Л. — Можно применить несколько иную схему (рис. 121), где во время первого полупериода ток проходит через верхний выпрямитель и заряжает до напряжения U конденсатор, включенный последовательно со вторичной обмоткой. Во время следующего полупериода напряжение конденсатора добавляется к напряжению вторичной обмотки, так что выходной конденсатор заряжается через нижний выпрямитель, до 2U вольт.
Рис. 121. Схема удвоителя, состоящая из тех же элементов, что и схема на рис. 120, но несколько иначе включенных.
Н. — Все это похоже на какое-то колдовство.
Л. — Соединив каскадом ряд умножителей напряжения в современных устройствах для расщепления атомов, имена которых кончаются на «трон», достигают миллионов вольт.
Н. — Я уже слышал об этих циклотронах и прочих бетатронах. Но вернемся к нашим скромным кинескопам, честолюбие которых измеряется не мегавольтами, а простыми киловольтами.
МНОГО РЕЗИСТОРОВ
Л. — Чтобы покончить с классической схемой из трансформатора и выпрямителя, можно отметить, что она далеко не безопасна и практически уже не встречается, по крайней мере в тех случаях, когда речь идет о кинескопах с повышенными напряжениями. Но зато она вполне пригодна для питания кинескопов с электростатическими фокусировкой и отклонением.
Вот, например (рис. 122), схема такого питания, где, начиная с высокого напряжения, выпрямленного и отфильтрованного фильтрующей ячейкой с резистором (С1, R1, C2), все необходимые напряжения получают с помощью делителя напряжения.
Рис. 122. Схема питания кинескопа с электростатическими фокусировкой и отклонением.
Н. — Да, я вижу катод, которому задается положительный потенциал по отношению к шасси при помощи переменного резистора R2, включенного последовательно с постоянным резистором R3.Модулятор кинескопа благодаря резистору утечки R10 имеет потенциал шасси и поэтому отрицателен по отношению к аноду. Резистор R2 служит для регулировки средней яркости. Возрастающие потенциалы трех анодов снимаются с цепочки резисторов R4 — R7, благодаря потенциометру R5 можно изменять потенциал второго анода, чтобы регулировать фокусировку пятна. Но я что-то не пойму, для чего служат потенциометры R8 и R9.
Л. — Средние точки этих потенциометров имеют тот же потенциал, что и третий анод (потому что R6 = R7). С помощью движков потенциометров средний потенциал отклоняющих пластин (одной из каждой пары) может быть установлен немного ниже или выше потенциала последнего анода (другой пластины каждой пары). Таким образом, можно регулировать среднее положение пятна как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, т. е. осуществить центрирование изображения путем перемещения его влево и вправо или вверх и вниз.
Н. — Это то же кадрирование, что и в кино, где стараются, чтобы изображение не перерезалось посредине, что вызывает свистки зрителей… Но скажи, Любознайкин, разве нельзя использовать такую же схему смещения на модуляторе для кинескопов с электромагнитными фокусировкой и отклонением?
Л. — Конечно, можно. Каков бы ни был способ получения высокого напряжения, всегда можно установить делитель напряжения (рис. 123), позволяющий подавать на модулятор кинескопа отрицательное по отношению к катоду регулирующею напряжение и регулировать с его помощью яркость изображения.
Рис. 123. Схема делителя напряжения, обеспечивающая на катоде регулируемое положительное напряжение.
МЕСТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Н. — Ты мне дал совершенно ясно понять, что, кроме классической схемы получения высокого напряжения, которая тебе, по-видимому, абсолютно не нравится, существуют и другие. Так ли это?
Л. — Конечно. Основным недостатком классической схемы является слишком низкая частота выпрямленного тока, вследствие чего необходимо прибегать к конденсаторам фильтра со сравнительно большой емкостью. Заряд, накопленный на одной четверти микрофарады десятком киловольт, может оказаться смертельным, как я уже говорил. Но если выпрямить ток с частотой, например, 10 000 гц, то достаточно будет емкости, уменьшенной в 200 раз. А заряд такого конденсатора, кроме неприятных ощущений, не будет представлять никакой опасности, особенно при ограниченном зарядном токе.
