Джакония В.Е. Телевидение (4-е изд., 2007) (1143033), страница 29
Текст из файла (страница 29)
6.2. Спектральные ха- рактеристики видиконов. 1 — ЛИ-421; 2 — ЛИ-418; 3— ЛИ-426 Рис. 6.3. Световые характеристики видикона ЛИ -415 при различных напряжениях на сигнальной пластине (12, г > Сг„а > сг а) Световая характеристика видикона мало зависит от характера распределения освещенности на мишени и позволяет обеспечить высокий контраст изображения. Передача информации о средней яркости. При коммутации мишени медленными электронами видиков воспроизводит информацию о средней яркости изображения, так как уровень сигнала во время обратного хода луча соответствует уровню черного. Действительно, от неосвещенных участков мишени 1при темновом сопротявлении элемента В,, = оо) луч возвращается обратно и в цепи сигнальной пластины ток отсутствует.
То же происходит, когда электронный луч заперт гасящим импульсом. Практически агав ~ со, и конденсатор С, при отсутствии света так ке несколы о разряжается. Электронный луч в момент коммутации компенсирует этот разряд и создает темновой ток, в результате чего уровень сигнала от черных мест изображения (уровень черного) несколько отличается от уровня гасящих импульсов.
Темновой ток увеличивается с ростом напряжения на сигнальной пластине и может быть неодинаков для разных участков мишени. Поэтому при выборе режима работы трубки стремятся к обеспечению минимального темпового тока, что увеличивает равномерность ТВ сигнала в целом. Полярность сигнала, генерируемого видиконом в режиме коммутации медленными электронами, отрицательна, так как наиболее освещенным участкам фотомишени соответствует максимальный ток сигнала. который.
протекая по нагрузке Рч, (см. рис. 6.1,б), понижает потенциал точки А, с которой снимается сигнал изобра'кения. Значит, увеличению освещенности соответствует уменьшение потенциала точки А, т.е. полярность сигнала отрицательна. Разрешающая способность видикона характеризуется его апер|урной характеристикой, которая определяется структурой, размерпмн н конечным значением поверхностной проводимости фотомишенп, п также сечением коммутирующего (считывающего) луча. При ~ю шлннп трубки основная задача состояла в получении наименьше- 122 т1АСТЬ П. Прннпнпы построения преобразователей % 80 60 40 20 Рис. 6.4.
Апертурная характеристика види- 0 200 400 600 кона Ли-421 го диаметра сечения луча с требуемой плотностью тока. Так, при размере рабочего участка мишени 9,5х12,5 мм диаметр сечения луча не должен превышать 15 мкм при токе луча 0,5 мкА. Сло>кность технической реализации этих требований заставила разработчиков на определенном этапе развития техники ТВ передающих приборов для увеличения разрешающей способности видикона увеличивать диаметр его мишени до 40 мм. Дальнейшее совершенствование электронно-оптической системы видикона, установление жестких допусков на изготовление и сборку отдельных деталей и всего электронно-оптического узла в целом решило задачу повышения удельного разрешения трубки.
Так, апертурная характеристика одного из видиконов, рекомендованных разработчиками для ТВ вещания (рис. 6.4), показывает, что на отметке 600 строк видикон обеспечивает глубину модуляции сигнала изображения 20 %. Высокое качество изображения обеспечивается при освещенности мишени трубки видикон в пределах 1...10 лк, что соответствует максимальной и средней его чувствительности. Увеличение освещенности фотомишени желательно также для уменьшения инерционности трубки.
Инерционность видикона является его недостатком, который проявляется при передаче движущихся объектов в виде тянущегося за ним следа, размазывания контуров, потери четкости и снивсения контраста. Обычно инерционность оценивается отношением (в процентах) остаточного сигнала спустя кадр после прекращения экспозиции к сигналу во время экспозиции. Различают фотоэлектрическую и коммутационную составляющие инерционности. Фотоэлектрическая составляющая инерционности обусловлена физическими процессами в фотомишени.
Она зависит от материала применяемого фотопроводника, количества примеси в нелб технологии изготовления и уровня освещенности. Коммутационная состанлтпопьая инерционности обусловлена недостаточным значением тока зан ктроп ного пучка, в результате чего потенциальный рельеф фотомппп пн пе успевает выравниваться за один цикл развертки. Уменьшить коммутационную составляющую можно толысо уменьшением а лакостн С, элементарного конденсатора, так как увеличение тока луча приводит к ухудшению разрешающей способности трубки вслед- 123 ГЛАВА б. Телевизионные преобразователи свет †сигн ствне увеличения диаметра сечения считывающего пучка.
Инерционность может быть существенно уменьшена прн увеличении освещенности мишени. 14 достоинствам в иди кона следует отнести высокую чувствительностьсть, способность к передаче информации о постоянноИ составляющей, отсутствие искажений сигнала изображения, связанных с эффектом перераспределения электронов. Промышленностью выпускается около тридцати модификаций передающих трубок типа внднкон с размерами диаметра колбы 13,6; 26,7; 30,4; 38,4 мм, которые благодаря простоте коммутации, малым габаритам н высоким эксплуатационно-техническим параметрам широко применяются в прикладных телевизионных системах различного назначения, а также используются в ТВ вещании для передачи кннофнльмов, где возмохсность обеспечения высокой освещенности позволяет преодолеть основной недостаток внднкона — инерционность.
