Радио и телевидение?.. Это очень просто!

Л. — В самом деле, это стремятся получить. Однако, к сожалению, заряд конденсатора через резистор не имеет желаемой формы. В начале заряда ток нарастает слишком быстро. Затем, по мере того как конденсатор заряжается и напряжение на его обкладках повышается, разность между э.д.с. Е и упомянутым напряжением сокращается. Это означает, что разность потенциалов между выводами резистора R убывает. Соответственно снижается и величина протекающего по нему тока.

Н. — Но при таком положении процесс никогда не закончится. Чем больше конденсатор зарядился, тем медленнее происходит дальнейшее накопление заряда.

Л. — Действительно, теоретически это должно продолжаться вечно. Зарядная кривая называется экспоненциальной (рис. 188), а формула, определяющая значение напряжения U в любой момент времени t, имеет вид:

Буквой е обозначают основание натуральных логарифмов. Запомни, что е приблизительно равно 2,718.

Рис. 188. Экспоненциальная кривая показывает нарастание напряжения U на выводах конденсатора, заряжаемого через резистор источником напряжения Е. Используется лишь небольшая часть кривой (t₁), которая по своей форме приближается к отрезку прямой.

Н. — Я не очень силен в математике. Однако я заметил, что по истечении времени t = RC_, т. е. постоянной времени, напряжение U достигает примерно 2/3Е.

Л. — Браво, Незнайкин! И если ты продолжишь свои вычисления, то увидишь, что каждый раз по истечении отрезка времени, равного постоянной времени, это напряжение возрастает на две трети разности между э.д.с. и ранее достигнутым напряжением.

Н. — Да, это все замедляющийся рост, который никогда не заканчивается, так как напряжение конденсатора никогда не достигнет полной величины Е. А если изменить форму этой кривой, чтобы получить прямую линию?

Л. — Ее можно было бы сделать менее изогнутой, подключив последовательно резистору R катушку индуктивности. Но так не делают. Решение проблемы заключается в том, что используют лишь начальный участок кривой, где она почти прямая.

Действие сигналов синхронизации

Н. — А что управляет возвращением пятна к началу строк или полукадров?

Л. — Сигнал синхронизации, который при передаче выдается в конце каждой строки и каждого полукадра. Этот сигнал вызывает очень быстрое падение сопротивления электронной лампы или полупроводникового прибора, которое шунтирует конденсатор.

Схема устроена так, что это снижение напряжения может происходить автоматически и повторяться периодически с частотой, чуть меньшей частоты смены строк или полукадров (рис. 189). Это означает, что сигналы синхронизации лишь ускоряют процесс, который все равно бы завершился.

Н. — Не можешь ли ты теперь сказать, как лампа может быстро снизить напряжение.

Рис. 189.Процесс синхронизации схемы развертки. Приходящие на сетку лампы положительные синхронизирующие импульсы вызывают преждевременный разряд конденсатора.

Ионизация тиратрона

Л. — Посмотри на схему, где изображен газонаполненный триод (рис. 190). Лампа эта наполнена нейтральным газом, таким как аргон, неон или гелий. Ее называют тиратроном. Как видишь, ее промежуток катод — анод включен параллельно конденсатору С, который заряжается через резистор R.

Рис. 190.Генератор пилообразных сигналов на тиратроне.

Н. — Однако я вижу два резистора, включенных последовательно с этим промежутком. Переменный резистор R₃, возможно, служит для подачи на сетку отрицательного относительно катода смещения, этому ты научил меня во время бесед о ламповых схемах. Но какую роль играет резистор R₂?

Л. — Сопротивление этого резистора не превышает несколько сотен ом. Резистор служит для ограничения тока разряда, протекающего через тиратрон, чтобы последний не подвергался разрушению.

Н. — Но я не вижу, что может вызвать разряд.

Л. — Это производит ионизация содержащегося в лампе газа. Когда заряд конденсатора С повышает напряжение на аноде до определенной величины, скорость электронов, притягиваемых анодом с катода, возрастает настолько, что они разбивают молекулы газа. Каждая молекула разделяется на некоторое количество электронов и положительных ионов. Это вызывает мощный ток: электроны идут к аноду, а положительные ионы окружают сетку, притягиваемые ее отрицательным потенциалом.

Н. — Я понимаю, в этот момент сопротивление лампы становится почти равным нулю, что вызывает разряд конденсатора С. Когда в результате этого разряда напряжение анода становится низким, ионизация прекращается, и все начинается сначала.