHNOLOGII, OBIEKTÓW WOKÓŁ NAS
TELEWIZJA. Historia wynalazku i produkcji
Katalog / Historia technologii, technologii, przedmiotów wokół nas Telewizja to zespół urządzeń służących do przesyłania ruchomego obrazu i dźwięku na odległość. W życiu codziennym jest również używany w odniesieniu do organizacji zajmujących się produkcją i dystrybucją programów telewizyjnych. Wraz z nadawaniem jest to najbardziej masowy sposób rozpowszechniania informacji (politycznej, kulturalnej, naukowej, edukacyjnej lub edukacyjnej), a także jeden z głównych środków komunikacji.
Telewizja jest chyba jednym z najbardziej niezwykłych wynalazków XX wieku i wraz z samochodem, samolotem, komputerem, reaktorem jądrowym zasługuje na prawo do epitetów „największy”, „najważniejszy”, „wspaniały” i „niesamowity”. ”. Obecnie tak głęboko wniknęła we wszystkie sfery naszej egzystencji, jest tak ściśle związana z życiem każdego człowieka, że bez ekranu telewizora nie sposób już sobie wyobrazić ani nowoczesnej techniki, ani współczesnej cywilizacji. Jak każdy złożony twór techniczny, telewizja pojawiła się i rozwinęła w doskonały system dzięki wysiłkom wielu, wielu wynalazców. W krótkim rozdziale oczywiście trudno jest opowiedzieć o wszystkich, którzy w ten czy inny sposób wkładają swoje ręce i umysły w tworzenie technologii telewizyjnej. Dlatego skupimy się tylko na najważniejszych i znaczących momentach w historii jego wystąpienia. Telegraf kopiujący Alexandra Behna, na który otrzymał patent w 1843 roku, należy uznać za wczesnego prekursora telewizji. Podstawą urządzeń nadawczych i odbiorczych były tu specjalnie ułożone woskowo-metalowe płytki. Aby je wykonać, Ben wziął izolowany drut, pociął go na kawałki o długości 2 cm i szczelnie wepchnął w prostokątną ramę tak, aby odcinki drutu były do siebie równoległe, a ich końce znajdowały się w dwóch płaszczyznach. Następnie napełnił ramkę płynnym woskiem uszczelniającym, schłodził ją i polerował z obu stron, aż do uzyskania gładkich powierzchni dielektrycznych z wtrąceniami metalicznymi.
Aparat Bena nadawał się do przenoszenia obrazów z metalowych płyt lub z metalowych typów. Jeżeli metalowa klisza lub czcionka typograficzna została dociśnięta do jednego z boków metalowo-woskowej płytki aparatu nadawczego, wówczas niektóre przewody były ze sobą elektrycznie zamknięte i stykały się z sekcją obwodu dostarczaną do typu i do obecne źródło. Ten kontakt przeszedł również do końców tych samych drutów po przeciwnej stronie płyty. W tym samym czasie na podobną płytkę aparatu odbiorczego, która była w stanie zmienić swój kolor pod wpływem prądu elektrycznego, nałożono arkusz mokrego papieru, wcześniej impregnowanego solami potasu i sodu. Działanie urządzenia polegało na tym, że jednocześnie na stacjach nadawczo-odbiorczych wprawiały w ruch wahadła z zamocowanymi na nich piórami kontaktowymi, które ślizgały się po wypolerowanej powierzchni obu płyt (na końcu nadawczym i odbiorczym). Zastanówmy się teraz, co działo się na linii telegraficznej w różnych pozycjach pióra kontaktowego. Kiedy pisak przesunął się po dielektrycznej części płytki z woskiem dielektrycznym i nad metalowymi wtrąceniami, które nie miały kontaktu z występami klisz lub liter czcionki, obwód pozostawał otwarty, a do linii nie był doprowadzany prąd z akumulatora . Dotknięcie pisakiem stykowym końca przewodu podłączonego do czcionki natychmiast zamykało obwód, a prąd płynął linią komunikacyjną do aparatu odbiorczego, powodując zabarwienie sekcji papieru. Po wykonaniu kolejnej oscylacji wahadła zostały przyciągnięte przez elektromagnesy i na krótko zatrzymały się. W tym czasie metalowe płytki woskowe były opuszczane przez mechanizm zegarowy na niewielką, ale równą odległość w dół, tak że przy kolejnym oscylowaniu wahadła pisak kontaktowy przesuwał się wzdłuż końców następnego rzędu drutów. W ten sposób reliefowy obraz, dociskany do płyty aparatu nadawczego, punkt po punkcie, linia po linii, był przekształcany na sygnały elementarne, które docierały do punktu odbiorczego za pośrednictwem linii łączności telegraficznej. Tutaj, dzięki elektrochemicznemu działaniu prądu, obraz został wywołany na mokrym impregnowanym papierze dociśniętym do płytki aparatu odbiorczego. Ten genialny wynalazek zawierał już trzy istotne cechy systemów telewizyjnych: 1) rozkład całego oryginału na oddzielne elementy (punkty), które są przekazywane jeden po drugim w ściśle określonej kolejności; 2) progresywne skanowanie obrazu; 3) synchroniczny ruch łączników w stacjach nadawczo-odbiorczych. Ze względu na swoją złożoność i wysoką cenę telegraf kopiujący nie był stosowany w praktyce, ale jego konstrukcja jako pierwsza rozwiązała problem elektrycznego przesyłania obrazu na dużą odległość. Podobny aparat Becuela, stworzony w 1848 roku, miał prostsze urządzenie. Do pisania tekstu lub rysowania na folii metalowej użyto specjalnej farby, która nie przewodziła prądu