книги из ГПНТБ / Учебник механика военно-воздушных сил фототелеграфная аппаратура

величина собственных шумов в обычных вакуумных фо­

тоэлементах незначительна.

Т е м н о в о й т о к является наиболее важной харак­ теристикой фотоэлемента. Темновым током называется ток, протекающий в цепи фотоэлемента при полном его затемнении. Величина темнового тока ц т должна быть минимальной и обязательно меньше тока /фЧ, протекаю­ щего в цепи фотоэлемента при передаче черного поля.

С т а б и л ь н о с т ь п а р а м е т р о в во в р е м е н и при изменении температуры окружающего воздуха и рабочего напряжения также влияет на работу фотоэле­ мента. Повышение температуры вызывает значительное увеличение темнового тока у фотоэлементов. Изменение анодного напряжения при работе в режиме насыщения не вызывает заметного изменения параметров фотоэле­ мента. Изменение напряжения на аноде газонаполнен­ ных фотоэлементов приводит к изменению их инерцион­ ности и чувствительности. Поэтому поддержание по­ стоянства анодного напряжения имеет существенное значение для фотоэлектрического преобразователя.

Фотоэлектронные умножители. В отличие от фото­ элементов фотоэлектронные умножители (ФЭУ) дают на выходе значительно бдльший ток. В них используется явление вторичной эмиссии. Схема ФЭУ показана на рис. 6.

30

Поток электронов, вышедших под влиянием свето­ вого потока Ф из фотокатода Ль направляется на эмит­ тер Эи потенциал которого выше потенциала фотокато­ да. С поверхности Эг каждый электрон выбивает в свою очередь от 5 до 20 электронов. Эти электроны направ­ ляются ко второму эмиттеру Э2 с более высоким потен­ циалом и в свою очередь также выбивают вторичные электроны и т. д. Нашей промышленностью выпуска­ ются многокаскадные ФЭУ с чувствительностью от 1 • 106 до 100 - 106 мка/лм. Характеристики ФЭУ практически не отличаются по своим данным от характеристик обыч­ ных фотоэлементов с соответствующим фотокатодом. Отличительной особенностью ФЭУ от фотоэлемента яв­ ляется необходимость применения высокого стабильного напряжения между анодом и катодом (порядка 1000— 2000 в).

§ 7. КАМЕРТОННЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Чтобы изображение в приемном аппарате записыва­ лось без искажений, т. е. без перекосов и смещений от­ дельных строк, пишущее устройство приемного аппа­ рата должно вращаться со скоростью, равной скорости вращения развертывающего устройства передающего аппарата. Другими словами, пишущее устройство при­ емного аппарата и анализирующее устройство передаю­ щего аппарата должны вращаться синхронно и синфазно. Только при этом условии изображение будет вос­ производиться без искажений.

Для обеспечения синхронности и синфазности в со­ временной фототелеграфной аппаратуре в качестве ис­ точников синхронизирующих импульсов синусоидальной формы применяются ламповые генераторы, генерирую­ щие низкие частоты в диапазоне 1200—1800 гц.

На рис. 7 показана схема лампового камертонного генератора. Камертонный генератор состоит из радио­ лампы и механической колебательной системы, вклю­ ченной в анодную цепь левого триода. Обратная связь в данной схеме подается в необходимой для самовоз­ буждения фазе от колебательной системы на сетку лам­ пы. Механическая колебательная система состоит из камертона К, у конца каждой ножки которого располо­ жены электромагниты Э) и Э2. Обмотки электромагни-

31

тов Li и Li намотаны на подковообразные постоянные магниты. Поля постоянных магнитов и электромагнитов складываются и замыкаются через ножки камертона.

В момент включения анодного напряжения через об­ мотку Li электромагнита 3i начинает течь ток. Магнит­ ное поле, замыкающееся через ножку I камертона, из­ менится, в результате чего ножке будет сообщен меха­ нический толчок. Ножка I камертона начнет колебать­ ся, увлекая за собой ножку II. В результате колебаний

~ Vf е 1800ги

Рис. 7. Схема камертонного лампового генератора

ножки II воздушный зазор между ней и сердечником электромагнита Эi будет изменяться, в связи с чем в ка­ тушке Li второго электромагнита будет наводиться э. д. с., частота которой практически совпадает с часто­ той собственных колебаний ножек камертона. Если эти колебания подвести к сетке лампы в необходимой фазе через трансформатор Тр5, то переменная составляющая анодного тока лампы, питающая электромагнит Эи воз­ растет, колебания ножек камертона усилятся и это уси­ ление будет продолжаться до тех пор, пока не наступит баланс мощности, отдаваемойлампой, и расходуемой мощностью на механическую раскачку камертона.

