книги из ГПНТБ / Петренко А.И. Масштабно-временные преобразователи импульсных сигналов

ника с большим удельным сопротивлением, нанесенной на мелкоструктурную сетку, при этом накопительный слой обращен к записывающему прожектору. Тонкая металли­ ческая сигнальная пластина расположена со стороны счи­ тывающего прожектора. Так как глубина потенциального рельефа снижается прн увеличении скорости записи, то соответственно уменьшается и время периодического счи­ тывания изображения.

Графеконы удобно применять в системах периодиза­ ции сигналов с одновременным, в случае необходимости, расширением пли сжатием их спектра.

В настоящее время пнтенсивпо ведутся работы по усо­ вершенствованию электронно-лучеплх трубок с накопле­ нием зарядов. Только за 6 лет (с 1957 по 1963 гг.) во Все­ союзную патентно-техническую библиотеку поступило свыше 4G0 иностранных патентов по данному вопросу 116]. Основные разработки ведутся в направлении повы­ шения разрешающей способности, скорости записи, вре­ мени хранения записанной информации и т. д. Поэтому следует подчеркнуть, что данные, приведенные в табл. 1—5, являются ориентировочными, характеризующими средние значения параметров трубок, реализованных в настоящее время.

Для значительного увеличения информационной ем­ кости трубки с накоплением зарядов перспективны мишени ленточного типа [40]. Общий вид узла мишени такой труб­ ки показан на рис. 20, а. Накопительная лента 3 изготов­ ляется отрезками длиной до десятков метров при ширине активной поверхности 57 мм и представляет собой гальва­ нопластическую реплику дифракционной решетки, вы­ полняемой из никеля или меди. Лента имеет ребристую поверхность (примерно 2360 ребер на 1 см длины).

На длинную сторону ребра (рис. 20,6) напылен слой высокоомного диэлектрика, малая сторона ребра остается

70

свободной. Это позволяет избежать замыкания лицевой стороны ленты с обратной стороной предыдущего витка при намотке ленты в рулон и тем самым сохранить накоп­ ленный на ней потенциальный рельеф.

Подготовка мишени проводится в режиме Б. Запись выполняется посредством вторичной эмиссии или бомбар­

тывания. Считывание может осуществляться сеточным управлением с модуляцией отражением или быть переза­ рядным. В первом случае промодулированный потенциала^ ми на накопительной пленке ленты обратный луч 5 (рис. 20,а), как и в суперортиконе, усиливается несколькими ка­ скадами электронного умножения и образует выходной сигнал. При этом можно получить свыше 20 000 полутоно­ вых изображений одного кадра при времени хранения ин­ формации 80 ч. Разрешающая способность выше чем 150 строк на 1 мм накопительной ленты.

Кассета с катушками и лентой имеет диафрагмы для

71

прохождения электронов записывающего и считывающего пучков. Поэтому система кассета — трубка включает в себя разборные вакуумные устройства, что является ее недостатком.

5.

ПРИМЕНЕНИЯ ТРУБОК ПАМЯТИ В МАСШТАБНО-ВРЕМЕННОМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ

На основании проведенного выше сравнительного ана­ лиза существующих типов трубок с накоплением зарядов могут быть сформулированы некоторые рекомендации по их применению для масштабно-временного преобразо­ вания импульсных сигналов [20].

Наибольшей скоростью записи обладает осциллографнческая трубка в режиме накопления зарядов, однако разрешающая способность ее мала, что обусловливает повышенную амплитудную погрешность преобразования и невысокую информационную емкость. При использовании трубки в режиме накопления зарядов необходима предва­ рительная подготовка каждого экземпляра — искусствен­ ное нанесение сигнальной пластины, что допускает ее' применение лишь в лабораторных условиях.

Разрешающая способность выше у потенциалоскопа с барьерной сеткой, но вследствие увеличения элементарной емкости мишени допустимая скорость записи уменьшается. Однако пшрокополосность этой трубки достаточна для ре­ шения различных задач масштабно-временного преобра­ зования импульсных сигналов. К преимуществам потен­ циалоскопа с барьерной сеткой относят сравнительно несложную технологию изготовления, простую систему управления записью и считыванием.