elektrycznego. Następnie folię tę owinięto wokół cylindra, który obracał się za pomocą mechanizmu zegarowego. Pojedynczy styk suwaka poruszający się wzdłuż cylindra, połączony przewodem z tym samym suwakiem aparatu odbiorczego. Gdy cylinder obracał się na stacji wyjściowej, suwak dotykał zarówno odsłoniętej, jak i izolowanej powierzchni folii. W zależności od tego w obwodzie nie było lub nie było prądu elektrycznego, z którym reagował papier poddany obróbce chemicznej, ułożony na cylindrze w odbiorniku. Nowa era w historii telewizji rozpoczęła się po odkryciu efektu fotoelektrycznego. Przede wszystkim wykorzystano wewnętrzny efekt fotoelektryczny, którego istotą było to, że niektóre półprzewodniki po oświetleniu znacząco zmieniały swoją rezystancję elektryczną. Pierwszym, który zauważył tę interesującą zdolność półprzewodników, był Anglik Smith. W 1873 r. doniósł o swoich eksperymentach z krystalicznym selenem (odkrytym w 1817 r. przez szwedzkiego chemika Berzeliusa). W tych eksperymentach paski selenu umieszczono w zamkniętych szklanych probówkach z platynowymi wlotami. Probówki umieszczono w szczelnym pudełku z pokrywką. W ciemności rezystancja pasków selenu była dość wysoka i pozostawała bardzo stabilna, ale po zdjęciu wieczka z pudełka przewodność wzrosła o 15-100%. Prosty ruch ręki nad rurkami zwiększył odporność selenu o 15-20%. (Wyjaśnienie tego interesującego zjawiska znaleziono znacznie później, kiedy powstała kwantowa teoria światła.
Zdolność substancji do przewodzenia lub nie przewodzenia prądu, jak wiemy, zależy od tego, czy zawiera ona wolne naładowane cząstki. W stanie normalnym w krysztale selenu nie ma takich naładowanych cząstek. Ale po oświetleniu fotony światła wybijają część elektronów z atomów selenu. Elektrony te poruszają się swobodnie między węzłami sieci krystalicznej półprzewodnika w taki sam sposób, jak elektrony w metalu. W ten sposób półprzewodnik uzyskuje właściwości przewodnika, a jego rezystancja jest znacznie zmniejszona.) Odkrycie Smitha wkrótce stało się szeroko stosowane w systemach telewizyjnych. Wiadomo, że każdy obiekt staje się widoczny tylko wtedy, gdy jest oświetlony lub jest źródłem światła. Jasne lub ciemne obszary obserwowanego obiektu lub jego obrazu różnią się od siebie różną intensywnością odbijanego lub emitowanego przez nie światła. Telewizja opiera się właśnie na tym, że każdy przedmiot (jeśli nie weźmiemy pod uwagę jego koloru) można uznać za kombinację dużej liczby mniej lub bardziej jasnych i ciemnych punktów. Z każdego z tych punktów do obserwatora przepływa strumień światła o różnym natężeniu - z punktów jasnych jest silniejszy, z punktów ciemnych jest słaby. Dlatego gdyby udało się stworzyć takie urządzenie, które na stacji nadawczej zamieniało sygnały świetlne padającego na nią obrazu na odpowiadające im impulsy elektryczne o różnej mocy, a na stacji odbiorczej ponownie zamieniało te impulsy na sygnały świetlne o różnych natężeniach , wtedy problem przesyłania obrazu na odległość byłby ogólnie dozwolony. Po odkryciu wewnętrznego efektu fotoelektrycznego stało się oczywiste, że jako takie urządzenie konwertujące może służyć płyta selenowa. W 1878 roku portugalski profesor fizyki Adriano de Paiva nakreślił w jednym z czasopism naukowych pomysł nowego urządzenia do przesyłania obrazów przewodami. Nadajnikiem De Paivy była camera obscura z dużą płytką selenową zamontowaną na tylnej ścianie. Różne sekcje tej płyty musiały zmieniać swoją odporność na różne sposoby w zależności od oświetlenia. Jednak de Paiva przyznał, że nie wiedział, jak wykonać odwrotną akcję - aby ekran w stacji odbiorczej świecił. W 1880 r. Paiva opublikował broszurę „Teleskop elektryczny” - pierwszą książkę w historii poświęconą specjalnie telewizji. Tutaj podano dalszy rozwój idei przedstawionej dwa lata wcześniej. Przesyłany obraz był więc optycznie rzutowany na płytkę z wieloma pierwiastkami selenowymi. Prąd z akumulatora został doprowadzony do metalowego styku, który szybko przesuwał się po płytce. Jeśli segment był jasno oświetlony, jego rezystancja była niewielka, a prąd z niego okazywał się silniejszy niż ten, który był pobierany ze słabo oświetlonego segmentu. W rezultacie przewodami przesyłane były sygnały elektryczne o różnej mocy. W urządzeniu odbiorczym ruch tego styku był synchronicznie powtarzany przez poruszającą się za matową szybą żarówkę elektryczną, która paliła się jasno lub słabo w zależności od natężenia impulsu prądowego (czyli świecenia każdego segmentu selenu). talerz). Zdaniem de Paivy, gdyby udało się uzyskać odpowiednio szybki ruch styku i żarówki, to widz patrząc na matowe szkło powinien był stworzyć wizualną reprezentację rzucanego obiektu. Jak to osiągnąć, de Paiva nie wiedział. Jednak na swój czas był to bardzo ciekawy pomysł. W 1881 roku francuski prawnik Constantine Senlek w swojej broszurze „Teleskop” opisał konstrukcję urządzenia telewizyjnego, składającego