6.3. Плюмбикон' Широкому использованию внднкона в аппаратуре вещательного телевидения препятствует большая инерционность, значение которой складывается нз коммутационной н фотоэлектрнческой составляющнх. Уменьшение фотоэлектрической составляющей инерционности может быть достигнуто путем использования в качестве материала мишени веществ, обладающих низкой концентрацией ловушек, н создания режима работы, обеспечнвшощего прохождение носнтелеИ тока без рекомбинации. Для уменьшения коммутационной составляющей инерционности, связанной с конечным временем перезарядки элементарного конденсатора мишени С„стремятся уменьшить его емкость путем изменения геометрических параметров мишени, что приводит к уменьшению времени дозаряда этого конденсатора. Однако уменьшение емкости конденсатора С, приводит одновременно к уменьшению постоянной времени его разряда т = С,В н для сильно освещенных участков изображения, соответствующих малым сопротивлениям В„постоянная времени разряда может оказаться меньше длительности кадра, что приведет к неполному нспользованню эффекта накопления.
Следовательно, уменьшение емкости участка мишени должно сопровождаться одновременным увеличением сопротивления В, Прн этом необходимо позаботиться о сохранении потенциального рельефа, определяемого отношениями максимального н минимального значений элементарных сопротивлениИ, т.е. соответственно этому изменить свойства мишени. Разумеется, изменение свойств мишени не должно сопровождаться увеличением фо- 1 Плюмбикон — название трубки с фотодиодной мишеныа из окиси свинпа (фирмы ефиллипс», Нидерланды). Название аналогичной трубки, выпускаемой а России, — глетикон.
124 «4АСТо П. Принципы построения преобразователей 2 345 б Ф н бу Рнс. 6.5. Плюмбикон: а — устройство мишени; 6 — эквивалентная схема мишени тоэлектрической составляющеИ инерционности. Упомянутые условия выполняются при замене фоторезистивноИ мишени мишенью фотодиодного типа, имеющей электронно-дырочный р-т — и-переход. Это обеспечивает малую инерционность фотоэффекта, высокое темповое сопротивление и близкую к линейной световую характеристику. Мишень плюмбикона состоит из трех слоев и схематически изобраясена на рис.
6.5,а. Тонкая прозрачная сигнальная пластина Я нанесена на стеклянную планшайбу 2 с внутренней стороны баллона трубки и служит для вывода сигнала. На сигнальную пластину как на подложку нанесен такясе тонкий прозрачный слоИ полупроводника 4 с проводимостью типа и. Далее идет слой 5, обладающиИ собственной проводимостью (типа т) и образующий основную толщину мишени. Затем на поверхности мишени с помощью специальной обработки создается слой 5 с проводимостью типа р. Слой 5 с проводимостью р так же, как слоИ 4 с проводимостью и, получают легированием основного слоя 5. Слой 5 должен обладать более высокой, чем слой 5, проводимостью и быть достаточно тонким для предотвращения растекания зарядов между участками мишени с различными потенциалами.
Сигнальная пластина и слой с проводимостью типа п прозрачны для прохождения световых лучей. Слой т выполнен из химически чистой окиси свинца с упорядоченной кристаллической структурой. 14рнсталлы имеют пластинчатую форму с размерами примерно 0,1х3,0х0,05 мкм и ориентированы параллельно направлению световых лучей. Такая структура мишени позволяет существенно снизить концентрацию .ловушек, чем увеличивает скорость дрейфа и уменьшает вероятность рекомбинации носителей тока. Благодаря этому, а также высокой напряженности поля в слое т все носятели тока проходят сквозь него не рекомбинируя. Следовательно, структура слоя 1 такова, что позволяет значительно увеличить толщину мишени, не вызывая увеличения фотоэлектрическоИ составляющей инерционности.
Увеличение толщины мишени приводит, во-первых, к уменьшению емкости, а значит. и к уменьшению коммутационной составляю- 125 ГЛАВА б. Телевизионные преобразователи свет †сигн 5, % 80 и 60 100 40 20 10 100 Е, лк 10 1 Рис. 6.6. Световая характеристика плюмбикона с дополнительным считыванием пересвеченных мест изображения 400 500 600 700 600 Л, им Рис. 6.7.
Спектральная характери- стика чувствительности плюмбикона щей инерционности, во-вторых, к более полному поглощению падающего на мишень света, что повышает чувствительность мишени. Эквивалентная схема элементарного участка мишени плюмбикона представлена на рис. 6.5,б.
Она отличается от схемы на рис. 6.1,б включением фотодиода ртч71 типа. Из-за большой ширины запрещенной зоны слоя т скорость тепловой генерации носителей тока мала, что существенно уменьшает темновой ток, а следовательно, увеличивает темповое сопротивление мишени Л,, В момент коммутации р-тчп переход смещается в обратном направлении, что дополнительно увеличивает В,. Повышенное рассеяние света вызывает образование ореолов и бликов вокруг ярких деталей изображения. Для устранения этого явления трубки с фотодиодной мишенью из окиси свинца снабжены противоореольным стеклянным диском 1 (рис. 6.5,0) толщиной около 6 мм, закрепленным на входном окне в с помощью оптической склейки.
Световая характеристика плюмбикона линейна (рис. 6.6) в широком диапазоне освещенности (штриховал линия). Показатель нелинейности т для этой трубки лежит в пределах 0,95~0,05. Малый разброс этого параметра указывает на высокую его воспроизводимость, что является большим достоинством фотодиодной мишени при работе в многотрубочных камерах цветного телевидения (ЦТ). Плюмбикон обеспечивает высококачественное изобрюкение при рабочей освещенности мишени 52.8 лк и, таким образом, несколько уступает по этому параметру видикону.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
