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미국 주변의 기술, 기술, 개체의 역사
TV. 발명과 생산의 역사
텔레비전은 멀리 떨어진 곳에서 움직이는 영상과 소리를 전송하는 일련의 장치입니다. 일상 생활에서는 텔레비전 프로그램의 제작 및 배포와 관련된 조직을 지칭하는 데에도 사용됩니다. 방송과 함께 정보(정치, 문화, 과학, 교육, 교육)를 전파하는 가장 방대한 수단이자 주요 커뮤니케이션 수단 중 하나입니다.
텔레비전은 아마도 XNUMX세기의 가장 놀라운 발명품 중 하나이며 자동차, 항공기, 컴퓨터, 원자로와 함께 "가장 위대한", "가장 중요한", "경이로운" 및 "놀라운"이라는 별명을 가질 자격이 있습니다. ". 그것은 이제 우리 존재의 모든 영역에 너무 깊숙이 침투했고 모든 사람의 삶과 너무 밀접하게 연결되어 텔레비전 화면이 없으면 현대 기술이나 현대 문명을 상상하는 것이 이미 불가능합니다. 모든 복잡한 기술 창조물과 마찬가지로 텔레비전은 수많은 발명가들의 노력 덕분에 완벽한 시스템으로 등장하고 발전했습니다. 물론 짧은 장에서 어떤 식으로든 텔레비전 기술을 만드는 데 손과 마음을 바친 모든 사람에 대해 이야기하기는 어렵습니다. 따라서 우리는 그 발생의 역사에서 가장 중요하고 중요한 순간에만 초점을 맞출 것입니다. 1843년에 특허를 받은 Alexander Behn의 복사기 전신은 텔레비전의 초기 선구자로 간주되어야 합니다. 여기에서 송수신 장치의 기초는 특별한 방식으로 배열된 왁스 금속 판이었습니다. 이를 만들기 위해 Ben은 절연 전선을 2cm 길이로 잘라 직사각형 프레임에 단단히 채워 전선 세그먼트가 서로 평행하고 끝이 두 평면에 위치하도록 했습니다. 그런 다음 그는 액체 밀봉 왁스로 프레임을 채우고 냉각한 다음 금속 함유물이 있는 매끄러운 유전체 표면이 얻어질 때까지 양쪽에서 광택을 냈습니다.
Ben의 장치는 금속판이나 금속 활자에서 이미지를 전송하는 데 적합했습니다. 금속 진부한 활자나 활자체가 송신 장치의 금속 밀랍 판의 한쪽 면에 눌려지면 전선의 일부가 서로 전기적으로 닫히고 해당 유형에 공급되는 회로부와 접촉하게 됩니다. 현재 소스. 이 접촉은 또한 플레이트의 반대쪽에 있는 동일한 와이어의 끝으로 전달되었습니다. 동시에, 이전에 칼륨과 나트륨 염이 함침 된 젖은 종이 한 장을 전류의 작용으로 색상을 변경할 수있는 수신 장치의 유사한 판에 적용했습니다. 장치의 작동은 송신 및 수신 스테이션에서 동시에 접촉 깃털이 고정된 운동 진자를 두 판의 연마된 표면(송신 및 수신단에서)을 따라 미끄러진다는 사실로 구성됩니다. 이제 콘택트 펜의 다양한 위치에서 전신선에서 무슨 일이 일어났는지 생각해 보십시오. 펜이 판의 유전체 왁스 부분과 글꼴의 클리셰나 글자의 돌출부와 접촉하지 않은 금속 개재물 위로 미끄러졌을 때 회로는 열린 상태로 유지되었고 배터리에서 라인에 전류가 공급되지 않았습니다. . 폰트에 연결된 전선 끝을 콘택트 펜으로 만지면 즉시 회로가 닫히고 통신선을 따라 수신 장치로 전류가 흘러 종이 부분이 착색되었습니다. 다음 진동을 한 후, 진자는 전자석에 끌리고 잠시 멈췄습니다. 이 시간 동안 시계 메커니즘의 도움으로 금속 밀봉 플레이트가 작지만 동일한 거리 아래로 낮아져 진자의 다음 진동에서 콘택트 펜이 다음 줄의 와이어 끝을 따라 이동했습니다. 따라서 송신 장치의 판에 한 점 한 점, 한 줄씩 눌려진 릴리프 이미지는 전신 통신선을 통해 수신 지점에 도달하는 기본 신호로 변환되었습니다. 여기에서 전류의 전기화학적 작용으로 인해 이미지는 수용 장치의 판에 눌러진 젖은 함침 종이에 현상되었습니다. 이 독창적인 발명품에는 이미 텔레비전 시스템의 세 가지 필수 기능이 포함되어 있습니다. 1) 전체 원본을 개별 요소(포인트)로 분해하여 엄격한 순서로 하나씩 전송됩니다. 2) 이미지의 프로그레시브 스캐닝; 3) 송신 및 수신 스테이션에서 스위칭 장치의 동기 이동. 복사전신의 복잡성과 높은 가격으로 인해 실제로 사용되지는 않았지만 그 설계는 장거리에서 이미지를 전기적으로 전송하는 문제를 해결한 최초의 설계였습니다. 1848년에 만들어진 유사한 Becuel 장치에는 더 간단한 장치가 있습니다. 금속박에 글을 쓰거나 그림을 그리는 데에는 전류가 흐르지 않는 특수 물감이 사용됐다. 그런 다음이 호일은 시계 장치의 도움으로 회전하는 실린더 주위에 감겼습니다. 단일 슬라이더 접점은 실린더를 따라 이동하고 와이어로 수신 장치의 동일한 슬라이더에 연결됩니다. 