CC BY
171
Сопоставление истории двух изобретений: радиоглаза С.И.Катаева и иконоскопа В.К.Зворыкина
Ключевые слова: иконоскоп, магнитная фокусировка, передающая телевизионная трубка, радиоглаз, электростатическая фокусировка.
Родиотаз и иконоскоп открыли новую эру в развитии телевидения. Применение радиотаза и иконоскопа в качестве передающей телевизионной трубки позволило получать изображение движущихся объектов более высокой четкости. Это привело к тому, что на смену механическому телевидению пришло электронное. Проведен сравнительный анализ радиоглаза и иконоскопа. В результате автор пришел к выводу, что это было два параллельных — два разных изобретения. В связи с этим теряет актуальность вопрос о том, кто первый изобрел передающую телевизионную трубку. Вопрос состоит не в двух авторах одного изобретения, а о принципиально разных изобретениях. Поэтому вопрос о приоритете отпадает. Истина в том, что это были два пути в изобретении передающей телевизионной трубки.
Более интересным в истории создания радиоглаза и иконоскопа является вопрос о том, чьи идеи, реализованные в изобретениях, нашли дальнейшее применение и послужи-ли основанием для развития электронного телевидения. Основополагающие идеи Семена Исидоровича Катаева открыли новую эру в развитии телевидения, дав возможность обществу иметь средство массовой информации, о котором многие поколения людей могли лишь мечтать.
Аладин В.М.,
научный сотрудник МТУСИ, aladin 1966@mail.ru
Семен Исидорович Катаев является основоположником электронного телевидения. Он первым в мире предложил реальную конструкцию передающей телевизионной трубки с накоплением зарядов и коммутацией многоячейковой панели фотоэлементов.
24 сентября 1931 г. С.И. Катаев подал авторскую заявку на "устройство для передачи движущихся изображений". В данной заявке был описан принцип работы и приведена схема передающей телевизионной трубки с накоплением зарядов и мозаичной мишенью. Авторское свидетельство № 29865 было опубликовано 30 апреля 1933 г. [3]. В передающей трубке (радиоглаз), предложенной С.И.Катаевым, впервые в мире использовалось явление эмиссии вторичных электронов.
Заявка Катаева на изобретение передающей трубки на 51 день опередила аналогичную заявку Зворыкина.
13 ноября 1931 г. В.К.Зворыкин подал заявку на "метод и аппарат для производства изображений объектов", где он заявил, что "изобретение заключается в усовершенствовании методов и аппарата для получения изображений объектов и явлений, которые невидимы для человеческого глаза" [2]. В дальнейшем данное устройство В.К.Зворыкин применил как передающую телевизионную трубку с накоплением электрических зарядов на мозаичном фотокатоде, которая была названа иконоскопом и 26 ноября 1935 г. ему выдали патент США № 2 021 907. И все же Владимир Кузьмич Зворыкин был вторым.
Несмотря на внешнее сходство, патенты имеют принципиальные отличия.
Это было два параллельных — два разных изобретения. В связи с этим теряет актуальность вопрос о том, кто первый изобрел передающую телевизионную трубку. Вопрос состоит не в двух авторах одного изобретения, а о принципиально разных изобретениях. Поэтому вопрос о приоритете отпадает. Истина в том, что это были два пути в изобретении передающей телевизионной трубки. Если срав-
нить иконоскоп и радиоглаз, то техническая компоновка (структура) устройства и их внешний вид различны.
В 1923 г. проф. БЛ. Розинг в своей работе "Электрическая телескопия" отмечал необходимость устранения из электрических телескопов всяких инертных материальных механизмов и замены их безынерционными в обыденном смысле этого слова электрическими устройствами. "Катодный пучок, — писал Б.Л. Розинг, — есть именно то идеальное безынертное перо, которому самой природой уготовано место в аппарате получения в электрическом телескопе. Оно обладает тем ценнейшим свойством, что его можно непосредственно двигать с какою угодно скоростью при помощи тоже нематериального электрического или магнитного поля, могущего быть притом возбужденным со скоростью света с другой станции, находящейся на каком угодно расстоянии".
