|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
TV. Lịch sử phát minh và sản xuất
Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta Truyền hình là một tập hợp các thiết bị để truyền hình ảnh và âm thanh chuyển động qua một khoảng cách. Trong cuộc sống hàng ngày nó còn được dùng để chỉ các tổ chức tham gia sản xuất và phân phối các chương trình truyền hình. Cùng với phát thanh, đây là phương tiện phổ biến thông tin rộng rãi nhất (chính trị, văn hóa, khoa học, giáo dục hoặc giáo dục), đồng thời là một trong những phương tiện truyền thông chính.
Truyền hình có lẽ là một trong những phát minh đáng chú ý nhất của thế kỷ 20 và cùng với ô tô, máy bay, máy tính và lò phản ứng hạt nhân, truyền hình xứng đáng có được những danh hiệu “vĩ đại nhất”, “quan trọng nhất”, “tuyệt vời” và “đáng kinh ngạc”. .” Giờ đây nó đã thâm nhập sâu vào mọi lĩnh vực tồn tại của chúng ta, gắn liền với cuộc sống của mỗi người đến mức nếu không có màn hình tivi thì không thể tưởng tượng được công nghệ hiện đại hay nền văn minh hiện đại. Giống như bất kỳ sự sáng tạo kỹ thuật phức tạp nào, truyền hình xuất hiện và phát triển thành một hệ thống hoàn hảo nhờ nỗ lực của rất nhiều nhà phát minh. Tất nhiên, trong một chương ngắn, thật khó để nói về tất cả những người, ở mức độ này hay mức độ khác, đã đóng góp bàn tay và khối óc của mình vào việc tạo ra thiết bị truyền hình. Vì vậy, chúng tôi sẽ chỉ tập trung vào những thời điểm quan trọng và có ý nghĩa nhất trong lịch sử xuất hiện của nó. Tiền thân của truyền hình nên được coi là máy điện báo sao chép của Alexander Behn, ông đã nhận được bằng sáng chế vào năm 1843. Cơ sở của các thiết bị gửi và nhận ở đây là các tấm kim loại sáp, được sắp xếp theo cách đặc biệt. Để làm chúng, Ben lấy dây cách điện, cắt thành từng đoạn dài 2 cm rồi nhét chặt vào khung hình chữ nhật, sao cho các đoạn dây song song với nhau và hai đầu nằm trên hai mặt phẳng. Sau đó, anh ta đổ đầy sáp làm kín chất lỏng vào khung, làm nguội và đánh bóng nó ở cả hai mặt cho đến khi thu được bề mặt điện môi mịn có chứa tạp chất kim loại.
Thiết bị của Ben phù hợp để truyền hình ảnh từ các khuôn sáo kim loại hoặc từ kiểu in kim loại. Nếu một phông chữ kim loại hoặc phông chữ in được ấn vào một mặt của tấm phẫu thuật kim loại của thiết bị truyền phát, thì một phần của dây sẽ được đóng điện với nhau và tiếp xúc với phần mạch kết nối với phông chữ. và tới nguồn hiện tại. Tiếp điểm này cũng được truyền đến các đầu của cùng một dây ở phía đối diện của tấm. Đồng thời, một tờ giấy ướt đã được ngâm tẩm trước với muối kali và natri, có khả năng thay đổi màu sắc dưới tác dụng của dòng điện, được áp vào một tấm tương tự của thiết bị tiếp nhận. Hoạt động của thiết bị bao gồm thực tế là đồng thời tại các trạm truyền và nhận, các con lắc có gắn lông tiếp xúc được chuyển động, trượt dọc theo bề mặt được đánh bóng của cả hai tấm (ở đầu truyền và nhận). Bây giờ chúng ta hãy xem điều gì đã xảy ra trên đường dây điện báo ở các vị trí khác nhau của bút liên lạc. Khi bút trượt trên phần sáp điện môi của tấm và trên các phần kim loại không tiếp xúc với các phần nhô ra của khuôn sáo hoặc kiểu chữ, thì mạch vẫn mở và không có dòng điện từ pin đi vào đường dây. Dùng bút tiếp xúc chạm vào đầu dây nối với phông chữ ngay lập tức mạch điện bị ngắt, dòng điện chạy dọc theo đường truyền đến bộ máy thu khiến một đoạn giấy bị phai màu. Sau khi hoàn thành dao động tiếp theo, các con lắc bị nam châm điện hút và dừng lại trong một thời gian ngắn. Trong thời gian này, các tấm phẫu thuật kim loại sử dụng cơ chế đồng hồ được hạ xuống một khoảng nhỏ nhưng bằng nhau để trong lần dao động tiếp theo của con lắc, bút tiếp xúc sẽ di chuyển dọc theo hai đầu của hàng dây tiếp theo. Như vậy, hình ảnh phù điêu được ép vào tấm của thiết bị phát, từng điểm, từng dòng, được chuyển đổi thành tín hiệu cơ bản đến điểm nhận thông qua đường dây liên lạc điện báo. Ở đây, nhờ tác dụng điện hóa của dòng điện, hình ảnh xuất hiện trên giấy tẩm ẩm ép vào tấm của bộ máy thu. Phát minh tài tình này đã chứa đựng ba tính năng thiết yếu của hệ thống truyền hình: 1) phân tách một bản gốc rắn thành các phần tử riêng lẻ (dấu chấm), được truyền từng phần tử theo một trình tự nghiêm ngặt; 2) quét hình ảnh theo từng dòng; 3) chuyển động đồng bộ của các thiết bị chuyển mạch tại trạm phát và trạm thu. Do tính phức tạp và giá thành cao, máy điện báo sao chép không được sử dụng trong thực tế, nhưng thiết kế của nó là thiết bị đầu tiên giải quyết được vấn đề truyền hình ảnh bằng điện trên khoảng cách xa. Một bộ máy Bekuel tương tự, được tạo ra vào năm 1848, có cấu trúc đơn giản hơn. Sử dụng loại sơn đặc biệt không dẫn điện, họ viết văn bản hoặc vẽ tranh trên lá kim loại. Sau đó, lá này được phủ một hình trụ quay bằng cơ chế đồng hồ. Một