Запоминающая электронно-лучевая трубка

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 1511 Н 01,7 3"ЗОБР ТЕЛЬСТВО ПИСАНИ ОМУ С А сти и чески оде жит ельство СССР/58, заявл. 0 оканальАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЬГП(54)(57) ЗАПОИИНЛУЧЕВАЯ ТРУБКА по ав АЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННО- т.св. У 695417,с рувтечас о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения достоверно нформации при проведении физи Мизмерений, она дополнительно с рслой диэлектрика, расположенный навыходных участках каналов микроканальной пластины со стороны, обращенной к сигнальному электроду, причем толщинадиэлектрическогослоя удовлетворяет условию где о - диаметр канал ной пластины.Изобретение относится к электронной технике, а именно к скоростным запоминающим электронно-лучевым трубкам (ЗЭЛТ), предназначенным для масштабно-Временного преобразования 5 (МВП) однократных электрических. сигналов, содержащим усилительную микроканальную пластину (МКП).По основному авт.св; Р 695417 известна запоминающая электронно лучевая трубка 1).ЗЭЛТ содержит электронные прожекторы записи и считывания, усилительную МКП и сигнальный электрод. Электронные прожекторы записи и счи тывания расположены по одну сторону МКП, по другую сторону МПК по ходу электронных потоков расположен сигнальный электрод.Усилительная МКП одновременно 20 является запоминающим элементом. Запись регистрируемого сигнала осуществляют на микроканальной пластине в режиме, при котором величина тока записывающего лучасоответствует ре жиму насыщения каналов МПК. При записи сигнала под лучом в МКП создается зарядный рельеф в виде поверхностных положительных зарядов на стенках каналов МКП, соответствую- З 0 щий изображению входного сигнала. Затем МКП облучают электронным считывающим лучом, развернутым в раст, с той же стороны, с какой производят запись, при величине тока, соответствующей режиму насыщения каналов МКП. При считывании электронный луч считывающего прожектора сканирует входную поверхность МКП со скоростью считыВяния мнОГО меньшей скорости 40 записи. Выходной ток МКП, регистрируемый сигнальным электродом, при этом оказывается промодулированным зарядным рельефом, образованным на стенках каналов МКП при записи.Выходные считанные сигналы получают за счет разницы выходного тока с участков МКП, на которых была произведена предварительная запись, и учясткову Где зяпись ОтсутстВОВяля. 50 Общее время считывания (время кадровой развертки при раствором считывании) определяют из соотношения лл л л "сцинк"1 "росстГде с счит общее время считывания лучом, развернутым в раст, отсчитанное от момента записи, ьз,с,т - время восстановления МКП от состояния насыщения до исходного. Достоинством известной ЗЭЛТявляется высокая разрешающая способность,Недостатком известной ЗЭЛТ является невысокая достоверность информациииз-за малого коэффициента масштабновременного преобразования информации. Коэффициент МВП информацииопределяется как отношение врепмени считывания с спит к длительноссцитти развертки записи с: К иЬап Пр=л"апМалая величинаобусловленанизкой эффективностью МКП как запоминающего (накопительного) элемента.Это объясняется следующим, При записи наиболыций поверхностный положительный заряд, формирующий зарядныйрельеф, соответствующий изображениюисследуемого сигнала, образуетсявблизи выходных участков каналовМК 11., так как по мере приближенияэлектронного луча записи к выходнымучасткам каналов МКП все большееколичество вторичных электронов уходит со стенок каналов. Это обусловлено распределением коэффициента усиления 1 ц вдоль каналачс "1 Кг К ПК1:(где К, - усиление на единицу длиныканала, 1 = 1, 2В силу того, что входная и выходная плоскости МКП металлизированы,так как они являются составнойчастью электрического контакта для подачи на МКП необходимого напряжения питания, оказываются металдизированными и примыкающие к ним внутренние выходные участки каналов МКП, что обусловлено технологией нанесения металлизированного проводящего покрытия на МКП . Т.е, вблизи выходных участков каналов МКП существуют области с повышенной проводимостью для электрических зарядов. Кроме того, существуют токи утечки по поверхности каналов МКП из-за конечнойпроводимости поверхностного слоя канала. Все это приводит к уменьшению времени хранения зарядного рельефа на стенках каналов МКП, особенно на их выходных участках, а также уменьшает эффективную величину зарядного рельефа, т,е. МКП как запоминающий элемент обладает низкой эффективностью, Время хранения зарядного рельефа в МКП, т.