Передающие телевизионные трубки с фотопроводящим накопителем

Наиболее характерными для этой группы приборов являются видиконы.

Видикон — передающая трубка с мишенью из фотооопротивления. Материалами для мишени служат: аморфный селен, трехсернистая сурьма (стибнит), соединения свинца, селена, кадмия и т. д. Конструкция трубки проста (рис. 11.7). На торцевую внутреннюю поверхность колбы 3 нанесена полупрозрачная сигнальная пластина 1, покрытая слоем фотосопротивления 2,— это мишень. Перед мишенью установлена сетка 4, соединенная со вторым анодом 5 и предназначенная для создания однородного электрического поля в области мишени. Коммутирующий электронный луч формируется прожектором обычным способом. Продольное однородное магнитное поле для фокусировки коммутирующего луча образуется длинной фокусирующей катушкой 8. Отклоняющие катушки 7, создают поперечные магнитные поля в направлении строчной и кадровой разверток. Корректирующие катушки 6 предназначены для компенсации радиальной составляющей скорости электронов, вызванной несовпадением оси электронного прожектора с направлением магнитных силовых линий длинной фокусирующей катушки. Анод иногда выполняется разрезным , состоящим из двух частей. Это позволяет производить динамическую фокусировку электронного луча для обеспечения большей четкости на краях изображения. Трубка может работать как в режиме медленных, так и в режиме быстрых электронов. В первом случае на сигнальную пластину подается ускоряющее напряжение U_{c .п} около +20В относительно катода. При этом коэффициент вторичной эмиссии фотосопротивления меньше единицы.

Рассмотрим схему образования сигнала в видиконе (рис. 11.8). Под действием электронного луча потенциал правой обкладки каждой элементарной емкости мишени С_э доводится до потенциала катода (рассматривается идеальный случай полной коммутации). После ухода луча емкость начинает разряжаться через шунтирующее ее фотосопротивление R _э. В связи с этим на освещенных элементах мозаики конденсатор будет разряжаться быстрее, а на затемненных — медленнее. Поэтому к моменту следующего цикла коммутации для выравнивания потенциала мишени на светлых местах потребуется больший ток, чем на темных. В сигнале видикона содержится информация о средней составляющей.

В режиме быстрых электронов на сигнальную пластину подается потенциал в несколько сотен вольт относительно катода. При этом коэффициент вторичной эмиссии мишени больше единицы и, следовательно, под действием электронной бомбардировки ее потенциал со стороны коммутирующего луча устанавливается примерно равным потенциалу второго анода, а не катода. В остальном процесс образования сигнала такой же, как и при коммутации мишени лучом медленных электронов.

Видикон обладает относительно большой инерционностью. Различают два вида инерционности — фотоэлектрическую и коммутационную. Первая связана с тем, что явление фотопроводимости инерционно, поэтому при изменении освещенности мишени соответствующее изменение проводимости осуществляется за конечный промежуток времени. Коммутационная инерционность связана с недостаточной величиной тока электронного луча. Вследствие этого за один цикл считывания потенциальный рельеф снимается не полностью. Остаточный сигнал от нескольких предыдущих кадров при передаче движущихся объектов создает нерезкость изображения. Особенно заметна инерционность при малых освещенностях.

Световые характеристики видикона представлены на рис. 11.9. Видикон, работающий в режиме быстрых электронов, допускает значительно большие изменения напряжения на сигнальной пластине и поэтому может работать в большем диапазоне освещенностей, но в режиме медленных электронов видикон обладает большей чувствительностью.

Спектральные характеристики видикона зависят от материала фотопроводящего слоя и охватывают очень широкую область — от инфракрасного до рентгеновского излучения.

Апертурные характеристики видиконоа зависят от размеров мишени. Для дюймового видикона (диаметр колбы 26 мм) они хуже, чем у суперортикона. Полуторадюймовые видиконы имеют лучшие характеристики. Известны видиконы с большим диаметром колбы 61 и 76 мм, обеспечивающие разрешение до 6000 линий. Разработаны также миниатюрные видиконы с диаметром колбы 13—15 мм с разрешающей способностью 300—500 линий, представляющие интерес для различных телевизионных зондов, которые должны пройти через малые отверстия.

Простота конструкции, невысокая стоимость, малые габаритные размеры и масса в сочетании с высокой чувствительностью обусловливают широкое применение этих трубок в специализированных телевизионных системах. В вещательном телевидении эти трубки применяются в основном для передачи кинофильмов, поскольку там легко создаются высокие освещенности, при которых инерционность мишени падает до приемлемой величины. Разработаны видиконы с электростатической фокусировкой и отклонением, позволившие уменьшить массу прибора примерно в 10 раз, правда за счет некоторого ухудшения разрешающей способности.

Многообразие структур мишеней передающих трубок с внутренним фотоэффектом обусловило появление в литературе различных наименований их. В частности, трубки с гетероструктурными мишенями, обладающие высокими техническими показателями, называют халникон (кадмикон, гетерокон), сатикон, ньювикон.

Сатикон, название которого образовано из первых букв наименований элементов (Se -As -Te ), входящих в состав мищени, получил в настоящее время наибольшее распространение как в бытовой, так и в высококачественной студийной аппаратуре, в том числе и в камерах для ТВР. Эти трубки выпускаются диаметром 25, 18, 12 и 8 мм.

Бивикон — сдвоенный видикон. Содержит две электронные пушки и две воспринимающие изображение площадки мишени. Фокусирующая и отклоняющая системы общие для обоих лучей. Бивикон обеспечивает высокую (~0,5%) точность геометрического совмещения изображений обоих датчиков без применения компенсации.

Параметры некоторых трубок приведены в таблице на втором форзаце, а апертурные характеристики приборов с диаметром колбы 18 мм — на рис 11.10.