画面异彩纷呈可视可听的无线电广播电

21世纪的今天,“电视”已进入千家万户,成为现代生活不可或缺的享受。电视屏幕上色彩缤纷的画面,可“视”可“听”,视听同步,给观者送来了知识和欢乐。人们足不出户,完全可以知晓国家大事,了解世界新闻,还可在家里看电影哩!电视的确给人们带来了极大的方便。

年末,中国广播电视总局发布公告:我国从现在开始,全面推进有线电视从“模拟”向“数字”整体转换的工作。到年,将停止模拟电视的播出,全面实现电视数字化。上海、北京和广州作为数字电视的推广试点城市,这一时间可能会提前。

所谓“数字电视(HDTV)”,是采用数字信号来表示电视图像信息,在电视信号的采集、记录、处理、存储、播出、传输和接收过程中,使用的是数字技术的系统。推广数字电视意味着什么呢?它有两大好处:数字电视比模拟电视的图像更清晰。数字电视节目不再有“雪花”、“斜纹”等干扰信号,画面质量可以达到线;二是电视观众选择节目的空间更大,还可以与电视互动,自主选择节目。这就是说,电视台及其频道将大大增加,一般可收看个频道,观众可以不完全受制于电视台,随时能选看自己爱看的节目。从电视里不单能看新闻、文娱节目,而且能炒股、购买车票…。这些都是传统电视的模拟传输无法比拟的。

电视的未来,将越变越美妙。大家都知道,那拖着长尾巴且抽成真空的玻璃显像管,一直是电视机里的主要部件,未来的电视机将不再有这个玩意儿了,取代它的是一块薄片型显示屏,就像今天电脑的液晶显示屏一样。它是一种固体器件,没有灯丝,无需高压,重量较轻,形状规则,结构牢靠。用这种显示屏装配的电视机很像扁平的画框,可以悬挂在墙壁上欣赏。未来的电视机中,将装有一个微型电脑,它能记取主人全家人的声音信息,只要主人一发号施令,电视机就会依照语音信息,自动调节。甚至,根据电视台预告,主人可预先设置一周所要选看的节目,到时候电视机会自动开关和调节。每个家庭完全可以通过电视享用现代信息社会的丰富资源。

“饮水不忘掘井人”,发明和不断完善电视技术的科学家,是值得人们学习和敬仰的,但他们是谁呢?今天的电视观众未必能知其一二。

一波三折的故事

过去,电视的发明像汽车的发明一样,涉及的发明家很多,有大学的师生、企业界的人物和大公司的研究开发小组等。电视的发展也跟汽车的发展相类似,充满了曲折,而且经历了极为原始的开拓阶段。英国一位叫贝尔德的电气工程师潜心探索,曾创造出奇异的图像影子,摇摇晃晃,给人们留下强烈的记忆,因此许多人就认为贝尔德是电视发明人。其实,远不是这么回事。

人们早就梦想有朝一日能实现图像的连续传送,最初目的并非为了娱乐。一波三折,不断发展。一切伟大发明和发现都要经历漫长的3个阶段:一是先驱性工作;二是奠基性工作;三是发展完善并实现社会化的工作。所谓社会化,就是表现其*治、商业、娱乐或教育的价值。其中完成第二阶段的奠基者,通常被认为是最伟大的发明家,先驱者往往次之。例如,对于经典力学和相对论,牛顿和爱因斯坦扮演了第二阶段的角色。计算机、火箭和电视的发明概莫能外。

由此而言,发明电视的 个先驱者,应该推举法国人卡塞利。这要追溯到公元年,卡塞利是一个意大利血统的神父,由于利用电报线路传输图像(更确切点说是影像)的创造,而在法国出了名。他的实验得到了拿破仑三世的支持。他在法国建立了若干商用台站,通过电报线路传输手写的书信和图画。然而,由于存在严重干扰,影像经常变得面目全非。所以并未获得真正商业上的成功,其研究成果一直不能投入实际应用。但是,卡塞利的实验对后人的研究却打下了思想基础。

