Иконоскоп.

Хотя иконоскоп в настоящее время уже не применяется, но знакомство с принципом его работы разрешит лучше понять логику созревания передающих телевизионных трубок.

Изобретение иконоскопа появилось революционным скачком при переводе телевидения от механической развертки к электронной. По соотнесению с диссектором иконоскоп владеет значительно более высокой восприимчивостью и на его основе были созданы первые сообщающие камеры для ведения ровно студийных, так и внестудийных передач (при достаточной освещенности передаваемой сцены).

Иконоскоп представляет собой открытую модель для изучения телесных процессов, лежащих в источнике принципа действия современных сообщающих трубок. Иконоскоп имеет стеклянную колбу с горловиной, в которой находится электронный прожектор. Основным элементом иконоскопа берется фотомозаика, представляющая собой слюдяную пластинку, на лицевую плоскость которой напылены мельчайшие чуточки (зерна) серебра, изолированные 1 от другой. Тыльная палестина слюдяной пластины покрыта круглым слоем серебра. Этот покров называется сигнальной пластиной.
Перед фотомозаикой установлено металлическое кольцо, играющее роль коллектора фотоэлектронов и вторичных электронов. По отношению к коллектору каждое зерно фотомозаики воображает собой микроскопический фотокатод, а по отношению к сигнальной пластике - обкладку маленького конденсатора. На горловину надеваются отклоняющие катушки (кадровые и строчные). Сопротивление нагрузки заключается в цепь сигнальной пластины. Оптическое изображение передаваемого объекта проецируется на поверхность фотомозаики через стенку колбы.

Чтобы облегчить осознание сложных процессов, протекающих лезь работе иконоскопа, рассмотрим отдельно следующие три процесса:
коммутация электронным лучом неосвещенной фотомозаики;
образование мыслимого рельефа на фотомозаике;
считывание потенциального рельефа, записанного на поверхности фотомозаики, и образование сигнала изображения.
В действительности все такие три процесса протекают одновременно. При отсутствие освещения электронный луч обегает поверхность фотомозаики и, попадая поочередно на все зерна,

выбивает из них повторные электроны, которые устремляются к коллектору. При этом семени фотомозаики, скоммутированные электронным лучом, приобретают положительный потенциал и между мозаикой и коллектором возникает тормозящее электрическое фон, препятствующее дальнейшему перелету повторных электронов с мозаики на коллектор.

Повторные электроны, выбиваемые электронным лучом из фотомозаики можно распределить на три группы:
1 группа - самым быстрые электроны, способные победить тормозящее поле и догнать коллектора;
2 команда - самые медленные электроны, не способные преодолеть тормозящее поле коллектора и дающие обратно на те семени, с которых они вылетели;
3 группа - электроны, не способные справиться тормозящее поле коллектора, но падающие на соседние семени мозаики; вторичные электроны 3 группы, оседая на сопредельных зернах, создают как бы "электронный дождь, который безостановочно "моросить над поверхностью мозаики и снижает потенциал ее зерен.
Опытным линией было установлено, что в момент коммутации зерно прыжком приобретает потенциал, равный +3 В, а затем под действием электронного дождя тот, что потенциал снижается до значимости - 1,5 В.
Когда на плоскость фотомозаики спроецировано оптическое отображение, освещенные зерна мозаики приступают напускать фотоэлектроны. При данном событии чем ярче участок спроецированного изображения, тем больше фотоэлектронов вылетает с соответствующих семян. Фотоэмиссия освещенной мозаики мешает снижению потенциала освещенных семян, потенциал Наиболее ярко озаренных зерен снижается только до +1 В, а потенциал зерен, имеющих промежуточную освещенность, - до значения в пределах от +1 до - 1,5 В.

При любой последующей коммутации фотомозаики (сквозь период кадра) потенциал любого зерна снова скачком взвевается до значения +3 В. В результате на плоскости фотомозаики возникает так величаемый потенциальный рельеф - больше всего светлым участкам оптического представления соответствуют более высокие значимости потенциалов (около +1 В, а наиболее темным-самые низенькие - около - 1,5 В). Одновременно с этим происходит заряд простых микроскопических конденсаторов, образованных зернами и сигнальной пластиной. Сии заряженные конденсаторы как бы запоминают (накапливают) оптическую спич, содержащуюся в оптическом рисунки, спроецированном на поверхность мозаики.

Для такого чтобы преобразовать потенциальный рельеф на фотомозаике в сигнал изображения, необходимо поочередно "опросить" все зерна или ровно принято в телевидении "думать" потенциальный рельеф.
Движение считывания осуществляется в секунды коммутации электронным лучом семян мозаики. В моменты коммутации зерен происходит стирание мыслимого рельефа (неосвещенное зерно насчитывает потенциал 3 В), столько как потенциал всех коммутируемых зерен поочередно доводится до равновесного потенциала +3 В. Но при этом одновременно происходит процесс дозаряда (ливень перезарядка) элементарных конденсаторов. Токи дозаряда (перезарядка) протекают сквозь сопротивление нагрузки н созидают на нем сигнал представления.

Очевидно, то что при коммутации слабо осиянного зерна токи перезарядка станут большими, чем при коммутации ярко освещенных зерен, и, следовательно, полярность сигнала на нагрузке иконоскопа будет негативной.
Достоинствами иконоскопа появляются высокая четкость передаваемых очерчиваний, малое значение собственных гулов, хорошая передача градаций яркости, высокая стабильность сигнала, громадной срок службы. Однако иконоскопу присущи серьезные недостатки: жирная чувствительность, трапецеидальные искажения растра, явление "черного пятна", знатные габариты, неудобная форма баллона, невозможность использования светосильных короткофокусных объективов (из-за большого дистанции между передней стенкой баллона и фотомозаикой).

