Реферат Потенціалоскопи
Потенціалоскопи («запам'ятовують» трубки).
Принцип впливу потенціалоскопів.
Потенціалоскопами, або «запам'ятовують» трубками, називаються електронно-променеві прилади, призначені для накопичення певної інформації та її подальшого відтворення. У основі дії різноманітних потенціалоскопів лежить накопичення електричних зарядів лежить на поверхні мішені — потенциалоносителя. Накопичений заряд розподіляється по мішені відповідно до інформації, що записується, і потім цей розподіл накопиченого заряду знову перетворюється у вихідний сигнал.
Отже, робота потенциалоскопа складається з двох операцій: 1) запис інформації, т. е. накопичення заряду лежить на поверхні мішені; 2) зчитування. Запис - це процес створення на поверхні мішені потенційного рельєфу, що довго зберігається, відповідного записуваної інформації. В результаті другої операції потенційний рельєф перетворюється на вихідний сигнал, що дає досить точні відомості про записану інформацію.
Окрім запису та зчитування, у деяких типах потенціалоскопів є третя, допоміжна операція — стирання, при якій знищується потенційний рельєф, що буває необхідним для підготовки потенціалоскопу до запису нової інформації.
Інформація, що підлягає запису, вводиться в потенциалоскоп як послідовності електричних імпульсів чи шляхом проектування на фоточувствительную мета оптичного изображения.
Так само зчитувана інформація зазвичай виводиться з потенциалоскопа як послідовності електричних імпульсів. Іноді інформація, що зчитується, перетворюється на видиме зображення, що розглядається на екрані.
Час збереження записаної інформації може змінюватись у широкихмежах - від часток секунди до кількох годин і навіть днів, а кількість зчитування - від одного до десятків і сотень тисяч У деяких випадках записана інформація зберігається досить тривалий час завдяки високій ізоляції мішені, в інших трубках для збільшення часу збереження записаних сигналів застосовується спеціальний електронний промінь , що фіксує («підтримує») потенційний рельєф.
У більшості випадків потенціали скопи складаються з мішені (потенціалоносія), на поверхні якої створюється потенційний рельєф, електронних прожекторів, що створюють записуючий і зчитує електронні промені, і систем, що відхиляють. У деяких потенціалоскопах для створення записуючого та зчитуючого променів використовується один прожектор. Крім цих основних елементів, потенціалоскопи мають, як правило, колектор, що збирає електрони (вторинні електрони, фотоелектрони, електрони, відбиті від мішені), сітки для створення електричних полів необхідної конфігурації та інші допоміжні елементи, у тому числі провідну підкладку мішені, яку зазвичай називають сигнальною платівкою , так як до неї може підводитися сигнал, що записується або з неї «зніматися» зчитуваний сигнал.
Способи запису та зчитування.
Існує кілька способів запису та зчитування, але в більшості трубок з накопиченням заряду запис і зчитування здійснюються під впливом електронного пучка, що розгортається по поверхні мішені.
У випадку мета можна розглядати як сукупність ізольованих накопичувальних елементів. Мета є найчастіше шар діелектрика або сукупність провідних частинок, ізольованих одна від одної нанесених на поверхню діелектрика («мозаїка»). Вторинно-емісійні властивості діелектрика графічно описуютьсякривої залежності коефіцієнта вторинної емісії від енергії падаючих електронів Коефіцієнт вторинної емісії d=1 у двох точках: при e1 = eUкр1 і e1 = eUкр2; крім того, «здається» коефіцієнт вторинної емісії прагне 1 при e1 ®0.
При розгортанні поверхні непровідної мішені пучком електронів потенціал її елементів може набувати різних рівноважних значень залежно від енергії електронів, що бомбардують поверхню мішені. При аналіз роботи потенциалоскопов необхідно враховувати, що потенціал поверхні діелектрика може істотно відрізнятиметься від потенціалу прискорюючого електрода електронного прожектора, що створює промінь, що падає на ціль. У цьому випадку справжня енергія електронів, що досягають мішені, визначається не прискорюючою напругою прожектора, а потенціалом елемента мішені, що опромінюється електронним пучком. Однак енергія електронів, що підлітають до мішені, залежить від прискорюючої напруги прожектора або напруги колектора, якщо вона відрізняється від напруги, що прискорює.
Колектор встановлюється поблизу мішені для відбору вторинних електронів, мішенню, що випускаються. Роль колектора часто виконує кільце покриття на стінках колби в області мішені або спеціальна сітка, розташована перед мішенню.
Якщо потенціал прискорюючого електрода чи колектора нижче Uкр1 і d Uкр2 ціль втрачає менше вторинних електронів, ніж отримує первинних електронів з пучка, і потенціал поверхні мішені починає знижуватися. Однак у цьому випадку зниження потенціалу до нуля не відбувається, так як при досягненні мішені потенціалу, рівного Uкр2 коефіцієнт вторинної емісії стає рівним 1, подальше накопичення заряду припиняється і встановлюється рівноважне значення потенціалу мішені, що дорівнює Uкр2 .
