Електронно-променевий прилад, що володіє здатністю зберігати протягом певного часу записані на його мішені електричні сигнали і видавати накопичену інформацію, або у формі зображення на екрані. Служить для запису і багаторазового відтворення сигналів (з метою їх порівняння), радіолокаційного виділення (селекції) рухомих об'єктів, перетворення радіолокаційних сигналів в телевізійні ...
Залежно від типу вихідного сигналу розрізняють запам'ятовуючі електронно-променеві прилади з видимим зображенням і запам'ятовуючі електронно-променеві прилади зі зніманням електричного сигналу. Запам'ятовувальні електронно-променеві прилади з видимим зображенням (рис.1) за характером зображення діляться на півтонові і бістабільні (створюють зображення без півтонів).
У напівтоновому запам'ятовуючому електронно-променевого приладі сфокусований електронний пучок, що створюється записуючим електронним прожектором, модулюється за інтенсивністю вхідним електричним сигналом. При скануванні мішені, що представляє собою металеву сітку, вкриту шаром діелектрика, промодульованих пучок справляє на поверхні діелектрика запис сигналів у вигляді потенційного рельєфу. Другий (відтворює) електронний прожектор створює постійно діючий всю поверхню мішені. Електрони цього пучка, що пролетіли крізь сітку мішені, потрапляючи на люмінесцентний екран, створюють на ньому світиться зображення, відповідне записаному потенційному рельєфу. Оскільки потенціал діелектрика негативний щодо катода відтворюючого прожектора, то електрони відтворюючого пучка не потрапляють на діелектрик і не руйнують потенційного рельєфу. Одноразово записане зображення відтворюється на екрані протягом декількох хвилин, поки потенційний рельєф не зруйнується іонами, що виникають в результаті іонізації залишкових газів відтворюючим пучком. Стирання зображення здійснюється подачею на мішень позитивного імпульсу, при цьому електрони відтворюючого пучка потрапляють на діелектрик і знищують записаний потенційний рельєф. Напівтонові запам'ятовуючі електронно-променеві прилади мають високу яскравість і відносно невелику роздільну здатність (20-25 лін / см).
У бістабільних запам'ятовуючих електронно-променевих приладах до сітчастої мішені прилягає колектор у вигляді металевої сітки, причому діелектрик мішені має позитивний потенціал щодо катода відтворюючого прожектора. Відтворює пучок, опромінюючи діелектрик, наводить його потенціал до одного з двох стабільних значень: або до потенціалу катода відтворюючого пучка, або до потенціалу колектора. Прозорість мішені звичайно мала, так що при нижньому значенні потенціалу діелектрика відтворює пучок практично не проходить на люмінесцентний екран. У процесі запису сфокусований пучок записуючого прожектора збільшує потенціал діелектрика до значення, близького до потенціалу колектора. Оскільки два рівня потенціалу діелектрика весь час підтримуються відтворюючим пучком, одного разу записане зображення зберігається як завгодно довго. Для стирання зображення необхідно короткочасне зниження потенціалу колектора. Бістабільні запам'ятовуючі електронно-променеві прилади мають яскравість 100-150 кд / м ширину лінії 0,5-0,7 мм.
У бессеточная бістабільних запам'ятовуючих електронно-променевих приладах люмінесцентний екран, що має мозаїчну структуру, виконує одночасно і функції мішені. Колектор формується безпосередньо на екрані, люмінофор грає роль діелектрика. Екран світиться тільки в тих місцях, де потенціал люмінофора дорівнює потенціалу колектора. Яскравість бессеточная запам'ятовуючих електронно-променевих приладів зазвичай 20-30 кд / м, ширина лінії 0,4-0,5 мм.
Зчитування інформації в електронно-променевого приладі, процес перетворення потенційного рельєфу, записаного на поверхні мішені запам'ятовуючого електронно-променевого приладу, у вихідний електричний сигнал. Розрізняють зчитування інформації з руйнуванням записаної інформації і без руйнування.
У першому випадку зчитує пучок з відносно високою енергією електронів, скануючи поверхню мішені, створює струм вторинних електронів, величина якого визначається потенціалом опромінюється елемента поверхні. Таким чином у процесі сканування величина струму вторинних електронів змінюється відповідно до записаним потенційним рельєфом. Вихідний електричний сигнал можна знімати як в ланцюзі колектора вторинних електронів, так і в ланцюзі проводить підкладки мішені. Виникнення вторинно-емісійного струму пов'язано з відходом зарядів з мішені і, отже, з руйнуванням потенційного рельєфу.