tiếp điểm trượt duy nhất di chuyển dọc theo hình trụ, được nối bằng dây với cùng một thanh trượt của thiết bị thu. Khi hình trụ quay ở trạm khởi hành, thanh trượt chạm vào cả bề mặt hở và bề mặt cách điện của lá kim loại. Tùy thuộc vào điều này, trong mạch có hoặc không có dòng điện mà giấy đã được xử lý hóa học đặt trên xi lanh trong máy thu sẽ phản ứng. Một kỷ nguyên mới trong lịch sử truyền hình bắt đầu với việc phát hiện ra hiệu ứng quang điện. Trước hết, hiệu ứng quang điện bên trong đã được sử dụng, bản chất của nó là một số chất bán dẫn khi được chiếu sáng sẽ thay đổi đáng kể điện trở của chúng. Smith người Anh là người đầu tiên ghi nhận khả năng thú vị này của chất bán dẫn. Năm 1873, ông báo cáo về các thí nghiệm của mình với selen tinh thể (được phát hiện vào năm 1817 bởi nhà hóa học người Thụy Điển Berzelius). Trong các thí nghiệm này, các dải selen được đặt trong các ống thủy tinh kín có đầu vào bằng bạch kim. Các ống được đặt trong hộp cách nhiệt có nắp đậy. Trong bóng tối, điện trở của dải selen khá cao và khá ổn định, nhưng ngay khi tháo nắp hộp ra, độ dẫn điện tăng lên 15-100%. Chỉ cần di chuyển bàn tay của bạn trên các ống sẽ tăng điện trở selen lên 15-20%. (Lời giải thích cho hiện tượng thú vị này được tìm ra muộn hơn rất nhiều, khi lý thuyết lượng tử về ánh sáng được tạo ra.
Như chúng ta đã biết, khả năng dẫn hay không dẫn dòng điện của một chất phụ thuộc vào việc chất đó có chứa các hạt tích điện tự do hay không. Ở trạng thái bình thường, không có hạt tích điện nào như vậy trong tinh thể selen. Nhưng khi được chiếu sáng, các photon ánh sáng sẽ đánh bật một số electron khỏi nguyên tử selen. Những electron này di chuyển tự do giữa các vị trí của mạng tinh thể của chất bán dẫn giống như các electron trong kim loại. Do đó, chất bán dẫn có được các đặc tính của dây dẫn và điện trở của nó giảm đáng kể.) Chẳng bao lâu, khám phá của Smith bắt đầu được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền hình. Người ta biết rằng mọi vật chỉ có thể nhìn thấy được nếu nó được chiếu sáng hoặc nếu nó là nguồn sáng. Các vùng sáng hoặc tối của một vật thể được quan sát hoặc hình ảnh của nó khác nhau ở cường độ ánh sáng khác nhau do chúng phản xạ hoặc phát ra. Truyền hình chính xác dựa trên thực tế là mỗi vật thể (nếu bạn không tính đến màu sắc của nó) có thể được coi là sự kết hợp của một số lượng lớn ít nhiều điểm sáng và điểm tối. Từ mỗi điểm này, một luồng ánh sáng có cường độ khác nhau đi đến người quan sát - từ điểm sáng thì mạnh hơn, từ điểm tối thì yếu hơn. Do đó, nếu có thể tạo ra một thiết bị mà tại trạm phát chuyển đổi tín hiệu ánh sáng của hình ảnh tới nó thành các xung điện tương ứng có cường độ khác nhau, và tại trạm thu lại chuyển đổi các xung này thành tín hiệu ánh sáng có cường độ khác nhau. , thì vấn đề truyền hình ảnh qua một khoảng cách nói chung sẽ được chấp nhận. Sau khi phát hiện ra hiệu ứng quang điện bên trong, người ta thấy rõ rằng tấm selen có thể đóng vai trò như một thiết bị biến đổi như vậy. Năm 1878, giáo sư vật lý người Bồ Đào Nha Adriano de Paiva đã phác thảo ý tưởng về một thiết bị mới truyền hình ảnh qua dây dẫn trên một tạp chí khoa học. Thiết bị truyền phát của De Paiva là một chiếc camera che khuất với một tấm selen lớn gắn trên bức tường phía sau. Các phần khác nhau của tấm này được cho là có điện trở thay đổi khác nhau tùy thuộc vào ánh sáng. Tuy nhiên, de Paiva thừa nhận ông không biết cách thực hiện hiệu ứng ngược lại - làm màn hình ở trạm tiếp nhận sáng lên. Năm 1880, Paiva xuất bản cuốn sách nhỏ Kính thiên văn điện, cuốn sách đầu tiên dành riêng cho truyền hình. Ở đây một sự phát triển hơn nữa của ý tưởng được trình bày hai năm trước đó đã được đưa ra. Vì vậy, hình ảnh truyền đi được chiếu quang học lên một tấm gồm nhiều nguyên tố selen. Dòng điện từ pin được cung cấp cho một tiếp điểm kim loại, tiếp điểm này nhanh chóng di chuyển qua tấm pin. Nếu một đoạn nào đó được chiếu sáng mạnh, điện trở của nó nhỏ và dòng điện từ nó trở nên mạnh hơn dòng điện lấy từ đoạn được chiếu sáng kém. Kết quả là các tín hiệu điện có cường độ khác nhau được truyền qua dây dẫn. Trong thiết bị thu, chuyển động của tiếp điểm này được lặp lại đồng bộ bởi một bóng đèn điện chuyển động phía sau tấm kính mờ, đèn này cháy sáng hoặc mờ tùy thuộc vào cường độ xung dòng điện (tức là vào độ sáng của từng đoạn của selen). đĩa). Theo de Paiva, nếu có thể thu được chuyển động đủ nhanh của điểm tiếp xúc và bóng đèn, thì người xem nhìn vào tấm kính mờ lẽ ra đã tạo ra hình ảnh trực quan của vật thể được chiếu. De Paiva không biết làm thế nào để đạt được điều này. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, đó là một ý tưởng rất thú vị. Năm 1881, luật sư người Pháp Constantin Senlec, trong tập tài liệu “Kính thiên văn”, đã mô tả một dự án thiết bị truyền hình bao gồm hai bảng - truyền và nhận - và cùng một số bóng đèn phóng điện bằng khí. Hình ảnh được chiếu lên một ma trận truyền gồm nhiều nguyên tố selen, do đó một lượng dòng điện nhất định được thu thập từ mỗi ô, tùy thuộc vào độ chiếu sáng của nó. Tại các trạm phát và trạm thu đều có các công tắc cơ được nối với nhau bằng dây điện, hoạt động hoàn toàn đồng bộ. Cổ góp truyền được kết nối tuần tự với tất cả các ô của ma trận ở tốc độ cao (như thể chạy xung quanh chúng từng dòng một) và truyền dòng điện từ mỗi ô đến cổ góp nhận. Kết quả là, các bóng đèn nhấp nháy trên bảng thu và mỗi bóng đèn cháy mạnh ít nhiều tùy thuộc vào cường độ dòng điện truyền qua. Senlek đã chế tạo một mô hình kính thiên văn hoạt động được nhưng không thể truyền tải bất cứ thứ gì ngoài một vài điểm sáng trên đó. Điểm yếu của tất cả các hệ thống truyền hình đời đầu vẫn là công tắc cơ học. Trên thực tế, để tạo ra hình ảnh của hình ảnh truyền đến anh ta trên võng mạc của mắt người quan sát, khoảng chục hình ảnh tức thời phải thay đổi trên màn hình của trạm thu trong một giây. Nghĩa là, quá trình quét hình ảnh (thời gian thu thập tín hiệu từ tất cả các ô của tấm selen truyền) lẽ ra phải mất khoảng 0 giây. Reaming sử dụng tiếp điểm chuyển động do Ben phát minh rõ ràng là không phù hợp cho mục đích này. Một số phương pháp đã được đề xuất để giải quyết khó khăn này. Cuối cùng, vào năm 1884, một sinh viên trẻ người Đức, Paul Nipkow, đã tìm ra một giải pháp cổ điển cho vấn đề quét hình ảnh được truyền đi. Bộ phận chính trong thiết bị của Nipkow là một chiếc đĩa chống ánh sáng có các lỗ nhỏ ở gần mép ngoài. Khoảng cách giữa các lỗ là như nhau, nhưng mỗi lỗ tiếp theo được dịch chuyển về phía tâm đĩa bằng đường kính của lỗ.
Việc truyền hình ảnh lẽ ra phải được thực hiện như sau. Ống kính chiếu hình ảnh thực tế thu nhỏ của vật thể lên đĩa. Một tấm selen được đặt ở phía bên kia của đĩa. Đĩa được điều khiển bởi một động cơ điện quay rất nhanh. Hơn nữa, tại mỗi thời điểm, ánh sáng chỉ đi vào phần tử qua một lỗ, di chuyển dọc theo một đường vòng cung. Đầu tiên, một lỗ phía trên đi qua giữa hình ảnh và tấm cảm quang, qua đó chỉ có cạnh trên của hình ảnh được chiếu tuần tự lên tế bào quang điện. Khi lỗ này vượt ra ngoài khung hình, một lỗ khác, nằm thấp hơn một chút, di chuyển từ mép kia của khung và chiếu dải tiếp theo (hoặc, như người ta bắt đầu nói sau này, “dòng”) của hình ảnh lên tế bào quang điện. Do đó, trong một vòng quay của đĩa, tất cả các vùng của hình ảnh lần lượt đi qua phía trước tế bào quang điện. (Quy trình này, được gọi là "quét xen kẽ", là một trong những quy trình trung tâm trong hệ thống truyền hình. Đĩa Nipkow là thiết bị đơn giản đầu tiên có thể thực hiện việc quét như vậy. Trong 50 năm tiếp theo, nó là một phần không thể thiếu của nhiều thiết bị truyền hình.) Tiếp theo, tín hiệu từ mỗi tế bào quang điện được truyền tuần tự qua dây dẫn đến trạm thu. Ở đây, dòng điện này được cung cấp cho đèn neon, theo đó, đèn này sẽ cháy sáng hơn hoặc yếu hơn, tùy thuộc vào cường độ dòng điện truyền qua. Giữa người quan sát và chiếc đèn được đặt một đĩa đục lỗ giống như ở trạm truyền, quay với nó một cách đồng bộ nghiêm ngặt. Tại mỗi thời điểm, người xem có thể quan sát các vạch sáng, độ sáng của các phần tử tỷ lệ thuận với độ sáng của các phần tử tương tự trên đĩa phát. Nhìn chung, thiết bị của Nipkov đã có tất cả các thành phần chính của cái gọi là tivi “cơ khí”. Những nhà phát minh đầu tiên của truyền hình đã hình dung ra việc gửi tín hiệu điện qua dây dẫn, nhưng khi đài phát thanh bắt đầu phát triển, người ta nảy ra ý tưởng rằng những tín hiệu này có thể được truyền bằng sóng điện từ. Ý tưởng này lần đầu tiên được đưa ra bởi cậu học sinh trung học người Ba Lan 15 tuổi Mieczyslaw Wolfke, người đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho thiết bị truyền hình không dây đầu tiên vào năm 1898. Thiết bị truyền của Wolfke cũng giống như của Nipkow, chỉ có tín hiệu từ tế bào quang điện được truyền đến đây đến cuộn sơ cấp của máy biến áp, cuộn thứ cấp được nối với máy rung Hertz phát ra sóng điện từ. Trong máy thu, dòng điện được cung cấp cho đèn neon và quá trình chiếu hình ảnh diễn ra giống như với Nipkow. Mặc dù vấn đề quét đã được giải quyết thành công nhưng cả Nipkov và những người theo ông đều không thành công trong việc truyền hình ảnh. Các tế bào quang điện đơn giản, chuyển đổi độ sáng của điểm truyền thành tín hiệu điện, tạo ra các xung dòng điện rất yếu, bị mất trong đường dây liên lạc kéo dài ít nhiều. Mặc dù các nhà phát minh cá nhân đã cố gắng chế tạo các thiết bị hoạt động và truyền các hình ảnh cơ bản với sự trợ giúp của họ, nhưng các phương tiện kỹ thuật mà họ sử dụng không cho phép họ thực hiện các thí nghiệm bên