Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 27

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 27)

Световая энергия, воздействующая на элемент изображения в промежутках между коммутациями, в образовании сигнала не участвует, что существенно снижает эффективность использования светового потока. Повысить эффективность можно использованием принципа накопления заряда, заключающегося в том, что световая энергия, облучающая элемент изображения в межкоммутационный период, не пропадает бесполезно, а накапливается иа элементе. Принцип накопления заряда может быть поясиен с помощью эквивалентной схемы (рис.6.7,а), отражающей образование сигнала с одного элемента изображения. При облучении фотоэлемента Ж световым потоком Рнс. 6.6.

Оврввоввнне снгнвлв в системе мгновенного действия 4(г Рнс. 6.7. Принцип нвнопле а — ммивелеегме» семи б — яоят "а й! 4(в !!6 нз-за фотоэмнссни емкость С, накапливает заряд за время кадра Т„. Ток заряда 1 р равен току фотоэмнсснн(, а заряд 1',1„, = 1,Т„. (6. 12) Напряжение сигнала и, на нагрузке образуется прн разряде эле- ментарного конденсатора С, за время коммутации 1„в течение кото- рого ключ замкнут К н конденсатор С, разряжается через резнстор 1т„.

Допуская, что конденсатор за время коммутации — время передачи одногоэлемента изображения — разряжается полностью,те.счнтая, что („1р„р — () „можно определить средннй ток разряда г, (6.13) Следовательно, ток разряда накопительного конденсатора, создающий напряжение ТВ сигнала на нагрузке, превышает ток фотоэмнсснн в й( раз и среднее значение ТВ сигнала: и„= 1г„1, й1, (6. 14) где й( — число элементов в кадре.

Сравнивая (6.11) н (6.14), нетрудно определить выигрыш, обеспечиваемый накопленнем зарядов. В идеальном случае накопление увеличивает напряжение сигнала в й( раз. В реальных приборах эффект накопления зарядов полностью использовать не удается, однако принцип накопления положен в основу работы всех передающих трубок, за исключением трубкн мгновенного действия типа днссектор. В качестве прнмера реалнзацни этого принципа рассмотрим работу мозаичной фотом ншенн — одного из основных элементов первых телевнзнониых передающих трубок. Мозаичная фотомншень, эквивалентная схема которой показана на рнс.6.7,б, состоит нз изолированных друг от друга элементарных ячеек, каждая из которых содержит отдельный фотоэлемент н накопительный конденсатор.

Когда на мишень проецируется оптнческое изображение, в цепн фотоэлементов под воздействием света возникает фототок. Фототок с каждого элемента пропорционален его освещенности, поэтому элементарные конденсаторы заряжаются до различных значений напряжений, образуя на мозаичной поверхности потенциальный рельеф.

Преобразование потенциального рельефа в сигнал нзображення происходит путем последовательной коммутации накопительных конденсаторов в цепь нагрузки. Коммутирующим элементом в ТВ передающих трубках, использующих прннцнп накопления, является электронный луч. Токи накопительных конденсаторов, коммутируемых лучом, протекают через нагрузку Я„, создавая на ней сигнал нзображення.

6.6. видиком О б щ н е с в е д е н н я. Фоточувствительные поверхности, использующие явление внешнего фотоэффекта, обладают малой чувствительностью, так как квантовый выход для внешнего фотоэффекта меньше 1. Прн внутреннем, фотоэффекте значение квантового выхода может превышать 1, что потенциально позволяет существенно увеличить чувствительность передающих трубок, использующих явление фотопроводимостн. Кроме того, мишень нз фотопроводящих слоев, являясь фоточувствительным элементам, одновременно накапливает световую энергию, что значительно упрощает конструкцню передавшей трубкн.

Идея создания передающей трубки с фотопроводящей мишенью принадлежит А.А.Чернышову, который высказал ее в 1925 г. Однако первые эксплуатационные образцы таких трубок появнлнсь лишь в 1950 г., после того как были разработаны н технологически освоены малоннерцнонные полупроводниковые фоточувствительные слон, изменяющие электрическую проводимость под действием падающего светового потока.

Это изменение проводимости происходит в результате увеличения энергии отдельных электронов вещества за счет поглощения энергии нзлучення н нарушения связи этих электронов с ядром своего атома. Прн этом электроны не покидают вещество, как прн внешнем фотоэффекте, а остаются внутри него, переходя нз заполненной зоны в зону проводнмостн, в результате чего значнтельно нзменяется сопротнвленне вещества. Возбужденный светом электрон спустя некоторое время рекомбнннрует — возвращается в заполненную зону, скорость рекомбинации возрастает по мере увелнчення концентрацнн фотогенернрованных электронов. Поскольку скорость генерации носителей постоянна прн неизменном потоке излучения, а скорость рекомбинации возрастает, через определенные промежутки времени интенсивность рекомбинации становится равной интенснвности генерацнн новых фотоэлектронов.