출발 스테이션에서 실린더가 회전함에 따라 슬라이더는 노출된 포일 표면과 절연된 포일 표면 모두에 닿았습니다. 이에 따라 회로에 전류가 흐르거나 흐르지 않고, 수신기의 실린더에 놓인 화학 처리된 종이가 반응합니다. 광전 효과의 발견 이후 텔레비전 역사의 새로운 시대가 시작되었습니다. 우선 내부 광전 효과가 사용되었는데, 그 핵심은 일부 반도체가 조명을 받으면 전기 저항이 크게 변경된다는 것입니다. 반도체의 이 흥미로운 능력에 처음 주목한 사람은 영국인 Smith였습니다. 1873년에 그는 결정질 셀레늄(1817년 스웨덴 화학자 Berzelius에 의해 발견됨)을 사용한 실험에 대해 보고했습니다. 이 실험에서 셀레늄 스트립은 백금 주입구가 있는 밀봉된 유리 튜브에 배치되었습니다. 튜브를 뚜껑이 있는 빛이 새지 않는 상자에 넣었습니다. 어둠 속에서 셀레늄 스트립의 저항은 상당히 높았고 매우 안정적으로 유지되었지만 상자의 뚜껑을 제거하자마자 전도도가 15-100% 증가했습니다. 튜브 위의 손의 간단한 움직임은 셀레늄의 저항을 15-20% 증가시켰습니다. (이 흥미로운 현상에 대한 설명은 훨씬 나중에 빛의 양자 이론이 만들어졌을 때 발견되었습니다.
우리가 알고 있듯이 물질이 전류를 전도하거나 전도하지 않는 능력은 자유 전하 입자를 포함하는지 여부에 달려 있습니다. 정상 상태에서는 셀레늄 결정에 이러한 하전 입자가 없습니다. 그러나 조명을 받으면 빛의 광자가 셀레늄 원자에서 전자의 일부를 녹아웃시킵니다. 이 전자는 금속의 전자와 같은 방식으로 반도체 결정 격자의 노드 사이를 자유롭게 이동합니다. 따라서 반도체는 도체의 특성을 갖게 되고 저항이 크게 감소합니다.) Smith의 발견은 곧 텔레비전 시스템에서 널리 사용되었습니다. 각 물체는 조명을 받거나 광원인 경우에만 볼 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 관찰된 물체 또는 그 이미지의 밝은 부분이나 어두운 부분은 반사되거나 방출되는 빛의 강도가 다르기 때문에 서로 다릅니다. 텔레비전은 각 물체(색상을 고려하지 않은 경우)가 많거나 적은 수의 밝은 점과 어두운 점의 조합으로 간주될 수 있다는 사실에 기초합니다. 이 각 지점에서 관찰자까지 다른 강도의 광속이 있습니다. 밝은 지점에서는 더 강하고 어두운 지점에서는 약합니다. 따라서 전송 스테이션에서 이미지의 광 신호를 다른 강도의 해당 전기 임펄스로 변환하고 수신 스테이션에서 이러한 임펄스를 다시 다른 광 신호로 변환하는 장치를 만드는 것이 가능하다면 강도가 낮으면 거리에 따른 이미지 전송 문제가 일반적으로 허용됩니다. 내부 광전 효과가 발견된 후 셀레늄 판이 이러한 변환 장치 역할을 할 수 있음이 분명해졌습니다. 1878년 포르투갈의 물리학 교수인 Adriano de Paiva는 과학 저널 중 하나에서 전선을 통해 이미지를 전송하는 새로운 장치에 대한 아이디어를 설명했습니다. De Paiva의 송신기는 뒷벽에 장착된 대형 셀레늄 플레이트가 있는 카메라 옵스큐라였습니다. 이 판의 다른 섹션은 조명에 따라 다른 방식으로 저항을 변경해야 했습니다. 그러나 de Paiva는 수신 스테이션의 화면을 빛나게 만드는 반대 작업을 수행하는 방법을 모른다고 인정했습니다. 1880년에 Paiva는 "Electrical Telescope"라는 팜플렛을 출판했습니다. 이 책은 역사상 최초로 텔레비전에 관한 책이었습니다. 여기에 XNUMX년 전에 제시된 아이디어의 추가 개발이 제공되었습니다. 그래서 투과된 이미지는 많은 셀레늄 원소로 이루어진 판에 광학적으로 투영되었습니다. 배터리의 전류가 금속 접점에 가해져서 플레이트를 빠르게 이동했습니다. 세그먼트가 밝게 조명되면 저항이 작고 조명이 약한 세그먼트에서 가져온 전류보다 전류가 더 강한 것으로 나타났습니다. 그 결과 서로 다른 강도의 전기 신호가 전선을 통해 전송되었습니다. 수신 장치에서 이 접점의 움직임은 현재 펄스의 강도(즉, 셀레늄 그릇). de Paiva에 따르면 접점과 전구의 충분히 빠른 움직임을 얻을 수 있었다면 시청자가 젖빛 유리를 보고 투영된 물체의 시각적 표현을 만들었어야 했습니다. 이것을 달성하는 방법, de Paiva는 알지 못했습니다. 그러나 당시로서는 매우 흥미로운 아이디어였습니다. 1881년 프랑스 변호사인 Constantine Senlek은 소책자 "Telescope"에서 송신 및 수신의 두 패널과 동일한 수의 가스 방전 전구로 구성된 텔레비전 장치의 설계를 설명했습니다. 이미지는 많은 셀레늄 요소의 전송 매트릭스에 투영되었으며 그 결과 조명에 따라 각 셀에서 특정 크기의 전류가 취해졌습니다. 