После появления предложения Б.Л. Розинга попытки использования электронно-лучевых трубок в телевидении стали предприниматься в различных странах. Особенно много работ в период с 1925 по 1932 гг. было опубликовано в Германии. Однако, немцы с упорством, достойным лучшего применения, добивались в ту пору получения телевизионных трубок с так называемой газовой фокусировкой, с виду более удобной, но обладавшей рядом органических недостатков, затруднявших развитие телевизионной техники и уводивших в сторону от достижения более высокого качества телевизионного изображения.
Работавший в это время в США ученик Б.Л. Розинга В.К. Зворыкин, вместо трубок с газовой фокусировкой, стал разрабатывать телевизионные трубки с электростатической фокусировкой, а С.И.Катаев, работавший в ту пору во Всесоюзном Электротехническом институте в Москве, предпочел для той же цели разработку высоковакуумной низковольтной телевизионной трубки с магнитной фокусировкой, вопреки мнению большинства специалистов того времени [4].
Рассмотрим принцип работы электростатической и магнитной фокусировки.
Электростатическая фокусировка
14 августа 1933 г. В.К.Зворыкин сделал доклад в научно-техническом обществе электриков в г. Ленинграде. В этом докладе он рассматривал устройство и принцип работы электростатической фоку-
сировки, применяемой в иконоскопе.
Прожектор (электронная пушка) состоит из катода С, имеющего излучающую поверхность на конце катодного цилиндрика (рис. 1). Катод смонтирован перед диафрагмой О в центре контрольного цилиндра G. Анод А1 состоит из длинного цилиндра с тремя диафрагмами, расположенными на обшей оси, совпадающей с осями катода и контрольного цилиндра. Весь прожектор помещается внутри длинной стеклянной трубки, впаянной в стеклянный сфероидальный сосуд вмещающий в себе мозаику. Внутренняя поверхность трубки, а также часть сферы покрыты металлической фольгой, которая служит одновременно вторым анодом для прожектора и собирателем электронов, излучаемых мозаикой под действием света. Для нормального действия прожектора требуется около 1000 В положительного потенциала на втором аноде и несколько сст вольт на первом [1 ].
Действие электростатической фокусировки основано на явлении искривления траекторий движения электронов при прохождении их через электрическое поле.
Фокусирование электронного пучка выполнено с помощью электростатического поля, образуемого приложенными потенциалами между составляющими частями прожектора, а также между концом прожектора и металлизированной поверхностью стеклянной трубки.
Принцип действия сводится к тому, что линии сил электростатического поля между электродами соответствующей формы заставляют электроны пучка двигаться радиально по оси пучка, преодолевая естественную тенденцию электронов отталкивать друг друга. Это свойство фокусирующего электростатического поля можно сравнить с фокусировкой световых лучей с помощью оптических линз. Электростатические линзы не похожи на оптические, так как они преломляют электронный пучок не только на поверхности, как делают оптические линзы со светом, но и по всему пути прохождения пучка через поле. Коэффициент преломления такой линии не постоянный, а различный для разных частей линзы, благодаря различной силе электростатического поля. Другая особенность этих линз та, что невозможно иметь только одну собирающую или рассеивающую линзу, а всегда они существуют в виде комбинации обоих типов. Однако, несмотря на это, всегда возможно сконструировать такую пару, действие которой равнозначно действию положительной или отрицательной оптической линзы.
Распределение электростатических полей в электронном прожекторе показано на рис. 2. В этом случае полное действие полей на электронный пучок может быть сравнено с действием четырех оптических линз: двух собирающих и двух рассеивающих, как показано на том же рисунке.
