Н. — Это ясно. Но у меня в противоположность тебе нет «математической шишки» и физические рассуждения для меня гораздо более убедительны. Твои научные термины…
Л. — Пусть они тебя не пугают. Говорят, что напряжение U интегрируется, когда снимается напряжение Uc с конденсатора. Его форма изменяется в том смысле, что все округляется. Внезапные изменения смягчаются. Наоборот, все эти изменения резче выражены в дифференцированном напряжении UR, которое снимают с резистора.
Н. — В общем конденсатор — это незлобивый толстяк, во всем видящий хорошее. Напротив, резистор — это сварливая карга с резкими движениями, с приступами громоподобного гнева…
ДИФФЕРЕНЦИРУЮЩИЕ И ИНТЕГРИРУЮЩИЕ ЦЕПИ В ДЕЙСТВИИ
Л. — Твои дикие сравнения меня огорчают… Запомни из того, что мы говорили, следующее: одна и та же цепь может служить и дифференцирующей и интегрирующей в зависимости от того, откуда снимают напряжение — с резистора или конденсатора. Однако в дифференцирующей цепи R и С должны быть сравнительно небольшой величины, их произведение, т. е. постоянная времени, не должно превышать приблизительно пятой части продолжительности импульса Т. Наоборот, R и С интегрирующей цепи должны быть большими, так чтобы постоянная времени была в несколько раз больше Т.
Н. — Следовательно, если я правильно понял, практически используются разные цепи для дифференцирования и интегрирования. И все же, должен признаться, я не совсем ясно себе представляю, как их используют.
Л. — А ведь ты уже достаточно знаешь, чтобы понять это. Начерти форму синхронизирующих сигналов на выходе амплитудного селектора.
Н. — Вот они стоят стройными рядами (рис. 113). Я изобразил два строчных импульса, затем более длинные кадровые импульсы, затем опять импульсы строк[7].
Рис. 113. Разделение синхронизирующих сигналов с помощью схемы на рис. 114.
Л. — Я в свою очередь дополню твой рисунок, отметив стрелками моменты начала развертки строк. Напомню мимоходом, что синхронизация строчной развертки поддерживается и во время подачи кадровых синхроимпульсов. Сумеешь ты теперь начертить форму дифференцированного напряжения?
Н. — В соответствии с тем, что ты только что говорил, я полагаю, что постоянная времени очень мала, менее пятой части длительности импульсов… чего?
Л. — Самых коротких импульсов, строчных.
Н. — Дифференцированные сигналы имеют вид коротких и острых импульсов, положительных или отрицательных сообразно с тем, идет ли речь о начале или конце импульсов.
Л. — Эти сигналы, острые, как лезвие бритвы, весьма пригодны для точной синхронизации строчной развертки. В более простых телевизорах они непосредственно используются для синхронизации блокинг-генератора или мультивибратора, о которых мы уже говорили. В телевизорах подороже эти импульсы управляют схемой автоматической подстройки строчной частоты, отличающейся повышенной помехоустойчивостью, особенно необходимой в условиях дальнего приема при слабом входном сигнале.
А теперь попробуй начертить форму сигналов на выходе интегрирующей цепи.
Н. — Я думаю, что ее постоянная времени должна превышать длительность кадрового импульса. В этих условиях строчной импульс многого не сделает. Действительно, едва начнется заряд конденсатора, как нужно, чтобы начался разряд. Бедняжка толстяк не успеет достигнуть сколько-нибудь значительного напряжения, как оно уже начнет падать.
Л. — Тем лучше, Незнайкин! То, что импульсы строк почти не появляются на выходе интегрирующей цепи, великолепно, так как эта цепь поможет нам выделить кадровые импульсы.
Посмотри-ка, как она реагирует на эти импульсы.
