一个基于速度调制的电视系统

编者按

20世纪30年代中期，许多研究组都在发展远距离传输可视图像的技术。《自然》的这篇文章介绍了当时的最新进展。大多数技术是通过使用阴极射线快速地扫描荧光屏来产生图像的。调制阴极射线的强度可以反映出图像的亮区和暗区。但是，相对于调制振幅而言，通过调制阴极射线的速度可以得到更加清晰的图像，当射线扫描速度较快时，扫过的区域会自然的较暗。这篇文章介绍了工程师们最近报道的这类系统的进展，同时也指出了在实验室测试中还可以用强度调制来增强图像的对比度。ft　　英文

目前，许多致力于开发实用电视系统的研究者们都在使用各种形式的阴极射线示波管，因为这种示波管中的电子束提供了一种很容易控制的方法来对将要传输的图片进行扫描。在接收端，阴极射线管根据原始图片的明暗区域相应地改变电子束的强度，以实现对接收图片的构建。然而，如果不考虑在荧光屏上聚焦点的发散作用，那么一般的阴极射线管能控制电子束的强度范围是很小的，要用这种方式，就必须使用特殊的电极系统才能获得良好的强度调制效果。作为这种方式的一个替代方案，可以保持阴极射线束的强度不变，而使其横向速度在扫过图片时发生变化：通过图片的暗区时，速度加快；通过明区时，速度变慢。于是，根据荧光屏上点的运动速度，接收端的阴极射线束的相应运动就会给出不同的照射强度，借助于视觉暂留现象，人们就能获得对于接收到的图片的明暗区域与对比度的真实现象。ft　　英文

这种速度调制或者变速的阴极射线电视的概念可以追溯到1911年，当时有一个名为罗辛的人在他的英国专利中提到过。之后这个理论概念就被人们遗忘了，直到1929年德国的图恩再次提起。这一理论的第一次实用化是在1931年由冯·阿登完成的，与此相关的参考文献发表在去年10月7日的《自然》上（第573页）。ft　　英文

在以一般科学和技术为目的的阴极射线示波管的发展过程中，科索尔有限公司的员工们认识到了上述电视系统的可行性，并且将之前在18个月中完成的大量深入的研究工作都写在了一篇名为《一个基于速度调制的电视系统》的文章里，这篇文章于2月7日由该公司的贝德福德和帕克尔在电气工程师学会无线电分会上进行了宣读。ft　　英文

根据上面概括的基本原理可以看出，对物体进行匀速扫描是不可能得到速度调制的图片的；在发射端的扫描也一定是速度变化型或是速度可调型的，因此一定也要通过阴极射线来实现。在发射端，阴极射线示波器充当了光源的角色，当使用普通低压型的示波器时，这种扫描光较弱的情况会使扫描图片的材料受到限制，只能使用电影胶片。然而，并不能认为这是此方式的缺点，因为目前正在发展的许多电视系统都把胶片当成一种媒介，过程是这样设计的：将实际物体的相片和通过发射端的相片投影之间的距离减小到几乎为零。ft　　英文

贝德福德和帕克尔描述的传输设置是将来自示波器的荧光屏的光通过胶片图像投影到光电管上。光电管放大器的输出通过一个屏栅阀和一个闸流管来控制一个电子时基电路，它为示波器的一对偏转片施加电位差。于是，从阴极射线管出来的射线以一条直线扫过图片，根据图片不同位置透光率的不同，扫过的速度也不一样。在每一条扫描线的末端，闸流管的放电产生一个“回扫”的动作使之回到原点，而且速度极快以至于肉眼难以观察到。在进行这个操作的同时，第二个屏栅阀和闸流管电路也对示波管的第二对偏转片施加一个时基的电位差。通过这种方式，扫描线就一条一条地覆盖了整幅图片。ft　　英文

从上面的描述中可以看出，在阴极射线管的荧光屏上产生了待传输图片的图像，而且这被认为是一个对监视很有用的特点。此外，为了在更远处的接收端的另一个阴极射线管的荧光屏上再现图像，我们只需要将施加在第一个射线管的两对偏转片上的电压传送到第二个射线管中就可以了。如果这两路电压通过不同的通道传输，那么接收的图片就会自动地与发射端的图片进行同步。ft　　英文

但是，文章的作者们在谈及上面的问题时，对这种设置进行了某种程度的修改，使所有的信息都通过一个信道进行传输。如果使用的图片频率为每秒25张，每幅图120或160条扫描线，那么传输信号需要的频带的数量级就为每秒240千周；并且他们发展出了一些专用的放大器以保证在这个范围内对信号进行均匀放大。接收图片的大小取决于施加在示波器电极上的偏转电压的大小，而且可以预见到，未来的设计和制造技术将会生产出具有9英寸屏幕的接收管。上述方法相对于强度调节的优点包括：对于给定的接收示波管而言，接收到的图片的亮度会提高，图片亮区的清晰度也会提高。ft　　英文

虽然到现在为止，在贝德福德和帕克尔的实验中仍只限于用金属线进行传输，但是可以预见到利用无线电传输所需的信号时不会出现其他特殊的困难，至少在波长为几米的超短波长的范围内，频带达到每秒240千周是可以实现的。在读这篇文章的时候，我们已经在整个系统的实验室测试中使用电影胶片得到了典型的图片。从实验中呈现出来的特征可以看出：当接收的图片要求较高的对比度时，强度调制要优于速度调制，而将这两者完美结合还需要进一步探讨。ft　　英文

（刘东亮　翻译；赵见高　审稿）