Первые две линзы фокусируют электронный поток, излучаемый катодом на диафрагму первого анода, а также обусловливают необходимую модуляцию силы пучка с помощью контрольного цилиндра G (рис.1). Окончательная фокусировка пучка на поверхность
мозаики достигается при помощи второй пары линз, получаемых благодаря действию электростатического поля, между концами прожектора и металлизированными стенками стеклянной трубки. Таким образом, сечение пучка на поверхности мозаики обусловливается величиной испускающей поверхности катода и расстояниями между катодом, линзами и мозаикой [1 ].
Магнитная фокусировка
Простейшая магнитная линза состоит из однородного магнитного поля, параллельного оси системы и охватывающего всю область между катодом и анодом. Такое поле получается внутри длинного соленоида.
Электронный прожектор имеет катод, модулятор и анод. Питание прожектора осуществляется так же, как в электростатической трубке, но при этом не требуется регулировка анодного напряжения для целей фокусировки.
Электроны, вылетающие из катода параллельно оси, не подвергаются воздействию магнитного поля.
Расходящийся поток электронов подается из прожектора в магнитное поле фокусирующей катушки (ФК), которая запитана постоянным током. На рисунке 3 она показана в разрезе. Поток электронов проходит однородное магнитное поле внутри длинной катушки (рис.3) и электронные траектории имеют вид спирали. Если электроны выходят из точки А на оси катушки, то после каждого полного оборота они снова пересекут ось, т.е. сфокусируются в точках А1, А2 и тд. Это видно из проекции траекторий на плоскость, перпендикулярную оси катушки (рис. 3). Проекции являются окружностями, выходящими из точки А и возвращающимися в эту же точку. (На рисунке 3 показаны траектории только двух электронов). Форма электронного пучка, выходящего из точки А имеет веретенообразную форму, для которой характерно наличие узлов А1, А2..., где электроны собираются в одной точке на своей силовой линии, и пучностей, где диаметр пучка наибольший [5].
Для хорошей фокусировки необходимо, чтобы на поверхности мозаики оказался узел электронного пучка. Соответствующая регулировка осуществляется на практике изменением фокусирующей катушки.
Магнитная фокусировка луча, начиная с середины 30-х годов, получила большое распространение. Так как фокусирующая система в виде катушек находятся снаружи трубок, конструкция магнитных трубок проще, нежели электростатических. Она давала лучшие результаты, нежели электростатическая. Однако, в конце 70-х годов была создана передающая телевизионная трубка с электростатической фокусировкой, которая по качеству не уступала магнитной. Сравним обе системы.
Электронная пушка при магнитной фокусировке обеспечивает больший ток пучка по сравнению с пушкой, имеющей электростатическую фокусировку. Это связано с тем, что её анод не имеет диа-
Рис. 2. Распределение электростатических полей в электронном прожекторе
фрагмы, и для формирования пучка используется весь ток катода, а не его часть, как в пушках с электростатической фокусировкой.
Другим преимуществом магнитной фокусировки является меньший размер электронного пятна на мозаике. Это связано с большим диаметром фокусирующей катушки по сравнению с диаметром электродов электростатической линзы. Чем больше отношение диаметра электронной линзы (катушки или электрода) к диаметру пучка, проходящего через линзу, тем выше качество фокусировки.
Электростатическая фокусировка экономична, так как не требуется мощности на создание тока в фокусирующей катушке. При магнитной же фокусировке катушки должны иметь довольно большую мощность. Но зато магнитная фокусировка позволяет упростить конструкцию трубки (поскольку фокусирующая катушка или фокусирующий магнит устанавливается снаружи трубки, а не монтируются внутри в вакууме). Это приводит к значительному уменьшению длины трубок.
Рассмотрим подробнее авторское свидетельство С.И. Катаева и патент В.К.Зворыкина.
Авторское свидетельство С.И. Катаева
Изобретение представляет собой устройство передачи движущихся изображений с применением катодного луча для коммутации ячейковой панели фотоэлементов с накоплением зарядов отдельных элементов в элементарных конденсаторах.