32

Но возбуждаемые колебания в катушке L2 электро­ магнита Э2 еше недостаточны для обеспечения необхо­ димой стабильности работы схемы. Для повышения ста­ бильности работы схемы электромагниты Э\ и Э2 не­ обходимо питать пульсирующими токами. Такое условие может быть выполнено при работе левого триода лам­ пы. Для этой цели колебания, снимаемые с обмотки электромагнита Э2, необходимо усилить вторым каска­ дом, собранным на правом триоде лампы, в котором цепь обратной связи с первым каскадом осуществляет­ ся через повышающий трансформатор Тр5. Усиленное напряжение частотой 1800 гц синфазно с э. д. с. вторич­ ной обм.отки трансформатора Тр4, подается на катушку электромагнита Э\ для поддержания незатухающих ко­ лебаний биметаллического камертона.

В рассмотренной схеме лампового камертонного ге­ нератора важным элементом является механическая ко­ лебательная система, в которую входит камертон. Ста­ бильность частоты в этой схеме определяется стабиль­ ностью собственной частоты камертона. На частоту ка­ мертона влияют в основном три фактора: температура окружающего воздуха, величина атмосферного давле­ ния и положение ножек камертона.

Зависимость изменения частоты камертона от изме­ нения температуры окружающею воздуха может быть выражена следующей формулой:

Д, = Д0(1 + аД

где at — температурный коэффициент частоты, характе­ ризующий относительный уход частоты при изменении температуры окружающего воздуха на 1°С.

Для уменьшения зависимости частоты камертонов от температуры их изготовляют из сплавов, которые имеют низкий температурный коэффициент частоты. К таким сплавам относится, например, сплав элинвар. Чтобы не помещать камертоны в термостаты, их делают из би­ металлов*, состоящих из двух сваренных между собой

бираются таким образом, чтобы уходы частот элинвара и стали уравновешивались. При таком подборе практи-

чески удается изготовить камертоны с температурным

коэффициентом частоты оц = ('1 ч-З) • 10~7 ^ .

Частота камертона зависит также и от изменения ат­ мосферного давления. При изменении атмосферного дав­ ления вокруг камертона изменяется сопротивление воз­ духа, что влияет на частоту колебаний камертона. Из­ менение частоты колебаний камертона от изменения давления выражается формулой

Fp = F0(l + apP),

'мм pm. cm.

Чтобы изменения атмосферного давления не влияли на уход частоты камертона, в современных фототеле­ графных аппаратах камертоны находятся в гермети­ чески закрытых футлярах с постоянным давлением внутри. На частоту колебаний камертонного генератора влияет также отклонение ножек камертона от положе­ ния равновесия. В связи с этим режим работы камер­ тонного генератора выбирается таким, чтобы величины токов, питающих электромагниты Э\ и Э2 были постоян­ ны, что в свою очередь обеспечивает постоянство вели­ чины отклонения ножек камертона. Для этой цели лам­ повые генераторы обычно работают в режиме колеба­ ний второго рода, т. е. с верхней отсечкой’ анодного тока, и вся схема питается стабильным напряжением.

Опыт показал, что изменение анодного напряжения на 10% вызывает относительное изменение частоты на

в фототелеграфных аппаратах наблюдается уход фази­ рующих частот, который проявляется в искажении гео­ метрических размеров передаваемого изображения (по­ является перекос). В этих случаях необходима под­ стройка камертонного генератора. В фототелеграфном приемном аппарате ФТА-КП эта подстройка осуще­ ствляется путем изменения магнитного потока постоян­ ных магнитов,, расположенных у ножек камертона (из­

34

менением воздушного зазора), в аппарате ФТАК-2П «Ладога» — путем изменения отрицательной обратной связи с помощью регулировки величины сопротивле­ ния R|2о (рис. 7 и приложение 1). В обоих аппаратах, хотя и разными методами, изменяется амплитуда откло­ нения ножек камертона, а следовательно, и его ча­ стота.

§ 8. БЛОК-СХЕМА ФОТОТЕЛЕГРАФНОЙ

в основу которой положен фототелеграфный метод раз­ вертки изображения, представлена на рис. 8. Она со­ стоит из четырех основных узлов: анализирующего устройства, тракта фототелеграфного сигнала, синтези­ рующего устройства и системы синхронизации и фази­ рования.

Рис. 8. Блок-схема фототелеграфной системы:

/ — барабан; 2 —источник света; 3 объективы; 4 —диафрагма; 5 — планка; С — фотопреобразователь

Анализирующее устройство предназначено для выде­ ления элементарных площадок на передаваемом изо­ бражении, последовательной развертки этого изображе­ ния по строкам и преобразования яркостей элементар­ ных площадок в электрические сигналы.

