Запоминающая электронно-лучевая трубка

"- :"нфффн-ффф"ф- :.";": "-" т б 1". ч ъ" тСавв беюах оц 6954 7 О П И С А Н И Е. Свцваестнческнх Ресуелк(51) М.Кл.3 Н 01,1 31/58 Гюсудщктвиеы квантет СССР нв делам зобретеннй юв атврытнк(45) Дата опубликования описания 30.03.82Изобретение относится к области электроники, а именно к скоростным запоминаю щим электронно-лучевым трубкам (ЗЭЛТ),предназначенным для преобразованияспектра частот однократных электрическихсигналов,Известны варианты конструктивного построения ЗЭЛТ 111, предусматривающие наличие записывающего и считывающегоэлектронных прожекторов и запоминающего элемента (мишени). В зависимости отвида запоминающей мишени электронныепрожекторы располагаются либо по одну,сторону от мишени (односторонняя мишень) либо по обе стороны от мишени(двухсторонняя мишень).При записиэлектронный луч записывающего прожектора изменяет потенциальное(энергетическое) состояние запоминающеймишени, при этом могут быть использованы 20следующие физические явления: вторичнаяэлектронная эмиссия, возбужденная проводимость, вторично-электронная проводимость.При считывании электронный луч считывающего прожектора сканирует мишень,восстанавливая потенциальное состояниевсех участков мишени до исходного. Приэтом генерируются выходные считанныесигналы в цепи сигнального электрода ми шепи ЗЭЛТ. При считывании чаще всего реализуется явление вторичной электронной эмиссии.В силу невысоких значений коэффициентов явлений, используемых при записи, и ограниченных возможностей в формовании величины электронного записывающего луча предельная скорость записи ЗЭЛТ и, следовательно, рабочая полоса частот сигнальной отклоняющей системы (СОС) не высокие.Известна скоростная ЗЭЛТ 2, снабженная микроканальной пластиной (МКП) - усилителем тока записывающего электронноголуча. Известная ЗЭЛТ, работающая в режиме преобразования спектра частот однократных электрических сигналов, содержащая электронньге"прожекторьг записи и считывания, усилительную микроканальную пластину, запоминающий элемент и сигнальный электрод. В ней использована двусторонняя запоминающая мишень с возбуж. денной проводимостью. Конструктивно записывающий и считывающий прожекторы расположены по обе стороны от мишени на одной оси. Причем записывающий прожектор расположен- со "сторона сигнальной пластины мишени. Для значительного увеличения скорости зайиси ЗЭЛТ перед мишенью со стороны сигнальной пластины установлена МКП, Ток с выхода МКП перейостится на мишень однородйым электрическим полем,Напряженность поля в области переноса должна обеспечивать минимальность искажений и оптимальность условий записиинформации на мишени,Недостатками ее являются ухудшениеразрешающей способности ЗЭЛТ при пере:носе электронного изображения с выходаМКП на запоминающую мишень (диаметрзаписывающего луча на мишени увеличивается в 1,5 - 2,0 раза, наличие высокогонапряжения н 1 а мишени), что неизбежноусложняет схемы питания считывающегопрожектора при электростатическом отклонении и формировании считывающего лучаи входных каскадов тракта считанных сигналов, если широкополосная СОС ЗЭЛТнаходится под потенциалом земли. Слож - ность конструктивногоисполненияузлаМКП - запоминающая мишень 3 ЭЛТдолжно обеспечивать высокую электрическую и механическую прочность, инерционйость запоминающей мишени с возбужденной проводимостью, что может привести к. -искажению записанной информации присчитывании;Цель изобретения - улучшение разрешающей способности ЗЭЛТ, упрощениеконструкции блока мишени и улучшениеусловий эксплуатации ЗЭЛТ в целом, устранение искажений информации при считывании, вызванных инерционностью запоминающей мишени.Цель достигается тем, что в скоростнойЗЭЛТ, работающей в режиме преобразования спектра частот однократных электрических сигналов, содержащий электронные,прожекторы записи и считывания, усилительную МКП, запоминающий элемент исигнальный электрод, усилительная МКПодновременно использована в качестве запоминающего элемента, а электронныепрожекторы расположены по одну сторонуМКП, за которой по ходу электронных лучей установлен сигнальный электрод.Сигнальный электрод может быть выполнен в виде прозрачного проводящегопокрытия на внутренней стороне стеклянного диска, являющегося частью оболочкитрубки, на который для возможности визуализации лучей может быть нанесен слойлюминофора;На чертеже изображено предлагаемое, устройство.