Н. — Так как их продолжительность больше, у конденсатора будет время зарядиться в какой-то мере. Но в конце первого импульса и во время, отделяющего его от следующего импульса, он немного разрядится. Затем, во время второго импульса его напряженно еще повысится. Последует короткий разряд, затем новый заряд и т. д. Все это похоже на тот танец, где делают три шага вперед, затем шаг назад, потом опять три шага вперед и т. д.
Л. — С той только разницей, что по мере увеличения напряжения шаги становятся короче.
Н. — Конечно, раз устройство подчиняется этому неизбежному экспоненциальному закону… Но всему приходит конец. И когда серия кадровых импульсов закончит сбое шествие, конденсатор разрядится по наилучшей экспоненциальной кривой.
Л. — Не такой уж хорошей из-за маленьких бугорков от последующих строчных импульсов.
Н. — В общем благодаря интегрирующей цепи совокупность кадровых импульсов дает длинный и высокий зуб пилы, причем строчные импульсы практически исчезают. А что делают с проинтегрированным напряжением?
Л. — Его подают на кадровую развертку, которая в благоприятном случае оказывается правильно синхронизированной. Для повышения качества синхронизации можно использовать диод со смещением, чтобы пропустить только верхушки импульсов и устранить таким образом остатки строчных синхроимпульсов. Но этого практически не требуется. Чаще всего цепь разделения встречается в простейшей форме (рис. 114), где напряжение с нагрузочного резистора R амплитудного селектора подается, с одной стороны, на дифференцирующую цепочку R1C1, соединенную с каскадом строчной развертки, а с другой — на интегрирующую цепочку R2C2, соединенную с каскадом кадровой развертки.
Рис. 114. Схема дифференцирующей цепи для выделения строчных импульсов и интегрирующей цепи для выделения кадровых импульсов.
Н. — А для чего служат конденсатор С3 и резистор R3?
Л. — Конденсатор С3 обеспечивает связь и в то же время не дает анодному напряжению селекторной лампы попасть на вход каскада кадровой развертки, а резистор R3 является утечкой сетки лампы этого каскада.
Н. — Все это прекрасно? Но разве С3 и R3 не представляют собой нечто вроде дифференцирующей цепи, наложенной на интегрирующую и мешающей ей?
Л. — Нисколько, Незнайкин. Величины этих двух элементов настолько велики, что их дифференцирующее действие совершенно ничтожно.
ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНАЯ ЛЕСТНИЦА
Н. — Почему ты сказал, неопределенно улыбнувшись, что кадровая развертка будет правильно синхронизирована интегрирующей цепью лишь в благоприятном случае?
Л. — Потому что я не люблю этих цепей. Сигналу, который они дают, не хватает четкости: все вяло, бесформенно, все закруглено… Покажи мне дифференцирующую цепь, где какой бы то ни было сигнал расплывался бы на всю ширину!
Н. — Но не применишь же ты дифференцирующую цепь, чтобы выделить кадровые импульсы.
Л. — А почему бы и нет? Но только для этого я возьму конденсатор и резистор достаточной величины, чтобы получить постоянную времени намного выше, чем в строчной дифференцирующей цепи.
Н. — Не понимаю, как все это будет работать. Не мог бы ты еще раз облегчить мне понимание соответствующим чертежом?
Л. — Возьмем импульсы (рис. 115) отрицательной полярности, когда на селекторную лампу подают негативный видеосигнал. Попробуй начертить форму напряжения на резисторе.
Рис. 115. Выделение кадровых импульсов с помощью дифференцирующей цепи и амплитудного ограничителя.
Н. — В момент, когда возникает отрицательное напряжение строчного импульса, на сопротивлении появляется полное напряжение. Зарядный ток, который его определяет, медленно уменьшается из-за постоянной времени цепи и…
Л. — Но, дорогой Незнайкин, заряд не может быть длительным, ибо строчной импульс, определяющий его, сам имеет малую длительность.
Н. — Это так. Поэтому вскоре после начала заряда и незначительного уменьшения отрицательного напряжения на резисторе напряжение вновь поднимется в момент прекращения строчного импульса и вернется к нулевому уровню.