ngoài phòng thí nghiệm. Trở ngại chính cho sự phát triển hơn nữa của truyền hình là thiếu một yếu tố liên lạc thiết yếu - bộ khuếch đại tín hiệu. Chỉ sau khi phát minh ra ống chân không, trở ngại này mới được khắc phục. Sự phát triển của truyền hình cũng được tạo điều kiện thuận lợi nhờ những khám phá mới trong lĩnh vực hiệu ứng quang điện. Năm 1888, nhà vật lý người Nga Ulyanin đã phát hiện ra một hiện tượng thú vị: tại bề mặt tiếp xúc kim loại-selen, khi được chiếu sáng bởi nguồn sáng, một dòng điện bắt đầu được tạo ra. Ulyanin vội vàng sử dụng đặc tính này và chế tạo tế bào quang điện selen đầu tiên có màng vàng mỏng, tạo ra dòng điện yếu trong ánh sáng. (Hiệu ứng này hiện được sử dụng rộng rãi trong công nghệ, chẳng hạn như trong pin mặt trời.) Chúng ta hãy nhớ lại rằng trước đây người ta chỉ biết một biểu hiện duy nhất về đặc tính cảm quang của selen - sự thay đổi điện trở. Vì vậy, cần phải đưa một nguồn điện - pin ngoài - vào mạch tế bào quang điện selen. Bây giờ không cần thiết cho việc này. Hệ thống truyền hình thực tế đầu tiên chỉ được tạo ra vào thế kỷ 1923. Năm 1925, Charles Jenkins truyền một hình ảnh tĩnh qua đài phát thanh từ Washington đến Philadelphia và Boston, và vào năm 12,5, ông đã có thể truyền hình ảnh của các nhân vật chuyển động. Jenkins đã sử dụng đĩa Nipkow để quét và bộ khuếch đại ống chân không để khuếch đại tín hiệu video. Máy thu sử dụng một đèn neon mà người xem nhìn qua các lỗ của một đĩa Nipkow khác và thấy các chấm có độ sáng khác nhau, nằm theo đúng thứ tự như trên hình ảnh được truyền đi. Để làm điều này, đĩa nhận quay với tốc độ tương tự như đĩa truyền, tạo ra 12 vòng quay mỗi giây (nói cách khác, 5 khung hình được thay đổi trước mặt người xem trong một giây - tốc độ đủ để truyền chuyển động). Sau đó tốc độ được tăng lên 25 khung hình mỗi giây. Kết quả thành công cũng đã đạt được ở Anh. Năm 1928, người Scotland John Baird thành lập công ty cổ phần truyền hình đầu tiên ở châu Âu và bắt đầu phát sóng thử nghiệm thông qua một đài phát thanh ở London. Công ty của ông đã tiến hành sản xuất những chiếc tivi cơ học đầu tiên. Hình ảnh trong đó được mở rộng thành 30 dòng. Công chúng ban đầu rất hào hứng với phát minh mới. Người xem thậm chí còn tha thứ cho việc hình ảnh TV của họ thường tối, mờ và mờ. Tuy nhiên, theo năm tháng, sự nhiệt tình đã giảm dần. Hóa ra nói chung không thể có được hình ảnh đẹp, rõ ràng trên tivi cơ học. (Ước tính để làm được điều này, đĩa Nipkow phải quét 600 dòng với đường kính lỗ khoảng 0 mm. Trong trường hợp này, đường kính của đĩa sẽ đạt tới 1 m. Khi quay với tốc độ yêu cầu, nó sẽ chắc chắn sẽ vỡ ra dưới tác dụng của lực ly tâm.) Mặc dù trong nhiều trường hợp lớn, các thành phố (bao gồm Moscow và Leningrad) có studio truyền hình riêng và hàng chục nghìn người có tivi ở nhà, nhưng truyền hình cơ học không trở nên phổ biến và trong cuối cùng đã nhường chỗ cho truyền hình điện tử, điều mà bây giờ sẽ được thảo luận. Kỷ nguyên của truyền hình điện tử bắt đầu với việc phát minh ra ống tia âm cực. Nguyên mẫu của ống điện tử là đèn phóng khí, được phát minh vào năm 1856 bởi thợ thổi thủy tinh người Đức Geisler, người đã học cách nung chảy các điện cực bạch kim vào bình thủy tinh và tạo ra những ống chứa đầy khí đầu tiên. Hiện nay đèn phóng điện bằng khí phổ biến khắp nơi và cấu trúc của chúng cũng được nhiều người biết đến: hai điện cực được đặt ở hai bên của một ống thủy tinh chứa đầy một loại khí nào đó. Khi điện áp được đặt vào các điện cực này từ nguồn dòng điện mạnh, một điện trường sẽ được tạo ra giữa chúng. Trong trường này, các phân tử khí bị ion hóa (mất electron) và biến thành các hạt tích điện. Kết quả là, một sự phóng điện xảy ra qua ống, dưới tác động của nó, khí bắt đầu phát sáng rực rỡ. Hiện tượng này ngay lập tức khiến nhiều nhà khoa học quan tâm. Giáo sư Plücker ở Bonn là một trong số họ, người được Geisler đặc biệt chế tạo những ống kín với nhiều hỗn hợp khí khác nhau. Năm 1858, Plücker nhận thấy rằng khi có dòng điện chạy qua, tấm kính gần cực âm sẽ phát sáng một cách đặc biệt, không giống như phần còn lại của đèn. Sau khi nghiên cứu hiệu ứng này, Plücker đi đến kết luận rằng gần cực âm trong quá trình phóng điện sẽ phát sinh một loại bức xạ nào đó mà ông gọi là “cực âm”. Năm 1869, nhà vật lý người Đức Hittorf phát hiện ra rằng tia âm cực có thể bị lệch bởi từ trường. Năm 1879, nhà vật lý người Anh William Crookes đã tiến hành một nghiên cứu cơ bản về tia cathode và đi đến kết luận rằng một dòng hạt phát ra từ bề mặt cathode khi nó bị nung nóng. (Năm 1897, nhà vật lý người Anh Thomson đã chứng minh rằng tia âm cực là một dòng hạt tích điện - electron.) Để thực hiện các thí nghiệm của mình, Crookes đã tạo ra một ống đặc biệt, đây là ống tia âm cực đầu tiên trong lịch sử.
