苏联的现代传真技术(续完)

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图形的传递

我们已经对传真所用的主要东西——光电管及辉光灯有了认识。

现在来研究一下传送图形的步骤。

如果在光电管的面前,放上一张被强光电灯所照亮着的白纸,这样,纸上所反射的光线落到光电管上,并在其电路中产生一定强度的电流。若将白纸换为一张黑的,由黑纸反射到光电管上的光量,要小很多倍,光电管电路中所产生的电流也相应的减少了很多。

如果我们把放在光电管前面的一张黑纸再换成一张灰色的,那末,反射到光电管上光线的亮度,和相应的光电管电路中的电流,要比前一个实验的小,然而比后一个的大。

总起来说,我们可以做出这样的结论:光电管是用来把所有各种黑白程度的颜色变成相应大小的电流信号的。传真电报所传送的相片,图样,书信及圆画实际上是由白的,黑的及灰色的线条,短划和点子所组成的。当然,如果在光电管的面前放上一张相片,并把它照得很亮,那末在这种情况下所产生的电流是中等强度的。因为同时反射到光电管上的光束,有从相片上黑的部分,灰的部分,和白的部分来的。因此,人们就采取这样的办法,使得在每一个一定的时间内,从相片上很小的一部分所反射的光线达到光电管。这时,光电管电路中所发生的电流,其强度就和该部分所反射光线的平均亮度相应。

目前所有用电的方法来传送图形,都是根据这种把图形分析成为非常多的小面积的原理所完成的。

在传真机中,将需传送的图形分析为“单元面积”,是用下列方法完成的(第7图)。

图1
图1 🔍原图 (601×409)

将需要传送的图片(相片,图画),卷在一小圆筒(滚筒)上面,用一个弹簧夹把它夹牢。用一个电动机将滚筒带动旋转。在一个架子上,装着光电管,及由透镜及棱镜所组成的光学设备,这个架子沿着滚筒轴的平行方向逐渐移动。这样,图片就能被光电管从头至尾“看”过一遍。

滚筒旋转的速度以及装有光电管及光学设备的架子移动的速度,是这样设计的:使得滚筒旋转一周,投向图片的光束即移动一个单元面积宽度的距离。

这样,当滚筒旋转时,在图片上描绘出来的是一条很细的螺旋线,其粗细等于单元面积的宽度。

这时,光电管逐条仔细“观察”全部图形的方法,就好像这图形是描绘在一系列很细的条子上似的。很明显的,分布在所传送的图形上的单元愈多,所收得的图形愈逼真。就好像报纸和杂志上所印的图版一样,这些图版上所印刷的像片,在印刷以前被分裂成很多的单元——点,这在我们仔细观察时,是能看到的。一般,杂志上所印出的图片总要好一些,这是因为组成它的单元小一些的原故。

在苏联,传真电报机械所分成单元的大小是不同的,要看它所传递的图形的性质而定。

传送手写的和打字机打的文件、图画和相片,单元面积的宽度为0.2或0.33公厘。这样,当单元面积的宽度为0.2公厘时,一平方公寸(100平方公分)的图形,将要由二十五万个单元面积组成。而当单元面积的宽度为0.33公厘时,每一平方公寸有九万个单元面积。

传递相片、用细线条所绘制的画面及图样,和手写的纤细的文件所用的单元面积的直径是0.2公厘的。

当传送打字机打成的文件,用较粗线条绘制的图画和图样,所分割的单元的直径为0.33公厘。

照亮图形的光源,是用一个小的电灯泡,其程式为“KП4×10”。灯丝长为2.5公厘,这个灯丝是绕成许多圈做成的,因此灯丝在点亮时成为一个点的形状。

此外,灯丝还与玻璃泡的泡壁靠近,这样就能最大限度的利用它所放射的光束。在灯泡的前面装有一个小孔——光阀。这是不可少的,是用来从全部光线中分出一细条光束。

在光阀之后,光线通过一个断光器(我们前面所说的旋转圆盘)。断光器是一个圆盘,在它的圆周上等距离的排列着一些小孔。并用一个小的电动机来带动它旋转。

此后,光线经过光学系统,在图片的表面上集成一个焦点。照在图片上的光点的直径,等于单元面积的宽度。

离滚筒表面不远处,有一个或两个光电管,装在可以移动的架子上。图片所反射的光即射到光电管中。

如我们曾经说过的,光照在不同色调的图片单元上,其所反射的光束也将不同。射到光电管的阴极上,在它的电路中所产生的光电流的大小也不同。

图形的接收

光电流是一些各种不同强度的脉冲电流。为了要在接收站把图形重现出来,这些脉冲电流就必须变为相应亮度的光的脉冲。我们已经知道这是藉辉光灯所完成的。

在第7图中也表示了接收站的简图。

在暗室红灯下,用弹簧将感光纸卷在收片滚筒上。然后把滚筒装在—个特制的不透光的匣子中,把它插入接收机的暗箱中。暗箱做成这样的形状,使滚筒装在里面能够自由旋转。暗箱上有一个孔,装有接物镜,把辉光灯所发出的光集成一个焦点,照在感光纸上。

