электровакуум.приборы (1084498), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Независимо от способа преобразования и устройства передающие трубки характеризуются целым рядом качественных показателей: чувствительностью, разрешающей способностью, характеристиками (световой и спектральной), уровнем собственных шумов, инерционностью. 247 Рис. 224. Апертурная характеристика суперор- тикоив Рис. 22.2. Образование сигнала в системе мгновенного пеяствия 60 Вс Чувствительность передающих трубок определяется минимально допустимой освещенностью на фотокатоде при за- 0 данном отношении сигнал/помеха. В спра- 200 900 в,отрок ночной литературе обычно указывается интегральная чувствительность трубки 5т, определяемая для области видимого света.
Как правило, интегральная чувствительность оценивается отношением тока сигнала к световому потоку, падающему на фото- катод, мкА/лм„нли тока сигнала к освещенности фотокатода, мкА/лк. Часто приводят также значение тока сигнала 1, для конкретного значения освещенности. Разрешающая способность передающей трубки определяется максимальным числом воспроизводимых мелких деталей изображения с контрастом, достаточным для нх регистрации. Объективно этот параметр характеризуется апертурной характеристикой, показывающей зависимость значения глубины модуляции сигнала изображения от относительных размеров деталей изображения, оцениваемых числом строк нли числом линий.
Па рис. 22.1 представлена апертурная характеристика передающей трубки. По оси ординат откладывается глубина модуляции т, под которой понимается отношение абсолютного значения сигнала от мелких деталей изображения к размаху сигнала от черно-белого перепаца крупной детали изображения, принятому за 100%. Как правило, глубину модуляции сигнала определяют на отметке 400 нли 600 строк.
Световая характеристика трубки (характеристика свет — сигнал)— зависимость величины выходного сигнала от освещенности фоточувствительного слоя. Эта характеристика отражает способность трубки воспроизводить яркостные полутона (градации яркости) и контраст воспроизводимого изображения. Спектральная характеристика трубки — зависимость сигнала изображения от длины волны падающего света при равных его энергиях.
Инерционность передающей трубки — явление запаздывания изменений выходного сигнала относительно соответствующих изменений светового сигнала на входе трубки. Этот параметр определяет качество воспроизведения телевизионного изображения при передаче движущихся объектов. 22.2. НЕРЕДА1ОЩИЕ ТРУБКИ МГНОВЕННОГО ДЕЙСПЗИЯ Принцип мгновенного действия можно рассмотреть на эквивацентной схеме рис. 22.2.
При замкнутом выключателе Я и освещении фото- катода фотоэлемента световым потоком Ф по резистору протекает фо- 248 ос тоток 1ф, создавая напряжение сигнала, равное ов Пс 1ф/~и. (22.1) Фототок 1ф = Бт Ф, (22.2) где 5т — световая чувствительность фотоэлемента. После подстановки выражения (22.2) в (22.1) получим: ~т Ф/ » Снеговая знерз ня, участнуюшаи в образовании сигнала. ~уф г зфз где г, — время коммутации элемента. Следующая коммутация должна произойти через время кадра Т„. Очевидно, что на интервале времени Т„световая энергия не используется. Эта энергия: Итфв = ФТ„.
Определим, какая часть светового потока участвует в образовании сигнала: Иф/ Итф„= г,/ Т„= 1/Аз, здесь Л' — количество элементов разложения. Если предположить, что время передачи кадра равно Тк = 1/Тк = (1/25) Гц = 40 мс, а среднее число элементов разложения в кадре зт' = 400000, то время, в течение которого освещен фотокатод фотоэлемента, составляет г „= 40 . 10 з/ 400000 = 0,1 Следовательно, фототок от отдельного элемента используетсн для образования сигнала в течение весьма короткого времени (около 10 т с), а все остальное время (4 - 10 з с) фототок остается неиспользованным.
Поэтомутрубкн мгновенного действия весьма неэффективны. Диссекгор — передающая телевизионная трубка мгновенного действия, в которой сфокусированное электронное изображение, полученное с фотокатода путем электронного отклонения, развертывается относительно неподвижного отверстия нли щели. Устройство диссектора схематически представлено на рис. 22.3. В этом приборе можно вьщелить две основные секции: секцию переноса электронного изображения и секцию вторично-электронного умножения сигнала изображения. Рлс. 22.4. Прлпппппальпая оптическая схеме системы бегущего луча Рпс.
22 къ Дпссектор Дк00000 1 Секция переноса электронного изображения содержит полупрозрачный фотокатод 1, нанесенный на внутренней поверхности плоского дна колбы, ускоряющий электрод 2, анод 3 с отверстием в дентре, размер которого определяет один элемент разложения. йель вторично-электронного умножения (ВЭУ) состоит из нескольких динодов 4 и коллектора 5, в цепь которого включен резистор нагрузки Ял, Снаружи баллона располагаются отклоняющая система б и фокусирующая катушка 7. Между фотокатодом и ускоряющим электродом 2 приложено ускоряющее напряжение. Соответствующее напряжение приложено к коллектору ВЭУ и его динодам.
