Телевидение?.. Это очень просто!

Н. — Это различие, очевидно, заключено в разности амплитуд…
Л. — Это, конечно, основное. Теперь ты на верном пути. Продолжай.
Н. — В негативном видеосигнале импульсы синхронизации занимают промежуток между 75 и 100 % полного размаха видеосигнала. Все, что ниже этого, т. е. между 75 и 0 %, соответствует всей гамме яркостей от черного до белого. В позитивном же видеосигнале синхроимпульсы занимают область от 0 до 25 % полного размаха. Значит, нужно только отсечь напряжения, превышающие 75 % или расположенные ниже 25 %, в зависимости от полярности видеосигнала, чтобы остались одни синхроимпульсы.
Л. — Вполне правильные рассуждения, Незнайкин. Нужно чем-то вроде ножа отсечь в полном сигнале все, что выше 75 % или ниже 25 % и что отведено для синхроимпульсов. Такую ампутацию части напряжения называют амплитудным ограничением.
Н. — И каким же образом это осуществляют?
ГРАНИЦЫ ТЕРПЕНИЯ
Л. — Сигналы подают на лампу, которая милостиво усиливает до какого-то уровня, но отказывается переходить эту границу.
Н. — Как мой дядюшка, терпеливо переносивший, когда я был мальчишкой, мою игру на трубе, но выходивший из себя, как только я пробовал применять свои таланты к упражнениям на барабане… Но какой тип ламп также имеет границы терпения?
Л. — Обычно используются пентоды. Но избыток сеток необязателен, и в более дешевых устройствах простой диод худо ли бедно ли выполняет эту задачу.
Н. — А где располагают амплитудный селектор?
Л. — Теоретически можно на него подавать напряжение сигнала до детектирования, потому что, ограничивая, он одновременно и детектировал бы. Но работал бы такой амплитудный селектор недостаточно надежно. Выгоднее подавать на него сигналы с возможно большей амплитудой. Поэтому селектор включают в конце цепи усиления, например на выходе последнего каскада видеоусиления, или в редких случаях, когда схема без видеоусилителя, на выходе детектора.
Н. — Значит ли это, что подаваемый на селектор видеосигнал может быть как позитивным, так и негативным, в зависимости от того, включен ли выход последнего каскада на модулятор или катод кинескопа?
Л. — Нам придется рассмотреть оба случая.
Н. — Допустим, если ты согласен, что видеосигнал позитивный, т. е. что синхронизирующие импульсы «опираются» на нулевой потенциал и что остальной сигнал поднимается в область положительных напряжений. Как в этом случае отделить синхроимпульсы при помощи диода?
Л. — Существует много схем, используемых для этой цели. Наиболее простые содержат диод со смещением, включенный параллельно видеосигналу. В случае позитивного видеосигнала (рис. 102) катоду диода задается положительный по отношению к аноду потенциал. Пока к аноду не прикладывают напряжений, превышающих это напряжение смещения, ток через диод не проходит. Но как только потенциал анода становится положительным по отношению к катоду, возникает ток. Диод создает настоящее короткое замыкание, вследствие чего на выходе устройства не может появиться напряжение выше того, которое вызывает ток через диод.
Рис. 102. Амплитудный селектор с параллельным диодом для позитивного сигнала.
Н. — Мне кажется, я понял, что напряжение смещения выбирается таким образом, чтобы оно было несколько ниже амплитуды синхронизирующих импульсов. На импульсы диод, таким образом, не оказывает никакого действия, и они без ущерба передаются на выходные зажимы. Но как только напряжение превышает напряжение смещения, что соответствует собственно сигналам изображения, гильотина начинает работать и все проходит через диод, не доходя до выхода.
А для чего служит резистор R?
Л. — Для предохранения нагрузочного резистора предшествующего каскада от действия короткого замыкания диода.
Н. — Я об этом не подумал… Мог бы ты мне начертить схему, которая используется для негативных видеосигналов? Мне кажется, что нужно изменить направление диода.
Л. — Конечно. И тут опять (рис. 103), как видишь, потенциал анода отрицателен по отношению к катоду. Во время подачи синхроимпульсов потенциал катода положителен относительно анода, диод не пропускает тока и не оказывает никакого влияния на напряжение синхроимпульсов, точно передаваемых на выход. Сигналы же изображения сообщают катоду отрицательный относительно анода потенциал. Тогда возникает ток и на выходе, замкнутом накоротко диодом, отсутствуют сигналы изображения. Вот в несколько схематичном виде работа параллельного диодного ограничителя.
Рис. 103. Амплитудный селектор с параллельным диодом для негативного сигнала.
Н. — Это заставляет меня предположить, что существует последовательная схема. Как она устроена?
Л. — Схема чрезвычайно проста (рис. 104). Используется диод, анод которого слегка положителен благодаря делителю напряжения, состоящему из двух резисторов R3 и R4, включенных между отрицательным и положительным полюсами высокого напряжения. Конденсатор С достаточной емкости служит для пропускания переменных составляющих тока.
Рис. 104. Амплитудный селектор с последовательным диодом для позитивного сигнала.
Н. — Но ведь через диод будет протекать постоянный ток, раз его анод положителен по отношению к катоду.
Л. — Так будет по крайней мере в отсутствие сигнала, подаваемого на выход схемы. И не думай, что ток этот будет очень большим. Он создает на резисторе нагрузки R2 такое падение напряжения, что между анодом и катодом остается сравнительно небольшая разность потенциалов U. Соответственно выбирая R3 и R4, устанавливают U несколько меньшим, чем напряжение синхронизирующих импульсов.
Н. — А для чего здесь резистор R1?
Л. — Это резистор связи предшествующего каскада, я его ввел в схему, так как нужно, чтобы цепь тока диода была полностью замкнута.
Н. — Мне кажется, я без труда угадываю, что происходит в схеме. Пока напряжение видеосигнала, подаваемого на катод, ниже разности потенциалов U, т. е. во время действия синхронизирующих импульсов, потенциал анода остается положительным по отношению к катоду и ток проходит через диод. Но вне этих коротких моментов положительное напряжение, приложенное к катоду, выше, чем U, вследствие чего потенциал анода отрицателен по отношению к катоду. В этих интервалах диод блокирован, т. е. не пропускает тока.