Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения (1998) (1142168), страница 23
Текст из файла (страница 23)
С помощью обьектива вепосредствевио ва накопитель проецируется юобрзжевве передаваемой е сцены. В качестве накопителя в преоб+ яв [в' разователе может использоваться мозаичный коццеысатор. Одна ю обкладок ковдеисатора (рис. 4.4) обладает ввешивм фа то эффектом, другая — явлжтся общей сигуве.
еж овегввваехх схема вчвв- вальвой пласппюй, в цепь которой евр9оохххвях вхевяхвввхсс включен резистор Ям Накоплеыве заг-" '-Ф '- рд иа м 'р ж хвхххва ххвввххв,  — миамхвЧ9 происходят под действием света при прохождении тока в цепи коллектора: 1е=еЬУ=еЕ ЬБ=еЕ БеЯсХх). (4.7) За время вакоплевия Т = Т, каждая элементарная емкость приобретает заряд о4=1еТ,=еЕ БеТ)(МХх). Если счвтывввие заряда производится последовательвым разрядом элемевтарвых емкостей (папрвмер, элехтроывым вучком), то в цепи вагрузочвого резистора Я, проходит средний так разряда: в = овут=еЕ БеТвг(ткХх), Сопоставляя выражевия (4.7) в (4.3), видим, что Цве= Т4г=п.
Ток разряда является током сивпала изображения: 1,=(„Таким образом, ток сигвала изображевыя больше фототока (тока свгвала в системе без вакопленыя заряда) в и раз. Так как число элемевтов изображеввя определяется параметрами разложения в=йЕх, то увеличевие свпшла при переходе к системе с накоплением заряда пропорциовальво числу элемеигов разложения или квадрату числа строк. Например, прв к=4/3, 2=625 ток сигнала по сраввеввю с сигналом в системе без иакоплевия может увеличиться прымерио в 500 000 раз. Для определеввя вывгрьппа в чувствительвости системы с накоплением заряда необходимо учесть, что одыовремеыво с увеличешвем полезного свгиала происходит вакоплевие шумов, вызванных дробовым эффектом фотатока.
Как было. показано, полезный заряд ва элемевтарпом накопителе с4=еЕ БеТ ~(КЕх). Для описавия статысгичажвх свойств потока зарядов, поступающих с фотокатода на мипкввь, может быль использовано распределение Пуассова. Средвеквадра- тическое отклоиевие вакоплевиого заряда определяется соотвоше- вием 2МТ=(бд-йй)в=ай. Отношение сигнал/шум, опредвзиемое как отвошевие эыергыи накоплеввого заряда к звертив шума, равно Ю=ГВ[ГР=[Ц=.~ В В В 999В'9. 9999 Учитывая, что в системе мгвовениого действия Т =т (время усреднения сигнала равно времени передачи элемента изображеыия), а в системе с накоплением заряда Т„,= Т, (время передачи кадра), из соотвошепия (4.9) имеем Чвг/Чв,= /Т,/т= /в.
Для определения необходимой освещенности сцены или чувствительвости системы с иаявилевием можно воспользоваться полученным соотвошеввем, вз которого следует, что Ч'г,= Ч', чй, а также выражением (4.3), так как длв рассматриваемого случая Ч',= Чве. Тогда в,.=,йхвВ99 вх: сяедовательыо, (4.10) Е =2е93УЧ9ЩБе). ' С учетом соотношения (4.10), а также известной связи между освещенвостяьш юображеывя и передаваемой сцены (1 12) имеем Ввб+йцч гв врвв У ЯЕ (4.1 1) Чувствительность системы определяется обратной величыпой.
Сопоставляя соотношения (4.11) с соотвошевием (4.5), определяющим необходимую освещеввосгь в системе без иакоплеввя, видым что при использовании накопления требуемая освещевпость сцевы уменьшается в л=к2о раз ы во столько же раз увеличивается чувствигельиость системы. При реалвзапии прииципа накопления зарядов используют как преобразователи изображения с двскрегвыми вакопителямы кремвиков, матричвые ФЭП л др.), так и с вепрерыввымв видиков, плюмбикои и др.). Для повимаиия меланизмов вакоплевия и счвтываввя зарядов иа мвшевв передающих трубок р) и, ф рассмотрнм образование потевцналь- ного рельефа мвшенн, бомбарднруер мой пучком электронов.
Х Равновесные патещвалы звемевава нзневвгелв. Накоплен не зарлдов в ФЭП вЂ” передающвх трубках с внешр) ннм влв внутреннвм фотоэффектом— осуществлжтсв на дюлектрнческон влн полупроводниковой мншевв. Веса ма важвым с этой точки зревнл длл поввманкл прнвцнпа дейсппш ФЭП ! лвлаетсл юучевве процессов установи й чьи„ лепна равновесных потенциалов на зле- Р) ментах накошпелл прн бомбарднровке вх электронамн.
и, Рассмотрим схему зксперимевталь ной установкн, приведенную ва рис. йь 4.5, а. На путв электронного пучка 1„ формируемого электронной пушкой, установлена двэлехтрвческал мвшевь. р л Между источником электронов н кол-б лектором действует ускоршощее злектрвческое поле.