Оптическое изображение объекта проекцнруется на фотокатод, где преобразуется в электронное. Продольное электростатическое поле ускоряет электроны в направлении анода. Магнитное поле, создаваемое длинной фокусируюшей катушкой, переносит электронное изображение в плоскость анода, С помощью двух пар отклоняющих катушек электронное изображение непрерывно развертывается относительно отверстия анода в горизонтальном и вертикальном направлениях соответственно со строчной и кадровой частотами. Попадающие в отверстие анода поочередно элементарные токи, соответствующие освешенностям элементов изображения, усиливаются ВЭУ и с нагрузки коллектора снимается видеосигнал.
Как и все системы мгновенного действия, днссектор обладает низкой чувствительностью. Поэтому его нельзя использовать в системах вещательного телевидения. Однако диссектор имеет ряд достоинств: простоту конструкции (отсутствие прожектора), надежность, мгновенную готовность к работе, большой срок службы, хорошую передачу грацаций яркости, высокую разрешающую способность. Благодаря этим свойствам эти трубки нашли применение в установках промыш- 250 ленного телевидения, а также в малокадровых системах прикладною назначения. Принцип мгновенного действия используется также в системе "бегущий луч" (рис, 22.4) . На экране проекционного кинескопа 1 создается изображение пятна повышенной яркости, которьй проецируется с помощью объектива 2 на передаваемьй объект, например фототшенку 3. Конденсорная система 4 фокусирует световой поток, прошедший фотопленку, на фотокатод ФЭУ 5. Мгновенное значение тока на выходе ФЭУ пропорционально яркости светящегося пятна и прозрачности фотопленки.
Такая система обеспечивает высокое качество передаваемых изображений, но пригодна практически для передачи кинофильмов, диапозитивов, графических документов. 22.3. ПЕРЕДАЮМИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ТРУБКИ С НАКОПЛЕНИЕМ ЗАРЯДА Приипип накопления зарядов, Выше было показано, по трубки мгновенного действия малоэффективны, обладают низкой чувствительностью из-за того, что при формировании видеосигнала в кахспьй момент времени используется мзльй фототок с одного элемента изображения. Для повышения чувствительности передающих трубок было предложено использовать световую энергию всего изображения с ее непрерывным накоплением в виде электрической энергии в конденсаторах. Принцип накопления зарядов можно рассмотреть на примере некоторой светочувствительной мишени, состоящей из большого числа миниатюрных фотоэлементов 3, нагруженных одинаковыми элементарными коцценсаторами С (рис.
22.5). Представим себе, что имеется г строк, на которых расположены фотоэлементы. Тогда полное число фотоэлементов Ф с учетом формата мишени (кадра) К будет равно: 1 г Допустим, что на все фотоэлементы падает световой поток Ф. Этот световой поток вызовет фототок с одного элемента 1фт, а каждый элементарный конденсатор накопит заряц Ч = 'фТк где ҄— время передачи кадра. 251 Рнс. 22.5. Приипип накопления электрических зарядов на поверхности мишени передаятщсй трубки: 1 — объект; 2 — объектив т 3 — фотоэлементы; 4 — накопительные емкости; К вЂ” коммутирующее устройство В момент коммутации ключа К (роль ключа в передающих трубках выполняет развертывающий электронный луч) происходит разряд элементарного коцценсатора по цепи: левая обкладка конденсатора — ползунок коммутатора — резистор нагрузки — правая обкладка конденсатора.
При этом на нагрузочном резисторе Ян ток разряда тр создает видеосигнал У„равньй У, = 1рЯи. Разряд конденсатора происходит за время коммутации одного элемента, т. е. за время т, = Тк/Ж Средний разрядный ток тр — т11 тэ — тф (Тк1тв) . Сигнальный ток в данной системе равен те тр Лтф. Таким образом, эффект накопления теоретически позволяет повысить чувствительность передающей трубки в 1У раз по сравнению с системой мгновенного действия. Суперортикон — передающая ЭЛТ с переносом изображения и считыванием информации с двухсторонней диэлектрической мишени пучком медленных электронов и с вторичным усилением отраженною обратного электронного пучка.
Схема устройства суперортикона показана на рис. 22.6. Трубка состоит из трех секций: переноса электронного изображения, коммутации и вторично-электронного усиления. Секция переноса электронного изображения содержит: полупрозрачный фотокатод 1, нанесенный на торцевую поверхность трубки, ускоряющий электрод 2 и мишень 8, представляющую собой полупроводниковый стеклянный диск толщиной 3 — 5 мкм.
Перед мишенью со 252 15000 Рис. 22.6. Суперортикои стороны фотокатода на небольшом расстоянии, примерно 1Π— 50 мкм, расположена мелкоструктурная сетка. Эта сетка имеет небольшой положительный потенциал 1 — 3 В относительно катода электронного прожектора. Секция коммутации включает в себя тормозящий электрод 4, выравнивающую сетку 5, фокусирующий электрод б и цилиндр умножения 7.
Сетка 5 расположена на расстоянии 10 — 12 мм от тормозящего электрода, имеет отдельный вывод. В некоторых конструкциях суперортикона она соединяется с тормозящим электродом. Фокусирующий электрод представляет собой проводящее покрытие, нанесенное на внутреннюю поверхность узкой части колбы. Секции вторично-электронного усиления состоит из ВЭУ 8 жалюзийного типа и электронного прожектора 9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
