Таким образом, девиация ЧМ сигнала составляет всего + 0,7 МГц. Тем не менее ширина спектра ЧМ сигнала получается гораздо больше из-за широкого спектра модулирующих видеочастот и достигает 6…8 МГц. Сигналы цветности при цветной видеозаписи записываются отдельно от сигнала яркости с использованием поднесущих частот 0,594 МГц (красная строка) и 0,75 МГц (синяя строка).

Для записи столь широкополосных сигналов относительная скорость движения головки и ленты должна быть очень высокой. При непосредственной записи на ленту шириной 6,25 мм (ленту выбирают максимально высокого качества) скорость ее устанавливают 1,5…3 м/с. Это почти в 50 раз выше скорости ленты в звукозаписывающих магнитофонах. Запись ведется на трех дорожках, отведенных для яркостного и двух цветоразностных сигналов.

При установке катушки с пленкой «другой стороной» три новые дорожки записываются на ленте в промежутках между тремя уже записанными. Ширина каждой из дорожек едва достигает 1 мм (при обычной стереозаписи звука на ширине ленты укладывается четыре звуковые дорожки). При прямой продольной видеозаписи полоса частот видеосигнала неизбежно сужается и качество изображения также несколько ухудшается.

Лучшие результаты дают видео магнитофоны с блоком вращающихся головок. В них пленка шириной 12,7 или даже 25,4 мм, протягивается относительно медленно около цилиндрического блока с закрепленными на нем несколькими головками. Блок быстро вращается, причем ось вращения наклонена относительно пленки. В результате рабочие зазоры головок «прочерчивают» на поверхности ленты наклонные строки. При скорости вращения блока с двумя головками 1500 об./мин или 25 об./с на одной строке умещается как раз один кадр телевизионного изображения. Это позволяет осуществить при воспроизведении интересный трюк, так называемый стоп-кадр. Если протяжку ленты выключить, то магнитная головка на вращающемся блоке будет прочерчивать все время одну и ту же строку. Изображение на телевизионном экране как бы замрет и будет оставаться неподвижным, пока снова не включат протяжку ленты.

Расположение дорожек на магнитной видеоленте.

Мы не будем подробно рассматривать конструкцию видеомагнитофона — она достаточно сложна. На входе устройства записи в нем имеются блоки разделения цветного телевизионного сигнала на яркостную и цветоразностные компоненты, которые затем модулируют по частоте вспомогательные генераторы. Сформированный ЧМ сигнал поступает на магнитную головку. При воспроизведении все эти операции выполняются в обратном порядке. Кроме того, в видеомагнитофоне имеется масса вспомогательных устройств, предназначенных для синхронизации, коррекции начала строки развертки, регулирования скорости протяжки ленты и вращения блока головок, и т. п. Много усилий предпринимается конструкторами и для максимального упрощения управления видеомагнитофоном. Не редкость уже сенсорные переключатели режима работы, электронные дисплеи, показывающие уровень записи и воспроизведения, количество израсходованной ленты, и многое другое. По общей сложности видеомагнитофон приближается к небольшой ЭВМ, и уже поговаривают о микропроцессорном управлении режимами его работы.

Когда передающая телевизионная студия сформирует полный телевизионный сигнал, его можно будет передать в эфир. Первые передачи электронного телевидения с высокой четкостью (625 строк разложения изображения) велись на метровых волнах УКВ диапазона. Выделенные каналы сохранились до настоящего времени. Это каналы I–V на частотах 48,5…100 МГц (6,2…3 м).

По мере строительства телецентров во всех крупных городах этих каналов оказалось недостаточно, ведь расположенные рядом телецентры должны работать на разных каналах, иначе на границе областей обслуживания возможны сильные взаимные помехи. Например, если Москва ведет телевизионное вещание в канале I, то ни в Калинине, ни в Рязани, ни в любых других окрестных городах этот канал использовать нельзя, иначе слабый сигнал, приходящий из Москвы, будет создавать помеху. С высокой Останкинской башни телевизионный сигнал может распространятся при благоприятных условиях на расстояние до 300 км.

Выделили еще семь каналов в диапазоне частот 174…230 МГц (1,7… 1,3 м). К настоящему времени и этого оказалось недостаточно, и к 12 каналам на метровых волнах добавили еще два десятка каналов на ДМВ в диапазоне 470…630 МГц (64…47 см). Чем выше частота канала, тем легче передать телевизионный сигнал с широкой полосой. Выше мы определили, что для передачи изображения, содержащего 625 строк и полмиллиона элементов изображения в кадре, нужен спектр частот шириной 6,5 МГц. Но при амплитудной модуляции несущей образуются две боковые полосы и ширина излучаемого спектра может достигнуть 13 МГц. Это слишком много, и специалисты сразу применили очень прогрессивный способ модуляции с подавлением одной боковой полосы. Правда, несущая не подавляется, а для детектирования в приемнике служит не синхронный, а самый обычный диодный детектор, как его часто называют, детектор огибающей. Более того, для уменьшения искажений при детектировании нижняя боковая полоса частот подавляется не полностью, а оставляется ее часть шириной 1,25 МГц, непосредственно примыкающая к несущей.

Посмотрите на изображение спектра излучаемого телевизионного сигнала — там все это показано. На 6,5 МГц выше несущей сигнала изображения расположена несущая звукового передатчика. Звуковое сопровождение передается с частотной модуляцией при девиации ± 50 кГц. Полная ширина радиочастотного спектра телевизионного сигнала получается около 8 МГц.

При передаче столь широкого спектра на метровых волнах мы получаем относительную ширину спектра около 10 %, а на частотах первых телевизионных каналов — даже больше. Это создает определенные трудности в проектировании и передатчиков, и антенн, и приемников: все эти устройства должны быть широкополосными.

Спектр видеосигнала.

Любая неравномерность в передаче телевизионного спектра приводит к ухудшению качества и четкости изображения. На ДМВ относительная ширина полосы частот намного уже и пропустить ее без ослаблений легче. Поэтому и качество телевизионного вещания на ДМВ обычно выше.

Структурная схема телевизионного передатчика несложна. Несущая генерируется высокостабильным задающим генератором. В модуляторе амплитуда несущей изменяется в такт с видеосигналом, поступающим от телекамеры. Ну а перед антенной установлен усилитель мощности, увеличивающий мощность телевизионного сигнала до нескольких десятков, а иногда и сотен киловатт. Впрочем, ввиду ограниченного радиуса действия УКВ передатчиков особенно большие мощности не нужны. Канал звукового сопровождения представляет собой отдельный передатчик меньшей мощности. Лишь в некоторых случаях используют общий усилитель мощности звукового и видеосигналов, который в этом случае должен иметь особенно высокую линейность. Линейность усилителя — это прямо пропорциональная зависимость между амплитудами входного и выходного сигналов. Любая нелинейность приводит к тому, что в спектре выходного сигнала появляются побочные продукты сигналы с частотами, которых во входном спектре не было. Так, например, если во входном спектре присутствовали две частоты — f1 и f2, то в выходном спектре появятся еще и частоты 2f1 — f2 и 2f2 — f1. Это расширит спектр излучения, создаст помехи и ухудшит качество сигнала.

Передатчик изображения.

Еще несколько слов о передатчике звукового сопровождения. Частота его задающего генератора слегка изменяется под действием звукового сигнала. На структурной схеме нарисованы несколько умножителей частоты. Зачем они? Вот зачем. Гораздо удобнее выполнить задающий генератор на сравнительно низкую частоту — в несколько раз ниже излучаемой. Генератор будет работать стабильнее, и не будут влиять наводки мощного сигнала со стороны выходного каскада. Более того, при умножении частоты возрастает и девиация частоты, вызываемая звуковым модулирующим сигналом.