Катодная передающая телевизионная трубка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Л .)57 f 2

Класс 21а, 32

Вое, о:". =н."л с, ° х, .,, . лев .кв,л1 р еа

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегисичтровано в Бюро ногледующей регисиграции изобретений Г лана npu CHR СССР е о

Г. В. Брауде

Катодная передающая телеаизионная трубаa ."

Заявлено 3 февраля 1938 года в НКОП за J9 3837.

Опубликовано 30 сентября 1939 года.

Катодная передающая трубка „иконоскоп", использующая эффект на-, копления заряда, в большой степени продвинула вперед вопрос чувствительности передающих систем телевидения, но не разрешила все же его в той степени, в которой это можно было вначале ожидать.

Как известно, эффект накопления за- I ряда используется в иконоскопе в не-, значительной мере. Это объясняется, в основном, той особенностью ико- носкопа, что потенциал мозаики в ней не может существенно отличаться or потенциала собирающего электрода.

Это, вместе с тем обстоятельством, что собирающий электрод, в качестве которого служит второй анод элект- ронного прожектора, не может быть расположен достаточно близко к мозаике и, притом, не может быть расположен одинаково далеко от всех элементов мозаики, определяет незначительную и, притом, неравномерную силу поля на поверхности мозаики, следствием чего является недостаточная и неравномерная фоточувстви- тельность мозаики и недостаточная и неравномерная проводимость разряда между отдельными элементами мозаики и собирающим электродом,, что влечет за собой неполное исполь- зование эффекта накопления заряда и неравномерность чувствительности по поверхности в виде так называемого „темного пятна".

В настоящем изобретении предлагается та кой способ осуществления передающей трубки, и ри котором вышеуказанные недостатки отсутствовали бы.

Один из вариантов такой трубки представлен на фиг. 1 чертежа. В отличие от обычного иконоскопа, мозаика М в этой трубке нанесена с двух сторон тонкой пластинки диэлектрика (например, слюды). На одну из них, являющуюся фоточувствительной, объективом О проектируется изображение через прозрачный электрод А, представляющий собой очень тонкую сетку или очень тонкий слой металла, нанесенный на какую-нибудь прозрачную пластинку со стороны, обращенной к мозаике.

Так называемая сигнальная пластинка здесь вовсе отсутствует. Катодный пучок, проектируемый электронным прожектором П на другую сторону мозаики, отклоняясь обычным путем, прочерчивает эту поверхность.

В цепь, соединяющую последний анод прожектора с прозрачным анодом Л, включается некоторое сопротивление Z, на котором создаются сигналы разложенного электронным пучком изображения.

Исследуем процесс получения электрического изображения на мозаике и его разложения в этой трубке.

На фиг. 2 представлен отдельный элемент двусторонней мозаики. Сф представляет собой элементарную емкость фоточувствительной стороны мозаики на прозрачный электрод А, Ся — элементарную емкость фоточувствительной стороны мозаики на другую ее сторону.

Свет, вырывая фотоэлектроны из элемента фоточувствительной мозаики, заряжает емкость Сф в течение всего периода отклонения пучка, т. е. промежутка времени между двумя последовательными прохождениями пучка по противоположной стороне элемента двусторонней мозаики.

В момент прохождения пучка по противоположной стороне элемента двусторонней мозаики, оттуда вырываются вторичные электроны, летящие на находящийся под наивысшим потенциалом последний анод электронного прожектора ll, соединяя, таким образом, емкость Сл между противоположными сторонами элемента мозаики с емкостью Сф. При происходящем при этом перераспределении зарядов между упомянутыми емкостями возникает некоторый ток, который, проходя через сопротивление Z, вызывает на нем некоторое падение напряжения, являющееся сигналом от элемента изображения, проектируемого на рассматриваемый элемент мозаики.

Легко видеть, что для того, чтобы накопленный на емкости Сф заряд был полностью использован, емкость Сл должна быть возможно больше емкости Сф. Действительно, если емкость Сл намного больше емкости Сф, то в момент коммутации почти весь заряд с емкости Сф перейдет в емкость Слю и через сопротивление Z протечет максимально возможный ток, соответствующий полному разряду емкости Сф.

С другой стороны, и емкость Сф не может быть слишком маленькой.

Она должна быть, во всяком случае, больше емкости между отдельными элементами мозаики по поверхности.

