В детстве я смотрел мультики по старому телевизору, и недавно даже составил подборку самых любимых. В те времена, стоило каналу пропасть, и экран заполнял шипящий чёрно-белый «снег». Тогда я думал, что это просто поломка или помехи, но недавно мне стало интересно, что же это было на самом деле, и я решил разобраться. Оказалось, всё сложнее и интереснее, чем кажется.
Ребенок смотрит на помехи на старом телевизоре
Аналоговый телевизор рисовал всё, что поймала антенна
Старые телевизоры работали на аналоговом сигнале. Телевышка отправляла радиоволны, в которых были закодированы картинка и звук. Антенна их ловила, а телевизор превращал в изображение. Сигнал шел непрерывно и всё время менялся. Если упростить до черно-белой картинки, одни его значения означали темные участки, другие светлые.
Телевизор не разбирался, откуда пришло то или иное колебание: он просто считывал сигнал и рисовал точки нужной яркости. Только вот радиоволны никогда не приходили идеально чистыми. Вместе с передачей антенна ловила посторонние помехи, а внутри самого телевизора тоже возникали мелкие случайные колебания. Дальше всё зависело от того, насколько силен полезный сигнал:
- при сильном сигнале картинка выглядела нормально, а помехи почти не бросались в глаза;
- при слабом сигнале на изображении появлялись белые и черные точки;
- когда сигнала не было совсем, помехи заполняли почти весь экран.
Шум не передавала телевышка — он складывался из собственных шумов электроники и посторонних радиоволн, пойманных антенной.
Статья в тему: Правда ли, что телевизор портит глаза, что говорят офтальмологи
Три источника шума: электроника, чужие сигналы и космос
Первым источником была сама электроника. Электроны внутри деталей постоянно движутся, и от этого возникают слабые случайные колебания. Инженеры называют их тепловым шумом. Он есть даже тогда, когда антенна вообще не подключена.
Ребёнок сидит на ковре перед старым телевизором с помехами
Второй источник — чужие радиосигналы. Вокруг нас всегда есть электромагнитные волны от радиопередатчиков и электроприборов, и часть из них пробиралась в приемник. Третий — природа: Солнце и другие космические объекты тоже излучают радиоволны и при определенных условиях добавляют свою долю помех.
На пустом канале нормального сигнала не было, поэтому телевизор усиливал всё, что удалось поймать, вместе со случайным шумом. Шум случайный, и каждая точка постоянно меняла яркость, не складываясь ни во что устойчивое. Так и получались тысячи мельтешащих точек, похожих на снегопад, а в динамиках слышалось то самое шипение.
Что вы думаете по этому поводу? Обсудим в нашем Telegram-чате!
Около 1% помех мог оставить Большой взрыв
В 1965 году американские физики Арно Пензиас и Роберт Вильсон обнаружили слабое микроволновое излучение, которое шло почти со всех сторон неба. Сейчас его называют реликтовым. Оно возникло примерно через 380 тысяч лет после Большого взрыва: к тому времени Вселенная остыла настолько, что свет смог свободно лететь в пространстве.
С тех пор Вселенная расширялась, и волны этого излучения растягивались. Теперь оно приходит в основном в виде микроволн, но слабая его часть есть и на более низких частотах, в том числе на тех, которыми пользовались старые телевизоры. Астрофизик Итан Сигель в статье для Big Think приводит известную оценку: в определенных условиях с реликтовым излучением могло быть связано около 1% телевизионных помех.
Важная оговорка: это приблизительная оценка, а не постоянная доля для каждого телевизора. Реальный вклад зависел от частоты, антенны и остальных источников шума. Ткнуть пальцем в конкретную точку и сказать, что ее оставил Большой взрыв, тоже было нельзя. Но сама мысль впечатляет: пока я искал мультики, антенна, возможно, ловила отголосок самой ранней истории Вселенной.
Цифровое телевидение научилось исправлять ошибки
«Снег» исчез в основном из-за перехода с аналогового телевидения на цифровое. Теперь картинка и звук передаются не непрерывным сигналом, а данными, то есть последовательностями нулей и единиц. Разница примерно как между фотографией, переданной по старой аналоговой линии, и файлом, отправленным через интернет.
Цифровой телевизор сначала восстанавливает полученные данные и только потом собирает из них изображение. Главное, что система умеет находить и исправлять многие ошибки передачи. Если из-за непогоды или помех часть сигнала исказилась, аналоговый телевизор сразу показал бы лишние точки, а цифровой просто исправит ошибку, и зритель ничего не заметит.
При этом дело не в том, что телевизоры стали плоскими. Плоский телевизор с аналоговым приемником тоже покажет «снег», а старый кинескопный, подключенный к цифровой приставке, выдаст чистую картинку. Всё решает способ приема и обработки сигнала.
Не выбрасывайте старые видеокассеты: некоторые VHS стоят дороже нового телевизора
Вместо «снега» теперь квадратики и черный экран
Помехи никуда не делись, просто цифровой телевизор реагирует на них иначе. Он держит хорошую картинку почти до последнего, но когда ошибок становится слишком много, данные уже не восстановить. Тогда изображение рассыпается на квадратики, зависает, звук прерывается или экран становится черным. Инженеры называют это эффектом цифрового обрыва.
| Сигнал | Аналоговый телевизор | Цифровой телевизор |
|---|---|---|
| Хороший | Нормальная картинка | Четкая картинка |
| Ослабевает | Постепенно появляется «снег» | Картинка всё еще четкая |
| Совсем плохой | Сквозь помехи иногда можно смотреть | Блоки, зависания или черный экран |
Получается забавный парадокс. Старый телевизор при плохом приеме мог показывать футбол так, что игроков едва было видно, но за матчем всё-таки получалось следить. Цифровой показывает идеальную картинку до определенного предела, а потом трансляция может оборваться целиком.
Мужчина с пультом смотрит на распадающуюся картинку телевизора
Где старый «снег» можно увидеть сегодня
Для этого нужен телевизор с аналоговым приемником. Если настроить его на частоту, где ничего не передают, на экране появится тот самый «снег». Причем даже без антенны, ведь часть шума рождается внутри электроники. На некоторых более новых моделях тоже сохранился аналоговый режим.
Подпишитесь на наши каналы в MAX и Telegram. Там много уникального контента!
Большинство современных телевизоров без сигнала просто пишут «Нет сигнала», показывают черный экран или заставку. Шум при этом никуда не исчез из физического мира, просто при обычном цифровом просмотре его больше не превращают в картинку. Раньше пустой канал шипел и двигался, а теперь он чаще всего просто темный.