因为从发片机发出经过线路的脉冲电流过小,不足以使辉光灯起辉,所以,在它到达辉光灯以前,要加以放大。

收片机的滚筒,和发片机的一样,是用一只电动机来带动着旋转。光学设备,辉光灯,光电管,光源和接物镜等就沿着滚筒移动。

发片时,光电管逐条“观察”过全部画面,在收片方面,和发片设备一样,辉光灯顺序地照亮了卷在滚筒上的感光纸的全部表面。

光学设备把辉光灯的光在感光纸上集成一个这样的焦点,使得辉光灯每一个闪光,照亮一个单元面积大小的表面。

辉光灯按着发片机所送出的脉冲电流的强度而变化,因此感光纸上的单元面积就被照得一会儿亮一会儿暗。

等到光点——辉光灯的光迹——照过了全部感光纸的表面,图形已收下了,但在这时候是看不见的。在图形收完了以后,将滚筒连不透光的匣子一块儿拿到暗室去。在暗室红灯下,将感光纸从滚筒上取下,再进行一般的照相化学的处理,即:显影,定影,水洗和干燥等过程。

同步和同相

当然,我们在接收站所收到的相片,只有当它上面每一个图片单元与所发送的图片单元相应时:位置相同,色调相同,才和所发送的图片完全相似。例如,如果发送的图片的左上角是一些黑色的单元组成的,而右边是一遍白的,那末,在接收的图片上,单元的分布和颜色也应该一样。

这种情况只有在具备了下列两个条件时,才能达到。首先,就是收片滚筒与发片滚筒的速度应该严格的相册,这叫做“同步”。如果不能满足这个条件,那末收片机上所装的感光纸上的各单元面积将是自流的分布,而不和所发送的图片上的单元面积相一致,所做得的图片是失真的为了保证收片滚筒与发片滚筒旋转的速度相等,我们采用了各种不同的方法。现代传真机中最常用的是自控同步的方法。用这种同步的方法,是在收片机和发片机中都采用了一种音叉振荡器。这种振荡器的输出电流,经放大后供给一电动机,以使滚筒旋转。音叉振荡器的特点,是它能够非常严格的维持受它所控制的电路中电流的频率。这种振荡器所起的作用,就和摆子在时钟机械中所起的作用一样。

如果收片站和发片站的音叉振荡器调整得一样,那末它们对电动机的作用也一样,因此收片滚筒和发片滚筒能以相同的速度旋转。

在传送静止图像时,同步的精确度不得低于0.001%,即滚筒的转数相互间的差别不应大于上述的百分数。

传真机工作正确的第二个条件就是收发像片,两端要同时开始和结束,这叫做“同相”。

同相的完成,是由发片机在发送图片前,先发出一单独的“开始信号”,这个信号叫做“相位脉冲”。

相位脉冲是这样发出的:在开始发照片以前,将发片机的光学设备和光电管,在一些时间内保持不移动,而将滚筒旋转。当滚筒旋转时,照在相片白边上的光点,有时要落在夹住照片的弹簧夹上,弹簧夹是黑的。在接收方面,相位脉冲使一个为相位盘所遮断的小氖气灯发光。这个相位盘以收片滚筒同样的速度旋转,因此也和发片滚筒转得一样快慢。在相位盘上有一个指示示器。当光点经过发片滚筒弹簧夹的一瞬间,收片机的氖气灯正好在对着指示器的时候熄灭。如果氖气灯在别的地方熄灭,会自动地逐渐改变滚筒的,也就是相位盘的开始的位置,直到从指示器看不到氖气灯的闪光为止。