Сущность его заключается в применении дополнительного электрода в виде сетки или решетчатой пластинки, находящегося вблизи общего электрода ячейковой панели, со стороны падения на нее катодного луча, для того, чтобы катодный пучок производил разряд отдельных конденсаторов путем вызывания вторичной эмиссии [3].
На рисунке 4,А изображает схематично устройство передающей телевизионной трубки, а на рисунке 4,Б — его видоизменение (рис. 4).
Катодная трубка снабжена толстым дырчатым электродом 4, сквозь отверстия которого пропущены изолированные прутики (ленточки) 5, один (внешний) конец которых служит ячейкой фотоэлемента, сами же прутики служат положительными обкладками элементарных конденсаторов 3, а электрод 4 является для всех элементарных конденсаторов 3 отрицательной обкладкой [3].
В момент пробегания катодного луча по внутренней открытой стороне прутиков 5 каждый такой конденсатор теряет свой заряд через образовавшуюся на момент цепь: пучок, катод 6, сопротивление 7, электрод 4; так как величина накопленного заряда здесь пропорциональна величине освещенности данного участка фотоэлемента, то во входной усилитель 8 передатчика, подключенного к со-
<РК
Рис. 3. Фокусировка длинной катушкой
противлению 7, поступит импульс напряжения, пропорциональный этой освещенности.
Сетчатый электрод 16 предназначен для удаления пространственного заряда фотоэлемента.
Электроды 9, 10, 11, 12, 13, 14 служат для управления электронным пучком и регулирования его интенсивности как в обычных броуновских трубках.
В виду того, что разрядный ток элементарного конденсатора 3 достаточно велик, то чтобы получить возможность быстро разряжать эти конденсаторы без большего увеличения плотности тока пучка, устройство снабжено дополнительным электродом 15, расположенным в непосредственной близости к внутренним концам стерженьков со стороны падения на них катодного пучка, который (электрод) дает вторичную эмиссию в месте попадания катодного пучка. Такой дополнительный электрод может быть дырчатым или сетчатым. Изображение попадает на мозаику с помощью оптической системы 18.
Несмотря на простоту конструкции элементарных конденсаторов (устройство на рис.4,А), необходимость строгой идентичности каждого из них вносит затруднения в их изготовление. Этот недостаток можно устранить, видоизменив устройство так, как это показано на рис.4, Б. Порядок расположения электродов 4, 2 здесь изменен на противоположный, а электрод 16 располагается с внутренней стороны панели 20, выполняемой из прозрачного материала. Сквозь панель 20 проектируется изображение на светочувствительный слой, находящийся также на внутренней стороне. Достаточная емкость между ячейкой фотоэлемента и электродом 4 достигается путем произвольного уменьшения толщины находящегося между ними диэлектрика. Проектирование изображения на светочувствительную поверхность можно производить как со стороны катода, так и с противоположной стороны. В последнем случае электрод 4 долА Б
Рис. 4. Схема передающей телевизионной трубки С.И. Катаева [3]
На чертеже 4,А введены следующие обозначения:
2 — слой изолированных друг от друга частиц фагокатодо;
3 — положительная обкладка элементарного конденсатора
4 — сплошной проводящий электрод, являющийся для всех элементарных конденсаторов 3 отрицательной обкладкой;
5 — изолированные прутики (ленточки);
6 — катод
7 — сопротивление, с которого снимается телевизионный сигнал;
8 — входной усилитель
9, 10, 11, 12, 13, 14 — электроды, которые служат для управления электронным пучком и регулирования его интенсивности;
15 — дополнительный электрод
16 — электрод, служащий для удаления пространственного заряда;
17 — батарея
1 8 — оптическая система;
На чертеже 4,Б введены следующие обозначения:
2 — слой изолированных друг от друга частиц фаroкатода;
4 — сплошной проводящий электрод;
7 — сопротивление, с которого снимается телевизионный сигнал;
16 — электрод, служащий для удаления пространственного заряда;
1 8 — оптическая система;
20 — тонкий слой изоляционного материала.
