где Во-яркость светового источника, возбуждающего глаз; Та-постоянная времени, характеризующая инерционность глаза при спадании (затухании) яркости.

Кажущаяся яркость при мгновенном возникновении светового потока нарастает значительно быстрее, чем происходит ее убывание при исчезновении светового потока, т. е. постоянная времени возбуждения глаза значительно меньще постоянной времени затухания (Ti< Т2). Этим объясняется быстрое восприятие изменений яркости и запоминание их на некоторое время, что способствует созданию иллюзии целостности воспринимаемого изображения при последовательной передаче элементов этого изображения.

Поскольку Ti<T2, то под инерционностью зрения обычно понимают его способность сохранять световое ощущение после прекращения воздействия светового потока. Эта способность оценивается Ьостоянной времени Тг. Инерционность зрения способствует воспроизведению движения передаваемого изображения при достаточно быстрой последовательной смене однокадровых неподвижных изображений, воспроизводимых перед наблюдателем.

Эффект воспроизведения достаточно плавного движения достигается при передаче 24-25 кадров в секунду. Однако при этом заметны значительные мелькания, утомляющие глаз. Ощущение мельканий пропадает, если частота смены кадров при построечной развертке достигает 48-60 гц.

15-3. ПЕРЕДАЮЩИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ТРУБКИ

Передающая трубка должна иметь высокую чувствительность, работать в щиро-ком диапазоне освещенностей сюжетов передачи, правильно воспроизводить световые градации, иметь высокую разрешающую способность и высокое отношение сигнал/шум на выходе трубки.

Передающие трубки с накоплением зарядов

С увеличением числа элементов, на которые раскладывается передаваемое изображение, размер этих элементов уменьшается, вследствие чего уменьшаются поток отраженной от них энергии и время, в течение которого происходит светоэлектрическое преобразование одного элемента изображения. Поэтому с увеличением числа элементов разложения при использовании в качестве светоэлектрических (фотоэлектронных) преобразователей обычных фотоэлементов чувствительность преобразователя передающей части телевизионной системы оказывается очень малой. Даже при очень сильном освещении сюжета передачи на выходе фотоэлектронного преобразователя получается

весьма слабый сигнал, соизмеримый с флук-туационными шумами преобразователя.

В современных передающих телевизионных трубках для увеличения их чувствительности используется принцип накопления зарядов. Сущность этого принципа поясняет схема, представленная на рис. 15-7.

В вакуумной колбе располагается м и -шень (рис. 15-7, я) - пластинка из слю-

Слюда

Пленка металла

Рис. 15-7. Схема передающей трубки с накоплением зарядов.

ды, на одной стороне которой нанесено множество фотоэлектронных катодов S (элементов, способных эмитти-ровать фотоэлектроны под действием падающего света). С другой стороны на эту пластинку наносится слой металла - сигнальный электрод. Каждый из фотоэлектронных катодов вместе с сигнальным электродом образует элементарные емкости Сь Сг, Сп. Слюдяная пластина служит диэлектриком (рис. 15-7,6). Общим анодом всех элементарных фотокатодов S является металлическое кольцо-коллекТор К, помещенное перед мишенью. Под действием спроецированного на мишень оптического изображения каждый из ее фотокатодов эмиттирует электроны, которые улавливаются коллектором. При этом в цепи каждого фотоэлектронного катода под действием напряжения (7ф, подводимого к коллектору, будет протекать фотоэлектронный ток, заряжающий элементарный накопительный конденсатор Сь Сг..... С . Величина зарядного

тока каждого конденсатора зависит от светового потока, падающего на соответствующий фотокатод. В результате за период кадровой развертки на конденсаторах Си Сг, Сп накапливаются заряды, образующие своеобразный потенциальный рельеф , т.е. электрическое отображение распределения яркостей передаваемого изображения.

Процесс преобразования оптического изображения в видеосигнал завершается электронным лучом, который поочередно

(в соответствии с законом развертки) быстро разряжает накопительные конденсаторы (восполняет выбитые из катодов электроны) через нагрузочное сопротивление Ra, на котором выделяется напряжение видеосигнала. При использовании принципа накопления чувствительность фотоэлектронного преобразователя (размах видеосигнала на его выходе) теоретически должна увеличиться во столько раз, во сколько время заряда накопительных конденсаторов (период кадровой развертки) больше времени разряда (время нахождения луча на элементарном катоде) при коммутации. Реальный же выигрыш из-за наличия пространственного заряда в трубке и ряда других особенностей работы передающих трубок с накоплением зарядов оказывается меньшим.

Формирование и фокусировка электронного луча в приемных и передающих электроннолучевых трубках производятся с помощью находящейся внутри трубки электронной пушки (прожектора, см. т. 1, § 8-9). Схема электронной пушки приведена на рис. 15-8.

В непосредственной близости от поверхности катода располагается управляющий электрод, через который проходят электроны, вылетевшие с поверхности катода. К управляющему электроду прикладывается отрицательное напряжение (по отношению к катоду), с изменением величины которого изменяется количество электронов (ток луча). Управляющий электрод, кроме того, производит предварительную фокусировку электронного луча, т. е. придает его сечению круглую форму определенного диаметра.