송신 및 수신 스테이션에는 완전히 동기식으로 작동하는 전선으로 서로 연결된 기계식 스위치가 있습니다. 전송 스위치는 매트릭스의 모든 셀에 고속으로 직렬로 연결되어(라인 단위로 실행되는 것처럼) 각 셀에서 수신 스위치로 전류를 전송했습니다. 결과적으로 수신 패널의 전구가 깜박이고 전송되는 전류의 양에 따라 각각이 다소 강렬하게 타 올랐습니다. Senleck은 망원경의 작동 모델을 만들었지만 몇 개의 빛나는 점을 제외하고는 망원경에서 아무것도 전송할 수 없었습니다. 모든 초기 텔레비전 시스템의 약점은 기계식 스위치였습니다. 실제로 그에게 전송된 이미지의 이미지가 관찰자의 눈의 망막에 생성되기 위해서는 0초에 약 1개의 스냅샷이 수신 스테이션의 화면에서 교체되어야 합니다. 즉, 이미지 스위프(전송 셀레늄 플레이트의 모든 셀에서 신호를 제거하는 데 걸리는 시간)는 약 XNUMX초가 걸렸어야 합니다. Ben이 발명한 이동 접점의 도움으로 청소하는 것은 분명히 이 목적에 적합하지 않았습니다. 이러한 어려움을 극복하기 위해 여러 가지 방법이 제안되었습니다. 마침내 1884년에 독일의 젊은 학생인 Paul Nipkow는 전송된 사진의 포장을 푸는 문제에 대한 고전적인 해결책을 찾았습니다. Nipkow 장치의 주요 특징은 바깥쪽 가장자리 근처에 작은 구멍이 있는 빛이 새지 않는 디스크였습니다. 구멍 사이의 거리는 동일했지만, 이후의 각 구멍은 구멍 직경 값만큼 디스크 중심으로 이동했습니다.
이미지의 전송은 다음과 같이 수행되었습니다. 렌즈는 물체의 축소된 실제 이미지를 디스크에 투영했습니다. 셀레늄 판은 디스크의 다른 면에 놓였습니다. 디스크는 전기 모터에 의해 매우 빠른 회전으로 구동되었습니다. 동시에, 매 순간 빛은 아치형 선을 따라 움직이는 하나의 구멍을 통해서만 요소를 쳤습니다. 먼저, 이미지와 감광판 사이를 통과하는 상부 구멍을 통해 이미지의 상부 가장자리만 포토셀에 연속적으로 투영되었다. 이 구멍이 이미지 프레임을 넘어서면 약간 더 낮은 위치에 있는 다른 구멍이 프레임의 다른 가장자리에서 이동하여 이미지의 다음 스트립(또는 나중에 말하기 시작하는 것처럼 "선")을 광전지에 투영했습니다. 따라서 디스크가 한 바퀴 회전하면 이미지의 모든 섹션이 차례로 광전지 앞으로 전달됩니다. ("프로그레시브 스캐닝"이라고 하는 이 프로세스는 텔레비전 시스템의 핵심 프로세스 중 하나입니다. "Nipkow Disk"는 이러한 스캔을 수행할 수 있는 최초의 간단한 장치였습니다. 이후 XNUMX년 동안 그것은 많은 텔레비전 장치의 필수적인 부분이었습니다. 또한, 광전지의 각 셀에서 나오는 신호는 유선을 통해 수신 스테이션으로 순차적으로 전송되었습니다. 여기에서 이 전류는 네온 램프에 공급되어 전달되는 전류의 세기에 따라 더 밝게 또는 더 약하게 연소됩니다. 관찰자와 램프 사이에는 전송 스테이션과 동일한 구멍이 뚫린 디스크가 배치되어 엄격한 동기화로 함께 회전합니다. 각 순간에 시청자는 발광선을 관찰할 수 있으며, 그 요소의 밝기는 송신기 디스크의 동일한 요소의 밝기에 비례합니다. 일반적으로 Nipkow의 장치에는 소위 "기계적" 텔레비전의 모든 주요 구성 요소가 이미 포함되어 있습니다. 텔레비전의 초기 발명가들은 전선을 통해 전기 신호를 보내려고 했지만 라디오가 발전하기 시작하자마자 이러한 신호가 전자기파를 사용하여 전송될 수 있다는 생각이 떠올랐습니다. 이 아이디어는 15년에 전선이 없는 최초의 텔레비전 장치에 대한 특허 출원을 제출한 1898세 폴란드 고등학생 Mieczyslaw Wolfke에 의해 처음 제안되었습니다. Wolfke의 송신기는 Nipkow의 송신기와 동일했으며 광전 셀의 신호만 여기에서 변압기의 XNUMX차 권선으로 전송되었으며, XNUMX차 권선은 전자기파를 방출하는 Hertz 진동기에 연결되었습니다. 수신기에서 네온 램프에 전류를 인가하고 영상을 Nipkow와 같은 방식으로 투사하였다. 스캔 문제가 성공적으로 해결되었음에도 불구하고 Nipkow와 그의 추종자들은 이미지를 전송할 수 없었습니다. 전송된 지점의 밝기를 전기 신호로 변환하는 간단한 광전지는 매우 약한 전류 펄스를 제공하여 다소 확장된 통신 라인에서 손실되었습니다. 개별 발명가는 도움을 받아 작업 장치를 만들고 기본 이미지를 전송할 수 있었지만 기술 수단으로 인해 실험실 외부에서 실험을 수행할 수 없었습니다. 텔레비전의 추가 개발에 대한 주요 장애물은 통신의 필수 요소인 신호 증폭기의 부족이었습니다. 