się z dwóch paneli – nadawczego i odbiorczego – oraz z tej samej liczby żarówek wyładowczych. Obraz był rzutowany na macierz transmisyjną wielu pierwiastków selenowych, w wyniku czego z każdej z komórek pobierany był prąd o określonej wielkości, w zależności od jej oświetlenia. Na stacjach nadawczo-odbiorczych znajdowały się mechaniczne przełączniki połączone ze sobą przewodem elektrycznym, które działały całkowicie synchronicznie. Przełącznik nadawczy był połączony szeregowo ze wszystkimi komórkami matrycy z dużą prędkością (tak jakby biegał wokół nich linia po linii) i przesyłał prąd z każdej z nich do przełącznika odbiorczego. W efekcie żarówki na panelu odbiorczym błysnęły, ponadto każda paliła się mniej lub bardziej intensywnie, w zależności od ilości przesyłanego prądu. Senleck zbudował działający model swojego teleskopu, ale nie był w stanie przekazać na niego niczego poza kilkoma świecącymi kropkami. Słabym punktem wszystkich wczesnych systemów telewizyjnych był mechaniczny przełącznik. W rzeczywistości, aby obraz przesyłanego do niego obrazu powstał na siatkówce oka obserwatora, w ciągu jednej sekundy na ekranie stacji odbiorczej trzeba wymienić kilkanaście migawek. Oznacza to, że przemiatanie obrazu (czas potrzebny do usunięcia sygnału ze wszystkich komórek transmitującej płytki selenowej) powinien zająć około 0 sekundy. Zamatanie za pomocą ruchomego kontaktu, wymyślone przez Bena, najwyraźniej nie nadało się do tego celu. Zaproponowano kilka metod rozwiązania tej trudności. Wreszcie w 1884 roku młody niemiecki student Paul Nipkow znalazł klasyczne rozwiązanie problemu rozpakowywania przesyłanych obrazów. Główną cechą urządzenia Nipkowa był światłoszczelny dysk z maleńkimi otworami przy zewnętrznej krawędzi. Odległości pomiędzy otworami były takie same, jednak każdy kolejny był przesunięty do środka tarczy o wartość średnicy otworu.
Transfer obrazu miał się odbyć w następujący sposób. Obiektyw rzucał zredukowany rzeczywisty obraz obiektu na dysk. Po drugiej stronie krążka umieszczono płytkę selenową. Dysk był napędzany silnikiem elektrycznym w bardzo szybkim obrocie. Jednocześnie w każdej chwili światło trafiało w element tylko przez jeden otwór, który poruszał się po łukowatej linii. Najpierw pomiędzy obrazem a płytą światłoczułą przechodził otwór górny, przez który tylko górna krawędź obrazu była sukcesywnie rzutowana na fotokomórkę. Kiedy ten otwór wyszedł poza ramkę obrazu, inny, nieco niżej, przesunął się z drugiej krawędzi ramki i rzutował na fotokomórkę kolejny pasek (lub, jak zaczęto później mówić, „linię”) obrazu. W ten sposób w jednym obrocie dysku wszystkie sekcje obrazu przeszły kolejno przed fotokomórką. (Proces ten, zwany „skanowaniem progresywnym”, jest jednym z głównych procesów w systemie telewizyjnym. „Dysk Nipkowa” był pierwszym prostym urządzeniem, które pozwoliło na przeprowadzenie takiego skanu. Przez następne pięćdziesiąt lat był integralną częścią wielu urządzeń telewizyjnych). Ponadto sygnały z każdej komórki fotokomórki były kolejno przesyłane przewodem do stacji odbiorczej. Tutaj prąd ten był dostarczany do lampy neonowej, która odpowiednio paliła się jaśniej lub słabiej, w zależności od siły przesyłanego prądu. Pomiędzy obserwatorem a lampą umieszczono ten sam perforowany dysk, co na stacji nadawczej, który obracał się z nim w ścisłej synchronizacji. W każdym momencie widz mógł obserwować linie świetlne, których jasność elementów była proporcjonalna do jasności tych samych elementów na dysku nadajnika. Ogólnie rzecz biorąc, urządzenie Nipkowa zawierało już wszystkie główne podzespoły tak zwanej „mechanicznej” telewizji. Pierwsi wynalazcy telewizji zamierzali wysyłać sygnały elektryczne przewodami, ale gdy tylko radio zaczęło się rozwijać, pojawił się pomysł, że sygnały te mogą być przesyłane za pomocą fal elektromagnetycznych. Pomysł ten jako pierwszy wystąpił z 15-letnim polskim licealistą Mieczysławem Wolfke, który w 1898 roku złożył wniosek patentowy na pierwsze urządzenie telewizyjne bez przewodów. Nadajnik Wolfkego był taki sam jak Nipkowa, tylko sygnały z komórki fotoelektrycznej były tu przekazywane do uzwojenia pierwotnego transformatora, którego uzwojenie wtórne było połączone z wibratorem Hertz, który emitował fale elektromagnetyczne. W odbiorniku prąd został doprowadzony do lampy neonowej, a obraz był wyświetlany w taki sam sposób jak u Nipkowa. Pomimo pomyślnego rozwiązania problemu skanowania, ani Nipkow, ani jego zwolennicy nie byli w stanie przesłać zdjęć. Proste fotokomórki, zamieniające jasność transmitowanego punktu na sygnał elektryczny, dawały bardzo słabe impulsy prądowe, które ginęły w mniej lub bardziej rozbudowanej linii komunikacyjnej. Choć poszczególni wynalazcy potrafili z ich pomocą budować działające urządzenia i przesyłać elementarne obrazy, to posiadane przez nich środki techniczne nie pozwalały na przeprowadzanie eksperymentów poza