Рассмотрим некоторые недостатки иконоскопа, так как они свойственны и другом передающим телевизионным трубкам.
Трапециидальные перекривления возникают потому, что ось электронного прожектора направлена под углом к развертываемой плоскости. Верхние строки удалены от центра отклонения на длиннее расстояние, чем нижние, и при одинаковых угловых отстранениях луча в горизонтальном назначеньи (вдоль строк) верхние строчки оказываются длиннее нижних - растр приобретает форму трапеции в верхние детали представления оказываются растянутыми в горизонтальном направлении.
Для компенсации трапецеидальных искажений растра ток в строчных отклоняющих катушках модулируют пилообразным напряжением кадровой развертки так, что масштаб строк в процессе кадровой развертки постепенно увеличивается.

Явление "черного пачка" возникает вследствие неравномерного разделения электронов 3-й группы по поверхности фотомозаики. Большинство их оседает на середине фотомозаики, и там образуется отрасль с пониженным потенциальным рельефом, так называемая потенциальная углубление. На экране кинескопа телика потенциальная яма видна в виде участка изображения убавленной яркость, так называемого угольного пятна. Черное пятно возможно скомпенсировать либо оптическим, или электрическим способом. Идея обоих способов сводится к организацию белого пятна, которое, накладываясь на черное, устраняет затемнение части изображения на киноэкране кинескопа. При оптической компенсации белое пятно создают запасными электрическими лампочками, подсвечивающими ту часть поверхности фотомозаики, на которой образуется потенциальная углубление. Однако форма и габариты потенциальной ямы и ее расположение на поверхности фотомозаики в процессе передачи меняются, так как зависят от характера передаваемой сцены (отображения) и оптическая компенсация не обеспечивает удобства регулировки - в процессе телепередачи переведение подсвечивающих лампочек крайне сложно.

Более практичной является электрическая компенсация, лезь которой в специальном генераторе формируется напряжение, одинаковое с сигналом от потенциальной ямы, но имеющее обратную полярность; этот компенсирующий сигнал смешивается с сигналом изображения.
Сигнал компенсации черного пачка должен иметь довольно затруднительную форму и обычно складывается из нескольких составляющих: пилообразной, параболической и синусоидальной

соответственно кадровой и строчной частоты. При том, что компенсация черного пятна завоевывается регулировкой амплитуды и фазы перечисленных составляющих компенсирующего сигнала.
Супериконоскоп. Основным изъяном иконоскопа явилась его малорослая чувствительность, требующая очень возвышенной освещенности передаваемого объекта (5000 - 10000 лк), какую можно

снабдить только в студии, снабженной мощными осветительными установками. Данное ограничивало возможность использования иконоскопа для телепередачи при коротеньких освещенностях.
Оказалось, чисто чувствительность иконоскопа практически в 15 - 20 однажды ниже теоретической. Объясняется такой целым рядом факторов. Из-снаружи влияния отрицательного пространственного заряда, создаваемого большим количеством повторных электронов, и наличия тормозящего поля между мозаикой и коллектором только примерно 5 часть фотоэлектронов перелетает на коллектор. Кроме этого, повторные электроны 3-й группы, развлекаясь по мозаике, сглаживают вероятный рельеф, а дискретная строение фотомозаики приводит к книжке, что значительная часть световых лучей освещает промежутки между зернами и не преобразуется в сигнал изображения.

Поиски ученых и инженеров были направлены на предотвращение причин, снижающих чувствительность иконоскопа. В 1933 г. 2 советских ученых, П. В. Шмаков и П. В. Тимофеев, изобрели супериконоскоп ливень иконоскоп с переносом воссоздания, обладающий чувствительностью примерно на порядок выше, чем иконоскоп. Благодаря использованию принципа выноса электронного изображения оказалось потенциальным использовать сплошной, а не мозаичный фотокатод и ради образования потенциального рельефа употребить отдельную от фотокатода пластину - диэлектрическую мишень.
ускоренные фотоэлектроны, вылетающие из фотокатода, выбивают из плоскости мишени вторичные электроны и создают более глубокий вероятный рельеф, чем кванты светового луча в иконоскопе. Мишень супериконоскопа можно мысленно разделить на отдельные элементы, поверхность каких, обращенная к фотокатоду, обладает различные потенциалы, однако растекания зарядов на поверхности цели не происходит, так что она выполнена из диэлектрика.
Но процесс формирования сигнала изображения (считывания допустимого рельефа) аналогичен процессу в иконоскопе. Супериконоскопу так же, как и иконоскопу, свойственны трапецеидальные искажения растра и явление черного пятна. Супериконоскоп получил широкое применение во всех странах как в телевизионном вещании, так и в прикладных телевизионных организациях. По четкости изображения супериконоскоп уступает иконоскопу из-за расфокусировки электронного изображения в разбирательстве переноса.

Впечатлительность супериконоскопа была недостаточной ради ведения внестудийных телевизионных трансляций при низких уровнях освещенности, и дальнейшие поиски научных работников и инженеров были нацелены на устранение этого недостача. В сороковых годах в США появилась принципиально новоиспеченная передающая телевизионная трубка суперортикон.
Суперортикон имеет цилиндрическую колбу ступенчатой формы. В широкой части колбы устраивается секция переноса электронного рисования. В противоположном конце тесной части колбы смонтирован электронный прожектор, составляющий вместе со вторично-электронным умножителем общий конструктивный узел. Между секцией сноса и секцией электронного умножителя размещается секция коммутации и развертки.