Н. — Это выглядит более привлекательным. Но не думаю, что по твоему простому телефонному звонку инженеры электростанции ускорят вращение генераторов, чтобы снабдить тебя частотой 10 000 гц.
Л. — Я не создаю себе никаких иллюзий на этот счет. Потому-то я сам себя и обеспечу переменным током.
Н. — Вот как! Придется поместить небольшую машину переменного тока внутри телевизора!..
Л. — Да. но успокойся, она будет чисто электронной. Попросту применяют генераторную лампу, колебания которой на желаемой частоте используют для питания телевизора. Неважно, каким будет генератор — с настроенной сеткой или анодом, с электронной связью или еще какой-нибудь, может быть использован любой. Лишь бы возник ток, его используют так же, как в классической схеме выпрямления.
Н. — То есть?
Л. — Напряжение повышают при помощи вторичной обмотки с большим количеством витков, а выпрямляют его одноанодным кенотроном (рис. 124).
Рис. 124. Схема высоковольтного выпрямителя с использованием местного генератора и однополупериодного выпрямителя с фильтром.
Н. — Я вижу, что ты нагреваешь нить кенотрона также током генератора от небольшой предусмотренной для этой цели обмотки.
Л. — Ну и что же? Это изящнее, чем применение специальной вторичной обмотки на трансформаторе электропитания.
Н. — На какую частоту нужно настраивать генератор?
Л. — Можно использовать частоты, начиная с 500 вплоть до 250 000 гц. В первом случае трансформатор должен быть с сердечником, тогда как в высокочастотном генераторе можно не применять сердечника, что упрощает проблему изоляции.
Н. — С этим и здесь нужно считаться?
Л. — И как еще! Впрочем, чтобы избежать слишком большой разности потенциалов между соседними слоями обмотки, часто предпочитают наматывать катушку в виде плоской галеты с большим количеством слоев, но с небольшим числом витков в каждом из них.
Н. — Должен признаться, что идея вырабатывать на месте необходимый ток мне кажется весьма остроумной.
ПОРОК ПРЕВРАЩАЕТСЯ В ДОБРОДЕТЕЛЬ
Л. — Конечно, хотя энергетический к. п. д. электронного генератора и не очень высок. Но в конечном счете можно обойтись и без него. Зачем, в самом деле, изготавливать этот маленький генератор переменного тока, если он уже существует в недрах телевизора.
Н. — Сегодня ты, видно, поклялся вещать языком сивиллы, чтобы подвергнуть мое любопытство самым жестоким испытаниям. Уж не намекаешь ли ты на гетеродин преобразователя частоты?
Л. — Нет, мой милый, хотя принципиально и им можно было бы воспользоваться в качестве источника переменного тока, если сделать его достаточно мощным. Но я думал о другом. Вспомни о перенапряжениях, которые возникают во время обратного хода на первичной обмотке строчного выходного трансформатора, связывающего отклоняющие катушки строк с генератором строчной развертки.
Н. — Да, действительно. Резкое изменение тока, вызванное спадом зуба пилы, является причиной описанных перенапряжений на первичной обмотке трансформатора, включенного в анодную цепь пентода генератора строчной развертки. И я помню, ты говорил, что порок может обратиться в добродетель, если использовать эти перенапряжения как источник высокого напряжения.
Л. — Решительно, твоя память продолжает восхищать меня. Ты видишь, что мы располагаем импульсами высокого напряжения, которые появляются с частотой развертки строк. Мы еще можем, если это нужно, увеличить напряжение при помощи дополнительной обмотки, образующей повышающий автотрансформатор (рис. 125).