이 장애물을 극복한 것은 진공관이 발명되기 전까지였습니다. 텔레비전의 발전은 또한 광전 효과 분야의 새로운 발견에 의해 촉진되었습니다. 1888년 러시아 물리학자 울리야닌은 흥미로운 현상을 발견했습니다. 금속-셀레늄 경계면에서 광원의 빛을 비추면 전류가 생성되기 시작했습니다. Ulyanin은 서둘러 이 속성을 사용하여 얇은 금 필름으로 첫 번째 셀레늄 광전지를 만들었습니다. 이 광전지는 빛에서 약한 전류를 생성했습니다. (이 효과는 현재 태양 전지와 같은 기술에서 널리 사용됩니다.) 그 전에는 셀레늄의 빛에 민감한 특성의 단 하나의 표현, 즉 저항의 변화만이 알려졌습니다. 따라서 외부 배터리인 셀레늄 광전지 회로에 전원을 포함할 필요가 있었습니다. 이제 이것에 대한 필요성이 사라졌습니다. 최초의 실용적인 텔레비전 시스템은 1923세기에만 만들어졌습니다. 1925년 Charles Jenkins는 라디오로 정지된 이미지를 워싱턴에서 필라델피아와 보스턴으로 전송했고, 12,5년에는 움직이는 인물의 이미지를 전송할 수 있게 되었습니다. Jenkins는 Nipkow 디스크를 사용하여 스캔하고 진공관 증폭기를 사용하여 비디오 신호를 증폭했습니다. 수신기는 시청자가 다른 Nipkow 디스크의 구멍을 통해 보고 전송된 이미지와 정확히 동일한 순서로 위치한 다른 밝기의 점을 본 네온 램프를 사용했습니다. 이를 위해 수신 디스크는 전송 디스크와 동일한 속도로 회전하여 초당 12회전(즉, 시청자 앞에서 5초 동안 25프레임이 변경되었습니다. 이동을 전송하기에 충분한 속도)했습니다. 나중에 속도가 초당 1928프레임으로 증가했습니다. 영국에서도 성공적인 결과를 얻었습니다. 30년 스코틀랜드인 John Baird는 유럽에서 최초의 주식 텔레비전 회사를 설립하고 런던에 위치한 라디오 방송국을 통해 실험적인 전송을 시작했습니다. 그의 회사는 최초의 기계식 텔레비전 생산을 시작했습니다. 그 안의 이미지는 XNUMX줄로 전개되었습니다. 일반 대중은 처음에 새로운 발명에 열광했습니다. 시청자들은 텔레비전의 이미지가 종종 어둡고 흐릿하고 흐릿하게 나온다는 사실에도 관대했습니다. 그러나 세월이 흐르면서 그 열정은 사그라들었습니다. 일반적으로 기계식 텔레비전에서 좋고 선명한 이미지를 얻는 것은 불가능하다는 것이 밝혀졌습니다. (이를 위해 Nipkow 디스크는 구멍 직경이 약 600mm인 0개 라인을 스캔해야 하는 것으로 추정됩니다. 이 경우 디스크 자체의 직경은 1m에 도달합니다. 필요한 속도로 회전하면 필연적으로 원심력의 작용으로 흩어집니다.) 많은 대도시(모스크바와 레닌그라드 포함)에는 자체 텔레비전 스튜디오가 있고 수만 명의 사람들이 집에 텔레비전을 가지고 있지만 기계 텔레비전은 널리 사용되지 않았고 결국 전자 텔레비전으로 자리를 내주었습니다. 이제 논의될 모든 곳의 텔레비전. 전자 텔레비전 시대는 음극선관의 발명으로 시작되었습니다. 전자관의 원형은 1856년 독일 유리 송풍기 가이슬러가 발명한 가스 방전 램프로, 백금 전극을 유리 전구에 융합하는 방법을 배우고 최초의 가스 충전 튜브를 만들었습니다. 이제 가스 방전 램프는 모든 곳에 널리 퍼져 있으며 그 장치는 잘 알려져 있습니다. 두 개의 전극이 일종의 가스로 채워진 유리관의 양쪽에 배치됩니다. 강한 전류원에서 이들 전극에 전압을 가하면 전극 사이에 전기장이 생성됩니다. 이 분야에서 기체 분자는 이온화되고(전자를 잃음) 하전 입자로 변합니다. 결과적으로 튜브를 통해 방전이 발생하고 그 영향으로 가스가 밝게 빛나기 시작합니다. 이 현상은 즉시 많은 과학자들의 관심을 끌었습니다. 그들 중에는 Geisler가 다양한 가스 혼합물로 밀봉된 튜브를 특별히 제작한 Bonn 교수 Plücker가 있었습니다. 1858년에 Plücker는 전류가 흐르면 음극 근처의 유리가 다른 램프와 달리 어떻게든 특별한 방식으로 빛난다는 사실을 알아냈습니다. 이 효과를 연구한 Plücker는 방전 중에 음극 근처에서 일종의 복사가 발생한다는 결론에 도달했으며 이를 "음극"이라고 불렀습니다. 1869년 독일의 물리학자 Gittorf는 음극선이 자기장에 의해 편향될 수 있음을 발견했습니다. 1879년 영국의 물리학자 William Crookes는 음극선에 대한 기초 연구를 수행하여 음극이 가열되면 표면에서 일부 입자의 흐름이 방출된다는 결론에 도달했습니다. (1897년 영국의 물리학자 Thomson은 음극선이 하전 입자의 흐름인 전자임을 증명했습니다.) 그의 실험을 위해 Crookes는 역사상 최초의 음극선관인 특수관을 만들었습니다.
