Coolelectrics.ru

Для превращения света в электрический сигнал техника предоставила в наше распоряжение особый прибор. Этот прибор, называемый   фотоэлементом,   обладает тем свойством, что если включить его в замкнутую электрическую цепь и затем освещать, то под действием света в цепи появляется электрический ток и тем больший, чем больше света падает на фотоэлемент.

 

Воспользуемся фотоэлементом как «световым микрофоном» и будем искать способы одновременной раздельной передачи большого числа разных сигналов. При этом нам придется ознакомиться с рядом специальных устройств, рассмотреть много новых схем и использовать средства и приемы, неизвестные в технике радиопередачи звука. Чтобы сделать все это понятным, будем решать задачу постепенно. Вам придется терпеливо и внимательно следить за работой ряда «устройств», которые нам по ходу рассказа окажется необходимым применить, и не смущаться тем, что большинство из них, с точки зрения практического осуществления, могут показаться невыполнимыми.

 

Возьмем два простейших «изображения»: одно – чисто черное и другое – чисто белое. Пусть это будет два листа бумаги, черный и белый. Осветим их и направим отраженный от них свет на фотоэлемент (фиг. 2). От черного места отразится мало света и в цепи фотоэлемента мы получим совсем маленький ток. От белого места света отразится значительно больше и в цепи пройдет большой ток.

 

Поступим теперь с этим током так же, как поступают при передаче звука с током, полученным от микрофона, т. е. превратим его в соответствующей величины электрическое напряжение, промоделируем им передатчик, подадим полученную энергию в антенну, которая излучит ее в пространство, и примем ее на приемник. Предположим, что в приемнике имеется специальный «световой динамик». Пусть для начала это будет простая электрическая лампочка, освещающая какой-то экран. От маленького сигнала, соответствующего току от черного листа, лам-почка накалится слабо и освещаемый ею экран будет казаться темным. От большого сигнала, вызванного светлым листом, лампочка загорится ярко и экран будет казаться светлым (фиг. 3). Если считать наши одноцветные листы бумаги «изображением», то такое изображение мы передали довольно просто.
Разделим нашу «картинку» на две части и сделаем одну из них черной, а другую белой.

 Ток в цепи фотоэлемента, вызванный светом, отраженным от такой картинки, будет больше, чем от чисто черной, и меньше, чем от чисто белой картинок. Если обе половинки одинаковы по величине, то полученный ток будет равен половине суммы токов, вызванных предыдущими одноцветными «картинками».

Получив этот ток от приемника, наш «световой динамик» окажется не в состоянии разделить его на два разных тока: на ток от темной части и на ток от светлой части, и расположить полученный от них свет по своим местам, а решит задачу просто — осветит экран каким-то средним, промежуточным, светом и принятое «изображение» окажется непохожим на переданное.

Возьмем два фотоэлемента и направим на один из них свет, отраженный только от светлой части, и на другой—свет, отраженный только от темной части (фиг. 4). В приемнике поставим два «световых динамика», две лампочки. Будем питать каждую лампочку только своим током и пусть каждая освещает только свою часть экрана. При такой системе передачи принятая «картинка» будет такой же, как и передаваемая.

Но тут сразу же возникает другая задача: если будет только один передатчик и один приемник, то токи (вернее, полученные от них сигналы) от темной и светлой частей «по дороге» смешаются и их снова нельзя будет разделить. Следовательно, нужно иметь два отдельных передатчика и два приемника Разделим картинку на три части: две темных и одну светлую. Вы уже подсказываете, что нужно три пере-датчика и три приемника. А если разделить на четыре части, на пять, на шесть частей?

Вы, конечно, знакомы с техникой кинематографии и знаете, что там движущееся изображение получается путем быстрой смены фотографий, на которых заснято последовательное положение перемещающихся предметов. Если заменять эти фотографии одна другой медленно, то движение на экране будет скачкообразным. При быстрой же смене этих последовательно снятых изображений глаз не успевает отличать одно от другого, накладывает их одно на другое и видит плавное движение. Здесь используется свойство глаза сохранять увиденное несколько дольше, чем он его непосредственно видит Для получения плавного движения нужно менять отдельные фотоснимки не реже, чем 10—20 раз в секунду.

Не сможем ли мы здесь что-нибудь позаимствовать?

Возьмем опять двухполосную «картинку» и будем освещать ее не всю сразу, а каждую полосу поочередно Чтобы не получилось одновременной засветки обеих полос, на лампы наденем непроницаемые экраны с прорезью. Кроме того, для упрощения работы системы будем направлять на фотоэлемент не отраженный свет, а свет, пропущенный картинкой при освещении ее с противоположной стороны. Результат будет тот же самый: темная часть пропустит мало света, светлая — много. Перед фотоэлементами поставим фотообъектив. При поочередном освещении обеих полос оба фотоэлемента могут работать на один передатчик, так как большой и малый токи будут проходить в разное время. В приемнике же при малом токе будем включать одну лампу и при большом— другую. Если переключение производить достаточно быстро, то благодаря указанному выше свойству глаза мы перестанем различать, что обе половинки экрана светятся порознь, и увидим как бы одновременное свечение всего экрана, одна половина которого будет светлой и другая темной (фиг. 5). При трех полосах поставим» переключатель на три положения и будем последовательно зажигать три лампы и т. д. Очевидно, что при таком способе можно обойтись одним передатчиком и даже одним фотоэлементом.

Вы уже заметили, что для правильной передачи «изображения» необходимо зажигать лампочки в приемнике точно в том же порядке и на столько же времени, как и в передатчике. Такая работа называется в технике «синхронной работой». Говорят, что переключатели должны быть взаимно синхронизированы:
Чем больше полос в передаваемом изображении, тем чаще нужно переключать лампочки. Но сколько же нужно иметь лампочек, если полос будет очень много, и каким способом можно эти лампочки так быстро и точно переключать?
Посмотрим, нельзя ли что-нибудь упростить.