Анализирующее устройство (рис. 8) современных фототелеграфных аппаратов состоит из светооптической системы, развертывающего устройства и фотопреобра­ зователя 6. Светооптическая система состоит из точеч­ ного источника света 2, диафрагмы 4 и объективов 3. Источник света и оптическое устройство, состоящее из объективов и диафрагмы, предназначены для формиро­ вания растрэлемента определенной формы и размера.

Растрэлемент с помощью специального развертываю­ щего устройства перемещается по поверхности ориги­ нала изображения в строго определенной последова­

тельности.

Развертывающее устройство состоит из барабана /, на поверхности которого с помощью планки 5 крепится бланк с изображением, синхронизирующего и фазирую­ щего устройств. Развертывающее устройство предна­ значено для сообщения растрэлементу поступательного движения в барабанной развертке и поступательно-воз­ вратного движения в плоскостной развертке.

Барабанная развертка изображения (рис. 9) основа­ на на сочетании равномерного вращения барабана с по-

Рис. 9. Схема барабанной развертки изображения

36

ступательным движением растрэлемента. Такой тип раз­ вертки используется в передающем фототелеграфном аппарате ФТА-КД.

Достоинством барабанной развертки является про­ стота устройства, устойчивость и надежность в работе, постоянство размера и яркости растрэлемента по всей длине барабана. Однако этот тип развертки имеет сле­ дующие существенные недостатки:

—ограниченные размеры передаваемого изображе­ ния как по длине, так и по ширине;

—остановка и перезарядка передающего аппарата очередным бланком с запуском и фазированием связа­ ны с непроизводительной затратой времени;

—ограничение скорости передачи из-за большой

инерционности механических частей развертки;

—возникновение механических биений на повышен­ ных скоростях;

—отсутствие возможности автоматизации процесса передачи изображения.

Более совершенной является плоскостная развертка, свободная от указанных выше недостатков барабанной развертки.

Различают два типа плоскостных разверток:

—механическая плоскостная развертка с растрэлементом, движущимся по строкам и равномерным пере­ мещением бланка с передаваемым изображением на специальном транспортере;

—электронная развертка по строкам и кадрам с по­ мощью растрэлемента, отклоняемого в обоих коорди­ натных направлениях при неподвижном бланке.

Вновой фототелеграфной аппаратуре «Ладога-Д», предназначенной для передачи карт погоды, приме­ няется плоскостная механическая развертка с качаю­ щимся зеркалом (рис. 10). Перемещение растрэлемента по строкам осуществляется с помощью оптикомехани­

ческой системы, а по кадрам — с помощью специально­ го транспортера. Световой поток конденсируется объек­ тивом 2 и направляется в виде пучка на качающееся зеркало 3. Отраженный от зеркала пучок лучей падает на бланк с передаваемым изображением. Зеркало со скоростью VK перемещает растрэлемент вдоль строки. Бланк изображения перемещается по осп У с помощью транспортирующего механизма с такой скоростью Vu,

37

при которой строка от строки определяется расстоянием, равным ширине растрэлемента, образуя шаг развертки.

Отраженный от передаваемого бланка световой по­ ток собирается тем же объективом 2. Качание зеркала достигается с помощью эксцентрика (кулачка).

Растрэлемент, проходя от начала до конца бланк, производит развертку изображения. При этом обра­ зуется пульсация световой энергии. Для передачи изо-

2

Рис. 10. Схема плоскостной развертки изображения:

' _ осветительная лампа; 2 — объектив; 3 — качающееся зеркало

бражения на расстояние необходимо преобразовать све­ товую энергию в электрическую. Но изменение яркостей элементарных площадок не может быть передано по ка­ налам связи без предварительного преобразования этих изменений в электрические импульсы. Для этого в ана­

ких преобразователей, как было указано в § 6, приме­ няются фотоэлектронные умножители. Отраженный свет от элементарных площадок попадает на светочувстви­ тельный слой ФЭУ, на выходе которого образуются электрические импульсы постоянного тока.

38

Рассмотрим процесс формирования фототелеграфно­ го сигнала при линейном способе развертки, когда растрэлемент движется по бланку слева направо й

L

Белое

поле

Черное

пиле

t

Рис. 11. Схема образования фототелеграфного сигнала:

а _ бланк; б — негативное изображение кривой фототелеграфного сигнала на нагрузке ФЭУ; в — позитивное изображение кривой фототелеграфного сигнала на нагрузке ФЭУ

сверху вниз (рис. 11). Белой линией показана одна строка из всего растра, ширина которой равна высоте растрэлемента. При прохождении растрэлемента по

39