ЗЭЛТ содержит стеклянную оболочку 1,внутри которой по одну сторону от МКП 2" расйоложены электронные "прбжекторыформирования и отклонения лучей записи 3и считывания 4. Оси прожекторов- пересекаются в центре МКП 2, за которой по ходулучей располагается сигнальный электрод5, Электрод 5 наносится на внутреннюю""поверхность стеклянного экрана 6 оболочкиД 1 1, Для визуализации выходного тока 7 с выходной плоскости МКП 8 на электрод 5 нанесен слой 9 люминофора. Для упрощения конструкции коллектор 10 ЗЭЛТ и входная плоскость МКП имеют один потенциал.В предлагаемом устройстве ЗЭЛТзапись однократного электрического сигнала, верхняя граница спектра частот которого определяется СОС, производится электронным лучом записывающего прожектора3. Величина тока луча записи и предельнаяскорость его перемещения по входной плоскости МКП 2 соответствует режиму насыщения каналов МКП. Величина предельного заряда в выходной части канала, при котором наступает режим насыщения, равнаЯр, -- тЕ, (1)где г - диэлектрическая проницаемость вканале;г - радиус канала;Е - напряженность электрического поля вдоль канала.При записи сигнала в режиме насыщения каналов под лучом в МКП создается зарядный рельеф, соответствующий изображению входного сигнала. Время сохранения зарядов на выходной части стенок каналов МКП, то есть время восстановления ЗО т,осст, распределения зарядов от предельного до исходного состояния, определяется сопротивлением стенок канала и обычно составляет 10- + 10с, что достаточно для однократного растрового считывания, 35 При считывании электронный луч считывающего прожектора 4 сканирует входную поверхность МКП со скоростью считы. вания много меньшей скорости при записиинформации. Величина тока луча при счи тывании устанавливается такой, чтобы каналы МКП под лучом считывания, как и при записи, достигали насыщения, Выходной ток 7 МКП, регистрируемый сигнальным электродом 5, при этом оказывается 45 промодулированным зарядным рельефомзаписи, если полное время считывания (время кадровой развертки при растровом считывании) т., отсчитанное от момента записи, окажется меньше ъст. Экспериментальные исследования выходного тока МКП показали, что если тсчит. / твосст. ) ) 0,10 (от момента записи), то величина выходного тока каналов, выведенных в режиме записи в насыщение, уменьшается в 55 5 и более раз в сравнении с током каналовМКП без предварительной записи.Разница в выходном токе МКП исполь.зуется для формирования считанного сигнала на сопротивлении нагрузки, включен сном в цепь сигнального электрода 5. За, хват выходных электронов МКП сигнальным электродом обеспечивается созданием в области выходная плоскость МКП 8 - электрод 5 ускоряющего электрического 55 поля./ Ъ.Ь Ч одного канала определяется извыражения (2), гдеи=. сале 5(2 г)5Принимая Япред= 1014 Кул,; а= 25,Аз= 02 мм 2 г=40 10 -мм=10 10 -А, 5 = 0,7 и полагая равномерным распределение тока 1 в пределахдл,з . не трудно показать .14=101(4)Из выражения (4) следует, что при использовании в предлагаемой ЗЭЛТ МКП скоэффициентом К = 104 достигается скорость записи 105 км/с. Использование двух 15 каскадного (шевронного) включения МКПпозволит еще более увеличить скорость записи У,пзз ЗЭЛТ и, тем самым, использовать более широкополосные СОС в записывающем электронном прожекторе.Скорость считывания Рсч в ЗЭЛТ опре.деляется выражениемз.гр.сч(41 л.з + 41 л.сч)(5)0725 где д - диаметр считывающего луча навходной поверхности МКП.При заданных л.з и д . ч скорость считывания определяется,з.гр,сч. Приз,гр,сч= (1 - 10) 10 Гц в тракте считываЗО ния (тракте обработки считанной информации) могут быть использованы освоенныепромышленностью усилительные и формирующие схемы в микроминиатюрном исполнении. Число строк Усгр при считываЗб нии информации прямоугольным растромопределяется выполнением условияъессг/гсп, ) 10, необходимой з.гр,сч ипри использовании МКП с большим сопротивлением, может быть доведено до 300 -40 500,Предлагаемое устройство скоростнойЗЭЛТ также позволяет использовать ужеразработанные и освоенные производствомэлектронные прожекторы записывающего и45 считывающего лучей с ускоряющим напряжением электронов в диапазоне от 1000 до6000 ЭВ.В МКП, используемой в предлагаемойЗЭЛТ, разброс коэффициента усиления ка 50 налов не должен превышать 30 - 50%, чтодолжно обеспечить надежное выделениесигнала на строке считывания при выполнении условия т зессг,/счп 10 (от моментазаписи).Таким образом предлагаемое устройствоскоростной ЗЭЛТ, снабженной МКП, позволяет повысить разрешающую способность всравнении с известным ввиду отсутствиясекции переноса изображения с МКП на60 запоминающую мишень; значительно упростить конструкцию блока мишени и трубкив целом ввиду одновременного использова.