Способ импульсного считываниязарядного рельефа b телевизионныхпередающих трубках c накоплением

(23) Приоритет Опубликовано 07.07.81, Бюллетень М 25 по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 1 7 .07, 81(72) Авторы изобретения Г.А.Эйссенгардт и Б.Е.Ткачев Ленинградский ордена Ленина электротехническийинститут имени В.И.Ульянова (Ленина)(54) СПОСОБ ИМПУЛЬСНОГО СЧИТЫВАНИЯ ЗАРЯДНОГО РЕЛЬЕФА В ТЕЛЕВИЗИОННЫХ ПЕРЕДАЮЩИХ ТРУБКАХ С НАКОПЛЕНИЕМ1Изобретение относится к телевизи- онной технике и может бить использовано в малокадровых телевизионных системах в телевизионных камерах с шаговой разверткой, а также в системах с цифровой передачей видеоинформа ции еИзвестен способ импульсного считывания зарядного рельефа в телевизионных передающих трубках, который основан на непрерывной развертке1 О и периодическом отпирании считывающего пучка трубки на время, не превышающее времени передачи одного элемента изображения 11,15Недостатком указанного способа является низкая эффективность считывания, обусловленная ограничениями на ток считывающего пучка электронов и время коммутации одного элемента изображения.Наиболее близок к описываемому способ импульсного считывания зарядного рельефа в передающих трубках с накоплением, заключающийся в том, что считывающий пучок электронов фокусируют на поверхности мишени телевизионной передающей трубки, отклоняют пучок электронов в процессе развертки по шаговому закону с числом шагов, равным числу считываний, модулируют пучок электронов поппотности по прямоугольному периодическому закону, отпирая его на время каждой остановки на мишени для считывания и запирая его на вре мя очередного шага развертки, и ускоряют пучок электронов разностью потенциалов, обеспечивающей считывание зарядного рельефа на мишени мед- . ленными электронами 1.2 .Существенным недостатком этого способа считывания является невысокое отношение сигнал/шум вследствие того,что глубина потенциального и зарядного рельефа, накапливаемого на мишени передающей трубки, ограниче.на разностью между потенциалом сигмутации мишени позволяет, с одной стороны, увеличить глубину зарядного рельефа на мишени трубки за счет ее перезаряда пучком электронов при считывании, а с другой стороны - непрерывно поддерживать оптимальную разность потенциалов между каждым коммутируемым .участком мишени и термокатодом в процессе считывания. Размах и закон изменения во времени разности потерциалов между упомянутыми электродами согласуют со скоростью считывания зарядов пучком электронов и оптимизируют по максимуму выходного сигнала трубки.Импульсное считывание зарядного рельефа, основанное на непрерывном изменении потенциала сигнальной пластины, а следовательно и коммутируемого участка мишени, по отношению к потенциалу термокатода во время считывания, может быть использовано только в сочетании с шаговой разверткой, сохраняющей неизменность местоположения отпертого пучка электронов на мишени и исключающей возможность изменения полярности выходного сигнала передающей трубки при попадании пучка на еще. неразряженные участки мишени с высоким начальным потенциалом.На фиг. 1 показана схема накопления и. считывания зарядов на одном из участков мишени телевизионной передающей трубки с накоплением; на фиг. 2 "изображены эпюры и графики, поясняющие работу трубки с накоплением при импульсном считывании.В интервале времени от 1 до (фиг, 2 а) пучок электронов 1 заперт напряжением О , а участок мишени 1 (фиг. 1) заряжается под действием падающего на него через сигнальную пластину 2 света. При этом потенциал участка мишени 1 повышается, Растет и разность потенциалов О между участком мишени 1 и термокатодом 3. После переброса пучка электроновна участок мишени 1 в момент временипучок отпирается напряжением О 1, приложенным между термокатодом 3 и управляющим электродом 4. В интервале времени от С до 1 происходит считывание накопленного на участке мишени 1 заряда и понижениеего потенциала О (фиг. 2 б). При этом скорость и эффективность считывания 55 изменяется в зависимости от числа 3 845296 4 нальной пластины и послекоммутационным потенциалом мишени.Эта разность не может превышатьпервого критического потенциала вто -ричноэмиссионной характеристики ми- .5шеки. Кроме того, при недостаточной величине тока пуска глубина зарядного рельефа на мишени ограничивается также наличием остаточных зарядов и низкой эффективностью считывания, особенно при низких уровнях освещенности мишени передающей трубки.Эффективность считывания зарядного рельефа, определяемая разностьютоков пучка и вторичных электронов,падает по мере приближения коэффициента вторичной эмиссии мишени к единице. При неизменной величине тока пучка и постоянной в процессе считывания 20разностью потенциалов между сигнальной пластиной и термокатодом трубкизависимость выходного сигнала от нееимеет максимум. При небольших значениях разности потенциалов выходной 25сигнал мал из-за небольшой глубиныпотенциального рельефа и низкойэфАективцости его считывания. С увеличением разности потенциалов растут глубины потенциального рельефа, 30эффективность считывания и выходнойсигнал, Однако увеличение разностипотенциалов после достижения мишеньюпотенциала, соответствующего мини"муму ее вторичноэмиссионной харак- З 5теристики, сопровождается падениемвыходного сигнала и отношения сигнал/шум из-за снижения эффективностисчитывания. Эти факторы ограничивают величину сигнала и отношение 40сигнал/шум на выходе трубки.