жен быть выполнен либо в виде тонкой сетки, либо прозрачной пленки, а слой светочувствительного вещества должен быть достаточно тонок, чтобы он мог реагировать на освещенность с внешней стороны. Остальные обозначения на рис.4,Б соответствуют обозначениям на рис.4,А [3].
Патент В.К. Зворыкина
В заявке на изобретение В.К.Зворыкин писал: "Мое изобретение относится к продвижению в методах и аппаратах для производства изображений объектов или явлений, которые невидимы для человеческого глаза.
Одной из целей моего изобретения было создание усовершенствованного метода непосредственного наблюдения изображений объектов столь малых, что их невозможно рассмотреть с помощью ниже перечисленных методов и аппаратов.
Другой целью моего изобретения было создание аппарата для получения и проявки движущегося изображения для прямого наблюдения за объектом, размеры которого соизмеримы с длиной волны ультрафиолетового света" [2].
Изобретение заключается в том, что движущееся изображение объекта получается путем проецирования увеличенного ультрафиолетового светового изображения на фоточувствительную структуру, которая затем сканируется катодным лучом для получения видеосигналов. К таким объектам относятся бактерии.
Для иллюстрации изобретения на рисунке 5 изображен вариант его конструкции, где:
Рисунок 5 А. является схематичным изображением конструкции прибора;
Рисунок 5 Б. — увеличенный фрагмент рис.5 А.
Конструкция изобретения включает в себя катодно-лучевой аппарат, обозначенный цифрой 10, и экранную структуру 11, на которую проецируется изображение объекта путем его освещения ультрафиолетовым светом из источника, такого как ртутно-кварцевая лампа 12.
Экранная структура показана на рис.5,Б. Она содержит тонкий слой слюды 13, покрытый с одной стороны пленкой из платины 14. На другой стороне слюдяного слоя находятся отдельные фоточувст-вительные элементы 15, расположенные на поверхности определенным образом. Для создания этих элементов может быть использована соответствующая маска, расположенная напротив нужной стороны слюдяного слоя, на которую в вакууме распыляется кадмий, в результате чего на местах разъемов маски получаются отдельные элементы 15. Вместо кадмия могут быть использованы уран, торий, церий и другие фоточувствительные материалы, чувствительные к ультрафиолетовому свету.
Световое изображение проецируется на фоточувствительную поверхность, составленную из элементов 15. Они инжектируют электроны и заряжаются положительно в степени, соответствующей интенсивности их облучения. Таким образом, формируется электрическое изображение в виде электростатических зарядов, расположенных на поверхности экрана 11.
Для создания электрического изображения в том виде, в котором оно будет представлено как видимое изображение на передающей станции, электростатические заряды соответствующим образом нейтрализуются или разряжаются с помощью катодного луча
16, сканирующего фоточувствительную поверхность. Катодный луч отклоняется горизонтально с помощью электромагнитных катушек
17, вертикально — с помощью электростатических пластин 18. Электронный луч создается электронной пушкой 19, расположенной в узкой части 20 лампы 10.
С целью удаления электронов, которые не участвуют в нейтрализации положительных зарядов элементов 15, а также электронов,
Рис. 5. Схема иконоскопа [2]
10 — катодно-лучевой аппарат;
11 — экранная структура;
12 — ртутно-кварцевая лампа;
13 — тонкий слой слюды;
14 — пленка из платины;
15 — отдельные фоточувствительные элементы;
16 — катодный луч;
17 — электромагнитные катушки для горизонтально отклонения катодного луча;
18 — электростатические пластины для вертикального отклонения катодного луча;
19 — электронная пушка;
20 — узкая часть лампы 10;
21 — широкая часть лампы 10;
22 — коллектор;
23 — усилительная лампа
25 — передающая система;
26 — соединение между передающей системой и принимающей системой;
27 — принимающая система;
28 — катодно-лучевая трубка
30 — флуоресцентный экран;
31, 32 — кварцевые линзы;
33 — кварцевый лоток 33, на котором располагается рассматриваемый объект
или бактерия;
34, 35 — кварцевые линзы, которые фокусируют ультрафиолетовый свет от источника 12;
36 — окошко из кварца.
