Н. — Хотел бы я с ними познакомиться, если только они не окажутся много сложнее улучшенных схем с непосредственной связью.
Л. — Ты ведь уже заметил, что причиной всех неприятностей из-за переходных конденсаторов является наличие токов в двух направлениях через резистор. Падение напряжения, обусловленное этими токами, и является причиной возникновения положительных и отрицательных полупериодов.
Н. — Очевидно, если бы можно было заставить электроны вернуться на правую обкладку в обход резистора, то не было бы положительных полупериодов. Но я не вижу такого способа.
Л. — Однако такой способ существует, и он сравнительно прост. Достаточно включить параллельно резистору R диод, соединив его катод с нижним концом резистора при негативном или с верхним концом при позитивном видеосигнале (рис. 99).
Рис. 99. Схема включения восстанавливающего диода.
а — негативный сигнал; б — позитивный сигнал.
Н. — Я об этом не подумал! Я понимаю, что в этих условиях электроны, изгнанные с правой обкладки, могут пройти на массу шасси только через резистор, так как диод в этом направлении не может их пропустить. Следовательно, они создадут требуемое отрицательное напряжение. Но, чтобы вернуться к обкладке, электроны вместо высокого сопротивления резистора R выберут гораздо более легкий путь через промежуток катод — анод диода. И на этом малом сопротивлении появится совершенно незначительное положительное напряжение.
Л. — В действительности протекающие в этой элементарной цепи явления не так просты. Электроны, образующие заряд конденсатора С, не могут мгновенно стечь через резистор R. Роль диода, следовательно, заключается в том, чтобы создать на правой обкладке конденсатора достаточный заряд. Тогда весь видеосигнал окажется в области отрицательных напряжений и лишь синхронизирующие импульсы будут достигать нулевого уровня. Благодаря действию диода нулевой уровень окажется не средним, а максимальным значением сигнала.
Н. — Разве электроны проходят через диод при каждой кадровой развертке?
Л. — Необязательно; если напряжение следующих друг за другом кадров имеет одинаковую форму или, точнее, создает один и тот же заряд, диод будет бездействовать после соответствующего заряда конденсатора. Но если появится более значительное количество электронов, то диод пропустит их для пополнения заряда. А когда заряд будет уменьшен, избыток электронов стечет через резистор R. Во всяком случае восстанавливающий диод…
Н. — Его так и называют?
Л. — Да, я забыл тебя познакомить с ним. Так вот, имею честь представить тебе диод для восстановления постоянной составляющей, как его официально называют.
Н. — А что это за постоянная составляющая, о которой идет речь?
Л. — Напряжение одной полярности (полностью положительной или полностью отрицательной), каким оно получается после детектирования, может рассматриваться (рис. 100) как сумма двух напряжений: переменного, имеющего такую форму, какая получается после прохождения через переходный конденсатор, и постоянного соответствующего знака и достаточной величины, чтобы после сложения переменное напряжение оказалось полностью в области положительных или соответственно отрицательных напряжений.
Рис. 100. Видеосигнал положительной полярности, представленный на графике А, может рассматриваться как сумма симметричного сигнала В и постоянной составляющей С.
Н. — Я догадываюсь, впрочем, что это постоянное напряжение равно тому, которое я начертил пунктиром на своем чертеже, чтобы разделить на равные поверхности кривую видеосигнала.
Л. — Ты еще раз прав, Незнайкин.
Н. — Мы рассмотрели случай напряжения отрицательной полярности. Как же нужно действовать в противоположном случае?
Л. — Нет ничего более простого. Если напряжение имеет положительную полярность, то переверни диод, т. е. присоединить анод к шасси, а катод — к верхнему концу резистора. Выполни для этого случая весь ход наших рассуждений, и ты увидишь, что схема работает так же хорошо… и, сверх того, ты проделаешь хорошую мозговую гимнастику.
ДИОДЫ ЗДЕСЬ, ДИОДЫ ТАМ…
Н. — В каком месте цепи видеочастоты нужно восстанавливать постоянную составляющую? Я думаю, что достаточно сделать это на выходе последнего каскада усилителя в цепи связи с кинескопом.
Л. — Можно было бы этим удовольствоваться при условии, конечно, что импульсы синхронизации будут выделены в этой точке, что часто и делают. Но можно также использовать несколько восстанавливающих диодов: один — после детектора, другой — после видеоусилителя, и если имеются два каскада видеочастоты, то третий диод — после второго каскада.
Но вернемся к примеру, который мы только что рассмотрели (рис. 97). Разве ты не видишь, что при отсутствии диода область напряжений U2, занятая сигналами, значительно превышает область U1, которой достаточно, когда верхушки импульсов синхронизации выравнены благодаря действию диода?
Н. — А почему нужно избегать этого растягивания сигналов по шкале напряжений?
Л. — Потому что видеоусилители — работают в малоблагоприятных условиях, и нет смысла давать им переваривать сигналы, растянувшиеся в столь обширной области сеточных напряжений. Конечно, при достаточно малых амплитудах действующих сигналов не следует злоупотреблять диодами.
Н. — Интересно, каким же образом нужно подавать смещение на лампы видеоусилителя, когда речь идет об усилении асимметричных и особенно «униполярных» сигналов?
Л. — Вопрос поставлен правильно. Действительно, в этом случае бесполезно устанавливать рабочую точку посередине прямолинейной части характеристики в области отрицательных сеточных напряжений. Рабочая точка для негативного сигнала выбирается в области нуля или несколько менее 1 в (рис. 101). А если речь идет о позитивном сигнале, то рабочая точка должна быть установлена на самом отрицательном конце прямолинейной части. В обоих случаях благодаря такому смещению для сигнала будет использована максимальная протяженность прямолинейной части характеристики.
Рис. 101. Смещение каскада видеочастоты должно так устанавливаться, чтобы униполярный сигнал находился на прямолинейном участке характеристики (показан выбор рабочей точки для случаев позитивного и негативного сигналов).
Н. — Подводя итоги, можно сказать, что в конкретном случае приемника с одним каскадом видеочастоты при подаче модулирующего напряжения на катод кинескопа нужно детектировать отрицательные полупериоды. При этом достаточно одного восстанавливающего диода, включенного параллельно резистору утечки кинескопа.
Л. — Заметь еще для будущего, что в случае негативного видеосигнала промежуток катод — сетка лампы может заменить диод. Когда мы анализировали механизм сеточного детектирования, помнишь, мы установили, что сетка лампы без сеточного смещения может играть роль анода диода. В случае негативного видеосигнала сетка и катод оказываются включенными так, что могут заменить восстанавливающий диод.
Беседа пятнадцатая
ВЫДЕЛЕНИЕ И РАЗДЕЛЕНИЕ
Этот диалог двух наших приятелей будет необычно длительным. Обсуждаемый вопрос действительно заслуживает особого внимания. Речь идет о методах выделения синхронизирующих импульсов из полного видеосигнала, а также разделения строчных и кадровых импульсов. Изучение этих вопросов приведет Любознайкина к анализу замечательных свойств очень простой цепи, состоящей из последовательно включенных резистора и конденсатора. Попутно приятели рассмотрят следующие вопросы: необходимость разделения; ограничение; место амплитудного селектора; амплитудный селектор с параллельным и последовательным диодом; схема на пентоде; вопросы полярности; применение восстанавливающего диода; преобразование длительности в амплитуду; дифференцирование и интегрирование; влияние постоянной времени; форма дифференцированных и интегрированных сигналов; практические схемы.
АМПЛИТУДНОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ
Незнайкин. — Мне кажется, что теперь я знаю все.