laboratorium. Główną przeszkodą w dalszym rozwoju telewizji był brak istotnego elementu komunikacji – wzmacniacza sygnału. Dopiero wynalezienie lampy próżniowej pozwoliło pokonać tę przeszkodę. Rozwój telewizji ułatwiły także nowe odkrycia w dziedzinie efektu fotoelektrycznego. W 1888 roku rosyjski fizyk Ulyanin odkrył interesujące zjawisko - na styku metal-selen, po oświetleniu światłem źródła, zaczął generować się prąd elektryczny. Ulyanin pospiesznie wykorzystał tę właściwość i wykonał pierwszą selenową fotokomórkę z cienką warstwą złota, która wytwarzała słaby prąd w świetle. (Efekt ten jest obecnie szeroko stosowany w technologii, na przykład w bateriach słonecznych.) Przypomnijmy, że wcześniej znany był tylko jeden przejaw światłoczułych właściwości selenu - zmiana rezystancji. W związku z tym konieczne było włączenie w obwód fotokomórki selenowej źródła zasilania - zewnętrznej baterii. Teraz potrzeba tego zniknęła. Pierwsze praktyczne systemy telewizyjne powstały dopiero w XX wieku. W 1923 Charles Jenkins przesłał przez radio nieruchomy obraz z Waszyngtonu do Filadelfii i Bostonu, aw 1925 był w stanie przesłać obrazy ruchomych postaci. Jenkins użył do skanowania dysku Nipkowa oraz wzmacniacza lampowego do wzmocnienia sygnału wideo. Odbiornik używał lampy neonowej, którą widz patrzył przez otwory innego dysku Nipkowa i widział punkty o różnej jasności, rozmieszczone dokładnie w tej samej kolejności, co na transmitowanym obrazie. Aby to zrobić, dysk odbiorczy obracał się z taką samą prędkością, jak dysk nadawczy, wykonując 12,5 obrotu na sekundę (innymi słowy, 12 klatki zmieniło się przed widzem w ciągu jednej sekundy - prędkość wystarczająca do nadawania ruchu). Później prędkość została zwiększona do 5 klatek na sekundę. Pomyślne wyniki osiągnięto również w Anglii. W 25 roku Szkot John Baird założył pierwszą akcyjną spółkę telewizyjną w Europie i rozpoczął eksperymentalne transmisje przez stację radiową znajdującą się w Londynie. Jego własna firma uruchomiła produkcję pierwszych telewizorów mechanicznych. Obraz w nich został wywołany na 1928 liniach. Opinia publiczna była początkowo entuzjastycznie nastawiona do nowego wynalazku. Widzowie byli nawet tolerancyjni wobec faktu, że obraz na ich telewizorach często okazywał się ciemny, zamazany i rozmazany. Jednak z biegiem lat entuzjazm osłabł. Okazało się, że w telewizji mechanicznej generalnie nie da się uzyskać dobrego, wyraźnego obrazu. (Szacuje się, że w tym celu dysk Nipkowa musi mieć skan 600 linii o średnicy otworu około 0 mm. W tym przypadku średnica samego dysku osiągnie 1 m. Obracając się z wymaganą prędkością, będzie nieuchronnie rozproszyły się pod działaniem sił odśrodkowych.) Chociaż w wielu dużych miastach (m.in. w Moskwie i Leningradzie) miały własne studia telewizyjne, a dziesiątki tysięcy ludzi posiadało w domu telewizory, telewizja mechaniczna nie była powszechnie stosowana i ostatecznie ustąpiła miejsca elektronicznej telewizji wszędzie, o czym teraz będziemy dyskutować. Era telewizji elektronicznej rozpoczęła się wraz z wynalezieniem lampy elektronopromieniowej. Prototypem lampy elektronowej była lampa wyładowcza, wynaleziona w 1856 roku przez niemieckiego dmuchacza szkła Geislera, który nauczył się łączyć platynowe elektrody w szklaną bańkę i stworzył pierwsze rurki wypełnione gazem. Obecnie lampy wyładowcze są szeroko rozpowszechnione, a ich urządzenie jest dobrze znane: dwie elektrody są umieszczone po obu stronach szklanej rurki wypełnionej jakimś rodzajem gazu. Po przyłożeniu do tych elektrod napięcia z silnego źródła prądu powstaje między nimi pole elektryczne. W tym polu cząsteczki gazu ulegają jonizacji (tracą swoje elektrony) i zamieniają się w naładowane cząstki. W rezultacie przez rurkę dochodzi do wyładowania elektrycznego, pod wpływem którego gaz zaczyna jasno świecić. Zjawisko to od razu zainteresowało wielu naukowców. Wśród nich był profesor Plücker z Bonn, dla którego Geisler specjalnie wyprodukował uszczelnione rurki z różnymi mieszaninami gazów. W 1858 r. Plücker zauważył, że kiedy przepuszczany był prąd elektryczny, szkło w pobliżu katody jarzyło się jakoś w szczególny sposób, a nie jak w pozostałej części lampy. Po zbadaniu tego efektu Plücker doszedł do wniosku, że w pobliżu katody podczas wyładowania elektrycznego powstaje pewien rodzaj promieniowania, które nazwał „katodą”. W 1869 roku niemiecki fizyk Gittorf odkrył, że promienie katodowe mogą być odchylane przez pole magnetyczne. W 1879 r. angielski fizyk William Crookes przeprowadził fundamentalne badanie promieni katodowych i doszedł do wniosku, że strumień niektórych cząstek jest emitowany z powierzchni katody podczas jej podgrzewania. (W 1897 r. angielski fizyk Thomson udowodnił, że promienie katodowe są strumieniem naładowanych cząstek - elektronów.) Do swoich eksperymentów Crookes stworzył specjalną lampę, która była pierwszą lampą katodową w historii.
