Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2008 № 10
Во-первых, полностью исчерпан частотный ресурс телеэфира. То есть, говоря проще, в Москве сейчас нет ни одного свободного канала. Выход из положения напрашивается такой: надо помещать в тот же частотный промежуток несколько телеканалов, что возможно только при цифровом способе передачи. А во-вторых, по чисто техническим причинам все новые направления телевидения: HDTV или ТВЧ (телевидение высокой четкости), мобильное телевидение, дополнительные телеуслуги можно осуществить только в цифровом виде.
Сама по себе цифровая передача сигнала уже большой шаг вперед по сравнению с аналоговым способом. Прежде всего, введение дискретного, цифрового сигнала резко повышает помехоустойчивость телесигнала, а значит, и качество приема.
«Радиолюбители издавна знают, что морзянка в эфире намного «дальнобойнее» речевой связи, — стал пояснять мне суть дела сотрудник МНИТИ, инженер Валентин Соколов. — А все потому, что морзянка состоит из дискретных сигналов, а наша речь из аналоговых»…
Как перевести аналоговый сигнал в дискретный, можно понять из рисунка. Аналоговый сигнал (плавная линия графика) при помощи особого устройства делят на ряд дискретных (столбики на рисунке) и затем передают в эфир только их. Такая последовательность очень устойчива к воздействию помех, поскольку в этом случае всегда можно определить, был сигнал или нет, а при необходимости, сравнив его с соседними сигналами, можно даже восстановить его истинную величину.
Этим, кстати, и занимаются частенько устанавливаемые в приемных устройствах цифровых сигналов дискретные фильтры.
Таким образом, можно быть уверенным, что сигнал от телепередатчика до приемника дойдет практически в первозданном виде, как бы мы его ни транслировали — через спутник или множество ретрансляционных станций.
Теперь остается в самом телеприемнике осуществить обратное преобразование цепочки цифровых сигналов в картинку, и вы получите изображение высокого качества. Не случайно такую систему называют ТВЧ — телевидение высокой четкости или HDTV — High Detective Television.
«Размеры экрана такого телевизора могут быть в полстены, и все равно изображение на нем будет четким», — продолжал свой рассказ В. Соколов.
«Однако такой телевизор нужно еще купить, — стал рассуждать я вслух. — А стоят домашние кинотеатры не дешево! Кроме того, у многих людей стоят дома еще вполне работоспособные аналоговые телевизоры. Так что их — на помойку?»
«Именно это соображение и сдерживало долгое время массовое внедрение цифрового телевидения, — ответил на мой вопрос В. Соколов. — Да, конечно, заменить аналоговое оборудование на телецентрах тоже денег стоит, но на эти затраты можно пойти, будучи уверенным, что и новый телесигнал исправно будет приниматься оборудованием, имеющимся у населения. Ведь сила телевидения именно в его массовости». Поэтому переход на новую систему вещания будет происходить постепенно, в несколько этапов. А для того чтобы на первых порах новый сигнал могли принимать старые телевизоры, каждому желающему будут выдавать в аренду специальный адаптер-переходник, позволяющий принимать на аналоговый телевизор цифровое изображение.
Схема перевода аналогового сигнала в цифровой.
Схема системы приема цифрового сигнала на коллективную антенну. Цифровой сигнал телевидения высокой четкости от телецентра или спутника попадает на устройство коллективного приема, а оттуда в дома поступает как цифровой, так и аналоговый сигнал для телевизора.
Можно такой переходник установить и сразу на коллективную антенну — один для всего дома. Причем он будет обеспечивать прием как аналоговых, так и цифровых телеприемников одновременно.
Качество картинки при этом будет хуже цифрового, но со временем, по мере того, как люди будут покупать цифровые телевизоры, в домах, где смотрели раньше 15–20 каналов, появится возможность выбора передач сразу на 100 и более каналах. Причем некоторые из этих каналов, вполне возможно, будут работать в интерактивном режиме. То есть вы сможете по своему желанию заказать трансляцию того или иного фильма, причем в удобное для вас время. Параллельно с телепередачей можно будет так же оперативно получать метеосводки или биржевые новости. Да мало ли что еще придумают телевизионщики, как только у них появится такая возможность!