年,英国传真电报工程师约瑟夫·梅发现,在光的照射下,硒的电阻发生了变化,而这种电阻的改变又导致电流的变化。也就是说,可将光强度的改变转换为电子信号,这意味着可以进行光信号的传输。因而又有了硒光电管的制造。由此,年,美国发明家凯里在波士顿便提出了一个设想:用上万只硒光电管组成荧光屏,用投影仪把图像投到荧光屏上,变为电信号传送出去。接收机那边的荧光屏,也是由无数小电灯泡组成,但与每个小灯泡相连的是硒光电管。凯里的设想符合约瑟夫·梅发现的光电转换原理,但终究未能实现,因为在当时要将所有的硒光电管和小灯泡平行地连接起来,在技术上办不到。

年,法国的康斯坦丁·桑莱克提出了一个与凯里类似但更成熟的设想。他认为不必逐个连接光电管和小灯泡,只需使用一根电线,使每个光电管与其对应的小灯泡依次相连,在发送端和接收端的硒光电管与灯泡之间,分别装置一个旋转开关,用以控制硒光电管与灯泡之间的“通”或“断”。并且,这两端的旋转开关以相同的速率旋转。这样,图像上的每一点都可一点接一点地依次通过一根电线被传送和接收。由于人眼“视觉暂留”特性的原因,便可看到清晰的画面。

还是年,又有一个叫比德韦尔的英国人,也演示了他自己设计的一种传输影像的装置。它是用一个硒光电池来分析要传输的图像;硒光电池,其实就是一种光生伏打电池,它受可见光或其他辐射照射时,在一层硒(高*性的非金属)层中便产生电压,亦即光可致电。比德韦尔把这种光电池装在一个盒子里,靠偏心轮驱使着上下移动。到了年,“电子学”已有长足进展,比德韦尔给一家名为《自然》的科学杂志写信时,进一步谈到了他的实验装置,提出了获得良好图像的方法,就是在发射机里联结个光电池,而每一个光电池都通过一个单独线路与接收机的相应点连接。

这封信引起了电气工程师坎贝尔·斯温登的兴趣。由此启发,他设想采用一个电子开关,连接一根线路传输所有的信息;并联想到德国布劳恩在年发明的阴极射线示波管,他意识到这种示波管恰好可用于这种发射和接收的工作。斯温登的想法是对路的,于年获得电视系统基础的专利。但他的基础理论被搁置在亚历山大宫中,直到年才得到实际应用。他的这个理论在科学上充满了真知灼见,让人惊异,使人将它跟巴比奇的计算机原理相提并论。斯温登的理论,包含现代电视摄像机的重要原理,直到许多年后才得到充分应有的评价。

斯温登的电视摄像机,能把在某一段时间内投射到每个光电池元件上的全部光都储存起来,因此当那个光电池被阴极射线束接通的时候,送到接收机的信息,就是那从光电池 接通而投射到它上面的全部光。“它还只是一种想法,实际装置还没有完全做出来。”坎贝尔·斯温登在别人问起时总是这样谦逊地说,“需要做大量的实验,更有大量的改进工作。”斯温登的认识是正确的,只有在发明了电子放大器、改进型的光电池和阴极射线管之后,才有可能 成功。斯温登逝世于年,这一年离他的远电视被证实还有好几年。

话分两头,再说年的另一个人的故事。这年圣诞节的前夕,德国的大学都放假了,同学们已离校回家,大学生尼普科夫孤寂无聊,突然“不由自主地产生了对电视的整体设想”。他用纸做了一个圆盘,并在圆盘上钻了一排螺旋线形的小孔。然后,他让圆盘飞快地转动起来,令人难以置信的是,在旋转的圆盘上,他居然看到了整个圣诞树。这盘便是后来通常所说的“尼普科夫盘”。在这个游戏实验的基础上,尼普科夫的奇异思维一发而不可收。年,他又发现了一种对图像进行线性分割的方法,以及光电机械扫描的方式。那就是,他把所有要发送的场景分成许多小点儿,明的或暗的,再以信号的形式发送出去, 在接收一端又把它重现出来,从而为电视的发明奠定了基础。年之前,这种扫描装置一直是机械电视系统的基础部件。

上面说的这些故事人物所做的工作,现在看来,它初步形成了电视技术的3个基本要素:一是把图像分解成像素,逐个传输:二是像素的传输是逐行进行:三是用画面传送运动过程时,许多画面逐一快速出现,而在人眼中,这个过程融合为一。这是以后所有电视技术发展的基本原理。