В противном случае заряды будут растекаться по поверхности мозаики.

Это определяет расстояние между прозрачным электродом и фоточувствительной стороной мозаики. Считая линейные размеры отдельного элемента мозаики соответственно четкости разложения 400 строк, порядка

0,2 мл, следует принять для расстояния между прозрачным электродом и фоточувствительной стороной мозаики не больше 0,1 лм. Поскольку изоляционная пластинка из слюды, на которую наносится мозаика, может быть сделана гораздо тоньше, чем

0,1 ял, то условие, чтобы емкость См была намного больше емкости Сф, не представляет собой никаких трудностей, особенно, если учесть высокую диэлектрическую постоянную слюды.

Гораздо труднее практическое осуществление достаточно малого расстояния между прозрачным электродом и фоточувствительной стороной ! мозаики, постоянного по всей ее поверхности.

Простым выходом из положения может здесь явиться непосредственное наложение прозрачного электрода, выполненного в виде тонкой сетки, на фоточувствительную сторону мозаики. Эта сетка может быть предварительно нанесена на слюду до изготовления мозаики, Некоторая часть поверхности фоточувствительной мозаики будет при этом, понятно, закорочена сеткой и исключена из действия, но остальная часть мозаики останется изолированной от сетки, обладая по отношению к ней некоторой емкостью. Легко видеть одНако, что не только фоточувствительная сторона мозаики, но и противоположная сторона мозаики будет обладать некоторой емкостью по отношению к.наложенной на фоточувствительную сторону мозаики сетки. Это в некоторой степени имеет место и в ранее описанном случае, когда эта сетка не наложена непосредственно на фоточувствительную сторону мозаики, а находится от нее на некотором малом расстоянии

На фиг. 3 представлен элемент двусторонней мозаики с его отдельными емкостями относительно наложенной на фоточувствительную сторону сетки. Здесь, попрежнему, См представляет собой взаимную емкость противоположных сторон мозаики, Сф емкость фоточувствительной стороны мозаики относительно наложенной на нее сетки, Сф — емкость про ивоположной стороны мозаики относительно сетки.

Фотоэлектроны, вырванные светом из фоточувствительной стороны мозаики, заряжают емкость Сф . Заряд этот .тут же распределяется между всеми тремя .емкостями Сф, Сф и См.

При коммутации электронным пучком рассматри ваемого элемента мозаики вторичные электроны, соединяя емкость Слю с емкостью Сф, одновременно замыкают емкость Сф . Через сопротивление- 2 протекает, таким образом, в этот момент как ток разряда емкости Сф, так и ток перемещения заряда емкости Сф в емкость

См, что, как мы видели, в случае достаточно большой величины емкости ."м, также равносильно полному разряду емкости Сф.

Кроме рассмотренных двух вариантов возможен еще следующий вариант передающей, трубки, представленный на фиг. 4. В этом варианте, между двумя сторонами мозаики, в изоляционной пластинке проложена тонкая сетка. Изображение, как и в первом варианте, проектируется на фоточувствительную сторону мозаики, через прозрачный электрод А, но в настоящем случае этот прозрачный электрод может находиться на далеком расстоянии от мозаики.

Схема емкостей отдельного элемента мозаики (представленная на той же фиг. 4) не отличается от схемы второго варианта. Процесс заряда и разряда емкостей, по:существу, также не отличается от того же для второго варианта.

Для всех рассмотренных вариантов передающей трубки характерной является одна и та же особенность, заключающаяся в том, что элементарная емкость светочувствительной мозаики Сф, заряжаемая вырывающимися из мозаики фотоэлектронами, не разряжается непосредственно коммутирующим электронным пучком, а . разряжается им, с одной стороны, посредством разряда другой элементарной емкости Сф, связанной с емкостью светочувствительной мозаики емкостной связью и, с другой стороны, посредством присоединения в момент коммутации к первичной емкости светочувствительной мозаики Сф дополнительной большой емкости Сы.

Эта особенность дает возможность технологически очень просто, и в то же время совершенно, осуществить разделение зарядной цепи мозаики от ее разрядной цепи, что позволяет, в свою очередь, осуществить достаточно большие поля на поверхности фоточувствительной мозаики и повысить, таким образом, ее чувствительность.

