Лекция №3

Тема:	Телевизионные преобразователи оптических изображений в электрические сигналы
Вопросы:	Общая характеристика преобразователей Преобразователи на основе ЭЛТ Твердотельные фотоэлектрические преобразователи Многосигнальные преобразователи свет-сигнал

Вопрос №1

Фотоэлектрический преобразователь (ФЭП) предназначен для формирования электрического сигнала, соответствующего оптическо­му изображению, спроецированному на его экран. Преобразование световой энергии в электрический сигнал происходит на основе фо­тоэффекта. Фотоэффект бывает внутренний и внешний. Внешний фотоэффект (фотоэлектронная эмиссия) – это испускание электро­нов веществом под воздействием электромагнитного излучения. На основе этого эффекта созданы фотодиоды, фотоумножители и неко­торые виды передающих телевизионных трубок. Фоточувствительные поверхности этих приборов называются фотокатодами. Между фото­катодом и коллектором (анодом) таких приборов создается электри­ческое поле, отбирающее все вылетевшие из катода электроны, кото­рые образуют фототек во внешней цепи прибора. Величина фототока пропорциональна освещенности фотокатода. Внешний фотоэффект используется в ряде телевизионных ФЭП (диссектор, иконоскоп, ортикон, суперортикон).

При внутреннем фотоэффекте фоточувствительный слой изменяет электрическую проводимость под действием падающего света. При этом за счет поглощения энергии излучения увеличивается энергия отдельных электронов и нарушаются их связи с ядром своего атома. Электроны не покидают вещество, как при внешнем фотоэффекте, а остаются внутри его. Внутренний фотоэффект положен в основу работы ряда телевизионных ФЭП (видикон, плюмбикон, кремникон, твердотельные преобразователи).

Фотоэлектрические преобразователи бывают мгновенного действия и с накоплением зарядов. В ФЭП мгновенного действия электрический сигнал пропорционален световому потоку, который воздействует на элемент фоточувствительного слоя в момент его коммутации развертывающим элементом преобразователя. Такие преобразователи обладают высокой линейностью световой характеристики, высокой разрешающей способностью, но низкой чувствительностью. Приме­ром ФЭП мгновенного действия может служить передающая телеви­зионная трубка – диссектор. Такая трубка применяется в ТВ систе­мах, обеспечивающих автоматизацию, контроль и управление произ­водственными процессами, в устройствах чтения микрофильмов, чертежей и графиков. Однако диссектор не пригоден для передачи натурных сцен из-за малой чувствительности.

ФЭП с накоплением зарядов накапливают электрические заряды в течение периода кадровой развертки, а считывание этих зарядов происходит в момент коммутации элемента фоточувствительного слоя развертывающим элементом. Такие преобразователи могут использо­вать как внутренний фотоэффект (видикон, плюмбикон, кремникон), так и внешний (иконоскоп, ортикон, суперортикон). Эти преобразо­ватели обладают высокой чувствительностью, обеспечивают высокое качество изображения и находят широкое применение в аппаратуре вещательного телевидения.

Качество ТВ–изображения но многом определяется характеристи­ками ФЭП. К таким характеристикам относят: чувствительность, све­товую характеристику, спектральную характеристику, апертурную ха­рактеристику, инерционность.

Чувствительность – величина освещенности экрана преобразова­теля, обеспечивающая на выходе преобразователя заданное отноше­ние сигнал/шум.

Световая характеристика –зависимость величины тока на выхо­де преобразователя от освещенности его экрана.

Спектральная характеристика преобразователя – зависимость ве­личины тока на выходе преобразователя от длины волны электромаг­нитного излучения, падающего на экран преобразователя, при посто­янной мощности излучения.

Апертурная характеристика (АХ) – зависимость глубины модуля­ции сигнала преобразователя от относительных размеров деталей изображения. АХ определяется при проецировании на экран преобра­зователя оптического изображения в виде чередующихся вертикаль­ных белых и черных полос равной ширины (деталей изображения). Такое изображение называется штриховой мирой. Глубина модуляции сигнала – это отношение размаха сигнала (разность между максима­льным и минимальным значением напряжения сигнала) от деталей заданного размера к размаху сигнала от крупных деталей изображе­ния. При этом под крупными деталями понимаются такие, размерыкоторых во много раз превышают апертуру развертывающего элемен­та. Размеры деталей обычно соотносят с линейными размерами экра­на преобразователя и выражают количеством полос, умещающихся на экране.

Вопрос №2