У другому випадку електрони зчитувального пучка гальмуються поблизу мішені до швидкості, близької до нуля, і величина струму зчитувального пучка, що проходить крізь сітчасту мішень на колектор, визначається розподілом потенціалу на поверхні мішені.
Мішень електронно-променевого приладу
Мішень електронно-променевого приладу, конструктивний елемент запам'ятовуючого чи передавального електронно-променевого приладу, з поверхнею якого взаємодіє електронний пучок. У запам'ятовуючих електронно-променевих приладах мішень електронно-променевого приладу являє собою провідну металеву підкладку, суцільну або сітчасту, на яку нанесено шар діелектрика. Інформація запам'ятовується у вигляді потенційного рельєфу, створюваного електронним пучком на поверхні діелектрика. У передавальних електронно-променевих приладах мішень електронно-променевого приладу є фоточутливим шаром і потенційний рельєф створюється або падаючим на неї світлом, або фотоелектронами.
Передавальний електронно-променевої прилад
Електронно-променевий прилад, службовець для перетворення світлового зображення в телевізійний відеосигнал. Передавальний електронно-променевої прилад є вхідним елементом телевізійного тракту, що сприймає передається зображення, і отже, основним вузлом передавальних телевізійних камер. Дія передавального електронно-променевого приладу заснована на фотоефект і полягає, по-перше, в освіті електронного зображення (як правило, у вигляді потенційного рельєфу), відповідного переданому світлового зображення, а по-друге, в упорядкованій комутації елементів цього зображення. Таким чином, передають електронно-променеві прилади відносяться також до класу фотоелектронних приладів. У разі зовнішнього фотоефекту перетворює світлочутливим елементом передавального електронно-променевого приладу служить фотокатод, що при висвітленні випускає електрони; в разі внутрішнього фотоефекту - фоточувствительная мішень, що змінює при висвітленні свою електропровідність. Комутація елементів зображення в передавальному електронно-променевого приладі зазвичай здійснюється електронним променем, послідовно оббігали всі ділянки поверхні мішені; при цьому зображення розкладається на декілька сотень рядків, що утворюють телевізійний растр (кожен рядок можна розглядати як послідовність окремих елементарних ділянок зображення).
За способом формування відеосигналу розрізняють передають електронно-променеві прилади прямої дії та передавальні електронно-променеві прилади з накопиченням заряду. У приладах першого типу величина електричного сигналу, відповідного даному елементарного ділянці переданого зображення, пропорційна миттєвому значенню (в момент передачі) локальної освітленості ділянки світлочутливим елементом; в приладах другого типу - інтегральному значенням освітленості ділянки світлочутливим елементом за час передачі всього зображення. У перебігу цього часу завдяки фотоефекту на мішені передавального електронно-променевого приладу виникає розподіл зарядів і потенціалів (потенційний рельєф), відповідне розподілу освітленості об'єкта.
Вирішальним етапом у розвитку передавального електронно-променевого приладу стала реалізація принципу накопичення зарядів, заснованого на використанні фотоелектронної емісії в інтервалах між послідовними комутаціями кожного елемента потенційного рельєфу. Передавальний електронно-променевої прилад з перенесенням електронного зображення з суцільного фотокатода на однорідну діелектричних накопичувальну мішень, найбільш відомий як супериконоскоп, отримав широке розповсюдження завдяки високій чутливості та високій якості переданого зображення.
За сукупністю характерних ознак сучасні передають електронно-променеві прилади поділяються на такі основні класи:
1.Суперортікони-поширений клас, що включає власне суперортикон, ізокони і антіізокони; працюють на зовнішньому фотоефекте. Для них характерна наявність секції перенесення зображення, двосторонньої мішені і виведення сигналу з допомогою зворотного променя.
2.Відікони (в тому зокрема сатікони, ньювікони, плюмбікони, кремнекони) об'єднують передають електронно-променеві прилади з накопиченням заряду, дія яких заснована на внутрішньому фотоефекті. У таких передавальних електронно-променевих приладах світлочутливий елемент і елемент, що несе потенційний рельєф, поєднані в фотопровідний мішені. Сигнал знімається з сигнального елемента (сигнальної пластини), що входить до складу мішені.