Nhân tiện, Crookes phát hiện ra rằng một số chất (chúng được gọi là phốt pho) bắt đầu phát sáng khi bị bắn phá bằng tia âm cực. Năm 1894, Lenard đã chứng minh rằng dòng điện cực âm càng mạnh thì photpho càng phát sáng mạnh. Năm 1895, Giáo sư Karl Brown tại Đại học Strasbourg, dựa trên ống Crookes, đã chế tạo ra một ống dao động âm cực âm (điện tử) được thiết kế để nghiên cứu các dòng điện khác nhau.
Trong ống của Brown, cực âm được bao phủ bởi một màng chắn - một màn hình có một lỗ nhỏ, do đó không phải một chùm tia rộng như trong thí nghiệm của Crookes được phát ra từ cực âm mà là một chùm tia hẹp. Một cuộn dây được đặt bên ngoài bình thủy tinh, nơi cung cấp dòng điện đang được thử nghiệm. Dòng điện này đi qua cuộn dây, tạo ra một từ trường xoay chiều xung quanh nó, làm lệch chùm tia âm cực trong mặt phẳng thẳng đứng. Màn hình là một tấm kính được phủ một lớp phốt pho ở phía cực âm. Chùm tia xuyên qua màng chắn và tạo ra một điểm sáng nhỏ trên màn hình. Dưới tác dụng của từ trường lệch, chùm tia bắt đầu dao động và vẽ một đường thẳng đứng trên màn hình, đánh dấu giá trị cực đại và cực tiểu của dòng điện đang nghiên cứu. Với sự trợ giúp của một chiếc gương, vạch sáng này được chiếu lên màn hình bên ngoài. Một thời gian sau, vào năm 1902, nhà khoa học người Nga Petrovsky đã cải tiến ống Brown, đề xuất sử dụng cuộn dây thứ hai để làm lệch chùm tia điện tử cũng trong mặt phẳng nằm ngang. Giờ đây, bằng cách đưa ra các tín hiệu thích hợp, có thể làm cho chùm tia chạy quanh toàn bộ màn hình. Năm 1903, nhà vật lý người Đức Wehnelt đã thực hiện một cải tiến khác - ông đưa một điện cực hình trụ tích điện âm vào ống. Bằng cách thay đổi cường độ điện tích trên điện cực này, người ta có thể tăng cường hoặc làm suy yếu dòng điện tử từ cực âm, làm cho điểm trên màn hình sáng hơn hoặc mờ hơn. Năm 1907, Leonid Mandelstam đề xuất sử dụng hai hệ thống tấm lệch, đặt một điện áp răng cưa vào đó, để điều khiển chùm tia trong ống Brown. Nhờ đó, chùm tia điện tử bắt đầu vẽ cái gọi là raster trên màn hình - các vạch phát sáng nằm chồng lên nhau từ mép trên của màn hình đến tận cùng phía dưới. Nó đã xảy ra như sau. Trong đường đi của chùm tia điện tử, hai tấm nằm thẳng đứng được đặt trong ống, như đã đề cập, một điện áp xoay chiều hình răng cưa được cung cấp bởi một máy phát đặc biệt. Khi điện áp này bằng 0, chùm electron chiếm một vị trí ban đầu nhất định trên màn hình. Sau đó, sau khi tấm dương bắt đầu tích điện ở một tốc độ nhất định, các electron bị lệch về phía nó và đầu chùm tia di chuyển ngang qua màn hình. Chuyển động này tiếp tục cho đến khi điện áp tấm dương đạt cực đại. Sau đó, điện áp giảm nhanh và chùm electron nhanh chóng trở lại vị trí ban đầu. Sau đó mọi thứ lại được lặp lại một lần nữa. Đồng thời, chùm tia dao động trong mặt phẳng thẳng đứng. Cặp tấm thứ hai được thiết kế để làm lệch theo chiều dọc. Dễ dàng nhận thấy rằng nếu tần số điện áp răng cưa đặt vào các tấm thẳng đứng lớn hơn 10 lần tần số đặt vào các tấm nằm ngang thì trong thời gian tương ứng với một khung hình, chùm tia có thể tạo thành 10 đường. Thay vì sử dụng điện trường xoay chiều, người ta có thể sử dụng từ trường xoay chiều được tạo ra bởi hai cuộn dây. Tất cả những khám phá và phát minh này đã đặt nền móng cơ bản cho truyền hình điện tử. Người đầu tiên đề xuất sử dụng ống tia âm cực để truyền truyền hình là nhà vật lý người Nga Boris Rosing. Năm 1907, ông nhận được bằng sáng chế cho phương pháp truyền hình ảnh bằng điện qua khoảng cách.
