Передающая трубка без накопления — диссектор

Диссектор предложен Фарнсвортом. Одна из модификаций трубки приведена на рис. 11.14. Она содержит прозрачный фотокатод 1, анод 4 с отверстием в центре, равным по размеру одному элементу разложения, и электронный умножитель 5. Электронное изображение с фотокатода переносится на анод при помощи однородного магнитного поля, создаваемого катушкой 2, и электрического поля, образованного за счет разности потенциалов между анодом и катодом. Под действием отклоняющих катушек 3 электронное изображение развертывается относительно отверстия в аноде. Поочередно со всех элементов изображения через отверстие в аноде электроны попадают на вход электронного умножителя, усиливаются и образуют на его нагрузочном резисторе R _н видеосигнал. Диссектор обеспечивает высокое качество изображения благодаря линейности световой характеристики, независимости ее формы от содержания изображения, отсутствию искажений в передаче средней яркости, четко ограниченным размерам сканирующего элемента. Недостаток диссектора — малая чувствительность (освещенность на фотокатоде требуется около 10⁴ лк).

Применяются диссекторы в специализированных системах.

Датчики сигнала для цветного телевидения

Для цветного телевидения используются датчики, состоящие из нескольких монохромных трубок или специальных цветных трубок, или же устройства с бегущим лучом.

Устройство с бегущим лучом является наиболее простым датчиком. Оно состоит из источника бегущего луча (рис. 11.15), развертывающего изображение, и трех фотоприемников — ФЭУ, перед которыми установлены соответственно красный, синий и зеленый светофильтры. На выходе соответствующих ФЭУ образуются сигналы E_R , E_G и E _В. Датчик обеспечивает высокое качество передачи благодаря отсутствию проблемы совмещения изображений, а также высокой линейности световой характеристики и большому динамическому диапазону ФЭУ. Но, как и любая система мгновенного действия, обладает малой чувствительностью, поэтому применяется для передачи кинофильмов, а также в специализированных устройствах.

Для студийных передач главным образом применяют многотрубочные датчики (камеры), к которым предъявляется ряд жестких требований в отношении правильности цветопередачи, точности совмещения растров, стабильности параметров во времени.

Трехтрубочные камеры. Строятся они по принципу формирования сигналов основных цветов E_R , E_G E _В или набора сигналов E_R , E_G , E_В

В первом, классическом варианте каждая трубка формирует сигнал в полной полосе частот. Чтобы избежать геометрических искажений при проекции изображения на фоточувствительные элементы передающих телевизионных трубок, используют один объектив и систему расщепительной оптики. В частности, она может быть выполнена из двух дихроичных ДЗ _R и ДЗ и двух обычных 3 зеркал (рис. 11.16), разделяющих исходный световой поток на три пучка. Дихроичные зеркала обладают избирательностью: синее зеркало ДЗ_в пропускает все цвета, соответствующие длинам волн от 500 нм и выше, и отражает синие цвета, соответствующие длинам волн до 460 нм, красное зеркало ДЗ _R отражает волны длиной свыше 580 нм и пропускает короткие.

Избирательное отражение достигается за счет нанесения на поверхность стекла чередующихся слоев прозрачных материалов с разными, специально подобранными коэффициентами преломления.

Во втором варианте одна трубка формирует яркостный сигнал E_Y в полной полосе частот, а две другие —E_R и E_B — в сокращенной полосе частот, что облегчает юстировку и совмещение изображений, так как требуется меньшая точность этих операций. В отечественных камерах широко используются глетиконы, выпускаемые комплектно. Маркируются они дополнительными индексами я, к, з, с — для формирования яркостного, красного, зеленого и синего сигналов, например ЛИ-457я и т. д.

Однотрубочные камеры отличаются простотой конструкции, не требуют совмещения растров, имеют малые габариты и массу, поэтому применяются в репортажных и специализированных установках. В качестве передающих трубок в этих камерах используются, например, цветные видиконы.

На рис 11.17 приведен один из вариантов конструкции мишени цветного видикона. Сигнальная пластина 2 состоит из трех перемежающихся, но изолированных между собой вертикальных решеток. Число полос в каждой решетке соответствует числу элементов разложения изображения вдоль строки. По существу это три разделенные между собой сигнальные пластины, покрытые со стороны развертывающего электронного луча слоем фотосопротивления 3, а с противоположной стороны — светофильтрами 1 основных цветов —R , G , B . В цепи решеток включены нагрузочные резисторы, с которых снимаются сигналы E_R , E_G и E_B . Очевидно, такие трубки должны иметь по крайней мере в три раза более высокую разрешающую способность, чем трубки для монохромного телевидения.

Существуют и другие методы, основанные на передаче информации о красном и синем цветах на поднесущих частотах, лежащих за пределами полосы частот яркостного сигнала. Поднесущие генерируются за счет расположения перед мишенью структуры полос с чередующимися цветопоглощающими участками. Один из вариантов такой структуры образован пересекающимися голубыми и желтыми полосами (рис. 11.18, о) светофильтров, расположенных перед мишенью. Желтый цвет (дополнительный к синему) используется для кодирования синего цвета, а голубой (дополнительный к красному) — для кодирования красного. Разделение сигналов основано на том, что на смежных строках развертки положение цветных полос смещено по фазе поднесущей на 90°. Для селекции сигналов используется гребенчатый фильтр, схема которого представлена на рис. 11.18, б. После разделения поднесущих выделяются их огибающие, которые несут информацию о красной и синей цветовых составляющих изображения. Вследствие трудности создания мелкоструктурного растрового светофильтра, а также трудности разделения видеосигналов такие датчики уступают по качеству изображения многотрубочным.

В двухтрубочном датчике одна трубка формирует яркостный сигнал в полной полосе частот, а вторая — сигналы E_R , E_G и E_B в сокращенной полосе частот, поэтому конструкция второй трубки упрощается.