которые инжектируются элементами 15, предусмотрен коллектор 22 в форме экрана, расположенный близко к фоточувствительной поверхности 11. Коллектор подключен к "плюсу" батареи 23, "минус" которой заземлен. В дальнейшем В.К. Зворыкин по итогам экспериментальных работ, коллектор 22 заменил кольцом, т.е. число звеньев этой сетки как бы свел до одного. В результате этой замены появился эффект черного пятна.
Разрядка положительных зарядов элементов 15 создает соответствующие импульсы тока (видеосигнал), которые подаются на сетку усилительной лампы 23. Для этого платиновая пленка 14 подключена к цепи данной сетки одним из проводов 24, выполняющим также функцию крепежа экранной структуры к лампе. Усиленные видеосигналы подаются на передающую систему 25, а затем по соединению 26 на принимающую систему 27, к которой подключена катодно-лучевая трубка 28.
Б
Световое изображение объекта должно было проецироваться на фагочувствительную поверхность 15 с помощью любого микроскопа, который схематично изображен на рис.5 в виде кварцевых линз 31, 32, кварцевого лотка 33, на котором располагается рассматриваемый объект или бактерия, и кварцевых линз 34, 35, фокусирующих ультрафиолетовый свет от источника 12. Лампа 10 была быть изготовленной их стекла и иметь окошко 36 из кварца или плавленого кварца, через которое в лампу поступал ультрафиолетовый свет.
В.К.Зворыкин также отмечает что: "...моя система может использоваться для рассмотрения таких явлений, как разрядка газа, вторичная эмиссия под ультрафиолетовым светом, электрические искры и рентгеновские лучи, а также эффекта, называемого лучами Ленарда на различных материалах" [2].
В.К.Зворыкин в своей заявке утверждал, что он изобрел [2]:
1. Метод получения изображений объектов, соизмеримых по размеру с длиной волны ультрафиолетового света, в котором увеличенные изображения данных объектов, освещенных ультрафиолетовым светом, проецируются на фоточувствительную структуру, которая затем сканируется катодным лучом для получения видеосигналов.
2. Систему получения изображения объектов, соизмеримых по размеру с длиной волны ультрафиолетового света.
3. Метод рассмотрения мелких объектов, диаметры которых соизмеримы по размеру с длиной волны ультрафиолета, заключающийся в освещении данных объектов ультрафиолетовым светом, в результате чего формируется оптически невидимое изображение объекта. После этого невидимое изображение переводится в соответствующее электрическое изображение, из которого далее получается оптически видимое изображение.
4. Метод наблюдения за мгновенными состояниями бактерий и прочих объектов, соизмеримых по размеру с длиной волны ультрафиолетового света, заключающийся в освещении данных объектов ультрафиолетовым светом, в результате чего формируется оптически невидимое изображение объекта. После этого невидимое изображение переводится в соответствующее электрическое изображение для получения затем оптически видимого изображения, на котором можно наблюдать за жизнью бактерий в течение времени, пока световое излучение не убьет их.
Из выше изложенного можно сделать вывод, что В.К.Зворыкин в патенте на изобретение видел назначение данного устройства не в области телевидения, а как средство наблюдения за мгновенными состояниями бактерий и прочих объектов, соизмеримых по размеру с длиной волны ультрафиолетового света.
При внимательном рассмотрении авторского свидетельства С.И.Катаева и патента В.К.Зворыкина отчетливо просматриваются достоинства и недостатки, а также разница в решении задачи получения движущегося изображения при помощи электроннолучевых трубок Семеном Исидоровичем и Владимиром Кузьмичом.
