坐在家里看小电影——黑白电视广播是怎样进行的?(续)

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电视广播台内有那些设备

一座电视广播台的建筑物里分成许多间,但其中供技术用途的最主要房间只有三种——演播室、控制室和发射机室(如图1)。

图1
图1 🔍原图 (1693×1078)

一间演播室内通常放着三、四架摄像机和三、四只话筒。摄像机摄下表演者的形象,把形象信号转变成电信号、话筒收受演员所发出的声波,并且把它也转变成电信号。

图像信号和声音信号离开演播室后就送进控制室(参看图2)。在控制室内,从话筒来的声音信号经过话筒放大器放大然后加到混合网络上。混合网络可以使这三路信号中的任一路进入节目放大器,也能将这三路信号混合起来再送出去。

图2
图2 🔍原图 (1464×2001)

从摄像机来的图像信号要经过中间放大器、视频信号转换器和线路放大器的作用后才能输送出去。

声音和图像信号离开控制室后,分别进入发射机室内的图像信号发射机和伴音信号发射机里。两部发射机的输出信号通过分波器而到达天线,再以电磁波的形式辐射到空间中去。

电视广播的发送过程简短地说来就是这样的。另外,由于工作上的需要,控制室内设有监视和监听装置。

电视广播台内的这些设备究竟包括哪些部件,又是怎样在工作的呢?下面将按着次序分别介绍。

摄像机

摄像机是电视“看”景物的眼睛,在电视台里,几架摄像机分布在距演员不同距离不同高度的地方,从各个角度,用各种镜头来摄取图像,通过视频信号转换器的作用,使这些摄取的图像能交替地播送出去。

摄像机主要由摄像管、镜头盘、偏转线圈、前置放大器(预放器)、电子寻像器和三脚支架组成。镜头盘起的作用同人眼中的瞳孔和水晶体的相仿,镜头前面的光圈能旋大旋小,适应不同的入射光强。根据所摄对像的远近,镜头盘上能换用各种焦距的镜头(如图4)。

图3
图3 🔍原图 (840×792)

光线透过镜头盘在摄像管内激起电信号,“提取”电信号的时候需要一股扫描电子束,它靠着偏转线圈所产生的磁场才得以逐行地作横向运动。电子沿着垂直于磁力线的方向穿越磁场,就被迫改变运动方向。(如图3甲)偏转线圈里通过的是一种锯齿形电流(如图3乙)。在t\(_{0}\)至t1这段时间内,电流增加,产生某一方向的磁场。由于电流的变化是均匀的,所生的磁场因而是均匀的。电子受了均匀磁场力的作用后便沿着力的方向作等速运动。在t\(_{1}\)到t2一段时间内,电流反了向,均匀地减少,因而电子运动也反了个方向,但运动的性质还是等速的。

图4
图4 🔍原图 (1203×900)
图5
图5 🔍原图 (774×536)

偏转线圈分为两组,垂直放置的一组产生水平方向的磁场,这个磁场的变化频率是每秒31250周。所以电子束也就每秒来回运动31250次。另外一组水平放置的线圈,它所产生的磁场促使电子束在垂直方向内运动。这一线圈内通的也是近于锯齿形的电流,不过变化频率是每秒50周。

扫描电子束既然同时受着水平和垂直方向的两股力,它的行动方向就向下倾斜,每走完一行便稍微移下一些(如图3丙),垂直偏转场反了个向,电子束的运动方向改为朝上倾斜,从B回到C。电子束走完A—B—C的行程为“扫描了一场”。电子束回到C点时,垂直向偏转场再度反向,又处在正程之内,于是电子束重复像AB段内的那种行程,这以后垂直向偏转场又变到逆程状态,电子束重复BC段的行程而回到A。这样,电子束又扫描完一场。垂直和水平向偏转场周而复始地变化,扫描作用就这样连续进行,一秒钟内扫描完50场(上期图4是为了说明扫描原理而画的,不曾计入场逆程)。

水平偏转场是由所谓“行同步脉冲”来控制的。行同步脉冲每隔64微秒冲击一次,在行扫描信号产生器里激起频率是15625周的锯齿形电流,使水平偏转线圈产生磁场。垂直偏转场则是由场同步脉冲控制的。这一脉冲使场扫描信号产生器发出频率是50周的锯齿形电流,垂直偏转线圈就受励磁而产生偏转场。

上面说过,电子束是来回着运动的。但是它在逆程运动中重复掠过已经扫过的像素,这对摄像管说将妨碍正常的信号“提取”作用;对显像管说,将在展面上造成混乱。因此,摄像管和显像管的控制栅上都加了所谓“消隐脉冲”和“场消隐脉冲”,它们的频率分别等于行和场同步脉冲的频率,使在行和场的逆程时间内电子枪上没有电子束发出,也就是让扫描作用停止。为了减少逆程内的浪费,行和场的逆程应该尽量缩短,使电子束在很短时间内走完回程。

我们花了很多时间谈扫描作用,现在让我们来看一下它的产物——电信号。摄像管产生的图像信号很微弱,在进入控制室之前还得先通过十来公尺甚至几十公尺长的传输电缆,为了抗拒途中的干扰,因而要用预放器先将这一电信号放大几十倍,再送出去。预放器需要做得小巧玲珑,又有很强放大能力,所以需选用特种的小型电子管。