Наступает равновесное состоянне, характеризующееся стационарным значением проводимости. Прн прекращении освещения носители тока рекомбннируют не мгновенно, поэтому фотопроводнмость сохраняется еше спустя некоторое время. Это означает, что нарастание и спад фотопроводнмости происходят не мгновенно, а являются процессами ннерцноннымн. Инерционность фотопроводннка зависит от его химического состава, конструкции, а также от значения воздействующего на фотопроводник светового потока. Фототок й обусловленный внешним фотоэффектом, связан с освещенностью Е: 1= йЕР, где й — коэффициент пропорциональности; 6 — величина, зависящая от химического состава я конструкции фотопроводннка, ее значение обычно лежит в пределах 0,5...!. Фототок прн внутреннем фотоэффекте зависит от спектрального состава воздействующего нзлучення.

Энергня светового излучения й» должна быть достаточной для перевода электрона нз заполненной зоны в зону проводимости. Длина волны, прн которой начинается фотоэффект, называется красной границей фотоэффекта. По мере уменьшения длин волн н соответственно увеличения й» излучение воздействует на все большее число электронов заполненной зоны, н ы7 фотоэффект усиливается. Конкретные спектральные характернстнкн фотопроводящнх мншеней определяются свойствами вещества слоя н конструктивными особенностями фотомншенн. Конст р у кцн я н пр нн цнп действа я.

Видиконотлнчается простотой конструкции, небольшими размерами н массой н является высоконадежной н дешевой передающей трубкой. Трубки тяпа видикон (рнс.6.8) содержат два основных узла: фотомншень н электронный прожектор, создающий коммутнрующнй пучок. Фотомншень р' состоят нз фотослоя н сигнальной пластины. Последняя представляет собой тонкий проводящий прозрачный слой золота, платины нлн окиси олова, нанесенный на внутреннюю поверхность пл аншайбы. Прозрачность сигнальной пластнны превышает 90 оь. Поверхностное сопротналенне 2000м.см. Выводом сигнальной пластины служат металлнческое кольцо, вваренное между планшанбой н колбой трубки.

На сигнальную пластину испарением в вакууме нанесен фотослой толщнной !...3 мкм нз матернала, обладающего фотопроводнмостью, в качестве которого используются соединения сурьмы, селена, мышьяка, серы. Материал, нз которого изготовлена мишень, а также его ол -~ орет с ир„ Рнс. 6.В. онхмкон: а —. устройстве враки; 6 — тквиввнемтнве стене ннтненм толщина определяют чувствительность, спектральную характернстнку н инерционность внднкона. Поэтому выбор материал а полупроводника зависит от тех характеристик, которыми должен обладать конкретный тнп внднкона, т.е.

от назначения передающей трубки. Электронно-оптнческая система внднкона содержит электронный прожектор н мелкоструктурную выравнивающую сетку б. помещенную перед фотомншенью. Прожектор состоит нз оксндного подогрев- ного катода 2, управляющего электрода 3, первого 4 н второго 5 анодов. Второй анод создает эквипотенцнальную область, в которой осуществляются фокусировка н отклонение развертывающего луча. Потенциал выра внннающей сетка 6 в 1,6...2 раза превышает напряженкене второго анода, что обеспечивает подход электронов ко всей поверхностн фотомншенн под прямым углом. Это обеспечивает равномерную фокусировку луча н одннаковый исходный потенциал на всей поверхности мншенн, что является одним нз условнй получення равномерного снгнала по полю изображения.

Фокусировка, отклонение н коррекция траекторнн развертывающего луча осуществляются внешней магнитной системой, состоящей нз длинной фокуснрующей ФК, отклоняюшнх ОК н корректнрующнх КК катушек. Процесс образования сигнала нзображення в вндиконе может быть пояснен с помощью его эквивалентной схемы (рнс. 6 8 6). На этой схеме каждый элементарный участок фотопроводящей мишени представлен в виде емкости С„конденсатора, образованного элементамн сигнальной пластины н правой стороны м ншенн.

Емкость шунтнрована резистором, сопротнвленне р( которого нзменяется в завнснмостн от освещенностн этого участка. !)рн проекцнн на мишень трубки оптнческого нзображення распределение освещенности на ее поверхностн вызовет соответствующее распределенне сопротнвленнй, т.е. рельефу освещенностн мншенн будет соответствовать рельеф сопротнвленнй. Темповое удельное сопротивление фотопроводннка может быть очень велико(порядка 10" Ом см). Прн максимальном освещеннн сопротивление мишени уменьшается примерно в 100 раз.

Прн "развертке" фотомншенн коммутирующим (счнтывающнм) лучом ее поверхность приобретает потенциал, определяемый режимом бомбардировки мишени. Трубка может работать в режиме медленных н быстрых электронов. Чаще используется режнм медленных электронов. В режиме развертки медленными электронамн потенцнал правой стороны фотомншенн прнобретает в момент коммутации потенциал катода.

Потенциал снгнальной пластины поддержнвается постоянным, поэтому ипод лучом" элементарные конденсаторы С, заряжаются до напряжения (! . Прн проекции на мишень оптнческого изображения сопротивления )с, шунтнрующне элементарные конденсаторы С, нзменяются, так как )ст, = ДЕ,), где Е, — освещенность элементарного участка. Прн этом наиболее освещенным элементам мишени соответствует наименьшее сопротнвление н, наоборот, темным участкам мишени — нанбольшее сопротивление.

Характеристики

Список файлов книги