贝尔德与“电视诞生日”

尼普科夫的电视原理,极大地影响了英国一位名叫约翰·贝尔德的电气工程师,鼓舞他做了深一层的研究。贝尔德成年累月钻在实验室里忙碌着,装了又拆,拆了又装,不厌其烦。他利用废旧无线电器材、旧糖果盒、自行车灯透镜和旧电线等材料,反复地试验,经过10多年的艰苦努力,终于年造出了世界上最原始的电视摄影机和接收机。试验中居然出现了奇迹,荧光屏上显示了图像。他将信号从自己实验室通过电话线传到英国广播公司的电台,电台用无线电波将这些信号再播放出来,他在实验室中又收到了自己播出的图像。贝尔德看到生动的场景图像,十分开心。年1月27日,贝尔德在伦敦皇家学会向40位科学家表演了他的发明。荧光屏上看到的是人们抽烟和说话的场面,科学家们无不感到新鲜有趣。这次表演,后来被国际公认为 次公开播放电视的日子。年1月27日,普遍视为电视正式诞生日。

贝尔德生于一个牧师家庭,从小就显露出发明的才华。受尼普科夫盘的启发,他于年造出 台电视机。这台电视机采用两个尼普科夫盘,首次在相距1.3米远的地方传送了一个十字剪影画。最初的电视发射距离最远只有3米,图像模糊不清。为了筹集研究资金,贝尔德与一家店铺老板商定,每天在店堂里放电视以吸引顾客,老板则每周付给他酬金25英镑。贝尔德把所得的钱全部用来购买材料,改进设备,继续进行着电视的研究与试验。

年,贝尔德的研究取得了重大进展。他进一步改进了尼普科夫等人的机械扫描系统,用30多条水平扫描线填满整个画面,使用电磁铁偏转电子束的阴极射线管,通过无线电播放电视图像,用短波(0.45米)把图像从伦敦传送到纽约,让纽约人在荧光屏上看到了伦敦,这比通讯卫星早34年将画面送过了大西洋。美国开始进行电视转播,那是在年。

年,贝尔德还发明了机械彩色电视。他参考传统的三原色原理,分别用红、蓝、绿滤光镜将图像分解为3种颜色,分别传输,并加快画面变换的速度,在原来变换一次画面的时间里变换3次画面,接收时再将3个单色图像重叠起来,这样就组成了原来的图像。 次彩色电视图像的传播,是在伦敦朗爱柯街号的贝尔德演播室里进行的,画面上出现了一个警察的头盔,一个吐舌头的男人,一束玫瑰花,一件红蓝披肩和一枝点燃的香烟。贝尔德的成功,使他获得了机械电视发明人的称誉。

兹沃里金的崛起

20世纪之初,俄国彼得格勒工学院的教授洛森,也同时是电视发明者队伍中的一员。他的电视接收机,也想到利用阴极射线管,但由于他的电视装置没有放大器,从光电池产生的信号不够强,所以不能产生清晰的图像。洛森的失败,却给他的一个学生留下了深刻印象。此人叫兹沃里金,他是俄国圣彼得堡技术研究所的电气工程师。电视的电子化应该归功于兹沃里金。他从20世纪20年代起就开始了对电子电视的探索。年,他研究出高灵敏度的实用显像管;年,他在一只真空管内,用高速电子束扫描光电发射嵌镶屏,研制出可供电视摄像用的光电摄像管,从而实现了电视摄像与显像的完全电子化。

年, 次世界大战结束后,兹沃里金离开俄国,远渡重洋来到美国,进入威斯汀豪森电气公司工作,希望借助那里的技术把老师的梦想变为现实。目标很明确,需要解决的难题主要有3个:一是图像的连续产生;二是图像要清晰,不能失真;三是要做到远距离传输。为此,兹沃里金提出了完全由电子线路构成电视装置的设想,但他遇到了实质性的困难。

年,兹沃里金在公司召开的一次工程师会议上,展示了他的一个机器模型,这个机器的关键部件是光电摄像管,即电子摄像机。但图像暗淡,没有获得公司的支持。就在这关键时刻,美国无线电公司总

经理戴维·沙尔诺夫知道此事后,慧眼识珠,他意识到这种新机器的价值和深远意义,立即行动全力支持兹沃里金的研究。

年,兹沃里金进行了一次成功的实地试验,一个由条扫描线组成的图像被传送到6.5千米以外的一台电视机上,终于完成了电视机摄像与显像完全电子化的过程。

法恩斯沃斯和他的电视官司

很值得一提的是,美国还有一位电子电视的发明家,名字叫法恩斯沃斯。他是犹他州人,上中学时就对《电学》产生了浓厚的兴趣。没有读完中学就被伯明翰扬大学录取,父亲去世被迫辍学。正当兹沃里金对电视原理冥思苦想时,法恩斯沃斯也在思考着同一个问题。不过是在一边务农一边研究。年的一天,当法恩斯沃斯正在一块马铃薯地里来回耕地时,脑中突然闪过一个灵感,他意识到电子束可以像耕地或看书一样进行逐行扫描。这在当时,几乎没有人能理解法恩斯沃斯的电子电路思想。几经周折,直到年,他终于说服几个人和他一道干,在旧金山的一间阁楼里建立了实验室。就在这一年的9月7日,他们成功地完成了 张全电子电路电视图像—黑玻璃上一条“直线”的传送。大家欢呼起来,庆祝这一具有历史意义的一刻。

然而,麻烦事开始发生了,一场电视发明权的争夺战从此爆发。美国广播公司的律师声称,兹沃里金年的电视摄影管的专利,优先于法恩斯沃斯的包括析像管在内的各项专利。但其可操作性和实用性却遭到对方的怀疑。年,美国专利局做出决定,授予法恩斯沃斯发明权。美国广播公司败诉。双方经过多年诉讼,终于年有了结果。

美国广播公司为这场官司花费了万美元。 ,沙尔诺夫同意付给法恩斯沃斯专利使用费。好景不长,“二战”爆发,电视机停售,法恩斯沃斯的几项专利到年开始失效,美国广播公司迅速控制了电视机的生产和销售。美国广播公司则宣传称兹沃里金和沙尔诺夫为“电视之父”,而法恩斯沃斯便几乎被人淡忘了。

年,美国研制成功彩色电子电视,电视逐渐进人人们的生活,成为20世纪最重要的传媒之一。

中国的电视

中国的电视始于20世纪50年代。我国的 台电视机由国营天津无线电厂在年1月装配成功,比世界 台电视机问世晚了33年。年3月17日,是我国电视技术发展史上值得纪念的日子。这天晚上,北京广播器材厂研制的黑白电视发射机进行试播;国营天津无线电厂的电视接收机运抵北京,参加实地接收测试。试验室里,并排摆着3台电视机:一台前苏联的,一台日本的,另一台就是由天津送来测试的样机。

晚上9时,人们的视线都集中在小小的屏幕上。不一会儿,3台电视机的荧屏上都出现了播音员的形象,经过细心调整,图像清晰,声音动听,试播结束,室内灯光复明,情绪激昂,大家为我国 台电视机试收成功报以热烈的掌声。我国 台电视机命名为“北京”牌。国家决定, 条黑白电视机生产线设在国营天津无线电厂。年,这个厂的工程技术人员又研制生产出我国 批彩色电视机,为我国的电视事业做出了贡献。

无疑,电视机的结构及其技术是很复杂的。如果要问其中的关键部件是什么,人们都会说是“电子显像管”。隔行如隔山,但在中国的电子行业,几乎没有人不知道吴祖地的。他是中国电视显像管的 人,在50余年的技术生涯中他拿下了许多“ ”:

年,成功研制出我国 只荧光灯;

年,成功研制出我国 只黑白显像管;

年,成功研制出我国 只彩色显像管;

年,成功研制出 只为我国大型“银河”计算机配套的电压穿透式多色显示管;

年,奉电子工业部之命,在咸阳成功筹建了我国 个彩色显像管厂;

年,在大陆从事信息显示的工作者中 个赢得美国信息显示学会授予的“国际公认奖”;

年,荣获中国工程院 批授予的工程科技奖……

许多人终其一生都拿不到一个“ ”,有的人拿上一个“ ”就能吃它一辈子。而吴祖地呢,拿了许多“ ”,却仍旧说自己为祖国的电子工业贡献得太少太少。




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