Nawiasem mówiąc, Crookes odkrył, że pewne substancje (nazywane luminoforami) zaczynają świecić, gdy są bombardowane promieniami katodowymi. W 1894 r. Lenard odkrył, że luminescencja luminoforów jest tym silniejsza, im silniejszy jest prąd katodowy. W 1895 roku profesor Uniwersytetu w Strasburgu, Karl Brown, w oparciu o lampę Crookesa, stworzył katodową (elektroniczną) lampę oscyloskopową przeznaczoną do badania różnych prądów elektrycznych.
W rurze Browna katoda była pokryta diafragmą - ekranem z małym otworem, w wyniku czego z katody nie była emitowana szeroka wiązka, jak w eksperymentach Crookesa, ale wąska wiązka. Na zewnątrz szklanej kolby umieszczono cewkę, do której przyłożono badany prąd. Prąd ten, przechodząc przez cewkę, wytworzył wokół siebie zmienne pole magnetyczne, które odchyla promień katodowy w płaszczyźnie pionowej. Jako ekran służyła szklana płytka pokryta od strony katody luminoforem. Wiązka przeszła przez membranę i utworzyła na ekranie małą świetlistą plamkę. Pod działaniem odchylającego się pola magnetycznego wiązka zaczęła oscylować i rysowała na ekranie pionową linię, która oznaczała maksymalne i minimalne wartości badanego prądu. Za pomocą lustra ta świetlista linia została rzucona na zewnętrzny ekran. Nieco później, w 1902 roku, rosyjski naukowiec Pietrowski ulepszył rurkę Browna, proponując użycie drugiej cewki do odchylania wiązki elektronów również w płaszczyźnie poziomej. Teraz, dając odpowiednie sygnały, można było sprawić, by wiązka okrążyła cały ekran. W 1903 r. niemiecki fizyk Wenelt dokonał kolejnego ulepszenia - wprowadził do rury ujemnie naładowaną elektrodę cylindryczną. Zmieniając siłę ładunku na tej elektrodzie, można było zwiększyć lub zmniejszyć przepływ elektronów z katody, powodując, że kropka na ekranie była jaśniejsza lub ciemniejsza. W 1907 r. Leonid Mandelstam zaproponował zastosowanie dwóch systemów płytek odchylających, do których do sterowania wiązką w rurze Brown przyłożono napięcie piłokształtne. Dzięki temu wiązka elektronów zaczęła rysować na ekranie tzw. raster - linie świetlne, które znajdowały się jedna pod drugą od górnej krawędzi ekranu do samego dołu. Stało się to w następujący sposób. Na drodze wiązki elektronów w rurze umieszczono dwie pionowo ułożone płytki, do których, jak już wspomniano, przyłożono przemienne napięcie piłokształtne, wytworzone przez specjalny generator. Gdy napięcie to było równe 0, wiązka elektronów zajmowała pewną początkową pozycję na ekranie. Następnie, gdy płyta dodatnia zaczęła ładować się z określoną prędkością, elektrony zostały odchylone w jej kierunku, a koniec wiązki przesunął się po ekranie. Ruch ten trwał, aż napięcie płyty dodatniej osiągnęło maksimum. Następnie napięcie gwałtownie spadło, a wiązka elektronów szybko wróciła do swojej pierwotnej pozycji. Potem wszystko się powtarzało od początku. Jednocześnie wiązka oscylowała w płaszczyźnie pionowej. Druga para płyt przeznaczona była do ugięcia pionowego. Łatwo zauważyć, że jeśli częstotliwość napięcia piłokształtnego przyłożonego do płyt pionowych była 10 razy większa niż przyłożonego do poziomych, to w czasie odpowiadającym jednej klatce wiązka zdołała uformować 10 linii. Zamiast zmiennego pola elektrycznego można było zastosować zmienne pole magnetyczne wytwarzane przez dwie cewki. Wszystkie te odkrycia i wynalazki położyły podwaliny pod telewizję elektroniczną. Pierwszym, który zaproponował zastosowanie kineskopu do transmisji telewizyjnej, był rosyjski fizyk Boris Rosing. W 1907 roku otrzymał patent na metodę elektrycznego przesyłania obrazów na odległość.