Để quét từng dòng hình ảnh, Rosing đã sử dụng hai trống gương, đó là những lăng kính nhiều mặt có gương phẳng. Mỗi gương hơi nghiêng so với trục của lăng kính và góc nghiêng tăng đều từ gương này sang gương khác. Khi trống quay, các tia sáng đến từ các thành phần khác nhau của hình ảnh truyền đi được phản xạ tuần tự bởi các cạnh gương và lần lượt (từng dòng) chạm vào tế bào quang điện. Dòng điện từ tế bào quang điện được truyền tới các bản tụ điện. Tùy thuộc vào lượng dòng điện cung cấp, nhiều hay ít electron truyền qua giữa chúng, điều này có thể thay đổi độ sáng chiếu sáng của các điểm tương ứng của màn huỳnh quang. (Điện trường bên trong tụ điện, khi điện áp tín hiệu thay đổi, sẽ làm lệch chùm tia theo phương thẳng đứng, dẫn đến số lượng electron đi vào màn hình qua lỗ trên màng ngăn thay đổi.)
Do đó, ống ngay lập tức thay thế hai bộ phận của hệ thống cơ học trước đây của thiết bị mở ra (ví dụ: đĩa Nipkow) và nguồn sáng (ví dụ: đèn đèn gas). Hai cuộn dây vuông góc với nhau điều khiển chuyển động của chùm tia theo cách nó vẽ một raster (nó bắt đầu di chuyển từ góc trên bên trái của màn hình và kết thúc ở góc bên phải, sau đó nhanh chóng quay trở lại cạnh trái, đi xuống một chút. và quét dòng thứ hai). Chuyển động của chùm tia và chuyển động quay của trống gương được đồng bộ hóa chặt chẽ với nhau, sao cho đường đi của mỗi mặt chiếu qua tế bào quang điện tương ứng với đường đi của một đường của chùm tia chiếu. Chùm tia mất khoảng 0 giây để đi qua toàn bộ màn hình. Nhờ đó, mẫu chùm tia được mắt cảm nhận như một hình ảnh rắn. Sau những thí nghiệm kéo dài và bền bỉ với thiết bị không hoàn hảo của mình, Rosing đã thu được hình ảnh đầu tiên - một cách tử được chiếu sáng rực rỡ - trên màn hình máy thu của mình. Hình ảnh này bao gồm bốn sọc. Khi một trong các lỗ lưới tản nhiệt được đóng lại, dải tương ứng trên màn hình sẽ biến mất. Chiếc tivi có thể truyền tải hình ảnh của các hình dạng hình học đơn giản cũng như chuyển động của bàn tay. Các báo cáo về phát minh của Rosing đã được đăng trên các tạp chí kỹ thuật ở Mỹ, Nhật Bản và Đức và có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển hơn nữa của truyền hình. Mặc dù Rosing nổi tiếng là người sáng lập ra truyền hình điện tử nhưng hệ thống truyền hình của ông vẫn chưa hoàn toàn là điện tử - việc chụp và truyền hình ảnh được thực hiện bằng một thiết bị cơ khí - trống gương. Trong hệ thống của anh ấy, chỉ có ống thu là điện tử, trong thiết kế của nó, bạn có thể thấy nhiều tính năng của TV đen trắng. Bước tiếp theo là tạo ra một ống truyền tia âm cực, hoạt động của ống này dựa trên hiệu ứng quang điện bên ngoài. Hiệu ứng quang điện bên ngoài được phát hiện vào năm 1887 bởi Heinrich Hertz và được nghiên cứu chuyên sâu vào năm sau bởi nhà vật lý người Nga Alexander Stoletov. Bản chất của hiện tượng này là dưới tác dụng của ánh sáng, các electron bị bật ra khỏi bề mặt tấm tích điện. Các electron bị loại ra tạo thành một đám mây bị hút vào điện cực dương, tạo thành dòng điện trong chân không hoặc khí loãng. Hoạt động của tế bào quang điện do nhà khoa học người Đức Dember tạo ra vào năm 1906, dựa trên nguyên tắc này. Cực âm và cực dương được đặt trong bình thủy tinh mà không khí đã được bơm ra ngoài. K - cực âm được phủ một chất cảm quang (tốt nhất là Caesium); A - cực dương, là một lưới kim loại và không cản trở sự truyền ánh sáng tới cực dương; C - nguồn sáng; E-pin. Ánh sáng chiếu vào cực âm của pin mặt trời sẽ giải phóng các electron từ nó, chúng lao tới cực dương tích điện dương. Việc giảm hoặc tăng độ chiếu sáng của photocathode tương ứng sẽ làm tăng hoặc giảm dòng điện trong mạch của nó. Năm 1911, kỹ sư người Anh Allen Swinton đã đề xuất một thiết kế cho một thiết bị truyền hình trong đó ống tia âm cực không chỉ được sử dụng làm máy thu mà còn làm máy phát. Ống truyền Swinton dựa trên ống Crookes, ở cực âm có điện áp âm 100000 volt được đặt vào cực dương. Một chùm electron hẹp đi qua một lỗ ở cực dương C và chạm vào màn hình I, tạo ra một raster trên đó bằng cách sử dụng cuộn dây lệch E. Màn hình bao gồm các khối rubidium kim loại thu nhỏ cách ly với nhau. Ở phía đối diện, qua lưới L và ngăn chứa hơi natri, một hình ảnh được chiếu lên màn hình I. Ánh sáng từ mỗi điểm của nó chiếu vào một khối rubidium riêng biệt của màn hình, khối này hoạt động như một tế bào quang điện độc lập và đánh bật các electron khỏi bề mặt của nó. Theo quy luật của hiệu ứng quang điện bên ngoài, tác dụng của ánh sáng càng mạnh thì số lượng electron này càng lớn.