е, время вос3 .1114237 4 становления МКП от состояния насыщеения до исходного, составляет несколь - ко миллисекунд. Малое время восстановления ограничивает время считыл л вания, так как сщ, й 0,1 воссг При длительности развертки записи 2- 10 нс и времени считывания ь ч 1 мс коэффициент масштабно- временного преобразования равенл" ъаа 101 ОКроме того, низкая эффективность МКП как запоминающего элемента приводит к ограничению максимальной скорости записи в ЗЭЛТ. 15Целью изобретения является повышение достоверности информации при проведении физических измерений за счет увеличения коэффициента масштабно-временного преобразования информации. 10 ЗЭЛТ согласно данному изобретениюзапоминающий элемент представляетсобой двухслойную систему, состоящую из МКП 4 и расположенного на 20 выходных участках каналов 5 МКП 4слоя диэлектрика 6.ЗЭЛТ работает следующим образом,На запоминающем элементе устанавлицают постоянное положительное 25 напряжение 0,. 1 кВ. Для упрощенияработы ЗЭЛТ на входе запоминающего элемента (плоскости МКП 4, обращенной к электронным прожекторам)устанавливают нулевой потенциал, На 130 сигнальный электрод подают постоянный положительный потенциал д 01(порядка 2-.3 кВ) для создания необ 35 40 45 50 55 Указанная цель достигается тем, что запоминающая электронно-лучевая трубка по авт.св, В 695417 дополнительно содержит слой диэлектрика, расположенный на выходных участках каналов микроканальной пластины со стороны обращенной к сигнальному электроду, причем толщина Й диэлектрического-7 Ь слоя удовлетворяет условию 10- б1д с 10 , где д - диаметр канала МКП.На фиг. 1 приведена предлагаемая ЗЭЛТ, общий вид, на фиг. 2 - увеличенное изображение запоминающего элемента; на фиг. 3 - график изменения величины выходного считанного сигнала от времени считывания.ЗЭЛТ согласно данному изобретению содержит стеклянную оболочку 1;электронный прожектор записи 2, электронный прожектор считывания 3, микроканальную пластину 4 с каналами 5, слой диэлектрика 6, сигнальный электрод 7, люминесцентный экран 8.Электронные прожекторы записи 2 и считывания 3 расположены по одну сторону МКП 4, по другую сторону которой по ходу электронных потоков расположен сигнальный электрод 7, в качестве которого использовано алюминированное покрытие люминесцентного экрана 8 трубки. Слой диэлектрика 6 нанесен на выходные участки каналов МКП 4 со стороны, обращенной к сигнальному электроду 7. ИКП 4 с нанесенным на ее выходную поверх-ность слоем диэлектрика 6 является одновременно усилительным и запоминающим элементом. В качестве диэлектрика использованы высокоамныедиэлектрики с большими значениямиудельного сопротивления (10 Ом,см)диэлектрической постоянной и высокимкоэффициентом вторичной электроннойэмиссии, например, окись магния,хлористый калий и т,д. Слой диэлектрика 6 не перекрывает каналы 5 МКП 4, но находится в непосредственномконтакте с внутренней поверхностьювыходных участков каналов 5 МКП 4,которая, как и плоскости МКП, металлизирована. В отличие от известной ходимого электрического поля междувыходом запоминающего элемента исигнальным электродом 7, послечего осуществляют запись исследуемого сигнала. Во время записи луч1 пя записывающего прожектора 2 облучает входную плоскость МКП 4по закону исследуемого сигнала. Приэтом электронный луч записи, прохо.дя через МКП 4, усиливается. Усиленный электронный поток электрическим полем ( О - О, ) ) 0 отводится на сигнальный электрод 7. При записи исследуемого сигнала на стенках каналов МКП 4 и дополнительном слоедиэлектрика 6 за счет ухода с этихповерхностей вторичных электроновобразуются поверхностные положительные заряды. В силу того, что коэффициент усиления Кс МКП 4 увеличивается с увеличением длины канала(К. = ПК, где 1 = 1, 2 г К; коэффициент усиления на единицу длины канала МКП), максимальное количество вторичных электронов уходитс поверхности выходных участков ка 111423 7налов 5 МКП 4, находящихся в непосредственном контакте со слоем диэлектрика 6 (см. Фиг. 2 а) . В результате здесь образуется максимальное число поверхностных положительных зарядов, Таким образом при записи на выходных участках запоминающего элемента создается зарядный рельеф, соответствующий иэображению исследуемого сигнала. Наличие диэлектрического слоя 6 на выходных участках каналов 5 МКП 4 приводит к тому, что вблизи выходных участков каналов 5 МКП 4 возникает обедненный электрическими носителями слой, обладающий повышенным сопротивлением для тока проводимости, что препятствует выравниванию (стиранию) зарядного рельефа. В результате увеличивается время, в течение которого сохраняется зарядный рельеф, а значит и время считывания. Гри толщине Ь (фиг 2 б) слоя диэлектрика 6,ь ,-1 удовлетворяющей условию 10- = 10 где 3 - диаметр канала 5 11 КП 4, время хранения записанной информации в сравнении с известной ЗЭЛТ увеличивается на 2 порядка, ВерхнийД - 1предел - с 10 выбирается из усдровня сохранения необходимой прозрачности каналов 5 МКП 4 для потока электронов. При большей толщине диэлектрического слоя 6 канал 5 перекрывается диэлектриком. ПРи указанном соотношении потеря прозрачности каналов 5 за счет слоя диэлектрика 6 не превышает 17., что практически не влияет на работу ЗЭЛТ. Нижний предел толщины слоя-г- ) 10 выбирается из условия .