덧붙여서, Crookes는 특정 물질(인광체라고 불림)이 음극선의 충격을 받을 때 빛을 발하기 시작한다는 것을 발견했습니다. 1894년에 Lenard는 인광체의 발광이 강할수록 음극 전류가 더 강하다는 것을 발견했습니다. 1895년, 스트라스부르 대학의 교수인 칼 브라운은 크룩스 튜브를 기반으로 다양한 전류를 연구하기 위해 설계된 음극(전자) 오실로스코프 튜브를 만들었습니다.
Brown의 튜브에서 음극은 다이어프램으로 덮여있었습니다. 작은 구멍이있는 스크린으로 인해 Crookes의 실험에서와 같이 음극에서 넓은 빔이 방출되지 않고 좁은 빔이 방출되었습니다. 코일은 연구 중인 전류가 인가되는 유리 플라스크 외부에 배치되었습니다. 코일을 통과하는 이 전류는 주변에 교류 자기장을 생성하여 수직 평면에서 음극선을 편향시켰습니다. 음극측에 형광체를 코팅한 유리판을 스크린으로 하였다. 빔은 다이어프램을 통과하여 화면에 작은 발광 지점을 만들었습니다. 편향 자기장의 작용으로 빔이 진동하기 시작하고 연구중인 전류의 최대값과 최소값을 표시하는 수직선을 화면에 그렸습니다. 거울의 도움으로 이 빛나는 선이 외부 스크린에 투사되었습니다. 다소 후인 1902년에 러시아 과학자 Petrovsky는 수평면에서도 전자빔을 편향시키기 위해 두 번째 코일을 사용할 것을 제안함으로써 브라운관을 개선했습니다. 이제 적절한 신호를 주면 화면 전체에 빔이 가도록 할 수 있습니다. 1903년 독일 물리학자 Wenelt는 또 다른 개선을 이루었습니다. 그는 음전하를 띤 원통형 전극을 튜브에 도입했습니다. 이 전극의 전하 강도를 변경함으로써 음극으로부터의 전자 흐름을 증가 또는 감소시켜 화면의 점을 더 밝거나 어둡게 만드는 것이 가능했습니다. 1907년에 Leonid Mandelstam은 브라운관의 빔을 제어하기 위해 톱니 전압을 적용한 두 가지 편향판 시스템을 사용할 것을 제안했습니다. 덕분에 전자빔은 화면의 상단 가장자리에서 맨 아래까지 하나씩 위치하는 소위 래스터(raster)라는 발광선을 화면에 그리기 시작했습니다. 그것은 다음과 같은 방식으로 일어났습니다. 전자빔의 경로에서 두 개의 수직으로 배열 된 플레이트가 튜브에 배치되었으며 이미 언급했듯이 특수 발전기에 의해 생성 된 교류 톱니 전압이 적용되었습니다. 이 전압이 0과 같을 때 전자빔은 화면의 초기 위치를 차지했습니다. 그런 다음 양극판이 특정 속도로 충전되기 시작한 후 전자가 양극판 쪽으로 편향되고 빔의 끝이 화면을 가로질러 이동했습니다. 이 움직임은 양극판의 전압이 최대에 도달할 때까지 계속되었습니다. 그 후 전압이 급격히 감소하고 전자빔이 빠르게 원래 위치로 돌아 왔습니다. 그런 다음 모든 것이 처음부터 반복되었습니다. 동시에 빔은 수직면에서 진동했습니다. 두 번째 플레이트 쌍은 수직 편향을 위한 것이었습니다. 수직판에 인가되는 톱니 전압의 주파수가 수평판에 인가되는 주파수의 10배라면 한 프레임에 해당하는 시간에 빔이 10줄을 형성하는 것을 쉽게 알 수 있다. 교류 전기장 대신 두 개의 코일에 의해 생성된 교류 자기장을 사용하는 것이 가능했습니다. 이러한 모든 발견과 발명은 전자 텔레비전의 기본 토대를 마련했습니다. 텔레비전 전송에 음극선관의 사용을 제안한 최초의 사람은 러시아 물리학자 보리스 로징(Boris Rosing)이었습니다. 1907년 그는 원거리에서 이미지를 전기적으로 전송하는 방법에 대한 특허를 받았습니다.