В. ЧЕТВЕРГОВ
НОВАЯ ЖИЗНЬ СТАРЫХ ИДЕЙ
Бывают ли полезны сквозняки?
Четверть века тому назад в «Юном технике» было опубликовано письмо читателя Николая Анюкова, предлагавшего использовать в качестве дарового источника электричества энергию… сквозняка. Идею отметили на страницах «Патентного бюро», но никто из экспертов не предполагал, что подобное направление может стать основой альтернативной энергетики XXI века.
В начале XXI века американский инженер Энтони Мамо запатентовал свое изобретение и стал в 2004 году основателем компании Cold Energy. Она и стала развивать технологию под названием «Атмосферные холодные мегаватты».
Суть ее заключается вот в чем. Вспомните, как нередко во время показа прогноза погоды на телеэкране появляется карта, исчерченная линиями изобар и огромными буквами «Н» и «L», означающими зоны низкого и высокого давления. Районы эти занимают большие пространства, разделены сотнями километров, они непостоянны, и все же… Как показал внимательный анализ авторов проекта, огромные зоны повышенного и пониженного давления тяготеют к определенным географическим точкам. Во всяком случае, если рассматривать их расположение в течение, скажем, года.
То есть, подобно розе ветров, в каждом регионе существует и типичное распределение атмосферного давления, сохраняющееся достаточно долго. И если соединить соседние районы открытым с двух концов трубопроводом длиной, скажем, километров в 300, то в нем установится постоянный поток воздуха. Остается лишь поставить в трубе турбину и получать даровую энергию.
Буквы Н и L на карте погоды подсказывают, где можно получить практически бесплатную электроэнергию.
Инженеры компании изучали, к примеру, воздушные течения в районе Тусона (Аризона) и убедились, что разница в атмосферном давлении между двумя точками, разделенными расстоянием 170 км, никогда не падала ниже 0,03 атмосферы. «Даже этой ничтожной разницы, — говорит представитель компании Джон Крокер, — достаточно для создания в трубе диаметром 2,5 м потока воздуха со скоростью в 3 с лишним раза выше звуковой!..»
Перетекание же воздуха через трубу на разницу давлений у ее концов практически влиять никак не будет — ведь области атмосферы с различным давлением имеют объем в сотни кубических километров. Так что смело можно прокладывать сеть из 3–4 таких труб длиной по 150–300 км, ставить в них переключаемые заслонки для выбора точки забора и выпуска воздуха, и получать гигаватты энергии.
Что же касается ее цены, то, как посчитали авторы проекта, стоимость сооружения такой системы примерно равна стоимости угольной электростанции той же мощности. Но при этом атмосферная электростанция не требует ни топлива, ни расходов по его добыче, транспортировке и хранению.
Иные же эксплуатационные расходы также должны быть минимальными, поскольку система сравнительно проста. Главное — это верно выбрать точки, между которыми следует прокладывать трубопроводы. В итоге можно будет получать энергию по цене 0,03 — 1 цент за киловатт-час. Это в 5 — 10 раз ниже, чем цена электричества тех же ТЭЦ или АЭС.
По трубе можно гнать не только природный газ, но и воздух.
Установка для получения энергии из атмосферы.
Конечно, на деле такая станция будет несколько сложнее, чем мы описали. Ей еще понадобятся системы, предотвращающие обледенение труб изнутри, контролирующие влажность поступающего воздуха, защитные сетки на входе и выходе и прочие вспомогательные агрегаты. Не забудем и о создании турбин, рассчитанных на около- и сверхзвуковые потоки воздуха, на необходимость принятия мер для снижения уровня шума вблизи трубы, на административные проблемы, связанные с размещением станции на территории нескольких округов (штатов, губерний)…
Но в целом идея выглядит достаточно смелой, чтобы оказаться работоспособной. Если даже фактическая стоимость киловатт-часа будет втрое выше расчетной, атмосферная электростанция все равно окажется одним из самых конкурентоспособных источников энергии, да еще и экологически чистым.
Публикацию подготовил И. ЗВЕРЕВ