3.Супервідікони, що включають секон і суперкремнекони, відрізняються від відикон наявністю секції перенесення зображення, а отже, поділом функцій вхідного фотокатода і носія потенційного рельєфу (високопористий мішені з вторинно-електронною провідністю в секон або кремнеевой мозаїчної мішені в суперкремнеконах).
4.Піровідікони відрізняються від відикон мішенню, фізичні властивості якої змінюються в залежності від температури, що повідомляється мішені тепловим випромінюванням від різних частин переданого зображення.
5.Діссектори представляють собою передають електронно-променеві прилади прямої дії із зовнішнім фотоефектом, відрізняються від передавальних електронно-променевих приладів інших типів розгорткою електронних потоків з фотокатода в секції перенесення зображення з подальшим посиленням їх за допомогою вторинно-електронного помножувача.
Рентгеновідікон (від рентгенівське випромінювання і відикон), що передає електронно-променевої прилад (за принципом дії аналогічний відикон), чутливий до рентгенівського випромінювання. Фотопровідний шар мішені в рентгеновідіконе зазвичай виконують з Se або PbO. Оскільки рентгенівське випромінювання не фокусується, розміри вхідного вікна рентгеновідікона визначають розміри досліджуваного об'єкта і є одним з основних параметрів приладу. До важливих рентгенотехніческім параметрами рентгеновідікона відносяться: робочий діапазон жорсткості випромінювання, контрастна чутливість (відношення розміру найменшого спостережуваного дефекту в напрямку просвічування до загальної товщині об'єкта в цьому напрямку), відповідна цієї чутливості інтенсивність випромінювання і роздільна здатність.
Рентгеновідікон класифікують залежно від діаметра вхідного вікна і діапазону жорсткості рентгенівського випромінювання. Розроблено рентгеновідікони з діаметром вхідного вікна 19,9 і 150 мм на робочий діапазон жорсткості випромінювання 50-200 кВ з контрастною чутливістю 0,5-1,5%. Роздільна здатність рентгеновідікона сягає 1200 телевізійних ліній при діаметрі зображення 90 мм.
Розробка і вдосконалення рентгеновідікона-перспективний напрямок для рентгенівської промислової дефектоскопії. Як засіб виявлення прихованих дефектів об'єктів, рентгеновідікон має ряд переваг перед фотоплівкою: можливість спостереження в русі, зі збільшенням, на великій відстані від об'єкту і так далі.
Іконоскоп (від грец. Eikon-зображення і skopeo-дивлюся), один з перших передавальних електронно-променевих приладів з накопиченням ел. Заряду на мозаїчної світлочутливої мішені, дія якого заснована на зовнішньому фотоефекті. Світлочутлива мішень іконоскопа представляє собою діелектричну пластину (підкладку) з мозаїкою, що складається з декількох мільйонів ізольованих один від одного мініатюрних фотоелементів - випадковим чином розташованих зерен срібла, покритих цезієм або оксидом цезію. На іншій стороні підкладки завдано металевий шар, службовець сигнальної пластиною. Проецируемое оптичне зображення створює на мозаїці за рахунок зовнішнього фотоефекту потенційний рельєф, що відповідає розподілу освітленості об'єкта. Електронний промінь, оббігаючи мозаїку мішені, заряджає всі елементи мозаїки рівноважного потенціалу, повідомляючи кожного елементу заряд, що залежить від потенціалу, придбаного елементом у процесі накопичення. Струм у ланцюзі сигнальної пластини виявляється промодульованих накопиченими зарядами. Для роботи іконоскопа потрібно освітленість об'єкта не нижче 5000 лк.
Рівень розвитку передавальних електронно-променевих приладів визначає можливості існуючих телевізійних систем, а також спектр завдань, що вирішуються телевізійними засобами. Так, створення іконоскопом і супериконоскоп дозволило розпочати телевізійне мовлення в другій половині 30-х років. Суперортикон і відикон відкрили еру промислового телебачення. Плюмбікони широкому впровадженню систем кольорового телебачення. З'єднання суперортикон з підсилювачами яскравості зображення виявилося перспективним для астрономічних та інших досліджень. Супервідікони знайшли застосування в космічній апаратурі. В даний час (початок 90-х рр..) У зв'язку з розробкою мовної системи кольорового телебачення високої чіткості однією з найважливіших проблем розвитку передавальних електронно-променевих приладів є створення приладів з роздільною здатністю 2000 ліній і більше.