摄影师靠电子寻像器,观察所选取的镜头和图像质量以调整机件。电子寻像器实际就是一部小的电视接收机,它能从预放器取得电信号,然后使电信号在一只显像管的屏上还原成图像。

摄像机安在三脚支架上。这架子能够推着前进,拉着后退,上面还有转向和俯仰装置。

摄像机拖着一根24芯的电缆,和电视台各个部分联结,这可以看作是电视“视神经”的头一段。此外,还有同步脉冲输送线、通话线、信号灯线和电源线。通话线和信号灯线是供导演用来指挥摄影师的,它们和同步脉冲输送线都是控制“电视眼”的“神经纤维”。电源线则是输送“养料”给“电视眼”的“血管”。

控制室内的设备

图6
图6 🔍原图 (498×616)

控制室内所装设备中,最主要的是同步机(如图6)。它是指挥电视系统活动的神经中枢。一座中型电视广播台内共计约有两千只电子管,分布在一百多个机盒里。大部分机盒都需要加以操纵,才能彼此密切配合,正常运行。同步机发出五种形式的同步脉冲,分送到台内各个部分,还通过空间送到接收机里去。根据各个部分的不同情况,有的同步脉冲直接从同步机输出,有的经过同步脉冲分配放大器再分送出去。

同步机所担负的任务很繁重,所以它里面所装的电子管数量比其它机盒内的都多。同步机装设了两部,以便一部出了故障后另一部能立刻代替工作。同步脉冲转换器就是用来更换同步机的。

现在让我们沿着图像信号的路径,看看放大通路的各个环节(参阅图2)。每部摄像机都联到一部中间放大器,这是图像信号所经过的第一道关口。中间放大器除了将图像信号放大以及混入消隐脉冲外,当然还有其它一些功用。整个电视广播系统的传像能力是不够强的,而且还会产生很多畸变和缺陷,中间放大器能够部分地弥补这些缺点。

从中间放大器出来的图像信号加到视频信号转换器上。那里面有机械的倒换装置——继电器,按动装在控制台上的按钮和扳键,可以任意选择一路电信号输出给线路放大器和图像信号发射机,这时接收机屏面就出现这一路摄像机所摄下的形像。当然也可以使两路电信号混合起来送到线路放大器,使其中一路由弱转强、另一路从强变弱地过渡,这时显像屏面上便出现两幅图面的缓慢替换,同电影里的“渐隐渐现”一般。很多电影上的特技镜头,在大型电视广播台内已经能用处理电信号的方法来获得。

线路放大器里还需混入一种同步脉冲。混合后的电信号将通过几十米以至几百米长的电缆通到发射机室。

指挥整个演播进程的人是导演,协助他指挥摄像的称图像调度员。他们除了隔着演播室和导演室之间的玻璃窗观察实况之外,还得当场了解送出去的图像信号有没有缺陷。此外,电视台的台长和工程师、配音人员、解说真、以及等候在休息窒内的演员等都需要看到电台的播送情况,所以线路放大器要分一路输出信号给视频信号分配放大器,再由后者分送图像信号给很多架监视器。监视器其实就是没有高频部分的电视接收机。

每部中间放大器都有一个调节员经常在照看。每个调节员坐在调节员控制台旁,他们面前都装有监视器和示波器各一架,根据图像调度员的指示、监视器屏面上的图像、和示波器屏面上的电信号波形,不断地调整,以保持中间放大器工作正常。

为了导演能很方使地指挥摄影和播音人员,以及图像调度员、调节员和摄影师助手间联系,伴音系统的伴音调度员、和播音员、话筒管理员、录音机管理员等间便于联络,台内装了一套通话和信号系统。他们面前的台面上装的许多扳键和信号灯就是供他们调度用的。

发射机和天线

从控制室送出的图像信号和伴音信号,经过两条传输电缆分别到达并列在一起的图像信号发射机和伴音信号发射机。

图7
图7 🔍原图 (623×531)

图像发射机虽是采用调幅制的,但它跟通常语声广播里所用的调幅发射机有着不少区别。通频带是50周到6.5兆周。为了使图像信号所占据的波道不致于太宽,因此不像语声广播那样地发射双边带,而将其中之一去掉大部分。这一方法称为“残留边带传输法”。

伴音发射机使采用调频方式,这可以使它的抗干扰能力增强,传音质量改善。

两部发射机是共用一付天线的。为了避免互干扰,发射机室里有一具分波器,它能阻止图像信号进入伴音发射机,配音信号进入图像发射机。分波器将叠在一起的两种电信号送到天线,再变成电磁波辐射出去。天线装在对地绝缘的自立式铁塔上。由于超短波是直线传播的,传不到地平线以下的地区里去,为了扩大服务区,天线铁塔应该架得尽可能地高。莫斯科电视广播台新近架设的天线铁塔高达500米。

天线电波从天线辐射出来以后,电视广播台的任务便完成。在电视台内演播的节目在整个电视广播节目中所占的比重并不大,在中、小型台里尤其是这样,往往大部分时间都用来放送影片,转播公共集会、运动比赛和剧场演出的实况,以及转播大型电视中心台的节目,差不多每个电视台都备有电视电影放送设备和摄取户外节目用的电视车。(吴贤纶)