Существенным недостатком иконоскопа является эффект черного пятна, вызванный различием условий перераспределения вторичных электронов по поверхности мозаики. Это отчасти объясняется тем, что расстояние от центральных участков мозаики до коллектора значительно больше, чем от периферийных. Следует отметить также, что имеется значительная неравномерность электрического поля около мозаики, связанная с неравномерностью объемного заряда. Плотность объемного заряда оказывается наибольшей в центральной части мозаики и на участках, соответствующих началу растра. В результате видеосигнал на выходе трубки оказывается искаженным. При наблюдении изображения, переданного с помощью иконоскопа, на приемном экране создается ощущение неравномерности освещения передаваемой сцены. Эффект черного пятна настолько сильно проявляется на изображении, что при работе с иконоскопом
совершенно необходима компенсация этих искажений.
Компенсация черного пятна в усилительном тракте телецентра осуществляется замешиванием в видеосигнал специального компенсирующего сигнала, который формируется в генераторе компенсации черного пятна. В этом генераторе вырабатываются пилообразные, параболические и синусоидальные колебания частоты строк и полей. Смешивая их в соответствующей пропорции, удается подобрать нужную форму компенсирующего сигнала. К сожалению, этот метод не позволяет полностью избавиться от искажений, так как требуемая форма сигнала компенсации зависит от характера передаваемого изображения и оператор при изменении содержания изображения в процессе передачи не всегда успевает осуществить необходимую подстройку генератора.
У С.И.Катаева в передающей телевизионной трубке анод расположен параллельно маске и выполнен в виде дополнительного электрода, который должен быть дырчатым или сетчатым. Поэтому эффект черного пятна отсутствует.
Другим недостатком иконоскопа является трапециевидное искажение растра, возникающее в связи с наклонным падением электронного луча на мозаику. Расстояние от верхней части мозаики до центра отклонения больше расстояния от центра отклонения до нижней части мозаики. При одинаковом угле отклонения в горизонтальном направлении длина верхней строки растра оказывается значительно больше нижней. Трапециевидные искажения растра обычно устраняются применением отклонения в горизонтальном направлении с переменным углом. Когда луч развертывает верхние строки растра, угол отклонения в горизонтальном направлении минимален. При смещении луча вниз угол отклонения увеличивается. Изменение угла отклонения осуществляется путем модуляции отклоняющего тока в строчных катушках. Огибающая модулированного колебаний имеет пилообразную форму и частоту кадровой развертки.
В передающей телевизионной трубке С.И.Катаева катодная пушка расположена к мозаике перпендикулярно, поэтому падением электронного луча на мозаику не вызывает трапециевидного искажения растра. Такое расположение катодной пушки было признано оптимальным и применено во всех последующих передающих телевизионных трубках, кроме иконоскопа и супериконоскопа.
У В.К.Зворыкина в иконоскопе световой поток от объекта и электронный луч падают на мозаику с одной стороны, а у С.И.Катаева — с двух. Такое расположение светового потока, электронного луча и мозаики, предложенное В.К.Зворыкиным, кроме иконоскопа и супериконоскопа не нашло дальнейшего применения.
Эффект вторичной эмиссии электронов был уже известен. Однако, теоретическое осмысление роли вторичной эмиссии электронов в передающих электронно-лучевых трубках дал С.И.Катаев. Владимира Кузьмича Зворыкина эта сторона проблемы не интересовала.
Логика мышления двух ученых была взаимно противоположной. Это нашло свое отображение в последовательности изобретения системы электронного телевидения.
B.К.Зворыкин изобрел сначала приемную трубку, а затем передающую. По созданию приемной трубки Владимир Кузьмич начал работать еще с БЛ1.Розингом. Поэтому сначала для него было проще изготовить приемное устройство. При этом в качестве передающего телевизионного устройства в данной системе можно было использовать передатчик механического типа, построенный на основе диска Нипкова. Затем В.К.Зворыкин приступил к созданию передающей трубки.
