Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения (1998) (1142168), страница 24
Текст из файла (страница 24)
На стеклянную цластвну нанесен тонквй слой проводннка (оксвд олова, окснд ввдвя, золото в др.), прозрачный длл проходащего света, — так называемая сссгшьсзиал лбасвшва, соединенная с кольцевым электродом, через который снвмается выходной свгнал изображения. Непосредственно на сигнальную пластвву навосвтся светочувствптельвый слой полупроводника, являюпшйся для коммутвруюшего пучка мишенью, преобразующей падающий световой поток в потенциальный рельеф. Толщвна этого слоя составляет 2...4 мкм, Рис.
4.б. Устройство валаюаа (а, б): 1 — 4о зсарг щза взоваа, г — р, з — аоссанссзсаа шсзср ь з— свод, Ю вЂ” ззатроввыа прсасоор, б — зсррспзррззцас застава, 7 — отзасвз. ззввс зстяаш, в — вззаввабз, Р— есв освод ва асса м — ш з а вз 110 а матернал — полупроводнвк с высокпм темновым сопротнвленнем (10 с...!Оса Ом см) в световой чувствительностью. Навбольшее распросграневве получюи мвшенп вз трхсерввстов сурьмы. Кроме того, вспользуют ыппевв вз селепа, окснда сввнца, серввстого кадмлл в др. Выбор того влн нного полупроводппка диктуется правде всего необходнмостыо получать заданную спектральную характервспску чувствптельноств преобразователя. Использование трехсернвстой сурьмы позволяет получить спектральные характернстнкн чуастввтельноств, достаточно близкие к кривой относительной ввдностн глаза человека. Материал мишеля определяет н другие характеристики прибора (внерцнонность, свет — свгпап н др.).
Для формирования коммутврующего электронного пучка с, используют плоскнй термокатод н модулятор, имеющий отрицательный потенциал от 0 до 100 В (все потенциалы взмеряют относвтельпо потенциала термокатода). Потенциал анода с апертурной диафрагмой, непосредственно формирующей коьпзутврующвй пучок, положнтельный. Фокуснрующнй электрод с потенциалом, блнзкнм к потенциалу анода, слупит для создавая экввпотенцвальной областв, в которой провсходвт отклонение электронного пучка, а также его фокусвровка.
Коллектор нмеет мелкоструктурвую сетку для образованна равномерного отбирающего электрического поля в районе мншевв. Потенциал сигнальной пластввы У определяет режим работы прибора. Прв вязкнх положительных потенциалах — до +!00 В (область О...П, на рвс. 4.5, я<!) — обеспечивается стабилизация потенциала элементов мишени после коммутация нх электронным пучком прн П блвзком к потенциалу катода. Такой режим работы называют коммутацией медленнымн электроламп. Прн потенциалах сигнальной пластнвы У, — У (см. рнс.
4.Я стабилизация потенциала элементов мвшенв происходит прв значениях, близких зваченао потенциала коллектора. Этот режим называют коммутацией быстрыми электронами. Большвпство приборов работает в первом рсквме. Рассмотрим приборы, работающие в режиме коммутации пучком медленных электронов.
Фмсуевругошая патупма совместно с фокуснрующнм элепродом обеспечивают фокуснровку коммутирующего пучка в нлоскостн мишени. Отклонение пучка по вертнкалн в горвзонталв осущесгаляетса двумя парами овжвоилксщих катушек, для этого в ннх генерируются токи пилообразной формы с частотой полей в строк.
Для направления коммутирующего пучка параллельно оси трубки вспользуют корректирующие казнускки. Выходной снгнал снимается с влгрузочвого резистора Л включенного в цепь сигнальной пластвны. Чтобы понять, как формируется спгнал в ввдвконе, воспользуемся эквввалевтной схемой ьшпжвв, пршюденвой на рнс. 4.7. Элемент пзобршкенвя на мвшевн формируется коммутирующим 111 пучком.
Проводимостью мвшевв по ее поверхности в первом приближенна можно пренебречь и представить мвшевь как мозаику вз элементарных конденсаторов С„шунтнроаанных РезистоРами Я, (проводимость мншевв). Емкость конденсатора С, определяется площашю поперечного сечения коммутирующего пучка, (площадью элемента Е,), толщиной полупроводникового слоя я' и диэлектрической постоянной е материала полупроводника: С,=еф(4я4.
(4.12) Сопротивленне резистора Е, элемента мишени определяетсз проводимостью а, полупроводнвкового слом на рассматрвваемом участке мзшенв: Я;-й1(е, Я,). (4.13) О завксвт от освещенности Е, рассматриваемого элемента изображения, так как а,=у"(Е,). Для большинства полупроаодянков во т зта завнснмосп, хорошо опвсывастся соотношением о=о,+аЕ', (4.14) оводвмость; а — коэффнцвеат, определяющий чувствительность но луп роно данка к свету; у — козффвцвевт, учвтывающвй нелнаейную связь между проводимостью н освещенностью; для большинства полупроводцвков у <1. Прн проецнрованнв изображения на мншень различные ее участки имеют различное сопротввленне: распределевве освещенностей Е(х, у) в ллоскоств взобрюкеана преобразуется в распределение сопротнвлення Л(х, у) а обземе полупроводника. Мишень зарюкается коммутирующим пучком.