Do progresywnego skanowania obrazu Rosing użył dwóch lustrzanych bębnów, które były wielościennymi pryzmatami z płaskimi lustrami. Każde lustro było lekko nachylone do osi pryzmatu, a kąt nachylenia zwiększał się równomiernie od lustra do lustra. Gdy bębny się obracały, promienie świetlne pochodzące z różnych elementów transmitowanego obrazu były kolejno odbijane przez powierzchnie lusterek i naprzemiennie (linia po linii) padały na fotokomórkę. Prąd z fotokomórki został przeniesiony na płytki kondensatora. W zależności od wielkości dostarczanego prądu przepływała między nimi większa lub mniejsza liczba elektronów, co umożliwiło zmianę jasności oświetlenia odpowiednich punktów ekranu luminescencyjnego. (Pole elektryczne wewnątrz kondensatora, gdy zmieniało się napięcie sygnału, odchylało wiązkę w pionie, w wyniku czego zmieniała się liczba elektronów, które trafiały w ekran przez otwór w membranie.)
W ten sposób rura zastąpiła od razu dwa węzły poprzednich układów mechanicznych urządzenia rozprowadzającego (na przykład tarczy Nipkowa) i źródło światła (na przykład lampa gazowa). Dwie wzajemnie prostopadłe cewki sterowały ruchem belki w taki sposób, że rysowała raster (zaczęła się przesuwać od lewego górnego rogu ekranu i kończyła w prawym rogu, po czym szybko wracała na lewą krawędź, nieco opadała i przeskanował drugą linię). Ruch wiązki i obrót bębnów lustrzanych były ściśle ze sobą zsynchronizowane, tak że przejście każdej wystającej powierzchni obok fotokomórki odpowiadało przejściu jednej linii wystającej wiązki. Wiązka zajęła około 0 sekundy, aby przejść przez cały ekran. Dzięki temu wzór wiązki był postrzegany przez oko jako integralny obraz. Po długich i wytrwałych eksperymentach z niedoskonałym aparatem Rosingowi udało się uzyskać pierwszy obraz - jasno oświetloną kratkę - na ekranie odbiornika. Ten obraz składał się z czterech pasków. Gdy jeden z otworów kratowych został zamknięty, odpowiedni pasek na ekranie zniknął. Telewizor mógłby transmitować obraz prostych geometrycznych kształtów, a także ruch ręki. Wiadomości o wynalazku Rosinga publikowane były w czasopismach technicznych w Stanach Zjednoczonych, Japonii i Niemczech i miały ogromny wpływ na dalszy rozwój telewizji. Chociaż Rosing jest uznawany za twórcę telewizji elektronicznej, jego system telewizyjny nie był jeszcze w pełni elektroniczny – filmowanie i transmisja obrazu odbywały się za pomocą urządzenia mechanicznego – bębnów lustrzanych. Jedynie tuba odbiorcza była w jego systemie elektroniczna, w urządzeniu którego widać już wiele cech telewizora czarno-białego. Kolejnym krokiem było stworzenie lampy przepuszczającej promienie katodowe, której działanie opiera się na zewnętrznym efekcie fotoelektrycznym. Zewnętrzny efekt fotoelektryczny został odkryty w 1887 roku przez Heinricha Hertza i dogłębnie zbadany w następnym roku przez rosyjskiego fizyka Aleksandra Stoletowa. Istota tego zjawiska polega na tym, że pod wpływem światła elektrony są wybijane z powierzchni naładowanej płytki. Wyrzucone elektrony tworzą chmurę, która jest przyciągana do elektrody dodatniej, tworząc prąd elektryczny w próżni lub rozrzedzonym gazie. Zasada ta opiera się na pracy fotokomórki, stworzonej w 1906 roku przez niemieckiego naukowca Dembera. Katodę i anodę umieszcza się w szklanej kolbie, z której wypompowywane jest powietrze. K - katoda pokryta substancją światłoczułą (najlepiej cezem); A - anoda, która jest metalową siatką i nie przeszkadza w przechodzeniu światła do anody; C - źródło światła; E - bateria. Światło padające na fotokatodę fotokomórki uwalnia z niej elektrony, które pędzą do dodatnio naładowanej anody. Zmniejszenie lub zwiększenie oświetlenia fotokatody odpowiednio zwiększa lub zmniejsza prąd w jej obwodzie. W 1911 r. angielski inżynier Alain Swinton zaproponował projekt urządzenia telewizyjnego, w którym kineskop był używany nie tylko jako odbiornik, ale także jako nadajnik. Sercem nadawczej lampy Swintona jest lampa Crookesa, do której katody przyłożono ujemne napięcie 100000 XNUMX woltów w stosunku do anody. Wąska wiązka elektronów przeszła przez otwór w anodzie C i trafiła w ekran I, opisując na nim raster za pomocą cewek odchylających E. Ekran składał się z miniaturowych sześcianów z metalu rubidowego, odizolowanych od siebie. Z przeciwnej strony obraz był rzutowany przez kratkę L i komorę z parą sodu na ekran I. Światło z każdego z jego punktów padało na osobną rubidową kostkę ekranu, która działała jak niezależna fotokomórka i wybijała elektrony z jego powierzchni. Zgodnie z prawami zewnętrznego efektu fotoelektrycznego elektrony te były tym większe, im intensywniejsze okazywało się działanie światła.