이미지의 프로그레시브 스캐닝을 위해 Rosing은 평면 거울이 있는 다면체 프리즘인 두 개의 거울 드럼을 사용했습니다. 각 거울은 프리즘의 축에 대해 약간 기울어졌으며 경사 각도는 거울에서 거울로 균일하게 증가했습니다. 드럼이 회전하면 투과된 이미지의 다른 요소에서 나오는 광선이 거울면에 의해 순차적으로 반사되고 교대로(라인별로) 광전지에 떨어졌습니다. 광전지의 전류는 커패시터 플레이트로 전달되었습니다. 공급되는 전류의 크기에 따라 더 많거나 더 적은 수의 전자가 그들 사이를 통과하여 발광 스크린의 해당 지점의 조명 밝기를 변경할 수 있습니다. (커패시터 내부의 전기장은 신호 전압이 변경되면 빔을 수직으로 편향시켜 다이어프램의 구멍을 통해 화면에 부딪히는 전자의 수가 변경되었습니다.)
따라서 튜브는 살포 장치 (예 : Nipkow 디스크)와 광원 (예 : 가스 램프)의 이전 기계 시스템의 두 노드를 한 번에 교체했습니다. 두 개의 상호 수직 코일은 래스터를 그리는 방식으로 빔의 움직임을 제어했습니다 (화면의 왼쪽 상단 모서리에서 움직이기 시작하여 오른쪽 모서리에서 끝난 다음 빠르게 왼쪽 가장자리로 돌아와서 약간 아래로 내려갔습니다. 두 번째 줄을 스캔했습니다). 빔의 이동과 미러 드럼의 회전은 서로 엄격하게 동기화되어 광전지를 통과하는 각 투영면의 통과는 투영 빔의 한 라인의 통과에 해당합니다. 빔이 전체 화면을 통과하는 데 약 0초가 걸렸습니다. 이로 인해 빔의 패턴이 눈에 통합 이미지로 인식되었습니다. 그의 불완전한 장치에 대한 길고 지속적인 실험 끝에, 로징은 그의 수신기 화면에 첫 번째 이미지(밝게 조명된 격자)를 얻을 수 있었습니다. 이 이미지는 XNUMX개의 줄무늬로 구성되어 있습니다. 격자 구멍 중 하나가 닫히면 화면에서 해당 스트립이 사라졌습니다. TV는 손의 움직임뿐만 아니라 단순한 기하학적 모양의 이미지를 전송할 수 있습니다. 로징의 발명에 대한 메시지는 미국, 일본, 독일의 기술 저널에 게재되었으며 텔레비전의 발전에 큰 영향을 미쳤습니다. 로징은 전자 텔레비전의 창시자로 알려져 있지만 그의 텔레비전 시스템은 아직 완전히 전자적이지 않았습니다. 촬영 및 이미지 전송은 기계 장치인 거울 드럼을 사용하여 수행되었습니다. 수신 튜브 만이 그의 시스템에서 전자식이었고이 장치에서는 이미 흑백 TV의 많은 기능을 볼 수 있습니다. 다음 단계는 외부 광전 효과를 기반으로 작동하는 음극선 투과관을 만드는 것이었습니다. 외부 광전 효과는 1887년 하인리히 헤르츠에 의해 발견되었고 이듬해 러시아 물리학자 알렉산더 스톨레토프가 깊이 연구했습니다. 이 현상의 본질은 빛의 작용으로 전자가 하전 된 판의 표면에서 녹아웃된다는 사실에 있습니다. 방출된 전자는 양극에 끌리는 구름을 형성하여 진공 또는 희박한 가스에서 전류를 형성합니다. 이 원리는 독일 과학자 Dember가 1906년에 만든 광전지의 작업을 기반으로 합니다. 캐소드와 애노드는 공기가 펌핑되는 유리 플라스크에 배치됩니다. K - 감광성 물질(바람직하게는 세슘)으로 코팅된 음극; A - 금속 메쉬이고 양극으로의 빛의 통과를 방해하지 않는 양극; C - 광원; 전자 - 배터리. 광전지의 광음극에 떨어지는 빛은 광전지에서 전자를 방출하여 양전하를 띤 양극으로 돌진합니다. 광음극의 조명을 줄이거나 늘리면 그에 따라 회로의 전류가 증가하거나 감소합니다. 1911년 영국 엔지니어 Alain Swinton은 음극선관을 수신기뿐만 아니라 송신기로도 사용하는 텔레비전 장치 프로젝트를 제안했습니다. 전송 Swinton 튜브의 중심에는 양극에 대해 100000볼트의 음의 전압이 적용된 크룩스 튜브가 있습니다. 좁은 전자빔이 양극 C의 구멍을 통과하여 스크린 I에 부딪혀 코일 E를 편향시켜 그 위에 래스터를 묘사했습니다. 스크린은 서로 격리된 소형 루비듐 금속 큐브로 구성되었습니다. 반대편에서는 격자 L과 나트륨 증기가 있는 구획을 통해 이미지가 스크린 I에 투영되었습니다. 각 지점에서 나오는 빛은 독립된 광전지 역할을 하는 별도의 루비듐 큐브에 떨어졌고 표면에서 전자를 녹아웃시켰습니다. 외부 광전 효과의 법칙에 따라 이들 전자가 클수록 빛의 작용이 더 강해지는 것으로 나타났다.
