Принцип накопления заряда

Недостатком диссекторов, а их промышленность выпускает более 15 типов, является их низкая чувствительность в стандарте вещательного ТВ, что, однако, является недостатком всех систем мгновенного действия.

Вторично-электронного умножителя.

Переноса и отклонения электронного изображения

Оптико-электронного преобразования

Световое изображение преобразуется в электронное на полупрозрачном светочувствительном слое – фотокатода, нанесенном на внутреннюю поверхность планшайбы трубки, за счет того, что падающий световой поток выбивает фотоэлектроны с его поверхности. Причем, число фотоэлектронов зависит от яркости элементов изображения – чем ярче изображение, тем больше фотоэлектронов. Далее это электронное изображение переносится в плоскость диафрагмы с помощью ускоряющего напряжения, приложенного к УСЭ в магнитном поле ФК. В плоскости диафрагмы под действием отклоняющего поля ОК электронное изображение перемещается относительно отверстия диафрагмы по закону развертки. При этом фотоэлектроны с различных участков ФК попадают через отверстие на первый динод ВЭУ в котором мгновенное значение фототока усиливается за счет размножения вторичных электронов. Питание на диноды подается таким образом, что потенциал каждого последующего динода выше предыдущего, таким образом выбитый электрон из 1 динода ускоряется полем 2 динода и выбивает из него уже 2 электрона и так далее.

Коэффициент усиления ВЭУ достигает 100000, что позволяет поучить ток сигнала порядка 100мкА, отрицательной полярности.

Диссекторы имеют линейную световую характеристику при освещенности ФК от десятых долей люкса до нескольких тысяч, обеспечивают хорошее воспроизведение градаций яркости и высокую разрешающую способность. Современные диссекторы обладают высокой механической прочностью, виброустойчивостью и могут работать в большом интервале температур. Кроме того, они после подачи питающих напряжений мгновенно готовы к работе, поэтому они активно используются в различных системах прикладного ТВ, обеспечивающих автоматизацию производственных процессов, слежение за слабосветящимися точечными объектами в телескопах и астронавигации, чтении микрофильмов, а также в телекинопроекционных установках и т.д.

Следует отметить, что наиболее чувствительной передающей трубкой, использующей внешний фотоэффект, является суперортикон (ЛИ201, ЛИ221…) Высокая чувствительность обеспечивается за счет переноса электронного изображения с полупрозрачного фотокатода на 2-х стороннюю накапливающую мишень и ее развертки пучком медленных электронов с последующим усилением изображения внутренним ВЭУ.

Эти трубки имели высокую чувствительность и разрешающую способность, однако, они были очень сложны в производстве и эксплуатации из-за большого числа регулировок. Кроме того, они имели большие габариты и низкий срок службы (200-750 ч), большое время включения (20-30 мин из-за прогрева мишени до температуры 35-60⁰С) и к тому же высокую чувствительность к вибрациям, ударам, изменению температуры.

Как уже говорилось, основным недостатком систем мгновенного действия является их низкая чувствительность, поскольку у них в образовании сигнала участвуют лишь те фотоэлектроны, которые эмитируются с участка фотокатода, соответствующего одному элементу изображения во время коммутации, хотя фотоэмиссия происходит со всей мишени постоянно.

Повысить эффективность работы фотопреобразователей можно за счет использования принципа накопления заряда, заключающегося в том, что световая энергия, облучающая элемент в меж коммутационный период, накапливается на специальном накопительном конденсаторе (рис. 7.3.а).

Рис. 7.3. Принцип накопления световой энергии:

а - эквивалентная схема; б – модуль ТВ системы с накоплением

Емкость Сэ за счет фотоэмиссии накапливает заряд в течении кадра, а поскольку увеличение светового потока сопровождается увеличением фототока, то элементы имеющие разную освещенность получат различные заряды. Сигнал с элементарного конденсатора Сэ получается в результате его быстрого разряда коммутирующим лучом развертки за время tэ на нагрузочный резистор Rн, причем, в идеале принцип накопления увеличивает напряжение сигнала в N раз, равное количеству элементов разложения, поскольку:

Q_зар = i_ф T_к ; i_раз = Q_зар/t_э = i_фT_к /t_э = i_ф N; u_ср = R_н i_ф N,

где N-количество элементов разложения. Однако, на практике такой выигрыш получить не удается.

Рассмотренный процесс накопления зарядов реализован в ряде передающих трубок содержащих мозаичную или фотопроводниковую фотомишень, эквивалентная схема которой представлена на рис.6.4б.Она состоит из изолированных ячеек, каждая из которых содержит фотоэлемент и накопительный конденсатор. При проекции оптического изображения в цепях ФЭ возникает ток, пропорциональный освещенности, поэтому конденсаторы заряжаются до различных значений, образуя потенциальный рельеф. Преобразование потенциального рельефа в сигнал изображения происходит путем последовательной коммутации, электронным лучом развертки, накопительных конденсаторов в цепь нагрузки. Токи разряда накопительных конденсаторов, протекая через резистор нагрузки, включенный в цепь сигнальной пластины СП создают на нем сигнал изображения.

Дата добавления: 2014-01-05