ния МКП как усилительного так и запоминающего элемента; повысить надежность и65 снизить стоимость ЗЭЛТ за счет использо1 Сигнальный электрод 5 представляетсобой слой прозрачного проводящего покрытия (например, слой хлорного олова) настеклянном экране 6 оболочки 1 ЗЭЛТ. Наличие на электроде 5 слоя люминофора 9позволяет визуализировать положение лучей записи и считывания на МКП, устанавливать оптимальные режимы работы элект-.ронных прожекторов 3 и 4. При достаточно высокой напряженности электрическогополя в промежутке выходная плоскостьМКП 8 - сигнальный электрод 5(до104 В/см) ЗЭЛТ может использоваться какосциллографическая трубка,Расстояние между МКП 2 и электродом5 при работе ЗЭЛТ в режиме преобразования спектра частот однократных сигналовопределяет величину выходной емкости сигнального электрода 5 Сз, которая ограничивает верхнюю граничную частоту сигналасчитывания з,гр. ч на сопротивлении на.грузки, При коэффициенте частотного преобразования з,гр,спг / з,гр,) 10 (гдез. гр спг - верхняя гр аничная чаотота регистрируемого при записи сигнала) расстояние между МКП 2 и сигнальным электродом 5 ЗЭЛТ может быть не менее 2 мм.При этом к параллельности МКП 2 и электрода 5 не предъявляются жесткие требования.", Коллектор 10 ЗЭЛТ может быть выполнен либо в виде металлического цилиндра,либо в виде аквадажного проводящего по-крытия, нанесенного непосредственно настекло колбы ЗЭЛТ в районе МКП 2. Потенциал коллектора 10 и входной плоскостиМКП 2 одинаковый, что может значительно упростить конструкцию крепления МКП.Если в записывающем электронном про.жекторе 3 используется СОС, один изэлектродов которой имеет нулевой потен.циал, то коллектор 10 и входная плоскостьМКП 2 заземляются.Максимальная скорость записи Утззпредлагаемой ЗЭЛТ равнаР ел=А К, (2)где К - коэффициент усиления МКП,А - коэффициент, учитывающий работу МКП при записи в режименасыщения, равен:л.зл зА и(3)ХЯпред1где дл,з - диаметр записывающего лучана входной плоскости МКП,мм;1 л - величина лУча записи, А;5 - коэффициент, учитывающийполезную площадь МКП;апре - величина предельного суммар 1ного заряда на каналах МКП,ограниченных дл,з Япред. длявания в ней ранее разработанных. и освоенных конструкций электронных прожекторов и широкополосной отклоняющей системы; вйзуализировать положения записывающего и считывающего электронных лучей на 5 МКП, что позволяет исключить в используемой ЗЭЛТ аппаратуре дополнительного дорогостоящего видеоконтрольного устройства; улучшить эксплуатацию считывающе""го электронного прожектора, обеспечив рабочеезначение потенциала" анода равного нулю; использовать МКП с высоким собственным" сопротйвлением, что может повысить процент использования МКП по это"му параметру йспользовать шевронное 15(двухкаскадное) включение МКП с невысокимй значениями коэффициентов усиления каждой МКП в отдельности, что может повысить процент использования МКП по этомупараметру; исключить понятие инер ционности мишени ЗЭЛТ и связанныес нею возможные искажения информации, свойственные прототипу, при условиях, что частота повторения Ррегистрируемой информации устанавливается из условия Р=11 т с 25 (ГДЕ т восст, ОТСЧИТЫВаЕТСЯ ОТ МОМЕНТа ОКОН- чания считывания).При использовании электронного прожектора с электростатическим формированием луча пентодного типа с диаметром лу ча записи И, (например 100 мкм) разрешающая способность в прототипе ожидается порядка (1,5 - 2)с(150 - 200 мкм), а в предлагаемой запоминающей трубке она. равна Ы, (100 мкм),Ф ормул а изобретенияЗапоминающая электронно-лучевая трубка, работающая в режиме преобразования спектра частот однократных электрических. сигналов, содержащая электронные прожекторы записи и считывания, усилительную микроканальную пластину, запоминающий элемент и сигнальный электрод, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и упрощения конструкции блока, мишени, усилительная микроканальная пластина одновременно является запоминающим элементом, электронные прожекторы записи и считывания расположены по одну сторону микроканальной пластины, по другую сторону которой по ходу электронных потоков расположен сигнальный электрод,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Донбновецкий С, В Семенов Г. Ф. Запоминающие трубки и устройство обработки информации, М., Сов. Радио, 1973, с. 73.2. Патент США3766426, кл. 315-12, опублик, 1973 (прототип).Составитель Н. ГригорьеваПисьман Техред И. Пенчко Корректор И. Оснновскан 7/167 Изд.120 Тираж 758 Поиск Государственного комитета СССР но делам изобретено 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Тип. Харьк, фил. иред, Патент Редакто Заказ 25 НПО Поднисное и открыт