电视的原理

television—the principles 电视是一个地地道道的电子系统，它拍摄一个实际景物，通过大气层对其转播，然后，在接收端将此景物再现。电视节目由电视台直接播放，在转播联播节目时，各电视台通过微波天线转播电路或同轴电缆连接起来。 然而，一个完整的图象并不是一次发射的，它必须被分解成极小的单位。每一个单位作为一个电信号来发射，而该信号也就表示了该单位的相对亮度。当这些电信号单位一个个地依次发射之后，经在接收端将每个信号按照原来的明暗程度和黑白顺序准确地复位，就可以重现所拍的图象。若干连续的景物画面被快速发射（电视要求每秒30个），产生的动态景物给观众的印象与他们在观看电影时所见到的逼真的景物运动几乎相同。 电视与摄影一样，拍摄景物影象的摄象机是其根本的组成部分。电视摄象机的关键部件是超正析摄象管，其功能与电影摄象机中的胶片类似。 从外形上看，这种摄象管很象一个大型的闪光灯。它的一端是平滑的感光玻璃表面，其镜头将所要转播的景物影象清晰地聚焦在它的上面。只要该影象一出现，在靶的内部便立刻有由电子组成的、完全相同的另一影象。人眼观察不出的每一象点处所聚集的电子数目，分别表示所摄景象上该点的光强。 下一步是要“读出”这一电子图形，这样就可得出在图象中每一单位区的电子数目，从而发射给接收装置。这项工作是超正析摄象管另一端的电子枪发出电子束扫描该充电影象完成的。针尖一样细小的电子束从左到右、从上到下地对图象进行扫描，与人们读一页书时的情形相似，只不过速度要快上千倍。电子束到达影象后，根据所遇电荷的多少释放出不同数目的电子，然后返回到电子枪附近的一个光点上；而电子则由此被百万倍地放大，并作为电视信号馈给发射器，发射器利用天线将其发射到空间。 在电视系统的接收端，电视天线可接收到大量的由发射台发出的电磁波能。馈给电视机的信号流就是由该电磁波能产生的。信号经过电视机的一系列电子管和其它元件放大处理之后，便被打到显象管上。显象管中的电子束可在其屏幕上扫描出所接收的图象。显象管屏幕上涂有荧光材料——一种磷光体，它的任何一处只要受到电子束的轰击就会发光。实际上景物的影象可以划分成525条水平带，每一条只有一英寸的若干分之一宽。无论是在摄象机还是在电视机上，扫描电子束扫描每一个画面的时间都是每秒30次。扫描电子束要沿着摄象管上所规定的通路移动，所以其能量便根据所摄景物的明暗区别而不断地变化这样，电子束快速轰击显象管，使千万个光点组成了图形，它们在1／30秒内为观众还原出黑白颜色的整个景物。 在整个电视节目广播中，发射器和接收机的扫描电子束可通过电子方式进行连锁、同步，所以一般情况下，图象能够正确还原所摄景物而不会产生失真或让人感到动作不自然。 联邦通讯委员会已经为黑白电视的扫描速度和其它操作规程制定了统一的标准，所以，在美国使用任何电视机都可接收到一定范围内任一电视台的广播节目。 为了防止各个电视台之间的相互干扰，联邦通讯委员会已经规定了许多频道，或者说是转播电视节目使用的无线电频谱中的“公路”。这种作法与其它类型的无线电广播节目的作法相同。电视频道因为必须负载大量信息（每秒要传播的图像及其细节数量），所以带宽定为6兆周。调幅广播只有1万周，调频节目也不过2万周。 发射机实际上是两个分离的装置，一个用来发射图象，另一个用来发射声音。前者采用调幅方式；后者则采用调频方式，它与无线电调频广播的操作方式非常相像。 如同无线电广播、电话等当代通讯形式一样，电视这一通讯形式也包括有如下步骤：记录某处我们可以感知的具体事物；将它转换成一系列以强度和持续时间表示原有信息的电脉冲，把这些信息输送到导线或大气层中，再在很远的地方将它们逮捉到；经过转换，使其还原成原始信息。 以电话为例，送话器中的膜片将声波转换成电信号，它们通过导线跨越街道或通往他国。收听电话的耳机则因机内的膜片将这些信号转换成声波。无线电广播只不过是以传声器来代替送话器，以电磁波来代替导线，而以扬声器来代替耳机。电视的过程虽然要复杂得多，但它的工作原理与电话和无线电相同，无非一个是处理声音而另一个是处理光。 电视摄象机使用镜头聚焦来自景物和被摄体的反射光，这与摄影机镜头的使用并无区别。不过它不是将这些光线聚焦在一条电影胶片上，而是将它们对准一个感光表面。这些光线到达感光表面之后，便可使它们的轰击点准确地按照到达该点的光量释放出相应的表面电荷。