Принцип мгновенного действия основан на том, что фотоэлектронная эмиссия с каждого элемента изображения используется в интервале времени, равному времени коммутации одного элемента и, следовательно мгновенные значения тока сигнала изображения пропорциональны световому потоку падающему на 1 элемент изображения в течение времени коммутации этого элемента. При этом напряжение сигнала на нагрузке Rн при замыкании ключа К на время коммутации этого элемента определяется протекающим током фотоэмиссии, как показано на рис.3.1.
Рис. 3.1. Образование сигнала в системе мгновенного действия
На внешнем фотоэффекте основана работа таких передающих трубок как – ДИССЕКТОР (рассекатель) и СУПЕРОРТИКОН.
Конструктивно современныйдиссектор,изображенный на рис. 3.2, состоит из стеклянной колбы внутри которой имеется полупрозрачный фотокатод (ФК), ускоряющий электрод (УСЭ), диафрагма с отверстием, диноды вторично-электронного умножителя (ВЭУ), коллектор, а снаружи трубки располагаются отклоняющие катушки (ОК) строчной и кадровой развертки и фокусирующая катушка, создающая вдоль трубки однородное магнитное поле.
|
|
Рис. 3.2. Схема устройства трубки типа ДИССЕКТОР
В отличие от других передающих трубок в диссекторе отсутствует электронно-лучевая пушка и поэтому развертка в нем осуществляется отклонением электронного изображения перед отверстием диафрагмы, которое является развертывающей апертурой. В диссектореразличают 3 секции:
1- оптико-электронного преобразования
2- переноса и отклонения электронного изображения
3- вторично-электронного умножителя.
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 ОКэлектронное изображение перемещается относительно отверстия диафрагмыпо закону развертки. При этом фотоэлектроны с различных участков ФКпопадают 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 ВЭУдостигает 100000,что позволяет поучить ток сигнала порядка 100мкА,отрицательной полярности.
Диссекторыимеют 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.
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.
Следует отметить, что наиболее чувствительной передающей трубкой, использующей внешний фотоэффект, является суперортикон.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.