Повышение разрешающей способности с одновременным увеличением скорости записи обеспечивается в трубках с

72

ГЛАВА III

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛО-

СКОПА с б а р ь ер н о й с е т к о й в у с т р о й с т в а х

МАСШТАБНО-ВРЕМЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Обычно потенциалоскоп с барьерной сеткой исполь­ зуется для записи зарядного рельефа по глубине (т. е. с передачей полутонов), поэтому большинство проведенных исследований посвящено обоснованию выбора электриче­ ского режима прибора, в котором обеспечивается опти­ мальная линейность вольт-амперных характеристик труб­ ки [38].

В масштабно-временном ппеобразователе импульсных сигналов, где более эффективна запись по геометрической форме, уместна постановка задачи о выборе электрического' режима, обеспечивающего максимальную скорость записи и разрешающую способность, т. е. максимальные значения

AFbx И J г-

Ниже приведен анализ физических процессов в потенциалоскопе с барьерной сеткой, выполненной на основе методики, предложенной в работе [38].

1. ПРОЦЕССЫ . НА МИШЕНИ ПРИ ЗАПИСИ

На рис. 21 показан блок мишени трубки, который со­ стоит из коллектора 1, собирающего вторичные электроны, прошедшие барьерную сетку 2; мишени, одна сторона ко-

74

торой покрыта диэлектриком 3, а другая образована про­ водящей сигнальной пластиной 4.

Элементарная емкость элемента мишени Сь состоит из емкости С2между поверхностью диэлектрика и сигнальной пластиной и емкости Сг между поверхностью диэлектрика

теля.

Чем меньше емкость мишень — сигнальная пластина С2 при постоянной емкости мишень — барьерная сетка Сѵ тем большую амплитуду импульсов записи UBX нужно по­ давать на сигнальную пластину для отклонения потен­ циала мишени от равновесного.

Для упрощения анализа примем следующие прѳдпо-' ложения:

распределение вторичных электронов по энергиям под­ чиняется экспоненциальному максвелловскому закону

(рис. 22);

75

£Га — средняя энергия вторичных электронов; 6 — проницаемость барьерной сетки.

Если во время записи на сигнальную пластину подан отрицательный импульс (режим Б-1), ІІЫ< Uo.c и между мишенью и барьерной сеткой действует ускоряющее поле. В результате все вторичные электроны пройдут плоскость барьерной сетки п уйдут на коллектор, при этом

Если потенциал мишени выше потенциала барьерной

Этот режим соответствует положительному импульсу записи на сигнальной пластине (режим Б-2), а также отри­ цательному импульсу записи в том случае, когда в про­ цессе заряда элементарной емкости потенциал мишени превысит потенциал барьерной сеткп (режим Б-1-2).

Из всех вторичных электронов пройти плоскость барь­ ерной сеткп и уйти на коллектор смогут только те электро­ ны, скорости которых превышают тормозящую разность

77.

от потенциалов мишени относительно барьерной сетки и от величины коэффициента вторичной эмиссии а0, которая, зависит от энергии первичных электронов Un — Г.гм— UK.

Вводя понятие действующего коэффициента вторичной эмиссии

повышении потенциала мишени и увеличении тормозящего^

где U'p — равновесное значение потенциала мишени, при котором плотность тока коллектора равна плотности тока первичных электронов.

С помощью электронного луча в режиме Б потенциал элемента мишени можно довести только до Up. При подаче ’

78

импульса записи £УВХ на сигнальную пластину потенциал мишени отклоняется от равновесного.

Принимаем равновесный потенциал за начало отсчета потенциала мишени, тогда

U — 17ы— Up = и ы— f/2 ln cr0;

Изменение потенциала мишени U при этом определяется из формулы

где С0 — удельная емкость мишени.

Изменение потенциала мишени за время t после начала

ио

.79