Дальнейшая фокусировка осуществляется в системе электростатических полей первого и второго анодов.

На первый анод по отношению к катоду подается положительное напряжение, ускоряющее движение электронов от катода. На

Катод-

Управляющий . Бторой атв

злеитрод Первый оной

Рис. 15-8. Схема электронной пушки.

колбах всех приемных и некоторых типов передающих трубок наносится металлизированное покрытие, служащее вторым ускоряющим анодом, к которому подводится еще более высокое напряжение, чем на первый анод.

Для того чтобы электронный луч, падающий на пластинку с потенциальным рельефом передающей трубки имел нужный (весьма малый) диаметр, его надо сфоку-

сировать. Для этого специально подбирают напряжения на электродах трубки и взаимное расположение электродов (см. т. 1 § 8-9). Так, например, между управляющим электродом и первым анодом, а также между первым и вторым анодами из-за наличия разности потенциалов между этими электродами образуются определенной формы эквипотенциальные поверхности

Управляющий электрод Первый анод

Катод

Рис. 15-9. Форма эквипотенциальных поверхностей электрического поля в электроннолучевой трубке.

(рис. 15-9). В зависимости от формы и расположения электродов и от соотношения их потенциалов можно осуществлять электростатическую фокусировку луча.

Фокусировка луча может осуществляться также продольным магнитным полем, т. е. таким полем, магнитные силовые линии которого направлены вдоль оси луча. Для магнитной фокусировки применяются два типа катушек: длинные и короткие. Витки длинной катушки распределены вдоль всего пути электронного луча. Внутри таких катушек магнитное поле можно считать практически однородным.. У короткой фокусирующей катушки витки сосредоточены на небольшом участке пути движения электродов. Магнитное поле таких катушек неоднородно.

Электрон в однородном магнитном поле-, создаваемом длинной катушкой, будет двигаться по винтовой линии. Радиус кривизны этой липни определяется выражением

R = -

где т/е - отношение массы электрона к его заряду;

- составляющая скорости электрона, перпендикулярная магнитным силовым линиям; Н - напряженность магнитного поля.

Задачей фокусировки является задание электрону такой траектории движения, нр>и которой он, выйдя из точки А, пришел бы

Н

Рис. 15-10. Траектория движения электронов.

пряженности магнитного поля Н все электроны, одновременно вылетевшие с катода под разными (небольшими) углами, соберутся снова вместе в некоторой точке. Расстояние точки сбора от точки вылета будет определяться при постоянных ускоряющих напряжениях только напряженностью магнитного поля. Изменяя величину Н (величину тока в фокусирующей катушке), можно совмещать точку сбора электронов в нужной плоскости, перпендикулярной оси трубки.

При фокусировке луча короткой катушкой электроны не успевают сделать полного оборота. Однако ту часть оборота, которую совершают все электроны луча, находясь в магнитном поле катушкц, они проходят за одинаковое время и, таким образом, снова собираются в одну точку, если углы их вылета невелики, а скорость одинакова.

в точку В (рис. 15-10). Длина окружности, по которой движется электрон, составляет:

/ = 2nR=2n

При скорости движения по окружности, равной ci2. продолжительность полного оборота электрона будет:

Г= -= 2П

Из последнего выражения следует, что период вращения электрона не зависит от направления и величины скорости электрона и определяется только напряженностью магнитного поля, создаваемого катушкой.

Длина одного витка спирали будет зависеть от продольной скорости электрона. Так как продольная скорость у всех электронов луча практически одинакова, то можно считать, что при заданной величине на-

КолБа- Коллектор

Фотомогаика

/ Второй. I анод Отклонпющие катушки

тОб ток луча

Фокусировка

Слада.

+ 10006

Рис. 15-11. Передающая трубка иконоскоп.

Передающая трубка типа иконоскоп

Первым типом передающей трубки, практически позволившей осуществить переход от телевизионных систем с механической разверткой к электронным телевизионным системам, явилась трубка, названная иконоскопом (рис. 15-11). Она представляет собой стеклянную колбу цилиндрической формы с боковым отростком, в котором располагается электронный прожектор. Фокусируется луч электростатическим полем, а отклоняется магнитным полем, создаваемым с помощью катушек, надеваемых на горловину отростка. Важнейшим элементом трубки является мозаичный фотоэлектронный катод, представляющий собой слюдяную пластинку с нанесенными на ней мельчайшими серебряно-цезиевыми фотоэлектронными катодами.

Мозаичная мишень расположена в задней части колбы иконоскопа. Перед мишенью установлено кольцо - коллектор.

При проектировании на фотомозаику передаваемого изображения на элементарных накопительных конденсаторах образуется потенциальный рельеф.

Электронный коммутирующий луч, прочерчивая в соответствии с установленным порядком развертки всю поверхность мозаики, периодически на короткое время покрывает каж-дре из ее зерен.

Электроны луча, падая на каждую из точек мишени, выбивают из них вторичные электроны, количество которых в результате втооичной эмиссии в 4-5 раз больше числа упавших, поэтому каж-