Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 31
Текст из файла (страница 31)
144+3. 235 = 1569. Следует иметь в виду, что зарядовые пакеты переносятся не полностью, так как, во-первых, часть заряда теряется в ловушках, существующих на границе кремния с окислом, а во-вторых, прн определенной скорости переноса часть заряда может отстать от пакета и появиться в следующем. Неэффективность переноса заряда а накладывает определенные ограничения на скорость работы ПЗС и полное число переносов, которые можно совершить без существенного разрушения сигнала; е — относительная величина и характеризует часть заряда, отставшую от пакета на один перенос. Умножив е на число переносов в приборе )т', получим результирующую неэффективность переноса !те всего прибора.
Приемлемым считается значение з = =1 ° !О '...5. 10 а. При числе переносов !х' = 1569 суммарная эффективность переноса к!=1 — Иа = 84 %. Как видим, принцип последовательного переноса, являющийся одним из основных достоинств ПЗС н обеспечивающий на определенном этапе преимущества перед двухкоординатными матрицами в таком важном параметре, как существенное повышение отношения сигнал/шум и улучшение однородности изображения, тормозит дальнейшее увеличение качества матрицы. Кроме этого, используемое в ПЗС самосканированне требует бездефектности всех элементов матрицы. Неисправность одного элемента вызывает потерю информации всего передающего столбца илн строки.
Световая характеристика ПЗС в рабочем диапазоне освещенности линейна (рис.6.20). Точка 1 соответствует выходному сигналу в отсутствие освещения н определяет темновой ток, обусловленный в большой степени термогенерацией неосновных носителей. Точка 2 характеризует режим насыщения элемента матрицы, т.е. полное заполнение потенциальной ямы неосновными носителями. Глубина потенциальном ямы определяется конструктивными параметрами матрицы и потенциалом накопления, значение которого ограничено напряженнем пробоя МОП-конденсатора. Спектральная чувствительность матричного формирователя (рис.6.21) имеет подъем в длннноволновой области спектра и спад в области длин волн 0,4...0,5 мкм (кривая!), который обусловлен сильным поглощением на этом участке спектра нанесенными на полупро- Фсга бГЛ1 ГЛАВА 7 ау чг йрз Вру йрг агу 45 Чу йр ГГЛ,лм з б' й Е„л» Рнс.
6.20 Световая хзвакте- ристмка матрицы Г1ЗС Рис. 6.21. Спектральная характеристика матрицы ПЗС 134 водниковую подложку поликремниевыми электродами. Для повышения чувствительности в этой области спектра в поликремнневых электродах вскрыты окна. Площадь окон составляет примерно 15...20% от площади фоточувствительной поверхности элемента. Это подняло чувствительность матрицы на длине волны )г = 0,4 мкм до 20% (кривая 2), что позволило использовать матрицу в цветном телевидении. Разрешающая способность определяется числом элементов накопления в матрице ПЗС. Увеличению числа элементов матрицы препятствуют технологические трудности, а также ухудшение параметров сигнала изображения, связанное с неэффективностью переноса изображения. Разработанная отечественная матрица с числом элементов 580х532 обеспечивает в стандартном телевизионном режиме разрешение 450 ТВ линий.
Чувствительность матрицы достигает 50 мкА/лм н соизмерима с чувствительностью современных передающих ЭЛТ. Совершенствование телевизионных передающих трубок направлено на улучшение их качественных показателей, особенно разрешающей способности, которая определяется структурой и конечным значением поверхностной проводимости мишени, а также сечением коммутирующего (считывающего) луча. Необходимость повышения разрешающей способности трубки становится очевидной при разработке телевизионной аппаратуры систем высокой четкости (ТВЧ). С этой целью фирма "НПасЬ1" разработала трубки типа сатнкон, где в качестве фотопроводящего слоя использована аморфная среда в виде халкогенидного стекла Ье, Ап, Те, состоящего главным образом из селена, особо легированного мышьяком и теллуром.
Малая толщина слоя мишени и особенности ее структуры позволяют существенно увеличить разрешение трубки. Уменьшение апертуры луча трубки путем совершенствования ее электронно-оптической системы дополнительно увеличило ее разрешающую способность и сделало трубку типа сатиков пригодной для использования в системе ТВЧ. ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ В ОПТИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Преобразователи электрических сигналов в оптическое изображение — устройства воспроизведения ТВ изображения — могут быть разделены на устройства прямого наблюденияя и проекционные. Йаиболее распространены устройства прямого наблюдеиия— монохромные и цветные электронно лучевые приемные трубах и — кинескопы.
Оии обеспечивают получение ТВ нзобракгеиия площадью до 0,25...0,5 и . предназначенного лля просмотря небольшим числом зрителей. Увелнчеиие аудиторни телезрителей требует увеличения размеров ТВ изображения от единиц до нескольких десятков квадратных метров. Для этого используются проекционные воспроизводящие устройсз ва: высокоя ране проекционные кииесаопы, лазерные проекторы и светокл званные системы.
Основными требованиями, предъявляемыми к устройствам воспроизведения ТВ изображения, являются: необходимые размеры экрана, достаточная яркость, сшкобность к созданию изображения с высоким контрастом, высокая разрешающая способность, позволяющая различать наиболее мелкие детали иэображения, а также размеры воспроизводящих устройств, стабнльнгкть нх характеристик н т.д. Трп КИНЕСКОПЫ ЧЕРНОБЕЛОГОТЕЛЕВИДЕНИЯ 7(инескоп — приемная электронно-лучевая трубка с люминофорным экраном, преобразующая мгновенные значения сигнала изобра-жения в последовательность световых импульсов, совокупностькоторых образует ТВ ' изображение. Развертывающим элементом в кинескопе является сфокусированный электронный луч.