обеспечения необходимой вторично- электронной эмиссии со стенок каналов 5, Считывание производится с той же стороны МКП 4, что и запись, со скоростью, много меньшей скорости записи. Считывающий электронный луч, развернутый в раст, сканирует входную плоскость МКП 4. При прохождении считывающего луча 1через те участки МКП 4, где зайись отсутствовала, происходит его усиление. При этом на выходе запоминающего элемента токмаксимален. Этот ток отводится электрическим полем ( 0 г - 0 ) ) 0 на сигнальный электрод 7. При прохождении считывающего луча через те участки запоминающего элемента, где былапроизведена запись, происходит модуляция записанным зарядным рельефом, приводящая к снижению величины выходного тока с этих участков до значения 1, Ток отводится на сигнальный электрод 7. Выходной считанный сигнал 1 м , снимаемый с сопротивления нагрузки, включен 10 ного в цепь сигнального электрода 7,получают за счет разницы токов Эффективность запоминающего элемента иллюстрируется графиком, представленным на фиг, 3, Сплошной линией 152025 30 35 40 45 50 55 обозначено напряжение выходных считаиных сигналов, снимаемое с сопротивления нагрузки, включенного в цепь сигнального электрода 7, согласно данной ЗЭЛТ, пунктиром - для иэвестной ЗЭЛТ, Характер изменениявеличины выходных считанных сигналов и записанного зарядного рельефа идентичны, В известной ЗЭЛТ зарядный рельеф уменьшается во времени вследствие наличия токов утечки, возникающих из-за конечной проводимости поверхностного слоя каналов МКП и наличия вблизи выходных участков каналов МКП областей с повышенной проводимостью для электрических зарядов, из-за металлизации плоскостей МКП. Время хранения зарядного рельефа, записанного на стенках каналовМКП, мало. В ЗЭЛТ согласно данному изобретению введение дополнительного слоя диэлектрика 6 приводит к уменьшению проводимости вблизи выходных участков каналов 5 МКП 4, вследствие чего зарядный рельеф сохраняется дольше, т.е, эфчективность МКП как запоминающего элемента увеличивается. Так как выходной сигнал зависит от величины записанного зарядного рельефа (большему зарядному рельефу соответствует большая величина выходного считанного сигнала), то при считывании растром, состоящим из и строк (п = 1, Ц ) каждая последующая строка растра считывает зарядный рельеф, величина которого уменьшается в направлении считывающего растра При одинаковом времени считывания величина выходного сигнала в известной ЗЭЛТ меньше, чем в ЗЭЛТ согласно данному изобретению, В известной ЗЭЛТ при увеличении времени считывания выходной сигнал становится неразличимьи на фоне шумов, В ЗЭЛТ согласно данному изобретению1114237 фм,2 за счет увеличения времени хранениязарядного рельефа, т,е. временивосстановления ИК 11 от состояния насыщения до выходного, увеличиваетсявремя считывания (т.к, ч, с О, 13 о,) 5что приводит к увеличению коэффициента масштабно-временного преобразования. Кроме того, в ЗЭЛТ согласноданному изобретению увеличена максимальная скорость записи исследуемого сигнала Это объясняетсяследующим. Чем больше скорость записи, тем меньшее количество вторичных электронов выбирается записывающим лучом, тем меньше величина записанного на стенках каналов ИКП зарядного рельефа и тем быстрее онубывает. В ЗЭЛТ согласно данномуизобретению при прочих равных условиях величина зарядного рельефа 20 больше и он хранится дольше. Поэтомумаксимальная скорость записи можетбыть увеличена, т.е. длительностьразвертки записи оуменьшена.А это, в свою очередь, также приводит к увеличению коэффициента масштабно-временного преобразования информации. Таким образом, в ЗЭЛТ согласноданному изобретению в отличие от известной ЗЭЛТ за счет введения дополнительного слоя диэлектрика увеличена эффективность МКП как запоминающего элемента, следствием чегоявляется увеличение времени считывания информацииПолучено увеличение времени хранения записанной информации в сравнении с известнойЗЭЛТ на 2 порядка, что соответствуетувеличению времени считывания востолько же раз.1114237 Составитель В.Пчеловедактор С.Титова Техред О.Ващишина орректор А.Тяск одписноССР 4/5 Ф:лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аз 4510/4 Тираж 679ВИПМИ Государстве по делам изобрете 113(Й 5, Москва, Жного комитетаий и открытий5, Раушская на