Абстрактни потенциалоскопи
Потенциалоскопи (тръби "Memory").
Принципът на действие на потенциалоскопите.
Потенциалоскопите или тръбите с "памет" се наричат катодно-лъчеви устройства, предназначени за натрупване на определена информация и нейното последващо възпроизвеждане. Действието на различни потенциалоскопи се основава на натрупването на електрически заряди върху повърхността на мишена с потенциален носител. Натрупаният заряд се разпределя върху целта в съответствие със записаната информация и след това това разпределение на натрупания заряд отново се преобразува в изходен сигнал.
По този начин работата на потенциалоскопа се състои от две операции: 1) запис на информация, т.е. натрупване на заряд върху целевата повърхност; 2) четене. Записването е процес на създаване на дългосрочен потенциален релеф върху целевата повърхност, който съответства на записваната информация. В резултат на втората операция потенциалният релеф се преобразува в изходен сигнал, който дава достатъчно точна информация за записаната информация.
Освен запис и четене, при някои видове потенциалоскопи има и трета, спомагателна операция - изтриване, при която се унищожава потенциалният релеф, необходим понякога за подготовка на потенциалоскопа за запис на нова информация.
Информацията, която трябва да бъде записана, се въвежда в потенциалоскопа под формата на последователност от електрически импулси или чрез прожектиране на оптично изображение върху фоточувствителна цел.
По подобен начин прочетената информация обикновено се извежда от потенциалоскопа като поредица от електрически импулси. Понякога прочетената информация се преобразува във видимо изображение, гледано на екрана.
Времето за съхранение на записаната информация може да варира значително.граници - от части от секундата до няколко часа и дори дни, а броят на показанията - от едно до десетки и стотици хиляди.В някои случаи записаната информация се съхранява за достатъчно дълго време поради високата изолация на целта, в други тръби се използва специален електронен лъч за увеличаване на времето за съхранение на записаните сигнали, фиксиране ("поддържане") на потенциалния релеф.
В повечето случаи потенциалите на osprey се състоят от мишена (потенциален носител), на чиято повърхност се създава потенциален релеф, електронни проектори, които създават записващи и четещи електронни лъчи и отклоняващи системи. В някои потенциалоскопи се използва един проектор за създаване на записващи и четящи лъчи. В допълнение към тези основни елементи, потенциалоскопите като правило имат колектор, който събира електрони (вторични електрони, фотоелектрони, електрони, отразени от целта), решетки за създаване на електрически полета с необходимата конфигурация и други спомагателни елементи, включително проводящ целеви субстрат, който обикновено се нарича сигнална плоча, тъй като към него може да бъде подаден записан сигнал или да бъде „отстранен“ от него прочетен сигнал.
Методи на писане и четене.
Има няколко начина за писане и четене, но в повечето тръби за съхранение на заряд писането и четенето се извършват под въздействието на електронен лъч, разпръснат върху целевата повърхност.
В общия случай целта може да се разглежда като набор от изолирани елементи за съхранение. Целта най-често е диелектричен слой или съвкупност от проводими частици, изолирани една от друга, отложени върху диелектричната повърхност („мозайка“). Вторичните емисионни свойства на диелектрик са описани графичнокривата на зависимостта на коефициента на вторична емисия от енергията на падащите електрони. Коефициент на вторична емисия d=1 в две точки: при e1 =eUcr1 и e1 =eUcr2 ; освен това коефициентът на „привидната“ вторична емисия клони към 1 като e1 ®0.
Когато повърхността на непроводима мишена се сканира от електронен лъч, потенциалът на нейните елементи може да приеме различни равновесни стойности в зависимост от енергията на електроните, бомбардиращи повърхността на мишената. Когато се анализира работата на потенциалоскопите, трябва да се има предвид, че потенциалът на диелектричната повърхност може да се различава значително от потенциала на ускоряващия електрод на електронен проектор, който създава лъч, падащ върху мишена. В този случай истинската енергия на електроните, достигащи целта, се определя не от ускоряващото напрежение на прожектора, а от потенциала на целевия елемент, облъчен от електронния лъч. Енергията на електроните, приближаващи се към целта, обаче зависи от ускоряващото напрежение на проектора или колекторното напрежение, ако то се различава от ускоряващото напрежение.
Колекторът е инсталиран близо до мишената, за да избира вторични електрони, излъчени от мишената. Ролята на колектора често се изпълнява от пръстен от проводимо покритие по стените на колбата в целевата зона или специална решетка, разположена пред мишената.
Ако потенциалът на ускоряващия електрод или колектор е по-нисък от Ucr1 и d Ucr2, мишената губи по-малко вторични електрони, отколкото получава първични електрони от лъча, и потенциалът на повърхността на мишената започва да намалява. В този случай обаче потенциалът не намалява до нула, тъй като когато целта достигне потенциал, равен на Ucr2, вторичният емисионен коефициент става равен на 1, по-нататъшното натрупване на заряд спира и се установява равновесна стойност на целевия потенциал, равна на Ucr2.
