电视的基本原理及其在航空事业上的应用

张欲敏

电视，对于居住在北京、上海等地的人来说已经不是陌生的东西了。不是吗？我们曾经从电视接收机的萤光幕上看到过天安门广场上游行队伍雄壮的场面，足球场上健儿们精彩的表演；欣赏过舞剧演员们优美的舞姿和艺术家们动人的歌唱。的确，它将成为人们文化生活不可缺少的一种独特的艺术形式了。作为广播电视来说，确实是电视技术应用的一个重要方面。但是，电视的应用范围比这更广泛的多。

我们知道，用于工业上的电视，可以监护锅炉的安全和观察炉内燃料燃烧的情况。用于森林业中的电视，可以帮助护林人发觉和测定森林发生火灾的地点和情况。在研究放射性元素和有毒的化学反应情况时，如果采用了电视，则完全可以避免对于科研工作人员身体健康的危害。

电视，不仅在民用事业中找到它的用途，而在军用上更显示了它的重要性。从空中侦察到海底探险；从警戒边防到跟踪导弹；从情报传递到炮火控制；它都作为一种重要的工具而出现。

上面所涉及到的也仅仅是电视应用的一小部分。随着实践与经验的积累，它的应用范围还将日益扩大。本文只对电视在航空方面的应用加以简略的介绍。同时为了读者方便起见，我们也对电视的基本工作原理加以叙述。

1.电视的基本原理

电视的应用既然如此广泛。那么，它到底是怎么一回事呢？简单的说，电视就是把活动的图像及其伴音通过电波传送到远的地方去。这样，我们坐在家里便可以看到剧场里正在上演的节目；指挥员坐在指挥部里便可以看到飞机或侦察兵侦察来的情况。电视中伴音传递部分对于广播电视来说当然是非常必要的。但是对于军用电视来说则不一定那么必需。而且伴音部分的传递与一般无线电声音广播没有多大区别。故不在这里叙述。下面只对图像的传递的过程作简略的介绍。

我们看某一件东西要用眼睛。眼睛之所以感到物体的存在，是由于光对人的眼睛引起不同程度的刺激而辨别物体的形象。但人的眼睛的视力是有一定限度的。它无法看到视界范围以外的物体。电视的功能便是把视界范围之外的物体的影像传递到视界范围之内。因为这一传递过程是用电波。故我们把这种传递图像的设备称为电视。

由此，电视的功能是把光的图像转变为电的信号。然后，把这电的信号传递到需要看到这一图像的地方去(如侦察兵把侦察所得的图像传递到指挥部……)。但是电信号是看不见的。故必需再把电信号转变成光的图像。所以，图像传递的总过程是，由光到电、由电到光。由光到电是由发送设备来完成，而由电到光是由接收设备来实现。由于在转换及传递过程中能量的损失是相当大的。所以，无论在发送设备或接收设备中都必须有放大电信号设备，以补偿各方面的能量的损失。放大设备的原理与一般声音广播中完全相同。

把光的图像转变成电的信号是用一种叫做摄像管(图1)的电子器械来完成。在摄像管中有一块嵌镶板，在它上面涂有光敏物质。这种物质在光的照射下，能够发射出电子。而且发射出电子的数量是与光的强度成正比的。所以，当我们把物体的图像经过光学设备聚焦到嵌镶板上时，则在嵌镶板上由于各点所受的光的强度不同——相应于景像各点明暗程度的不同，转化成为电的图像。摄像管内的电子束扫描到信号板，即可以把电的图像拾取下来构成电视信号。

图1摄像管

1.消影脉冲2.灯丝3.阴极4.控制极5.电子枪的阳极6.行扫描与幅扫描的线圈7.行频锯齿电流8.幅频锯齿电流9.第二阳极10.物镜11.光电嵌镶板12.云母板13.金属信号板14.电子束

但是，一幅图像我们没有办法把它同时传送出去。必须一点一点的传送。否则，在接收点即无法使图像再现。

任何一幅图像，我们都可以认为是由许多像点拼凑而成的。(所谓像点即组成这幅图像的基本单元)同样，任何一幅图像我们也可以把它分成许多像点。分割的像点数目愈多图像也就愈清晰。关于这一点可以在显微镜下观看图片得到证明。

既然这样，那么我们可以把投影到嵌镶板上的图像分割成无数像点。这些像点是按一定次序排列的。把像点的光强变成相应的电信号、并按一定顺序传递出去。接收设备再把接收到的电信号还原成相应的光强的像点。并把它们按照原来的顺序排列拼凑成原来的图像。

把图像按照一定的顺序传送，是依靠摄像管中的电子束(图2)。

图2电子束的扫描

前面谈到当把景像投射到嵌镶板上时，便形成了电子像。电子像的拾取是依靠电于束。当电子束打到那一点时，那一点的信号才能传递出来。所以，如果我们使电子束按照一定规律移动，例如：自左至右、从上往下。当扫完第一行后再回来扫第二行。这样一直扫到最末一行。此后再回来重复以前的过程。利用这种扫描的方法我们可以把一幅图像按照一定的规律，顺序地传递出去。

由此可知，电子束要同时有两个方向的移动。即在水平方向移动的同时要有垂直方向的移动。水平移动称为行扫描。垂直移动称为幅扫描。而且这两种扫描之间要保持严格地关系——即在一次幅扫描中有一定次数的行扫描。这由专门的扫描发生器来完成。

从传递方式上可以看出一幅图像不是同时传送出去的。但在接收地点我们却希望同时看到这幅图像，看来这是矛盾的。不过，幸而眼睛的惰性自然地给我们解决了这个矛盾。

人的眼睛能把所看到的东西保持一段短暂的时间约1/30秒左右。如果在这段短暂的时间内把图像上的像点以一定顺序发送出去，而在接收机的萤光幕上各个像点又以同样的排列次序出现。那么，我们首先看到的像点在脑子里尚未消失，其余像点又依次出现，结果我们所看到的就如同这些像点同时出现一样。应该指出这种传送图像的方法非常复杂。各个像点都有它一定的位置。播送时不能错乱。否则，收到的图像就将与原图像不符。

把收到的电信号变成光图像的工作由另一种称为显影管(图3)的电子器械来完成。显影管的幕面上涂有萤光物质。这种萤光物质受到电子轰击时就能发光。而发光强度是与轰击萤光屏的电子数目成正比。显然，如果用接收到的电信号去控制显影管中轰击萤光屏的电子的数目，则在萤光屏上将出现与原来发射图像相同的图像，如果摄像管与显影管的行、幅扫描能保持严格同步的话。而这种同步关系的保持是用专门的、称为同步脉冲的信号来完成。

图3显影管的电迹

1.电视信号2.灯丝3.阴极4.控制极5.第一阳极6.聚焦线圈7.行频锯齿形电流8.幅频锯齿形电流9.电子束10.屏幕11.第二阳极

但是，当传送活动的图像时怎么办呢？根据我们所熟知的电影的原理，如果每秒钟放映25张拍成的连续活动影像的胶片，那么，我们在银幕上所看到的演员的动作便会感到连续而自然，不会感到有跳动的现象。同样，电视也以每秒25幅的速度来进行播送，就会得到同样的效果。