큐브에 전압이 가해지지 않는 한 방출된 전자는 스크린 근처에 있었습니다. 그러나 차례로 모든 정육면체 주위를 돌던 전자빔이 그 중 하나에 부딪쳤을 때 음전하를 받았습니다. 그런 다음 큐브 표면의 빛에 의해 녹아웃 된 전자가 그리드 L로 돌진하여 결과적으로 매 순간마다 화면의 특정 지점에 해당하는 전하를 띠게됩니다. 이 전하는 그리드에서 제거된 다음 비디오 신호로 수신 튜브로 전송되었으며, 그 장치는 로징과 동일한 원리를 기반으로 했습니다. 수신관의 전자빔은 송신관의 빔과 동기화되었으며 각 지점의 강도는 전송되는 비디오 신호의 강도에 직접적으로 의존합니다. Swinton은 실용적인 텔레비전 설치물을 만들지 않았지만 그의 프로젝트에서 나중에 모든 후속 세대의 전송 튜브 디자인에 들어간 기본 요소를 이미 보았습니다. 외부 광전 효과가 있는 많은 개별 광전지의 양면 모자이크, 내부의 수집기 그리드 L 및 편향 코일 E의 형태. 텔레비전 발전의 다음 단계는 20 년대에만 취해졌습니다. 1923년 Vladimir Zworykin(학생 시절 Zworykin은 Rosing의 학생 중 한 명이었으며 최초의 텔레비전 제작에 적극적으로 도왔습니다. 1917년 그는 미국으로 이주하여 죽을 때까지 일했습니다.) 송신 및 수신 전자 빔 튜브.
전송 튜브에서 Zworykin은 4층 양면 표적을 사용했습니다. 튜브는 신호판 3로 구성되어 있습니다. 얇은 알루미늄 필름(전자에 투명)은 한쪽 면이 산화알루미늄 유전체 2으로 코팅되어 있고 그 위에 외부 광전 효과가 있는 감광층 1가 증착되어 있습니다. 그리드 1은 이 층 옆에 설치되었으며 알루미늄 필름에 양(그리드에 상대적) 전압이 가해졌습니다. 이미지는 그리드 5을 통해 이 레이어에 투영되었습니다. 알루미늄 필름의 다른 면에서 전자 프로젝터 6의 전자빔 1929는 래스터를 생성했습니다. 신호는 계통 회로의 부하 RN에서 가져왔습니다. 전송 튜브 모자이크에는 많은 개별 광전지가 포함되어 있습니다. 이 튜브도 실제 모델이 되지는 않았지만 30년 Zworykin은 나중에 최초의 텔레비전에 사용된 키네스코프라고 부르는 고진공 수신 음극선 튜브를 개발했습니다. 따라서 수신 음극선관은 이미 XNUMX년대 초반에 만들어졌습니다. 전송 튜브의 경우 상황이 더 복잡했습니다. 20년대 말까지 발명가가 제안한 모든 전자 튜브에는 한 가지 중요한 단점이 있습니다. 즉, 광 감도가 매우 낮습니다. 그들에게서 촬영한 영상 신호는 너무 약해서 좋은 영상뿐 아니라 만족스러운 영상도 제공하지 못했습니다. 낮은 감광도는 광속의 비효율적인 사용으로 올바르게 설명되었습니다. 실제로, 감광성 모자이크 판이 10개의 세포로 나뉘고 전자빔이 0초 안에 모든 세포 주위를 돌고 있다고 가정합니다. 이는 투과된 이미지가 방전되었을 때 빛이 각 개별 광전지에 1/1초 동안만 작용했음을 의미합니다. 남은 100000/99999초 동안 쓸데없이 낭비된 광속의 에너지를 사용할 수 있다면 텔레비전 시스템의 감도가 크게 높아져야 할 것이다. 이 문제를 해결하려고 시도한 첫 번째 사람 중 하나는 이미 우리에게 알려진 미국 엔지니어 Charles Jenkins였습니다. 1928년에 그는 텔레비전 튜브에 전하를 축적하는 장치를 제안했습니다. Jenkins의 아이디어의 핵심은 감광 패널의 각 광전지에 커패시터 C를 연결하고 광전지에 빛을 비추면 프레임이 전송되는 전체 시간 동안 결과 전류가 커패시터에 충전된다는 것입니다. 그런 다음 정류자의 도움으로 커패시터가 신호를 가져온 부하 RN, 즉 Jenkins가 방전 전류를 비디오 신호로 사용하도록 의도한 부하를 통해 교대로 방전되었습니다. Jenkins의 아이디어는 매우 유익했지만 더 다듬어야 했습니다. 우선 수십, 심지어 수십만 개의 작은 커패시터를 어디에 어떻게 배치할지 고민해야 했습니다(결국 화면의 각 개별 셀에는 자체 커패시터가 있어야 함). 그런 다음 스위치를 만들어야 했습니다. 필요한 속도와 동기로 이러한 모든 커패시터를 방전할 수 있습니다. 어떤 기계 장치도 이 작업에 대처할 수 없습니다. 따라서 스위치의 역할은 동일한 전자빔에 위임되기 시작했습니다. 