Miễn là không có điện áp đặt vào khối lập phương thì các electron bị loại ra sẽ ở gần màn hình. Nhưng khi chùm tia điện tử lần lượt chạy xung quanh tất cả các khối, chạm vào một trong số chúng, nó sẽ nhận được điện tích âm. Sau đó, các electron, bị ánh sáng đánh bật khỏi bề mặt khối lập phương, lao vào lưới L, do đó, tại mỗi thời điểm có một điện tích tương ứng với một điểm nào đó trên màn hình. Điện tích này được loại bỏ khỏi lưới điện và sau đó được truyền dưới dạng tín hiệu video đến ống thu, thiết kế của ống này dựa trên các nguyên tắc tương tự như của Rosing. Chùm tia điện tử của ống thu được đồng bộ hóa với chùm tia của ống truyền và cường độ của nó tại mỗi điểm phụ thuộc trực tiếp vào cường độ tín hiệu video được gửi. Swinton không tạo ra một hệ thống truyền hình có thể hoạt động thực tế, nhưng trong dự án của ông, chúng ta đã thấy những yếu tố cơ bản mà sau này được đưa vào thiết kế của tất cả các thế hệ ống truyền tiếp theo: một bức tranh khảm hai mặt của nhiều tế bào quang riêng lẻ với hiệu ứng quang điện bên ngoài, một bộ thu ở dạng lưới L và cuộn dây lệch E. Bước tiếp theo hướng tới sự phát triển của truyền hình chỉ được thực hiện vào những năm 20. Năm 1923, Vladimir Zworykin (trong những năm sinh viên, Zworykin là một trong những sinh viên của Rosing và đã tích cực giúp ông tạo ra chiếc tivi đầu tiên; năm 1917, ông di cư sang Hoa Kỳ, nơi ông làm việc cho đến khi qua đời) đã được cấp bằng sáng chế cho một hệ thống truyền hình điện tử hoàn toàn với khả năng truyền và phát sóng. tiếp nhận thiết bị điện tử, ống tia.
Trong ống truyền, Zvorykin sử dụng mục tiêu hai mặt ba lớp. Ống bao gồm một tấm tín hiệu 4 - một màng nhôm mỏng (trong suốt với các electron), được phủ một mặt bằng chất điện môi oxit nhôm 3, trên đó phủ một lớp cảm quang 2, có hiệu ứng quang điện bên ngoài. Lưới điện 1 được lắp đặt bên cạnh lớp này, điện áp dương (so với lưới điện) được đặt vào màng nhôm. Hình ảnh được chiếu lên lớp này thông qua lưới 1. Ở phía bên kia của màng nhôm, chùm tia điện tử 5 từ đèn chiếu điện tử 6 đã tạo ra một raster. Tín hiệu được lấy từ tải RN trong mạch lưới. Khảm của ống truyền chứa nhiều tế bào quang điện riêng lẻ. Ống này cũng không trở thành một mô hình hoạt động được, nhưng vào năm 1929 Zvorykin đã phát triển một ống tia âm cực thu chân không cao, mà ông gọi là kinescope, sau này được sử dụng trong những chiếc tivi đầu tiên. Vì vậy, ống tia âm cực thu đã được tạo ra vào đầu những năm 30. Với các ống truyền, tình hình phức tạp hơn. Tất cả các ống điện tử được các nhà phát minh đề xuất vào cuối những năm 20 đều có một nhược điểm đáng kể - chúng có độ nhạy sáng rất thấp. Tín hiệu video lấy từ chúng yếu đến mức không chỉ có thể cung cấp hình ảnh tốt mà còn không thể cung cấp bất kỳ hình ảnh ưng ý nào. Độ nhạy sáng thấp được giải thích một cách chính xác là do việc sử dụng thông lượng ánh sáng không hiệu quả. Thật vậy, giả sử rằng tấm khảm cảm quang được chia thành 10 nghìn ô và chùm tia điện tử truyền xung quanh tất cả chúng trong 0 s. Điều này có nghĩa là khi hình ảnh được truyền đi được phóng ra, ánh sáng tác động lên từng tế bào quang điện riêng lẻ chỉ trong 1/1 giây. Nếu có thể sử dụng năng lượng của luồng ánh sáng đã bị mất đi một cách vô ích trong 100000/99999 giây còn lại thì độ nhạy của hệ thống truyền hình sẽ phải tăng lên đáng kể. Một trong những người đầu tiên cố gắng giải quyết vấn đề này là kỹ sư nổi tiếng người Mỹ Charles Jenkins. Năm 1928, ông đề xuất một thiết bị lưu trữ điện tích trong ống truyền hình. Bản chất ý tưởng của Jenkins là một tụ điện C được nối với mỗi tế bào quang điện của bảng cảm quang. Ánh sáng chiếu vào tế bào quang điện và tạo ra dòng điện tích điện cho tụ điện trong toàn bộ thời gian truyền khung hình. Sau đó, bằng cách sử dụng một công tắc, các tụ điện lần lượt được phóng qua RN tải, từ đó tín hiệu được lấy, tức là Jenkins dự định sử dụng dòng phóng điện làm tín hiệu video. Ý tưởng của Jenkins rất hiệu quả nhưng nó cần được phát triển thêm. Trước hết, chúng tôi phải suy nghĩ xem đặt hàng chục, thậm chí hàng trăm nghìn tụ điện nhỏ ở đâu và như thế nào (rốt cuộc mỗi ô màn hình phải có một tụ điện riêng), sau đó cần phải tạo ra một công tắc có thể xả tất cả những thứ này với tốc độ và sự đồng bộ hóa cần thiết. Không có thiết bị cơ khí nào có thể đương đầu với nhiệm vụ này. Vì vậy, vai trò của công tắc bắt đầu được giao cho cùng một chùm electron. Trong 1933 năm tiếp theo, một số phương án về ống truyền sử dụng nguyên lý lưu trữ điện tích đã được đề xuất ở các quốc gia khác nhau, nhưng tất cả các dự án này đều không được thực hiện. Vladimir Zvorykin đã may mắn vượt qua thành công vô số trở ngại. Năm XNUMX, tại một cuộc họp của Hiệp hội Kỹ sư Vô tuyến ở Chicago, ông tuyên bố rằng nỗ lực kéo dài XNUMX năm của ông nhằm tạo ra một ống truyền hình hoạt động được đã hoàn toàn thành công. Zworykin bắt đầu công việc này trong phòng thí nghiệm của công ty Westinghouse và hoàn thành nó tại Radio Corporation of America, nơi ông có sẵn một phòng thí nghiệm được trang bị tốt và một nhóm lớn kỹ sư giàu kinh nghiệm. Sau nhiều thí nghiệm, Zvorykin, với sự giúp đỡ của nhà hóa học Izig, đã tìm ra một cách rất đơn giản để chế tạo một tấm bia khảm cảm quang bằng tụ điện lưu trữ. Nó đã xảy ra như sau. Họ lấy một tấm mica có kích thước 10 x 10 cm và phủ một lớp bạc mỏng lên một trong các mặt của nó. Sau đó, chiếc đĩa được đặt vào lò nướng. Khi đun nóng, một lớp bạc mỏng có khả năng cuộn tròn thành hạt. Như vậy, hàng triệu hạt phân lập với nhau đã được hình thành trên tấm mica. Sau đó xêzi được phủ lên lớp bạc, giống như selen, lớp này làm tăng độ nhạy với ánh sáng. Ở phía đối diện, tấm mica được phủ một lớp kim loại liên tục. Lớp này dường như đóng vai trò như một tấm tụ điện thứ hai so với các hạt bạc có lớp Caesium cảm quang. Kết quả là mỗi tế bào quang điện thu nhỏ cũng đóng vai trò như một tụ điện thu nhỏ. Zworykin đã đặt tên cho loại ống này là kính hiển vi biểu tượng.