Dopóki do sześcianu nie było przyłożonego napięcia, wyrzucane elektrony znajdowały się w pobliżu ekranu. Ale kiedy wiązka elektronów, która okrążyła wszystkie sześciany jeden po drugim, trafiła w jeden z nich, otrzymała ładunek ujemny. Następnie elektrony wybite przez światło z powierzchni sześcianu rzuciły się na siatkę L, która w konsekwencji w każdym momencie miała ładunek odpowiadający pewnemu punktowi ekranu. Ładunek ten był usuwany z siatki, a następnie przesyłany jako sygnał wideo do tuby odbiorczej, której urządzenie opierało się na tych samych zasadach co Rosing. Wiązka elektronów tuby odbiorczej była zsynchronizowana z wiązką tuby nadawczej, a jej intensywność w każdym punkcie bezpośrednio zależała od siły przesyłanego sygnału wideo. Swinton nie stworzył praktycznej instalacji telewizyjnej, ale w jego projekcie widzimy już te podstawowe elementy, które później weszły do konstrukcji wszystkich kolejnych generacji lamp nadawczych: dwustronna mozaika wielu pojedynczych fotokomórek z zewnętrznym efektem fotoelektrycznym, kolektor w forma siatki L i zwojów odchylających E. Kolejny krok w rozwoju telewizji nastąpił dopiero w latach 20-tych. W 1923 Vladimir Zworykin (w latach studenckich Zworykin był jednym z uczniów Rosinga i aktywnie pomagał mu w stworzeniu pierwszej telewizji; w 1917 wyemigrował do Stanów Zjednoczonych, gdzie pracował do śmierci) opatentował w pełni elektroniczny system telewizyjny z a nadawanie i odbieranie elektronicznych lamp wiązki.
W tubie nadawczej Zworykin użył trójwarstwowego, dwustronnego celu. Rura składała się z płytki sygnałowej 4 - cienkiej folii aluminiowej (przezroczystej dla elektronów), pokrytej z jednej strony dielektrykiem tlenku glinu 3, na którym osadzono światłoczułą warstwę 2, która ma zewnętrzny efekt fotoelektryczny. Obok tej warstwy zainstalowano siatkę 1. Do folii aluminiowej przyłożono dodatnie (w stosunku do siatki) napięcie. Obraz był rzutowany na tę warstwę przez siatkę 1. Po drugiej stronie folii aluminiowej wiązka elektronów 5 z projektora elektronów 6 utworzyła raster. Sygnał został pobrany z obciążenia RN w obwodzie sieci. Mozaika z rur transmisyjnych zawierała wiele pojedynczych fotokomórek. Lampa ta również nie stała się modelem roboczym, ale w 1929 Zworykin opracował wysokopróżniową lampę katodową, którą nazwał kineskopem, którą później zastosowano w pierwszych telewizorach. W ten sposób kineskop odbiorczy powstał już na początku lat 30. XX wieku. Z lampami transmisyjnymi sytuacja była bardziej skomplikowana. Wszystkie lampy elektroniczne zaproponowane przez wynalazców pod koniec lat 20. miały jedną istotną wadę – miały bardzo niską światłoczułość. Zabrany z nich sygnał wideo był na tyle słaby, że nie był w stanie zapewnić nie tylko dobrego, ale i satysfakcjonującego obrazu. Niska światłoczułość została słusznie wyjaśniona nieefektywnym wykorzystaniem strumienia świetlnego. Załóżmy, że światłoczuła płytka mozaikowa jest podzielona na 10 tysięcy komórek, a wiązka elektronów okrąża je wszystkie w ciągu 0 sekundy. Oznacza to, że gdy transmitowany obraz został wyładowany, światło działało na każdą pojedynczą fotokomórkę tylko przez 1/1 100000 sekundy. Gdyby można było wykorzystać energię strumienia świetlnego, która została bezużytecznie zmarnowana przez pozostałe 99999/100000 sekund, czułość systemu telewizyjnego musiałaby znacznie wzrosnąć. Jednym z pierwszych, który próbował rozwiązać ten problem, był znany nam już amerykański inżynier Charles Jenkins. W 1928 roku zaproponował urządzenie do akumulacji ładunku w lampie telewizyjnej. Istotą pomysłu Jenkinsa było podłączenie do każdej fotokomórki panelu światłoczułego kondensatora C. Na fotokomórkę padało światło, a wynikowy prąd ładował kondensator przez cały czas przesyłania ramki. Następnie za pomocą komutatora kondensatory były rozładowywane naprzemiennie przez obciążenie RN, z którego pobierany był sygnał, czyli Jenkins zamierzał wykorzystać prąd rozładowania jako sygnał wideo. Pomysł Jenkinsa był bardzo owocny, ale wymagał dalszego dopracowania. Przede wszystkim musieliśmy zastanowić się, gdzie i jak umieścić dziesiątki, a nawet setki tysięcy małych kondensatorów (w końcu każda pojedyncza komórka ekranu musiała mieć swój kondensator), potem trzeba było stworzyć przełącznik które mogłyby rozładować wszystkie te kondensatory z niezbędną prędkością i synchronizacją.kondensatory. Żadne urządzenie mechaniczne nie podołałoby temu zadaniu. Dlatego rolę przełącznika zaczęto powierzać tej samej wiązce elektronów. W ciągu następnych pięciu lat w różnych krajach zaproponowano kilka opcji przesyłania lamp na zasadzie akumulacji ładunku, ale wszystkie te projekty nie zostały zrealizowane. Vladimir Zworykin miał szczęście pokonywać liczne przeszkody. W 1933 r. na zjeździe Towarzystwa Inżynierów Radiowych w Chicago ogłosił, że jego dziesięcioletnia próba zbudowania działającego kineskopu telewizyjnego zakończyła się pełnym sukcesem. Zworykin rozpoczął tę pracę w laboratorium Westinghouse, a zakończył ją w Radio Corporation of America, gdzie miał do dyspozycji dobrze wyposażone laboratorium i liczną grupę doświadczonych inżynierów. Po wielu eksperymentach Zworykin, z pomocą chemika Iziga, znalazł bardzo prostą metodę wytwarzania mozaikowego celu światłoczułego z kondensatorami magazynującymi. Stało się to w następujący sposób. Pobrano płytkę z miki o wymiarach 10 na 10 cm i na jeden z jej boków nałożono cienką warstwę srebra. Następnie płytkę umieszczono w piekarniku. Cienka warstwa srebra po podgrzaniu nabyła zdolność zwijania się w granulki. W ten sposób na płytce z miki powstało kilka milionów izolowanych od siebie granulek. Następnie na warstwę srebra nałożono cez, który podobnie jak selen miał zwiększoną wrażliwość na światło. Po przeciwnej stronie płytkę mikową pokryto ciągłą warstwą metalu. Ta warstwa niejako służyła jako druga płyta kondensatora w stosunku do granulek srebra z światłoczułą warstwą cezu. W rezultacie każda z miliona miniaturowych fotokomórek służyła jednocześnie jako miniaturowy kondensator. Ta tuba Zworykin nadała nazwę ikonoskopowi.