Приблизителна зависимостпотенциалът на изолиран целеви елемент върху енергията на първичните електрони е показан на фиг. 1. От фигурата се вижда, че са възможни три различни стойности на равновесния потенциал: за Uа> Ucr1, равновесният потенциал е равен на нула; при Ucr1 0 спрямо оста на колбата. Вътрешната повърхност на цилиндричната част на колбата и гърлото има проводимо покритие, което действа като колектор. Един колектор, поставен в гърлото на тръбата, извършва както запис, така и изтриване. Този потенциалоскоп използва контролирано от мрежата неравновесно писане и четене.
Прожекторът на потенциалоскопа се използва само при запис.
Отчитането се извършва от достатъчно високо ускоряващо напрежение, необходимо за получаване на отрицателен потенциален релеф поради d 1. Проекторът обикновено се изгражда по триодна схема (катод - модулатор - анод), като втората леща се използва къса магнитна намотка, поставена на гърлото на крушката. Отклоняването на лъча може да бъде магнитно или електростатично.
Мишената е диелектричен слой, нанесен върху сигналната пластина. На повърхността на диелектрика има фоточувствителни частици (миниатюрни фотокатоди), електрически свързани помежду си. Диелектричната повърхност, непокрита от фотокатоди, е потенциален носител.
Когато се подготвя потенциалоскопът за запис (или изтриване на предварително записана информация), целевата повърхност се разгръща от немодулиран лъч с достатъчно висок ток при ускоряващо напрежение, което осигурява стойност d> 1. В този случай потенциалът на сигналната пластина и свързания с нея фотокатод е равен на потенциала на колектора.
При запис ускоряващото напрежение се повишава до стойност, надвишаваща втория критичен потенциал, и записаният сигнал се прилага към модулатора на проектора. Тъй като притова d -7 mm Hg. Изкуство. могат да се съхраняват дълго време - до 30 дни.
Четенето става, когато елементарните фотокатоди са осветени от външен източник на светлина. В този случай потенциалът на сигналната пластина е настроен отрицателно по отношение на колектора. Електроните, излъчени от фотокатодите, когато са осветени, се ускоряват от полето на колектора и се фокусират от равномерно надлъжно магнитно поле, създадено от дълга намотка, поставена върху цилиндричната част на крушката. Потенциалният релеф действа като контролна решетка на електронна лампа: електроните от фотокатодите, разположени близо до отрицателно заредените целеви елементи, се забавят и не достигат до луминесцентния екран или достигат по-малко количество. Тъй като еднородното магнитно поле "пренася" електронния образ от целта към екрана, записаният сигнал се възпроизвежда на екрана като изображение.
Очевидно полярността на изходния сигнал е обратна на полярността на записания сигнал, т.е. максималната амплитуда на входния сигнал съответства на тъмните области на изображението. Тръбата позволява предаване на "сиви" градации, тъй като при неравновесно записване дълбочината на потенциалния релеф може да има всякакви стойности между два равновесни потенциала, яркостта на сиянието на екрана също може да варира в широк диапазон в зависимост от фотоелектронния ток. Четенето може да продължи 10-15 минути, след което изображението започва забележимо да се влошава, главно поради изглаждането на потенциалния релеф от положителни йони, които лесно се образуват при високи скорости на електрони.
Разнообразие от тръби, които преобразуват електрически сигнал във видимо изображение, са потенциалоскопи със знакова индикация. Тези тръби използват контролирано от мрежата равновесно записване и четене.Тяхната особеност е наличието на пътя на записващия електронен лъч на метална пластина - матрица, която придава на лъча напречно сечение под формата на определен знак. Когато такъв „моделиран“ от матрицата електронен лъч попадне върху мишена, направена под формата на решетка, покрита с диелектричен слой, се създава потенциален релеф, който възпроизвежда записания знак. При четене лъчът на прожектора за четене преминава през целевата решетка само на местата, където е записан сигналът, и, удряйки екрана, възпроизвежда записания знак.
Пример за такава тръба е типотронът, чиято схема е показана на фиг. 3. На гърлото на тръбата
При четене бавните електрони на четящия лъч не преминават през целевата решетка в онези места, където не е имало запис на информация. На същите места, където са изписани знаците, поради по-високия потенциал на мишената, електроните на четящия лъч влизат в ускоряващото поле и преминават през мишената. След ускорение в пространството на целевия екран, електроните, които са преминали през целта, бомбардират екрана, причинявайки блясък. Приблизителна картина, наблюдавана на екрана на Typotron, е показана на фиг. 4. Дизайнът на типотрона е сложен и затова все още не е широко използван.
Московски авиационен институт
Студентът Улянов В.В.
Учителят Рибин Ю. М.
1) Потенциалоскопи (тръби "памет");
—Принцип на действие на потенциалоскопите;
— Методи на писане и четене;
електрически сигнал във видимо изображение;
2) Списък на използваната литература;
Библиография:
1) Жигарев А. А. "Електронно-лъчеви тръби";
2) Knol M. “Електронно-лъчеви тръби с натрупване на заряд”;
3) Н. П. Супряга “Електронно-лъчеви тръби с натрупване на заряд”;