Семен Исидорович Катаев избрал свой путь. Он, как истинный теоретик, создал сначала передающую трубку, а затем — приемную.
C.И.Катаев имел более высокий масштаб мышления, чем В.К.Зворыкин. Владимир Кузьмич был практиком и преследовал
узкую прикладную цель. С.И.Катаев был человеком широкого профиля, мысливший с размахом, масштабно.
У С.И.Катаева не было тех финансовых и технических условий, которые были у В.К.Зворыкина, и ему пришлось сложнее. Однако на теоретических изысканиях Семен Исидорович не остановился. В 1932 году группа ученых, возглавляемая С.И.Катаевым, сумела изготовить опытный образец как передающей, так и приемной вакуумной трубки с магнитной фокусировкой луча.
Работа состояла из двух этапов. Все расчеты и чертежи передающего устройства были закончены в сентябре 1931 года, а к ноябрю 1932-го должны были изготовить высоко-вакуумную приемную трубку и телекамеру — электронный датчик телевизионных сигналов. Работали и днем, и ночью, и в будние, и в выходные дни... Наступило 6 ноября 1932 года. Сотрудники Всесоюзного Электротехнического института собрались на торжественное собрание по случаю предстоящего праздника, а коллектив С.И.Катаева все еще продолжал трудиться над своим устройством. И только поздно вечером, когда все уже подходило к концу, они завершили свою работу и смогли продемонстрировать электронное устройство. Так была создана система электронного телевидения, с помощью которой уже 6 ноября 1932 года прошла первая публичная передача движущихся изображений на расстояние.
Передающая телевизионная трубка, дававшая более чем тысячекратное увеличение чувствительности телевизионных передатчиков, начиная с 1933 г., обеспечила быстрое развитие техники телевизионного вещания.
Основополагающие идеи Семена Исидоровича Катаева открыли новую эру в развитии телевидения, дав возможность обществу иметь средство массовой информации, о котором многие поколения людей могли лишь мечтать.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зворыкин В.К Телевидение при помощи катодных трубок. — Л., 1933.
2. Зворыкин В.К. Патент № 2021907 "Метод и аппарат получения изображения объектов" от 26 ноября 1935 г. (заявлено 13 ноября 1931 г.)
3. Катаев С.И. Авторское свидетельство № 29865 "Устройство для передачи движущихся изображений" от 30 апреля 1933 г. (заявлено 24 сентября 1931 г.)
4. Катаев С.И. Вклад современных ученых в развитие телевидения // Журнал "Радио" — № 5. — 1948. — С.14-17.
5. Самойлов В.Ф., Хромой Б.П. Телевидение. — М.: Связь, 1975. -400 с.
HISTORY COMPARISON OF TWO INVENTIONS: S.I. KATAEVS "RADIOGLAZ" AND V.K. ZWORYKINS ICONOSCOPE
Aladin V.M., aladin1966@mail.ru
Abstract: "Radioglaz" and iconoscope opened a new era of the television development. Applying "radioglaz" and iconoscope as a television tube allowed obtaining images of moving objects in higher definition. This led to replacement of the mechanical television by electronic.
There is a comparative analysis of "radioglaz" and iconoscope in this paper. As a result, the author came to the conclusion that it was two different inventions. In this regard, the question of who invented the first television transmission tube loses relevance. The question is not about two authors of the single invention, but fundamentally different inventions. Therefore, there is no question of priority. The truth is that these were two ways in the invention of a televi-sion tube.
It is more interesting to know whose ideas implemented in the present invention have found further application and warrant for the development of electronic television The basic ideas of S.I. Kataev opened a new era in the television development, allowing the public to have the mass media, which many generations of people could only dream of.
Key words: iconoscope, magnetic focusing, transmitting television tube, "radioglaz", electrostatic focusing.