Внешнее относительно электронного прожектора расположение фоточувствительной поверхности,мозаики позволяет также применение короткофокусных светосильных объективов и, кроме того, позволяет очень просто осуществить однократное вторичное электронное усиление изображения, которое также повышает чувствительность трубки.

Особенно просто это усиление может быть осуществлено во втором из рассмотренных нами вариантов.

В этом варианте достаточно расположить впереди фоточувствительной стороны мозаики полупрозрачный фотокатод так, как это показано на фиг. 5 (где Ф вЂ” полупрозрачный фотокатод, С вЂ” сетка, М вЂ” дву сторонняя мозаика), и, приложив между сеткой С и полупрозрачным фотокатодом Ф достаточно большое напряжение, перенести прямым переносом электронное изображение с полупрозрачного фотокатода на фоточувствительную сторону мозаики, которая в этом случае может быть, понятно, и не фоточувствительной.

При этом из отдельных элементов этой мозаики будет вырываться соответствующее количество вто ричных электронов, которое будет тут же поглощаться сеткой и заряжать, таким образом, элементарные емкости мозаики.

Отсутствие необходимости проектировать изображение на сторону мозаики, обращенную к электронному прожектору, облегчает возможность расположения вблизи этой стороны мозаики сетки для собирания вторичных электронов, вырывающихся из мозаики, с целью создания более сильного и равномерного поля у поверхности.

Общим вопросом для описанного выше принципа разряда является воз. можность существования процесса в стационарном состоянии. Действительно, если изоляция между прогивоположными сторонами двусторонней мозаики будет идеальной и между ними вовсе не будет никакой утечки, то после каждой коммутации заряд на емкости См будет непрерывно повышаться. Потенциал фоточувствительной стороны мозаики будет при этом также повышаться до тех пор, пока ен не достигнет значения потен-. циала сетки (прозрачного электрода), после чего процесс должен будет прекратиться из-за отсутствия поля, вырывающего фотоэлектрон, Необходимым условием стационарности существования процесса является, таким образом, существование некоторой утечки между противоположными сторонами мозаики, Величина этой утечки должна быть такой, чтобы при достижении некоторой практически допустимой разности потенциалов между противоположными сторо. нами элемента двусторонней мозаики, утечка заряда через изоляцию за промежуток времени между двумя коммутациями, сравнялась бы с зарядом, накапливаемым за этот же промежуток времени на емкостях Сф и Сф мозаики, благодаря действию света.

Удовлетворить этому требованию практически вполне возможно, применяя, например, в качестве изолятора, слюду пониженного удельного сопротивления.

Считая фототок со всей мозаики

10 А, площадь слюдяной пластинки, на которую нанесена мозаика,—

100 см, толщину ее, 10 — см, при удельном сопротивлении слюды 10гз ом, получаем для напряжения, при котором утечка через изоляцию уравновесит накопление заряда от фототока, значение, равное, примерно, >Р-з 101з . 1п — з ао — =100 вольт.

Напряжение между сторонами мозаики в стационарном состоянии будет таким образом, порядка 100 вольт, что является практически вполне допустимым как в отношении электрической прочности слюды, так и в отношении напряжения источника питания, которое должно быть выше разности потенциалов, установившейся между сторонами мозаики, для того, чтобы создать в стационарном состоянии поле, вырывающее электрО-, ны из фоточувствительной стороны мозаики.

Предмет изобретения..

1. Катодная передающая телевизионная трубка с накапливаниек зарядов, отличающаяся тем, что элементарная емкость светочувствительной мозаики, заряжаемая вырывающимися из мозаики фотоэлектронами:, разряжается посредством разряда другой элементарной емкости, связанной с емкостью светчувствительного элемента емкостной связью.

2. Форма выполнения трубки по и. 1, отличающаяся тем, что мозаика нанесена с двух сторон изоляционной пластинки, причем в непосредственной близости к светочувствительной стороне мозаики помещен прозрачный электрод, а на противоположную сторону ее проектируется электронный пучок.

3. Форма выполнения трубки пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что прозрачный электрод выполнен в виде сетки, наложенной на светочувствительную мозаику.

4. Форма выполнения трубки по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что между мозаиками, внутри изоляционной пластинки, помещена сетка.

5. Видоизменение трубки по. п. 1, отличающееся тем, что вместо прозрачного электрода, применен прозрачный фотокатод, на который проектируется передаваемое изображение, а получающееся электронное изображение известным способом переносится на светочувствительную мозаику.