Praca ikonoskopu przebiegała w następujący sposób. Szklany sferyczny cylinder został dostarczony w procesie cylindrycznym w kształcie cygara, w którym umieszczono elektroniczny reflektor. Kula zawierała tarczę zamontowaną ukośnie do osi procesu. Cel ten, jak już wspomniano, składał się z płytki mikowej, po jednej stronie której osadzono metalową warstwę sygnałową, a po drugiej fotoczułej mozaiki składającej się z wielu odizolowanych od siebie fotokomórek (5). Część powierzchni rurki szklanej kulki została płaska, równolegle do celu. Obraz był przez nią rzutowany na mozaikę, tak aby oś obiektywu była prostopadła do płaszczyzny celu (co wykluczało jakiekolwiek zniekształcenia). Obok mozaiki przed warstwą światłoczułą umieszczono siatkę (1), na którą przyłożono ładunek dodatni względem anody (3) (anoda była uziemiona, a na katodzie termicznej powstał duży potencjał ujemny (4). Wiązka elektronów (2) przeszła przez siatkę i utworzyła na mozaice raster. Sygnał był pobierany z płytki sygnałowej (6) i podawany na rezystancję RN, a następnie na lampę wzmacniającą (7). Wiązka elektronów przebiegająca przez fotomozaikę rozładowywała kolejno wszystkie jej sekcje. W rezultacie wygenerowano impulsy elektryczne (sygnały wideo), które były proporcjonalne do oświetlenia obszarów mozaiki. Impulsy te były wzmacniane i podawane do nadajnika radiowego. W przyszłości ikonoskop został znacznie ulepszony. Kulę zastąpiono cylindrem z odgałęzieniem do elektronicznego reflektora. Zamiast siatki zniekształcającej sygnał zaczęto stosować kolektor (8) w postaci metalowego pierścienia. Fotoelektrony emitowane przez mozaikę zostały zebrane na wewnętrznej powierzchni cylindra. Cel składał się z mozaiki fotokomórek - warstwy światłoczułej (2), płytki dielektrycznej z miki (3) i metalowej folii jako płytki sygnałowej (4). Ikonoskop był ostatnim ogniwem w łańcuchu wynalazków, które doprowadziły do powstania telewizji elektronicznej. Ale ze względu na kryzys, który wtedy ogarnął Stany Zjednoczone, sieć telewizyjna tutaj ukształtowała się dopiero kilka lat później. Tymczasem w 1934 roku grupa radzieckich inżynierów pod przewodnictwem Borisa Krussera stworzyła również ikonoskop. W Anglii nadawanie programów telewizyjnych na sprzęcie opracowanym przez Marconi i EMI rozpoczęło się w 1936 roku. W tym samym roku nadawca NBC rozpoczął regularne transmisje telewizyjne w Nowym Jorku. Nadawanie programów telewizyjnych rozpoczęło się w Niemczech i ZSRR w 1938 roku.
W grudniu 1936 r. laboratorium RCA zademonstrowało pierwszy telewizor nadający się do praktycznego użytku. W kwietniu 1939 roku RCA wprowadziła do powszechnej sprzedaży pierwszy telewizor. Został pokazany na Światowych Targach w Nowym Jorku. Telewizor ten produkowany był w czterech wersjach – trzech konsolowych i jednej stacjonarnej, który miał 5-calowy ekran i był znany jako RCA TT-5. Wszystkie modele umieszczono w ręcznie robionych szafkach z orzecha włoskiego. Autor: Ryzhov K.V.
▪ Linotyp ▪ Lotnia
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Biały grafen do chłodzenia mikroukładu ▪ Drony do poszukiwania ludzi zagubionych w lesie ▪ Neurony uczą się nowych rzeczy, nie zapominając o starych
▪ sekcja serwisu Alternatywne źródła energii. Wybór artykułów ▪ artykuł Panel prysznicowy. Wskazówki dla mistrza domu ▪ artykuł Co tłumaczy zapach wydobywający się z monet? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Koncepcja Bezpieczeństwo działalności produkcyjnej ▪ artykuł Papier wodoodporny. Proste przepisy i porady ▪ artykuł Odbiornik UKB - w opakowaniu MARLBORO. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony