У всех путь в профессию разный. У автора он начался с небольшого курьеза при разбивании кинескопа от старого телевизора
Об аномальных явлениях Кислодрищенском районе - основано на реальных событиях, хотя может быть, автору все это приснилось
Чем заняться советскому мальчишке в 9 лет? На самом деле выбор был весьма и весьма широк. Для развития будущих профессиональных навыков к услугам советских школьников было практически все: музыкальные школы, спортивные секции и, конечно же, дома технического творчества. Они были везде. В любом провинциальном городке. Дом технического творчества мог быть централизованным, а мог быть территориально разбит по разным зданиям и помещениям. "Комната школьника" это называлось.
Комната школьника
Так вот в одну такую комнату школьника, находящуюся в типовой трехкомнатной квартире на первом этаже панельной пятиэтажки, робко постучался наш автор, которому тогда было всего 9 лет.
Дверь открыл сравнительно молодой мужчина, который представился Виктором Павловичем. Из открытой двери доносился запах канифоли и хлорного железа, слышался какой-то писк, звуки азбуки Морзе. Виктор Павлович руководил радиотехническим кружком, размещавшимся в этой комнате школьника.
- Что тебе нужно? - по доброму спросил Виктор Павлович;
- Я хочу записаться в вашу комнату школьника - ответил дрожащим голосом автор;
- А зачем? - задал уточняющий вопрос Виктор Павлович;
- А мне на день рождения подарили вот эту книгу - автор показал легендарную книгу "Электроника. Шаг за шагом" Рудольфа Свореня - я хочу схемы собирать, а у нас дома деталей нет;
- Проходи! - пригласил Виктор Павлович.
Комната школьника встретила автора рядами старых телевизоров, зелеными лучами осциллографов, гудением трансформаторов, дымом от паяльников и звуками зарубежной эстрады из динамиков самодельного магнитофона. Теплая и уютная обстановка. В этой обстановке автор и собрал свою первую схему мультивибратора на двух транзисторах.
Впрочем, была в том кружке традиция посвящения в радиотехники. Нужно было пройти своего рода входной ритуал. Превращения из "зеленого салаги" в настоящего кружковца.
Когда Виктор Павлович увидел, что автору этих строк радиотехника интересна, и из кружка он не сбежал, настала пора разъяснить суть ритуала.
По сложившейся в кружке традиции для первого этапа посвящения нужно было ... разбить кинескоп.
Теплый ламповый телевизор
Кинескоп. Сегодня мало кто помнит, что это такое. Но это - главная часть аналогового телевизора, неизменный атрибут телевидения с момента его возникновения и до середины 2000-х годов.
Кинескоп состоит из герметичной стеклянной колбы. Сторона кинескопа, обращенная к телезрителю, называемая экраном, внутри покрыта специальным веществом - люминофором, который светится при бомбардировке его электронным лучом, создавая картинку.
Электронный луч создает другой узел кинескопа - электронная пушка, она находится в его задней тонкой части, называемой горловиной. Электронная пушка - непростое и высокоточное устройство. Свободные электроны рождаются за счет термоэлектронной эмиссии из нагретого материала катода. Для этого внутри катода размещена нить накала. В отсутствии электрического поля рожденные катодом электроны хаотично слоняются вокруг него, как октябрята в классе в отсутствии учителя. Это называется электронное облако. И чтобы эти электроны сделали что-то, их нужно для начала собрать в строй, как пионеров. Этим занимаются следующий электрод электронной пушки - модулятор. Модулятор - металлический колпачок, охватывающий катод. И в этом колпачке есть дырочка, обращенная к экрану, через которую электроны могут выходить строем как пионеры из класса через дверь. Меняя отрицательное напряжение на модуляторе относительно катода можно открывать или прикрывать электрическую дверь, меняя поток электронов-пионеров. Далее - электроны нужно начать придавать силу и направлять на общественно-полезные работы, как пионеров в колхоз "40 лет без урожая" на уборку картошки. Этим занимается ускоряющий электрод, на котором уже положительное напряжение. Электроны, вышедшие из модулятора под действием электрического поля бегут к ускоряющему электроду, как пионеры за комсомольскими билетами, а может быть и за жвачкой, но так как в электроде имеется нужного размера отверстие - пролетают через него и попадают уже под гораздо больший положительный потенциал фокусирующего электрода, как студенты под действие лекций о научном коммунизме, а может быть - мысли о заработке в стройотряде. Пройдя фокусирующий электрод электроны уже не бестолковые октябрята, а студенты-выпускники - настоящие квалифицированные строители коммунизма. Они уже вышли из горловины кинескопа и готовы к труду. Горловина и экран соединяются раструбом, на внутреннюю поверхность которого нанесен токопроводящий слой. Это анод. На него подается высокое напряжение: 15 киловольт в черно-белых телевизорах и 25-30 киловольт - в цветных. Напряжение анода ускоряет электроны, как мысль о коммунизме ускоряет работу пролетариата, ну, или мысль об очереди на квартиру, машину, дачу за "выполнение и перевыполнение".
Но ещё не все. Теперь электроны нужно направить в заданную точку экрана, где они должны будут создавать элемент красивой общей картинки. Распределить наших электронов-выпускников по местам работы. Этим занимается отклоняющая система: две мощных катушки, создающих сильное переменное магнитное поле за счет тока пилообразной формы, вырабатываемого блоками кадровой и строчной разверток телевизора. Под действием этого поля луч отклоняется, прочерчивая на экране растр изображения: строки и кадры. Видеоусилитель, меняет силу тока луча, делая его мощнее или слабее под действием телевизионного сигнала, принимаемого от телецентра. Чем мощнее луч, тем ярче светится точка люминофора на экране, на которую этот луч нацелен отклоняющей системой. Так на экране из скучного серого стекла появляется яркая красивая картинка.
Вот только для того чтобы на экране картинка была яркой и красивой электроны должны строго подчиняться электрическому полю модулятора, ускоряющего и фокусирующего электродов, магнитному полю отклоняющей системы и не останавливаясь бежать под действием сильного электрического поля анода к экрану.
А сделать это можно только в вакууме. Чтобы не было вокруг электронов никаких чужеродных атомов и молекул. Иначе будут электроны сталкиваться с ними, начнется среди верных электронов разброд и шатание. Картинка станет тусклой, нерезкой, мутной. А если атомов станет еще больше - так и будут электроны сталкиваться с ними и бежать туда, куда им захочется, а не туда, куда направляет их отклоняющая система. Вот такой жизненный путь у тружеников-электронов в кинескопе: родиться в недрах катода, встать в строй, разогнаться в электрическом поле, будучи ведомым магнитной рукой отклоняющей системы, передать энергию люминофору, создав в нужной точке экрана элемент картинки и бессильно упасть на анод.
А вакуум внутри кинескопа в процессе работы нужно строго поддерживать. Во-первых, при производстве кинескопа физически невозможно откачать из него все атомы и молекулы воздуха. Недобитые элементы все равно остаются. Во-вторых, даже через самое плотное стекло все равно просачиваются вредоносные атомы воздуха. А, в-третьих, хоть все детали кинескопа и изготовлены из весьма чистых материалов, но, все равно, они разлагаются от времени, испаряя свои атомы в колбу. Значит - в колбе должно быть что-то, что вредные атомы будет поглощать. Этот элемент называется геттер (или абсорбер, или газопоглотитель) и представляет собой пленку особого металла - бария, распыленную по внутренней поверхности стекла колбы. Если смотреть на кинескоп сзади, то можно заметить, что колба внутри зеркальная и внутренне устройство не видно. Это и есть тот самый геттер. Барий - один из самых легкоокисляемых металлов, а почти все его соединения нерастворимые и нелетучие. Вот и принимает он на себя все атомы и молекулы газов, тем или иным образом попадающие в колбу кинескопа и мешающие электронам выполнять и перевыполнять план по генерации фотонов на люминофоре. Благодаря геттеру из бария, однажды запечатанные на заводе кинескоп сохраняет вакуум в течение десятилетий. Но когда-то барий кончается, зеркальный слой внутри кинескопа становится прозрачным и мы можем увидеть устройство этого прибора. Правда в этом случае кинескоп уже перестает работать. Электроны больше Остается его только разбить.
Из за вакуума внутри колба кинескопа испытывает мощнейшее сжимающее действие атмосферного воздуха. На экран с диагональю 61 см (да,да, не дюйм, а именно сантиметр, у аналоговых телевизоров экраны были небольшими по современным меркам) атмосферный воздух давит с силой почти 5 тонн! Поэтому кинескоп изготовлен из очень толстого закаленного стекла, а по периметру экрана для его упрочнения намотана специальная стальная лента - взрывозащитный бандаж. Сами понимаете - если кинескоп разбить - будет взрыв, причем вовнутрь. Имплозия это называется.
Где брали детали?
А зачем вообще нужно было кинескоп разбивать? Дело вот в чем. Как кружок снабжался радиодеталями? Магазинов вроде "Чип и Дип" тогда не было. Радиодетали брали из старых телевизоров. В СССР существовало что-то вроде современного Trade-In. Принеси в магазин старый телевизор и получи скидку на новый. Если не ошибаюсь - 25 рублей тогда была эта скидка. Приличная для советского гражданина сумма. Но главное было даже не эти 25 рублей, а возможность приобретения нового телевизора без очереди. Это сейчас телевизоры стройными рядами ждут редких покупателей в магазинах. А тогда было наоборот - стройные ряды покупателей ждали поступления в магазин очередной партии телевизоров. Спрос превышал предложение раз в пять. Дефицит. Куда же попадали те старые телевизоры, сдаваемые гражданами? Их отвозили на ремонтные предприятия и сортировали. Какие были не совсем безнадежные - ремонтировали и передавали в пункты проката, пионерлагеря, школы. А те, ремонт которых был нецелесообразен - отдавали в дома технического творчества для разбора на детали. Раз в пару недель к нашей комнате школьника приезжал грузовик, в кузове которого были несколько телевизоров. Мы их заносили, ставили в ряд. Но места немного. Телевизоры нужно было быстро разобрать. Печатные платы с деталями аккуратно снимались с шасси, фанерный корпус - на доски. Динамики и регуляторы с передней панели тоже шли в дело. Оставался один кинескоп, неисправность которого, как правило и была причиной списания старого телевизора.
Кинескоп неремонтопригоден. Совсем. Его можно только выбросить. Что раньше и делали. Нет, были, конечно же умельцы, которые пытались импульсами высокого напряжения или увеличением тока накала взбодрить потерявший эмиссию катод, но это не ремонт, просто способ продлить агонию умирающего кинескопа. Но, как уже упоминалось, кинескоп взрывоопасен. После пары случаев травмирования детей, пытавшихся разобрать кинескоп на помойке, директор дома пионеров строжайшем образом запретил Виктору Павловичу выбрасывать кинескопы:
- Разбирайте их сами, в помойку выносите только осколки - звучал категоричный приказ директора.
Ритуал посвящения
Вот так в нашем кружке и появилась традиция инициации юных радиотехников.
Настала очередь автора. Виктор Павлович объясняет технологию:
- Ставим кинескоп на унитаз в туалете. Берем швабру. Прикручиваем к ней настольные тисы. Надеваем защитный халат, защитные очки. Поворачиваемся в пол-оборота и с размаху бьем тисами на швабре по горловине кинескопа. Главное не бить по раструбу! Иначе - взрыв.
Автор кивнул головой и взялся трясущимися от страха руками прикручивать на швабру тисы. Посмотрел Виктор Павлович на автора: перед ним девятилетний мальчишка. Посмотрел на кинескоп. А кинескоп-то цветной! Дело в том, что в черно-белом кинескопе всего одна пушка, а в цветном - целых три. Одна отвечает за красный цвет, вторая - за зеленый, третья - за синий. Поэтому у черно-белого кинескопа диаметр горловины 25 мм, а у цветного - 48. И раструб у цветного кинескопа крупнее, ведь у черно-белого угол отклонения луча 110 градусов, а у цветного - только 90. Поэтому стекло толще и осколки будут массивнее. Да и вакуум в цветном кинескопе повыше будет. Разбивать цветной кинескоп - опасное занятие даже для старослужащих. Чего уж говорить про девятилетнего салагу.
- Подожди! - сказал Виктор Павлович - Давай-ка мы этот кинескоп чем-нибудь накроем.
Джинсы и декодеры
Долго искали чем накрыть. И тут Виктор Павлович решил шиконуть перед старшими кружковцами. Дело в том, что у него были импортные джинсы. Джинсы ... для советского человека это была не просто одежда. Это был символ статуса. Стоили джинсы на черном рынке от 100 рублей и выше. А откуда у простого молодого руководителя кружка с зарплатой в 85 рублей деньги на джинсы? Так "нетрудовые доходы" никто не отменял. Радиолюбитель в те годы мог зарабатывать неплохие деньги. Кто-то ремонтом телевизоров и магнитофонов занимался, кто-то автолюбителям электронное зажигание делал. А Виктор Павлович делал знаменитые в те годы декодеры.
Чтобы читатель мог понять, что это такое, нужно немного пояснить, как в аналоговую эпоху сигнал цветного телевидения передавался. А происходило это в кодированном виде. Нет, не с целью шифрования от врага. Кодирование - это просто преобразование одного формата в другой. Сигнал яркости, отвечающий за черно-белую картинку, и сигнал звука тогда передавались в исходном виде не кодированно. Наследие 1940-х годов. Поэтому полный телевизионный сигнал в эфире занимал полосу целых 6,5 мегагерц! Для сравнения - радиостанции на ДВ, СВ и КВ достаточно 10 килогерц, а на УКВ - 150 килогерц. Сегодня в формате DVB-T2 (цифровое телевидение) все передается кодированно. Как результат - на том месте в частотном спектре, где был один аналоговый канал цифровых умещается целых 10. Если же передавать три канала цветного изображения некодированно - потребуется целых 20 мегагерц. Непозволительная роскошь!
Поэтому информация о цвете передается в полосе частот сигнала яркости в кодированной форме. В виде дополнительных сигналов "раскрашивания" черно-белой картинки. Особенность нашего зрения такова, что если черно-белую картинку грубо раскрасить цветными мазками - мы увидим четкую цветную картинку. На этом принципе работают и детские раскраски и популярные сегодня форматы JPEG и MPEG. Следовательно, для выделения из телевизионного сигнала информации о цвете нужно специальное устройство - декодер сигналов цветности. Он есть в каждом цветном телевизоре. Вот только в силу исторических и политических причин (цветное телевидение появилось в эпоху Холодной войны) в мире существовало целых три стандарта кодирования цвета: американо-японский NTSC, западноевропейский PAL и советско-французский SECAM. Это современные телевизоры мультисистемные и могут работать в любом стандарте.
Но тогда телевизоры выпускались односистемными. В СССР - естественно SECAM. А годы-то были перестроечные, и в стране появлялись видеомагнитофоны. Но ни СССР ни Франция бытовых видеомагнитофонов не производили. Поэтому аппараты были американскими, японскими и немецкими. Естественно, работавшими в системах NTSC и PAL, но не SECAM. При просмотре записи с такого видеомагнитофона на советском телевизоре изображение будет черно-белым. Декодер системы SECAM не владеет языком системы PAL. Следовательно, чтобы видеть Тома и Джери или Брюса Ли в цвете, советский телевизор нужно было оснастить декодером системы PAL или NTSC. Где взять? Ведь промышленность их не выпускала. Естественно, у радиолюбителей, в том числе и у нашего Виктора Павловича. Пять червонцев и декодер ваш. Не можете сами поставить в телевизор? Еще пара червонцев и Виктор Павлович поставит. Заодно и телевизор обслужит, отрегулирует. Два-три декодера в месяц и можно в джинсах на работу ходить.
Радиотехника затягивает
Но мы отвлеклись. Под взгляды кружковцев Снимает Виктор Павлович свои джинсы, и накрывает кинескоп. Это тоже элемент шика. Смотрите, салаги, я столь крут, что могу импортными джинсами кинескоп накрыть. Автор берет в руки швабру, а Виктор Павлович подстраховывает, поддерживает ее, помогает целиться. Точный удар в горловину и ... кинескоп со свистом затягивает в себя джинсы Виктора Павловича. Немая сцена. Такого никто не ожидал.
Не до автора этих строк стало Виктору Павловичу. Теперь предстояло аккуратно разобрать колбу кинескопа не повредив находящиеся в нем джинсы. Этим они прозанимались со старшими кружковцами до вечера. Впрочем, это действо не только затянуло джинсы в кинескоп, но и окончательно затянуло автора в радиотехнику.
Автор же был признан прошедшим обряд посвящения и последующие и последующие 37 лет неразрывно связан с радиотехникой, электроникой и наукой вообще, получив в вузе профильное образование. Но это уже совсем другие истории.
P.S. Кстати, а в современных телевизорах (мониторах, экранах смартфонов) единого модулятора и отклоняющей системы нет. Там каждый пиксель, можно сказать, субъектен. У него есть своя собственная управляющая цепь. Ими не нужно дирижировать как электронным лучом в вакууме. Есть протоколы передачи изображений - понятный набор правил, как законы в нормальной стране. А есть множество исполнителей со сложными горизонтальными связями, которые обязаны знать и чтить этот протокол, как закон. Но вот как они его будут знать и чтить и как будут преобразовывать цифровой код в яркость свечения пикселя - каждая управляющая цепь решает сама. Главное - результат. Легко заметить, что такая система куда устойчивее централизованного кинескопа. В кинескопе - малейшая трещина в колбе, обрыв контакта любого электрода и картинки на экране больше нет - только сучное серое стекло. Кинескоп отправляется в утиль. А IPS или OLED матрицы, построенные на горизонтальных связях, даже покрытые сетью трещин и сколов, даже с отломанным углом, но все равно работают. Не исключено, что вы, уважаемый читатель видите этот текст на треснутом экране смартфона. Но вы его видите.