Целью изобретения является повышение отношения сигнал/шум.Поставленная цель достигаетсятем, что в процессе развертки пучка 45электронов по шаговому закону скорость электронов считывающего пучкамодулируют по периодическому закону с частотой импульсного считыва"ния путем изменения разности потекциалов между сигнальной пластинойи термокатодом передающей трубки.При этом во время каждого считыванияуказанную разность непрерывно увеличивают от минимума до максимума.Периодическое изменение разностипотенциалов между сигнальной пластиной и термокатодом.с частотой комоптимизируют так, чтобы получить максимальный разрядный ток при считывании зарядов с наиболее освещенных участков мишени, т.е, по максимуму выходного сигнала трубки.В зависимости от конкретной конструкции передающей трубки с накоплением и способа съема сигнала импульсное напряжение, обеспечивающее периодическое изменение разности потенциалов между термокатодом 3 и сигнальной пластиной 2, может быть подано либо на термокатод 3 и управляющий электрод 4 передающей трубки (одновременно для сохранения. неизменной плотности тока в пучке), либо на сигнальную пластину 2 или эквивалентный ей электрод. При этом полярность импульсного напряжения в этих случаях должна быть противоположной, поскольку во время считывания разность потенциалов между сигнальной пластиной 2 и термокатодом 3 должна увеличиваться.Экспериментальные. исследования показали, что дополнительная модуляция скорости электронов считывающего пучка, появляющаяся при введении пилообразной составляющей, которая периодически с частотой коммутации мишени повышает разность потенциалов между сигнальной пластиной и термокатодом телевизионной передающей трубки с накоплением, способствует увеличению отношения сигнал/шум на выходе трубки при любых условиях освещенности мишени. Так, например, при постоянном напряжении на сигнальной пластине 2 передающей трубки типа ЛИ, равном 25 В, введение пилообразной составляющей размахом 25 В повышает отношение сигнал/шум в 3-4 раза при одновременном снижении уровня темновой составляющей выходного сигнала трубки. Формула изобретения Способ импульсного считывания зарядного рельеФа в телевизионных передающих трубках с накоплением, заключающийся в том, что считывающий пучок электронов Фокусируют на поверхности мишени телевизионной передающей трубки, отклоняют пучок элекгронов в процессе развертки по ша 5 845296 6вторичных электронов 1 , хаактеризуемого коэФФициентом вторичной эмиссии Ь = 1 /1,После окончания коммуФации участка мишени 1 в момент времени й пучокэлектронов запирается напряжением,.0 (Фиг. 2 а) и перебрасывается насоседний участок мишени, разрываяцепь разряда участка 1При этомпоследующие изменения потенциала 10сигнальной пластины 2 не влияют напроцесс накопления зарядов на участке мишени 1.При постоянной (в процессе считывания) разности потенциалов между сиг- " 15нальной пластиной 2 и термокатодом3 (О=сопзС для пунктирных кривыхна Фиг. 26), как это имеет место приизвестных способах считывания, потенциал О участка мишени 1 будет изменяться между верхним 0 и нижним Ойзначениями. Разность потенциалов ОО не может превысить значения 0(первого критического потенциала вторичноэмиссионной характеристики мишени), соответствующего Ъ =1 и переходу трубки в режим быстрых электро"нов, поэтому эФФективность коммутации и отношение сигнал/шум низки какпри больших, так и при малых потенци- ЗОалах мишени,Во время считывания заряда с участка мишени(в интервале времени отй до) разность потенциалов Омежду сигнальной пластиной 2 и термокатодом 3 увеличивают, например,по линейному закону, как это показано сплошной линией на Фиг. 26,В результате этого потенциал О коммутируемого участка мишени 1 изменяется между новыми значениями 0 и01. Разность потенциалов Оц-О, которая определяет глубину зарядногорельеФа и отношение сигнал/шум,здесь оказываетая больше чем разФность О -О, н может даже превыситьзначение 0, соответствующее переходу трубки в режим быстрых электронов.Повышение потенциала 0 коммути Оруемого участка мишени 1 за счетизменения разности потенциалов Ов интервале времени коммутации отй до й существенно увеличиваетразрядный ток мишени, пропорциональный разности 1-Ь , и отношение сигнал/шум на выходе трубки. Диапазонизменения разности потенциалов О84 говому закону а числом шагов, равным числу считываний, модулируютпучок электронов по плотности попериодическому прямоугольному закону, отпирая его на время каждой ос- .тановки на мишени для считывания изапирая его на время очередного шага развертки, и ускоряют пучок электронов разностью потенциалов, обеспечивающей считывание зарядного рельефа на мишени медленными электронами, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения отношения сигнал/шум модулируют скорость электронов считывающего пучка по периоди-.ческому закону с частотой импульсного считывания путем изменения разно 5296 8сти потенциалов между сигнальной пластиной и термокатодом передающей трубки, при этом во время каждого считывания указанную разность непрерывно 5увеличивают от минимального до максимального значения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРФ 138290, кл. Н О 1 3 31/26, 1956.2. Румянцев И.А. Зависимостьсигнала трубки с накоплением от условий импульсного считывания. "Электронная техника", серия 4 "Электровакуумные и газоразрядные приборы",1972, вып. 8, с, 77-85 (прототип).Подписн ВН Пат илиал Заказ 4210ПППраж 698 г. Ужгород, ул. Проектна