다음 1933년 동안 전하 축적 원리를 사용하여 튜브를 전송하기 위한 몇 가지 옵션이 여러 국가에서 제안되었지만 이러한 프로젝트는 모두 실행되지 않았습니다. Vladimir Zworykin은 운이 좋게도 수많은 장애물을 성공적으로 극복했습니다. XNUMX년 시카고에서 열린 라디오 엔지니어 협회(Society of Radio Engineers) 대회에서 그는 XNUMX년 동안 작동하는 텔레비전 튜브를 만들기 위한 자신의 노력이 완전한 성공을 거두었다고 발표했습니다. Zworykin은 Westinghouse 연구실에서 이 작업을 시작하여 Radio Corporation of America에서 완료했습니다. 그곳에서 그는 잘 갖추어진 연구실과 경험 많은 엔지니어 그룹을 마음대로 사용할 수 있었습니다. 많은 실험 끝에 Zworykin은 화학자 Izig의 도움으로 저장 축전기로 모자이크 빛에 민감한 표적을 제조하는 매우 간단한 방법을 발견했습니다. 그것은 다음과 같은 방식으로 일어났습니다. 10 x 10 cm 크기의 운모판을 취하고 한쪽 면에 얇은 은층을 도포하였다. 그 후, 접시를 오븐에 넣었습니다. 얇은 은층은 가열되면 과립으로 말리는 능력을 얻습니다. 따라서 운모판에는 서로 분리된 수백만 개의 과립이 형성되었다. 그런 다음 셀레늄과 마찬가지로 빛에 대한 감도가 증가한 은층에 세슘을 도포했습니다. 반대쪽에서 운모판은 연속적인 금속층으로 덮였습니다. 이 층은 말하자면 감광성 세슘 층을 가진 은 입자와 관련하여 두 번째 축전기 판 역할을 했습니다. 결과적으로 백만 개의 미니어처 광전지 각각은 동시에 미니어처 커패시터 역할을 했습니다. 이 튜브 Zworykin은 iconoscope라는 이름을 부여했습니다.
iconoscope의 작업은 다음과 같이 진행되었습니다. 유리 구형 실린더에는 전자 탐조등이 배치된 시가 모양의 원통형 프로세스가 제공되었습니다. 볼에는 프로세스 축에 비스듬히 장착된 타겟이 포함되어 있습니다. 이 타겟은 이미 언급한 바와 같이 한쪽에는 금속 신호층이 증착되고 다른 한쪽에는 서로 분리된 많은 광전지로 구성된 감광성 모자이크로 구성됩니다(5). 유리 볼 튜브 튜브 표면의 일부는 타겟과 평행하게 평평하게 만들어졌습니다. 대물렌즈의 축이 대상의 평면에 수직이 되도록 이미지를 통해 모자이크에 투영되었습니다(여기서 왜곡은 제외됨). 모자이크 옆에 그리드(1)를 감광층 앞에 놓고 양극(3)에 대해 양전하를 가했습니다(양극을 접지하고 열 음극에 큰 음전위를 생성했습니다. (4). 전자빔(2)이 격자를 통과하여 모자이크에 래스터를 생성했습니다. 신호는 신호판(6)에서 가져와 저항 RN에 적용한 다음 증폭 램프(7)에 적용했습니다. 포토모자이크를 통과하는 전자빔은 모든 섹션을 연속적으로 방출했습니다. 그 결과 모자이크 영역의 조명에 비례하는 전기 충격(비디오 신호)이 생성되었습니다. 이 펄스는 증폭되어 무선 송신기에 공급되었습니다. 앞으로 iconoscope가 크게 향상되었습니다. 공은 전자 탐조등의 가지가 있는 실린더로 대체되었습니다. 신호를 왜곡하는 그리드 대신 금속 링 형태의 컬렉터(8)를 사용하기 시작했습니다. 모자이크에서 방출된 광전자는 실린더의 내부 표면에 수집되었습니다. 타겟은 포토셀의 모자이크로 구성되어 있습니다. 감광층(2), 운모 유전판(3) 및 신호판으로 사용되는 금속막(4)입니다. 도상경은 전자 텔레비전을 탄생시킨 일련의 발명품 중 마지막 연결 고리였습니다. 그러나 당시 미국을 휩쓴 불황으로 인해 이곳의 텔레비전 네트워크는 불과 몇 년 후에 형성되었습니다. 한편 1934년 Boris Krusser가 이끄는 소련 엔지니어 그룹도 도상경을 만들었습니다. 영국에서는 Marconi와 EMI가 개발한 장비로 텔레비전 방송을 1936년에 시작했습니다. 같은 해에 NBC 방송사는 뉴욕에서 정규 텔레비전 방송을 시작했습니다. 텔레비전 방송은 1938년 독일과 소련에서 시작되었습니다.
1936년 1939월 RCA 실험실은 실용화에 적합한 최초의 텔레비전 세트를 시연했습니다. 5년 5월 RCA는 최초의 일반 판매용 TV 세트를 출시했습니다. 뉴욕 세계 박람회에서 선보였습니다. 이 TV는 콘솔 XNUMX개와 데스크톱 XNUMX개 등 XNUMX가지 버전으로 제작되었으며, XNUMX인치 화면을 탑재하고 RCA TT-XNUMX로 알려졌습니다. 모든 모델은 수제 월넛 캐비닛에 보관되었습니다. 저자: Ryzhov K.V.
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