从传真到电视

在苏联像莫斯科和许多有名的城市里，大家的文化生活提高了，装上一部电视接收机，坐在家里可以接收当地或其他城市的电视节目，有声有色的就像在戏院里一样，只要开关一扳，一台歌舞剧就搬到眼前（图1），除了文娱节目以外，还有各种科学教育节目，人们坐在家里不出门，就可以参加某地的讲演会或是某著名教授的讲座。

电视技术是一门比较有趣妁无线电技术，它是在播音和传真技术的基础上发展出来的。电视广播，包括同时播送形像和声音，所以电视技术必须包括声音广播的全部技术，同时必须用相当快的速度播送影像，就像有声电影一样，所以传真（即传送固定影像）又是电视技术的初步。因此要了解电视技术的主要问题，最好还是从传真谈起。

最早的传真方法，和今天所用的，基本原理是一样的。它包括两个可以旋转的金属滚筒，它们的转速相同，各放在一对电报线的一端，并通过这对电报线相互连接起来，其中一根电报线在两端各接一钢针，这钢针是用细的琴弦钢丝做成的，针端轻轻的接触在滚筒上，同时沿着滚筒轴的方向移动（图2），滚筒旋转着，钢针就在滚筒上划线，因钢针移动，所以划出的线很有次序的，一条挨着一条（图3）。这种程序，在传真电报里，就叫做“扫描”。被传送的形像可用某种绝缘物溶液（如树胶液）绘在锡箔纸上，再卷里在发送滚筒上，当钢针在滚筒上扫描时，遇到这种绝缘物质，回路不通，没有电流，钢针离开绝缘物时，回路接通，就有电流收报滚筒上，卷里了一张特制的化学纸，这种化学纸，有电流通过的地方，就变颜色，如果上述的两个滚筒转速相同，收发两端的钢针又都是从图片的边上开始扫描的，那么，一端发送，另一端接收，就自动在化学纸上绘出原来发送的形象来。

这种方法，表现形像不够细致，自从俄国的物理学家司笃莱多夫发现了光电管以后，传真电报技术，方才有了新的进展，在发送方面，用一个很细的光束，代替钢针扫描，将所要传送的像片或图表卷在滚筒上，光束射在像片上，它的反光，投到一个光电管（图4），由于像片黑白深浅不同，所以反光也有强弱，光电管的电流大小，随着反光强弱而产生同样的变化，这种电流的变化，经过放大后，可以用无线电发报机送到对方。在收讯方面，用无线电收讯机，收到这讯号后，变成强度同样变化的光束，扫描卷在收报滚筒上的感光软片，便留下一定的形像，再经过显影和定影的手续，就可以复印像片了。

传真技术上困难问题之一，就是要求收发报滚筒的转速“同步”，它们的转速要绝对相同，如果稍有差别，收到的像片就会失真，除了“同步”以外，还要“同相”。“同相”也就是上面所说的，收发两端的光束要同时从像片的边上，开始扫描，否则所收到的像片，就要分成两截，像的最上部会落在像的最下部的下边。有一种交流“同步电动机”在一定交流电源的频率下，只有一个绝对不变的转速，可是现在中国靠用这种电动机来带动两端的转筒，还不能解决问题，因为我国各城市的电力系统还没有总的控制和相互连系。好比甲地的电源频率是每秒50周，乙地的电源频率可能就是50.1周，相差虽只有每秒\(\frac{1}{10}\)周，但两地所用交流同步电动机的转速就会有差别，它们所带动的转筒不可能“同步”。如果传送国际新闻照片或对海上船舶播送气象地图（这是将来传真的重要用途之一），靠电源系统的统一控制来维持同步，总还是不可能做到。为了解决同步问题，现在的办法是用温度保持不变，振荡频率稳定精确的音又为标准，得到频率精确的音周电压输出，充两端同步电动机的电源。

今天所用传真方法，虽比早期有显著进步，但距离电视所用的方法传递速度上那就还差得远。传真要约一分钟传一张像片；可是电视的形像应当和电影里的形像相似，我们晓得电影的底片每秒钟放送约24张，人物的动作方显得自然而连续，因此电视播送的形像，通常每秒钟变换30次，它们的传送速度要比传真约大1800倍。

电视表现实物比传真表现像片的精细程度也大得多，传真收到的像片仔细分析起来，可以发现它是许多明暗不同的光点所组成，好像小报纸上的图画一样。可是好铜板制成的像，每寸有100个点子，即每平方寸有10000个点子。电视把每一个镜头里实物的影像，比好铜版分得更细，像苏联所用625条线的扫描标准，每个影像相当于分成约50万个“光点”。为了保持动作的自然，如果电视每秒钟传送30个镜头里摄来的连续影像，这样每秒钟传送的“光点”数就是约1500万个。每两个相邻“光点”，便有可能产生交流电一周，所以代表活动物体的电流每秒最多约有7.5兆周。电视能够把实物的影像分得这么细传送得又这么快，主要是靠“电子扫描”，而不是用钢针和光线扫描（图5）。电子扫描的结果将影像的明暗程度变为电流的大小。关于电子注扫描的详细说明属于介绍电视摄影管的范围，这里不多谈了。

电视扫描的速度既是这样高，接收方面，每秒钟内每个“光点”位置感光的时间按上面的例子不过1500万之一秒，除非光度特别强，整个面积的照明度就不会大。要表现动态物体恰到好处，是相当困难的。发送方面光变为电的灵敏度问题也很重要。早期播送电视节目需要极强的光线，表演人员不能忍受。自从有了新式的阴极射线成形管和电子扫描摄影管后，这些收发方面困难的问题都解决了，已经可以在室外摄取活动景象来播送，接收起来毫不模糊。

除此以外，无线传真信号所占频带宽度和无线电话相差不大。而电视信号要占约宽7兆周的频带，必须用超短波来传播，因此电视技术又不得不包括超短波方面的许多特殊问题。所以说电视技术是一门比较有趣的无线电技术。(沈德权)