Перезарядне зчитування

Після створення потенційного рельєфу (запис), елементи непровідної мішені можна представити як сукупність окремих конденсаторів з різними потенціалами на обкладинках.

Електронний промінь, потрапляючи на мішень, доводить потенціал її елементів до одного із стабільних значень: в режимі повільних електронів до потенціалу прожектора, а в режимі швидких електронів – до потенціалу колектора. При перезарядці елементів мішені, виникає перезарядний струм, пропорційний величині записаного рельєфу. Формується сигнал зчитування.

Розрізняють наступні способи введення (запису) інформації:

-- зміна струму електронного променя зміною напруги модулятора електронного прожектора;

-- зміна швидкості розгортки електронного променя;

-- зміна швидкості електронів прискорюючим потенціалом електронного прожектора або потенціалом колектора;

-- зміна потенціалу сигнальної пластинки.

Передавальною трубкою називають електронно-променеву трубку, що перетворює оптичне зображення в електричний сигнал.

За принципом дії передавальні трубки розділяють на два типи:

-- трубки миттєвої дії;

-- трубки з накопиченням зарядів.

Трубки з накопиченням зарядів розділяють по фотоелектронному перетворенню на:

-- трубки на зовнішньому фотоефекті;

-- трубки на внутрішньому фотоефекті.

У загальному випадку можливі три способи розгортки зображення:

- переміщення оптичного зображення щодо нерухомого фотоелемента;

- переміщення фотоелемента щодо нерухомого оптичного зображення;

- електричне перемикання (комутація) сигналів від безлічі нерухомих фотоелементів, на які спроектовано оптичне зображення.

Основні характеристики передавальних трубок:

Чутливість передавальних трубок визначається мінімальним освітленням фотокатоду, при заданому відношенні сигнал/шум. Інтегральна чутливість визначається відношенням струму сигналу до світлового потоку , що падає на фотокатод.

Роздільна здатність передавальних трубок визначається максимальною кількістю деталей зображення з контрастом, достатнім для їх реєстрації.

Світлова характеристика трубки – залежність величини вихідного сигналу від освітленості фоточутливого шару (градація яскравості).

Спектральна характеристика трубки – залежність сигналу зображення від довжини хвилі світла при рівних його енергіях.

Інерційність передавальної трубки – явище запізднення змін вихідного сигналу відносно відповідних змін світлового сигналу на вході трубки.

Дісектор-- передавальна трубка миттєвої дії у якої сфокусоване електронне зображення з фотокатоду шляхом електронного відхилення розгортається відносно нерухомого отвору з колектором.

Недоліки – низька чутливість.

Переваги:

- простота конструкції;

- відсутність прожектора;

- надійність;

- миттєва готовність до роботи;

- надійність;

- великий строк служби;

- гарна передача градацій яскравості;

- висока роздільна здатність.

Застосовується в системах промислового телебачення.

Іконоскоп– це перша, така, що знайшла практичне застосування трубка, що передає, з накопиченням заряду. Іконоскоп є трубкою (потенциалоскоп), що запам'ятовує, з фоточутливою мішенню, розгорткою пучком швидких електронів, записом і зчитуванням за допомогою перерозподілу зарядів по поверхні мішені.

Принципи дії іконоскопа були сформульовані у 1931г. радянським ученим С.І. Катаєвим, пізніше в США В.К. Зворикин створив перший зразок такої трубки. Не дивлячись на деякі недоліки, іконоскоп довгий час був найпоширенішою трубкою, оскільки при достатній освітленості об'єкту він міг забезпечити отримання зображень високої якості.

Ортікон. Одній з перших трубок з насиченою фотоемісією є ортікон — передавальна трубка з фоточутливою мішенню, розгорткою пучком повільних електронів і накопиченням заряду. Назва цієї трубки визначається перпендикулярним (ортогональним) падінням розгортаючого пучка на мішень. Ортікон є потенциалоскопом, в якому використовується нерівноважний запис і перезарядне зчитування.

Не незважаючи на вищу в порівнянні з іконоскопом чутливість, ортікон не набув широкого поширення головним чином меншої роздільної здатності і нестійкої роботи (можливості появи білої плями) при великому освітленні об'єкту.

На основі ортікона була розроблена трубка з перенесенням зображення і повторно-електронним множенням — суперортикон, що значно перевершувала ортікон по всіх параметрах (окрім простоти налаштування), і яка набула найбільш широкого поширення.

Суперортікон має високий рівень вихідного сигналу (0,1-0,5В) завдяки системі вторинно-електронного множення, високу чутливість, високу роздільну здатність та гарну передачу градацій яскравості.

Відікон – передавальна електронно-променева трубка з фотопровідною мішенню, робота якої заснована на використанні внутрішнього фотоефекту.

Можуть робити у режимах розгортки повільними та швидкими електронами.

У першому випадку потенціал сигнальної пластинки на декілька десятків вольт перевищує потенціал катода прожектора.

При роботі в режимі розгортки швидкими електронами потенціал сигнальної пластинки встановлюється на декілька десятків вольт нижчим за потенціал колектора вторинних електронів.

До переваг відіконів відносять високу чутливість, простоту конструкції та налаштування.

Використання у відіконах фотопровідних матеріалів з великим квантовим виходом дозволяє робити малогабаритні трубки без втрати якості.

До недоліків відносять інерційність (зниження чіткості та контрасту зображень при великих швидкостях руху об'єктів). Хоча інерційність різко зменшується при достатньому освітленні.

PIN- діод — різновид діоду, в якому між областями електронної (n) і дірковою (p) провідностями знаходиться власний (нелегований, англ. intrinsic) напівпрівідник (i-область). p та n області як правило легуються сильно, так як вони часто використовуються для омічного контакту до металу.

Промінь доводить мішень до рівноважного потенціалу катода, відбувається заряд елементарних конденсаторів.

При освітленні мішені в і- шарі виникають електрони та дірки, які проходять її не рекомбінуючи. Носії зарядів розряджають елементарні конденсатори, утворюючи на поверхні мішені 4 потенційний рельєф. При перезарядному зчитуванні, як і у відіконі, на резисторі формується відеосигнал.

Переваги: висока чутливість (майже як у суперортікона), низька інерційність, лінійна світлова характеристика в широкому діапазоні освітленості, спектральні характеристики, що наближаються до характеристик людського ока.