Заввснмость коэффициента эффективной вторвчной змвссвв от скорости первичных электронов ааоюаааопалаааоааааоаатоаа: приведена ва рнс. 4.5, б; здесь коэфа — оааа», р — ааа»»»оов о фнцневт вторичной электронной змвс- ,Д"4' ~ "» У~"~ свн Ож(ф, (Отношенне тока Вторнчных элепронов ра к току первичных ра). Как видно ю рнс. 4.5, 6, на крнвой можно выделнть трн участка: О...У„где и< 1; У,...У„где и> 1, в У,>У, гд О<1. Сввжевне коэффициента жтвввой электронной эмиссвв на начальном участке кривой прн поввжеввв У, — потенциала коллег- тора — саюано с уменьшением знергвн первичных электронов.
Одновременно прв прнблвженвн У, к 0 начввает сказыватьсл электронно.оптическое отражение первичных электронов; нх доля в общем числе электронов, уходацих с мвшенн (ток 1,), прн У,-+О стремвтсв к 100%. Эгвм обълсвлегсл сложвыв характер зависимостн коэффициента зффектнавой вторичной эмвссан, т. е. Отношеннв общего чвсла электронов, уходащвх с мишени (ток ра), к числу првходащвх элепронов (ток 1) в начальном участае хршюй (свлошвав лвннв ва рнс. 4.5, б). 3аввснмость нствнного козффнцвевта вторвчной змвссвн на участке О...У, показана штрвховой линней. С уаелнчевнем У, знергвл первичных электронов увелнчвваетса, что првводвт к увеличению О. Уменьшение и с ростом У, ва участке УО..Уа вызвано увелнченвем глубины проникновенна первичных электронов в толщу мшпевн н слатанным с зтвм затрудненвем выхода вторичных электронов. Определим равновесный потенциал элементов вако натела прн бомбардвровке его электронамн длл каждой ю указанных областей.
1. В областн 0< У,< Уа и< 1; следовательно, количество вторичных электронов ыеньше колвчества первичных н бомбарднруемый участок мишени заряжаетса отрицательно, а его потенциал уменьшается. Прн достижении потенциала катода электронной пушки электроны, имеющие нулевую начальную скорость вылета, достигнут мишени н возврататсл обратно, не юменал потенциала поверхности мишени.
Следовательно, в этом случае, если бы начальная скорость вылета всех электронов была действлтельно равна нулю, стационарным потенциалом мишени был бы У„=0. Однако нзвестно, что эмнсснл электронов происходит с некоторов начальной скоростью (точнее, описывается распределением по начальным скоростлм вылета). Энергия этих электронов оказываегсл достаточной, чтобы преодолеть тормозящее поле мишени н уменьшить ее потенциал. В результате одновременного протекавнл процессов понижевил потенциала н утечки электронов ю-за лвленнй поверхностной н объемной (полупроводниковаа мишель) проводвмостей устанавлнваетсв некоторый равновесный потенцвал Уо, практически Уев — 1...3 В.
Таким образом, прн любом исходном потенциале коллектора (в пределах 0 < У,< У,) в результате электронной бомбардировки мишени потенциал ее поверхности стрематсл к значению У„= — Уо. 2. В области У, < У, < У„е >1. Количество вторичных электронов больше количества первичных, в результате этого на бомбарднруемом участке мишени устанавлнваетсл юбыто шый положлтельный лотенцнал. С увеличением положительного потенциала создается тормозлщее поле между мишенью н коллектором.
Когда потенциал мншевн становвтса выше потенциала коллектора, с мишени уходат лншь те электроны, начальнал скорость вылета которых больше лула. Чем выше потенциал мишени, тем меньшее холнчество вторнчных электронов уходит на коллектор в большее нх колнчество возвращаетсл на мншень. Наховец, когда потенциал мвшенн станет таким, что на коллектор будет уходить столько электронов, сколько приходит с первичным пучком, т. е. О=1, потенциал мишени переставег нзменлтьсл н наступит состолнне равновесия с равновесным потенциалом У,+ Уо где Уо — вачальвав скорость вылета вторичных электронов, заввсащал от матернача мишени н составллющал приблизительно 3 В. 3.
В области У,> У; о<1 с мвшевн уходит болыпе электронов, чем приходит ва нее. Потенциал элемента мишени снимается в доствгает значенвя Ув. Дальнейшего поннжеввя потенциала не происходит, поскольку в данном случае ст= 1. Таким образом, потенциал поверхности взолвровавной мвшепн в результате ее бомбардвровкн стабвлнзвруетса прв зваченвях, указанных на рнс. 4.5, в. 1 а а пряопразоватплн нзовражнння с нпшспроподннковыми мншянямн Ввдажан. К чжлу ФЭП, вспользующнх внутренний фотоэффект, отноапся передающие телевизионные трубки, например видвкоп н его последующие модвфнкацвн: плюмбнкон, кремникон и др.
В преобразователях этого тяпа реализовано накопление заряда, в результате этого опн обладают высокой чувствительностью. Принцвп формврованвя свгнала в трубках подобного тяпа можно праследвть ва првмере вздикана. Основой конструщин вшшкона (рнс. 4.6, а) является цнлнндрнческая колба. Торец колбы слупят входным окном, через которое на фотопроводшцвй слой (рис. 4.6, б) проецируется взображензе передаваемой сцены.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