这样,就能保证所收的图像的各单元面积和所发图片的各单元面积,既在时间上又在分布上互相符合。

传真在有线和无线上的传送

无线电——伟大的俄罗斯科学家A.C.波波夫的发明,是世界上伟大发明之一。根据它的原量,才产生了传真的技术。

无线电是整个国民经济:工业,运输业,农业及其它等事业中技术进步的重要因素。无线电同样也使传真的实现有了可能。

藉无线电传递传真图片在某些方面和藉有线传送不同。

藉有线电把图片传送到很远的地方,可以用架空明线,同样也可以用电缆。近代的技术可以容许每一对架空线同时传递几十路电话、电报和传真电报,而用电缆传递的由路更多得多。

为了在一条线路上能够同时通电诘,电报和传真电报,这些通信形式的每一路所用的电流的频率是互不相同的。

使得传真信号能从电报和电话的信号中“挑选”出来,在线路的终端装有叫做“滤波器”的一种特殊设备。

滤波器起着和收音机的接收回路同样的作用。收音机的接收回路使得收音机能从极多的发射信号中仅仅选出并接收一个信号。滤波器和收音机的接收回路一样,是用线圈和电容器的配合,并且有只让某一定的频带通过的特性。这一定的频带通过它时,损耗很小,而滤波器对其它的频率,正相反,所表现的阻抗很大,实际上它们是通不过的。幸亏有了滤波器,在一条线路上同时进行几种通信的工作方法,才能不致互相干扰。基本滤波器的线路图,如图8、9和10。

图2
图2 🔍原图 (687×299)
图3
图3 🔍原图 (662×280)
图4
图4 🔍原图 (666×274)

用作传真的频率,是从2000到4000周的。因为长途有线线路有时很长,线上的电压降很大。信号到达接收机时会小到简直收不到。为了使这种情况不致发生,我们在架空明线上每隔100-300公里,在电缆中每隔40—50公里装置一特殊的中间站增音机,将来到的微弱信号,放大到原来的大小。

图11所示的是一长途有线传真通信线路的简图。

图5
图5 🔍原图 (1273×459)

如从图中所看到的,光电管电路中所产生的电流,加到第一个放大器上,在这个放大器之后,光电流通过一些线路滤波器和放大器,籍跑线传送到接收站。光电流所产生的电压在各中间站被放大。中间站的多少要看通信线路的长度而定。在很长的有线线路上,所装的放大器在20个以上。在线路中的中间站也装有滤波器。光电流通过滤波器到达接收站,经放大后接到辉光灯上,它的光度随着进来的信号的强度而变。辉光灯所发出的光投射到滚筒上,在滚筒上装有感光纸,所传送的图形就在这纸上重新表现出来。

当藉有线电传递图形时,如我们前面看到的,是利用光电管的功能将图片各单元所反射的光转变为相应强度的电流脉冲。

当用无线电传递图形时,如果将那些电流脉冲直接由空中发送,是不可能获得良好的效果的。问题是在大气中差不多不断的有天电发生。这就造成了所谓的天电干扰。所有的无线电爱好者都很熟悉这种干扰的存在:大气中放电所产生的电磁波,到达收音机上,就成为妨碍收听信号的沙沙声及辟拍声。

天电干扰对所收图片质量的影响,更为有害得多。

为了在无线电上传递图片得有良好的效果,就采用了一种将光电脉冲的幅度变化改变为频率变化的方法。

这种方法的实质,有如下列所述:

在发送图片时,把频率固定而幅度变化的信号,改变为频率变化而幅度不变的信号。在接收时所进行的步骤正相反,即把所收到的频率变化而幅度不变的信号改变为幅度变化的信号,和原来所发的一样。

在这种情况下,有用的信号电力,可以比干扰的电力大千、百倍。使用这种方法,差不多也同样的可以完全避免汽车、飞机和其它发动机等的点火系统所产生的干扰。否则,送些干扰也往往使接收失真的。

传真电报所产生的信号,经一种特殊的机械——调频器处理,它把幅度变化的电流信号改变成为频率按这幅度变动的信号。调频器发出的信号,经遥控线送到无线电发射机的调制器,然后向空中发射出去。

接收是用无线电收信机来进行的。收信机送出的信号,经遥控线送到传真机上,在这儿通过滤波器,然后到达“鉴频器”,它把幅度不变的信号改变成为幅度变化的信号,就和一般记录图形的方法中所用的一样。

滚筒上所能装的最大的传真电报的面积为6平方公寸。也能够传送最大面积的3/4、1/2、1/3、1/4、1/6及1/8大小的传真电报。

苏联的党和政府,非常关心国家所有的国民经济部门中近代技术的应用和普遍发展的。

按苏联政府的决议,传真电报在苏联已广泛的应用。根据这个决议,苏联的工程师们发明了并制造了各种程式和不同构造的传真机械。并且在很多城市间开通了有线和无线的传真电报通信电路。

在苏联通信人员、科学专家和设计者面前的任务,是高度的改善传真电报,并把这种形式的通信更普遍的应用到日常生活中去。

社会主义经济制度的优越性,使得苏联有可能来充分利用这种新颖的、保证迅速的而且非常准确的把图形传递到远地方去的通信形式。(海风 译)