Воспроизведение изображения на экране обеспечивается отклонением тока луча по закону развертки и модуляцией его плотности сигналом изображения. По назначению различают кинескопы прямого наблюдения, в которых изображение создается непосредственно на экране, и проекционные. Последние используются для проекции изображения иа большой экран и в системах бегущего светового луча. Наиболее широко распространены кинескопы прямого наблюдения.
Онн применяются в индивидуальных ТВ приемниках, видеоконтрольных устройствах (ВКУ), используемых на ТВ центрах, и в промышленных телевизионных устройствах (ПТУ), видоискателях передающих телевизионных камер и др. Устройство кинескопа схематически изображено иа рис.7З,а. Основными частями являются: стеклянная колба 8, электронно-оптическая система 2, формирующая электронный луч, и люминофорный экран 7.
На горловине кинескопа помещается отклоняющая система д, с помощью которой формируется магнитное поле. обеспечивающее перемещение электронного луча в процессе развертки изображения. Экран представляет собой слой люминофора 7„покрытый тонкой пленкой алюминия 6. В цилиндрической горловине колбы помещен электронный прожектор 2. Второй анод прожектора соединен с про- 135 Уг 5 4 5 5 Рнс.т А. Кннескоп черно- белого телевнленяя Рн--а йч -1й..ада сггн5РР ..Ша а) уулнуннхн ураний 7Л. ЭЛЕКТРОН НЫЙ ПРОЖЕКТОР Лове алнЮлтн1 колун /Ьм ннненвснлю4йю обалаглиба 137 водящим покрытием 4, нанесенным на внутреннюю поверхность кол- бы и горловины. Вывод второго анода 6 сделан через колбу, а осталь- ных электродов — через цоколь 1.
Электронным прожектором называется конструктивный узел электронно-лучевого прибора, состоящий из катода и ряда электродов, которые обеспечивают ускорения, фокусировку и управление плотностью тока луча. Электронный прожектор должен сформировать электронный луч с током в несколько сот микроампер и диаметром луча в плоскости экрана не более 0,5 мм, а также обеспечить возможность модуляции тока луча сигналом изображения. Причем для получения изображения с требуемой контрастностью при приемлемых уровнях модулирующего сигнала прожектор должен обладать достаточно крутой модуляционной характеристикой.
Электронный луч может быть сфокусирован с помощью электромагнитных или электростатических полей. Преобл ада ющая часть современных кинескопов имеет электронный прожектор с электростатической фокусировкой, которая не требует увеличения габаритов отклоняющих систем за счет размещения в их корпусе фокусирующей катушки, дополнительного увеличения мощности источников питания, менее чувствительна к изменению питающих напряжений, стабильна во времени, в связи с чем не требует оперативной регулировки. Конструктивно электронный прожектор представляет собой систему цилиндрических электродов (см.рис.7.
),6) и состоит нз подогревателя 1, термокатода 2, модулятора 8, ускоряющего электрода 4, фокусирующего электрода 6, второго анода 6. Построенный по такой схеме прожектор называется иенгодным. Применение пеитодиого прожектора в кинескопе позволяет ослабить влияние изменения потенциала ускоряющего электрода иа качество фокусировки электронного луча. Волыпинство прожекторов современных кинескопов строят по двухлинзовой оптической схеме.
Прн этом фокусировка электронного 1зб Рнс. 7,2. Фокуснровка ялектронного луча: н — вазон вам танков па п ропе коека:  — аауззанзоваа оп та нее аз» он атем а луча осуществляется в двух зонах: в поле иммерснонного объектива и в поле главной фокусирующей линзы. Им мерсионный объектив (рис.7.2) состоит из терм ока тода 1, модулятора 2 и ускоряющего электрода 8. Влагодаря высокой разности потенциалов между катодом и ускоряющим электродом ((1у = =500...800 В) и малому расстоянию между этими электродами н зоне иммерсиоиного объектива создается сильная напряженность электрического поля, конфигурация сечения эквивалентных поверхностей которого иа рис.7.2,а обозначена штриховыми линиями. Эмнттируемые с поверхности катода электроны попадают в поле и ми ерсион ного объектива (рис.7.2,а,б) и собираются в плоскости его фокуса в узкий пучок, сечение которого называется кроссовером (Кр). Диаметр кроссовера оказывается значительно меньше диаметра той части катода, с которой электроны 'попадают в отверстие модулятора.
После кроссовера пучок электронов снова расходится и попадает в фокусирующее поле главноя фокусирующей линзы, которая переносит изображение Кр в плоскость экрана, при этом сечение пучка в плоскости экрана имеет размер Кр. Таким образом, использование двухлинзовой оптической схемы (рис.7.2,6) позволяет сравнительно просто получить в плоскости экрана сечение луча с радиусом не более 0,5 мм при существенно большем радиусе эмиттирующей поверхности катода. ХЗ. З КРАН КИ Н ЕСКОНД Для преобразования сигнала в световое изображение используется явление люминесценции, заключающееся в способности атомов, молекул и ионов некоторых веществ испускать свет при переходе нз состояния с повышенной энергией (возбужденное состояние) в состояние с меньшей энергией.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