Зразкова залежністьпотенціалу ізольованого елемента мішені від енергії первинних електронів наведено на рис. 1. З малюнка видно, що можливо три різні значення рівноважного потенціалу: при Uа >Uкр1 рівноважний потенціал дорівнює нулю; при Uкр1 0 осі колби. Внутрішня поверхня циліндричної частини колби та горловини має провідне покриття, що виконує функції колектора. Один колектор поміщений у горловині трубки, здійснює запис та стирання. У цьому потенціалоскопі використовуються нерівноважний запис та зчитування сіточним керуванням.
Прожектор потенціалоскопа використовується лише під час запису.
Зчитування проводиться досить висока прискорююча напруга, необхідна для отримання негативного потенційного рельєфу за рахунок d 1. Прожектор зазвичай будується за тріодною схемою (катод – модулятор – анод), як друга лінза використовується коротка магнітна котушка, поміщена на горловині колби. Відхилення променя може бути магнітним чи електростатичним.
Мета є шар діелектрика, нанесений на сигнальну платівку. На поверхні діелектрика розташовані фоточутливі частинки (мініатюрні фотокатоди), електрично пов'язані між собою. Не закрита фото катодами поверхня діелектрика є потенційноносієм.
При підготовці потенціалоскопа до запису (або стиранні раніше записаної інформації) поверхня мішені розгортається немодульованим пучком з досить великим струмом при напрузі, що прискорює, що забезпечує величину d>1. При цьому потенціал сигнальної платівки та з'єднаного з нею фото катода дорівнює потенціалу колектора.
При записі прискорювальна напруга підвищується до значення, що перевищує другий критичний потенціал, і до модулятора прожектора підводиться сигнал, що записується. Бо прицьому d -7 мм рт. ст. може зберігатись тривалий час – до 30 днів.
Зчитування відбувається при освітленні елементарних фотокатодів зовнішнім джерелом світла. При цьому потенціал сигнальної платівки встановлюється негативним щодо колектора. Електрони, що випромінюються фото катодами при освітленні, прискорюються полем колектора і фокусуються однорідним поздовжнім магнітним полем, що створюється довгою котушкою, одягненою на циліндричну частину колби. Потенційний рельєф діє подібно до сітки електронної лампи, що управляє: електрони з фото катодів, розташованих поблизу негативно заряджених елементів мішені, гальмуються і не доходять до люмінесцентного екрану або доходять в меншій кількості. Оскільки однорідне магнітне поле «переносить»електронне зображення з мішені на екран, записаний сигнал відтворюється на екрані як зображення.
Очевидно, полярність вихідного сигналу назад полярності сигналу, що записується, тобто максимальної амплітуді вхідного сигналу відповідають темні місця зображення. Трубка допускає передачу градацій «сірого», так як при нерівноважному записі глибина потенційного рельєфу може мати будь-які значення в межах між двома рівноважними потенціалами, яскравість свічення екрана також може змінюватися в широких межах залежно від струму фотоелектронів. Зчитування може продовжуватися протягом 10 - 15 хв, потім зображення починає помітно погіршуватися, головним чином внаслідок згладжування потенційного рельєфу позитивними іонами, які легко утворюються при великих швидкостях електронів.
Різновидом трубок, що перетворюють електричний сигнал на видиме зображення, є потенціалоскопи зі знаковою індикацією. У цих трубках використовуються рівноважний запис та зчитування сіточним керуванням.Особливістю їх є наявність на шляху записуючого електронного пучка металевої пластинки - матриці, що надає пучку поперечного перерізу у формі певного знака. При падінні такого «промодельованого» матрицею електронного пучка на мішені, виконаної у вигляді сітки, покритої шаром діелектрика, створюється потенційний рельєф, що відтворює знак, що записується. При зчитуванні промінь прожектора проходить крізь сітку-мішень лише в тих місцях, де був записаний сигнал, і, потрапляючи на екран, відтворює записаний знак.
Прикладом такої трубки є тайпотрон, схема якого наведена на рис. 3. У горловині трубки
При зчитуванні повільні електрони пучка, що зчитує, не проходять крізь сітку-мішень у тих місцях, де не було запису інформації. У тих же місцях, де написані знаки, за рахунок вищого потенціалу мішені електрони зчитуючого пучка потрапляють у поле, що прискорює, і проходять крізь мішень. Після прискорення у просторі мета – екран електрони, які пройшли крізь мета, бомбардують екран, викликаючи світіння. Орієнтовна картина, що спостерігається на екрані тайпотрона, показана на рис. 4. Конструкція тайпотрона складна, і тому він поки не набув широкого поширення.
Московський авіаційний інститут
Студент Улянов В. В.
Викладач Рибін Ю. М.
1) Потенціалоскопи («Запам'ятовують» трубки);
-Принцип дії потенціалоскопів;
-Способи запису та зчитування;
електричний сигнал у видиме зображення;
2) Список використаної літератури;
Список використаної літератури:
1) Жигаров А. А. «Електронно-променеві трубки»;
2) Кноль М. «Електронно-променеві трубки з накопиченням зарядів»;
3) Супряга Н. П. «Електронно-променеві трубки з накопиченням зарядів»;