Kính hiển vi biểu tượng hoạt động như sau. Quả bóng hình cầu bằng thủy tinh được trang bị một phần mở rộng hình trụ hình điếu xì gà, trong đó đặt một đèn chiếu điện tử. Quả bóng chứa một mục tiêu được lắp đặt xiên vào trục của quá trình. Mục tiêu này, như đã đề cập, bao gồm một tấm mica, một mặt được áp dụng lớp tín hiệu kim loại và mặt khác là một tấm khảm nhạy sáng bao gồm nhiều tế bào quang điện cách ly với nhau (5). Một phần bề mặt của ống bi thủy tinh được làm phẳng, song song với mục tiêu. Một hình ảnh được chiếu qua nó lên bức tranh khảm, sao cho trục của thấu kính vuông góc với mặt phẳng của mục tiêu (điều này giúp loại bỏ mọi biến dạng). Bên cạnh bức tranh khảm, một lưới (1) được đặt phía trước lớp cảm quang, trên đó một điện tích dương so với cực dương (3) được đặt vào (cực dương được nối đất và một điện thế âm lớn được tạo ra ở cực âm nhiệt (4). Một chùm tia điện tử (2) đi qua lưới và tạo ra một raster trên bức tranh khảm. Tín hiệu được lấy từ tấm tín hiệu (6) và đưa vào điện trở RN, sau đó đến ống khuếch đại (7). Một chùm tia điện tử chạy qua tấm quang khảm, phóng điện tuần tự tất cả các phần của nó. Kết quả là các xung điện (tín hiệu video) được hình thành, tỷ lệ thuận với độ chiếu sáng của các khu vực khảm. Những xung này được khuếch đại và gửi đến một máy phát vô tuyến. Sau đó, kính hiển vi biểu tượng đã được cải thiện đáng kể. Quả bóng được thay thế bằng một hình trụ có phần mở rộng cho đèn chiếu sáng điện tử. Thay vì lưới làm méo tín hiệu, họ bắt đầu sử dụng bộ thu (8) dưới dạng vòng kim loại. Các quang điện tử phát ra từ bức tranh khảm được thu thập trên bề mặt bên trong của hình trụ. Mục tiêu bao gồm một khảm các tế bào quang điện - một lớp cảm quang (2), tấm điện môi mica (3) và màng kim loại làm tấm tín hiệu (4). Máy soi biểu tượng đã trở thành mắt xích cuối cùng trong chuỗi phát minh dẫn đến việc tạo ra truyền hình điện tử. Nhưng do cuộc suy thoái bao trùm nước Mỹ lúc bấy giờ, một mạng lưới truyền hình đã được thành lập ở đây chỉ vài năm sau đó. Trong khi đó, vào năm 1934, một nhóm kỹ sư Liên Xô do Boris Krusser đứng đầu cũng đã chế tạo ra kính hiển vi biểu tượng. Ở Anh, việc phát sóng truyền hình trên thiết bị do Marconi và EMI phát triển bắt đầu vào năm 1936. Cùng năm đó, NBC bắt đầu phát sóng truyền hình thường xuyên ở New York. Ở Đức và Liên Xô, việc phát sóng truyền hình bắt đầu vào năm 1938.
Vào tháng 1936 năm 1939, phòng thí nghiệm RCA đã trình diễn chiếc tivi đầu tiên có thể sử dụng thực tế. Vào tháng 5 năm 5, RCA giới thiệu chiếc tivi đầu tiên được bán rộng rãi. Nó đã được trưng bày tại Hội chợ Thế giới New York. Chiếc TV này được sản xuất với bốn phiên bản - ba phiên bản console và một phiên bản để bàn, có màn hình XNUMX inch và được gọi là RCA TT-XNUMX. Tất cả các mô hình đều được đặt trong tủ gỗ óc chó thủ công. Tác giả: Ryzhov K.V.
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Đầu đọc chống ẩm và chống bụi PocketBook 640 ▪ SSD bên ngoài lên đến 2TB Samsung T5 ▪ Xe điện bình dân của Trung Quốc ▪ Một cách mới để trình bày và nắm vững chương trình giảng dạy ▪ Nokia 106 với thời lượng pin kỷ lục
▪ phần của trang web Lưu ý cho sinh viên. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Đại Điểm Đạo. biểu hiện phổ biến ▪ bài báo Đang trực trong nhà trọ của cơ sở giáo dục. Mô tả công việc
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này