Заряд каждого юнденсатора С, осуществляетгл в течение времени коммутацнн рассматрвваемого элемента (прн стандаптных параметрах разложения с=0,77 10 с) до звачапш У, так как в пропессе заряда потенцвал на правых обкладих конденсаторов становятся близким к потенциалу катода У, 0 (а <1, см. Рве. 4.з). На эквивалентной схеме процедура коммутацвн представлена замыканием ключа переиючателя Б.
В течеане времена юммутацнв конденсатор С, заряжается током, обозначенным на рве. где о,— темноаая пр Рзс. 4.7. Этэиэвлсатасз овмс ивтсчтчстзатсль. аао слса ваасасис 112 (4.1Я Разряд (накопление) продолжается а течение времена кадра Т, н к моменту следующей юммутацни, как видно из соотношенвя (4.15), для освещенного элемента т, У =У ~1-ехр(- — Д~ (4.16) для неосвещенного У =У 1-ехр —— (4.17) где Л„н ߄— сопротивления участков соответственно освещенного в неосвещенного элементов мвшевн. 11З 4.7 буквой 3 (зарад). В течение остального времеви (пралтвческв в течевю вреыевв кадра) емкость разряваепи током, проходящвм по путя, обозначенном буквой Р (разряд).
Скоросп разряда определяется постоапюй времевн М, С„а следовательно, как андно кз соотношевнй (4.13) н (4.14), освещенносп,ю рассматрнваемого элемента мишени. Прн уяелвчеанв осиещеаностн постоянная времени уменьшается и конденсатор за время кадра разряжается быстрее. Такам образом, рельеф Я(х, у) преобразуется в потеацнальный рельеф У„(х, у). Процесс разряда каждого элемента мншенн являетсз процессом накоплению Чем быстрее разряжается конденсатор С„тем большнй ток заряда во время коммутации проходит по цепн 3, т.
е. через загрузочный РезистоР Я,. Именно этот ток является выходным сигналом изображения. В процессе заряда элементов мишеля потенциальный рельеф преобразуется в сигнал взображенвя. Элементу кзображенля с большей осаещеааосп ю соответствует меньшее значение Е а следовательно, большне потенциал мвшеюс н ток заряда (сигнала). Прн указавном ва рис. 4.7 направленнн тока на выходе ввдвкоаа формврустся свгвал отрицательной полярности. Для определенна зависимости выходного свгнапа внднкова от освещенности — хараоиеристиики есаи — сигнал (харжтернстнкв преобразования) — воспользуемся эквивалентной схемой рве. 4.7.
Рассмотрим дннамнку изменения потенцвала У„отдельного элемента мишени начиная с момента, когда переключатель Я замыкается, а потенциал У„=0. После размыканвя начинается разряд конденсатора С, через резистор Я,. Измеаенне потенциала можно описать соотношением (, й,и (1-ехр(-ЦзЕЖ (4.20) к, а) Кас Ксс гггот~ггопй г О пяди сс,мак кх яг йЯ ао дг д к г г ггм Рве. 4.8. Хврввтарвотввп Опт — тасвпв ввхппопв 114 Усредненные за время коммупщпи т зваченвя сигналов на мгрузочном резисторе дм освещенного и неосвещенного элементов С,Ц„~т, '„=СГУ 1.
(4.1В) Полезный сигнал, определяемый разностью сигналов освещенного и неосвещенного элеыептов, ках следует пз соотношсвий (4. 14) — (4 10), г,гг уа т, 1,=1 -~,= — ехр — -схр — — . (4.19) Из соотношений (4.12) — (4.14) следует, что Я,С,=в/(4яе) =вг14н(«,+иЕ01. С учетом этого для освещенного п неосвещенного (Е;-О) элементов вырыв«вне (4.19) приниммт вид где )т, =4яц С, Т1(вт), *хв=4лк Т1в — козффицаевты, определяемые свойствамн используемого п водника н параметрами ТВС. Для анализа зависимости (420) воспользуемся разлопенвем второго слагаемого в степенной ряд и огравичимса двумя члепамн этого ряда: (у Ес где к, т=к,кт.
Соотношение (4.21) связывает сигнал ва выходе видвкова с освещенностью (харюгтериствка свет — сигнал). Оиа хорошо описывает реальные характеристики видвконов: имеет вид показательной функции, причем у определжтся в основном свойствами используемого светочувствительного материала; дла больпивства полупроводниковых мишеней у <1. В качестве првмера ва рнс. 4.8 приведена характеристика свет — сигнал для одюго из ввдиконов. В виднконах чаще используют электромагнвтвое отклонение коммутирующегоо пучка и комбинированную (магнитную и электростатическую) его фокусировку.
В некоторых приборах фокуснрома и отклонение осуществляются с помощью электрического поля. Чувствительность вндиконов изменяется в широких пределах и поддается, как видно пз соотношения (4.21), доем точно простому улравлевию изменением мличины У„. Иверцпаапесть пюви«вю. Если осмщевность элемента мвшепн изменяется, то сигнал на выходе преобразователя соответсгвешю таивп юменяется, но не сразу в течение и«скольких коммутаций он увелнчввается, достигая установившегося значения (иперциопиосп, «нарасганиав), нли умепьшаегся (инерционность «спада»).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
