1. Передающие телевизионные трубки, классификация и требования к ним
Передающие телевизионные трубки – приборы, предназначенные для преобразования оптического изображения в электрические сигналы. Наибольшее распространение получили два вида трубок. Трубки, в которых электронный луч развертывает оптическое изображение, спроецированное на фоточувствительную поверхность (иконоскоп, ортикон, видикон).
Второй тип – трубки, в которых электронный луч развертывает электронное изображение, перенесенное с фотокатода на специальную мишень (суперортикон, супериконоскоп). В настоящее время существует ряд передающих трубок, в которых используются различные физические процессы и явления, но ко всем предъявляются следующие общие требования: высокая чувствительность, обеспечивающая получение сигнала при малой освещенности объектов передачи; способность работы в широком диапазоне яркостей передаваемых сцен; правильное воспроизведение световых градаций; высокая разрешающая способность; высокое отношение сигнал/помеха; малая инерционность.
Металл дороже МЕДИ в кинескопе. Часть 2. Анализ Трубки(ЭЛТ).
Кроме того, к передающим трубкам предъявляются требования и эксплуатационного характера, а именно, длительный срок службы, надежность в работе, простота в эксплуатации, малые габариты и постоянство спектральной характеристики фотокатода. Передающие трубки можно классифицировать по ряду признаков.
Так, например, в зависимости от способа превращения оптического изображения в электрические сигналы они могут быть разделены на две большие группы: трубки мгновенного действия, к которым относятся диссектор Фарнсворта и электроннолучевые системы, развертывающие изображение по методу «бегущего луча»; трубки с накоплением зарядов, к которым относятся иконоскоп, ортикон, суперортикон, видикон. По принципу развертки передающие трубки могут быть разделены на трубки, работающие с разверткой лучом быстрых электронов (диссектор Фарнсворта) и электроннолучевые системы, развертывающие изображение по методу «бегущего луча», иконоскоп, супериконоскоп и некоторые типы видиконов, а также трубки, работающие с разверткой лучом медленных электронов, к которым относятся суперортикон и основные типы видиконов.
По признаку преобразования оптического изображения в электронное они могут быть разделены также на две основные группы: трубки с использованием внешнего фотоэффекта (диссектор Фарнсворта, иконоскоп, супериконоскоп, ортикон и суперортикон); трубки с внутренним фотоэффектом (все разновидности видиконов). Однако основной классификацией передающих трубок является первая.
Трубки мгновенного действия В 1930 г. Фарнсворт предложил использовать в качестве передающей трубки электронный диссектор (рассекатель). В дальнейшем эта трубка стала широко известной под названием диссектор Фарнсворта.
Диссектор представляет собой вакуумную колбу (рис.1), на внутреннюю поверхность которой наносится полупрозрачный фотокатод 1. Внутри трубки располагается анод 2 с круглым отверстием посредине 3. Диаметр этого отверстия равен величине одного элемента разложения. Для усиления сигнала используется вторично-электронный умножитель 4. Снаружи трубки располагаются строчные и кадровые отклоняющие катушки 6 и фокусирующая катушка 5, создающая равномерное магнитное поле вдоль всей трубки.
Как работает кинескопный телевизор ? Mozaik Education 3D
Между анодом и фотокатодом приложено напряжение Uа. 
Рис.1 Устройство диссектора 1 – полупрозрачный фотокатод; 2 – анод; 3 – отверстие в аноде; 4 – вторично-электронный умножитель; 5 – фокусирующая катушка; 6 — строчные и кадровые отклоняющие катушки; На диноды вторично-электронного умножителя поданы соответствующие положительные напряжения.
С помощью объектива на фотокатод трубки проецируется оптическое изображение. Из фотокатода выбиваются электроны, число которых пропорционально числу падающих на него квантов света. Полученное таким образом электронное изображение фокусируется равномерным магнитным полем фокусирующей катушки и переносится электрическим полем на анод.
Развертка изображения по строке и кадру осуществляется отклоняющими катушками. В процессе развертки все электронное изображение перемещается относительно отверстия в аноде.
Падение напряжения на сопротивлении резистора нагрузки трубки в каждый момент времени определяется только плотностью электронного изображения в том его месте, которое находится в данный момент против отверстия 4 в аноде, остальная часть электронного изображения в это время остается неиспользованной. Следовательно, из всего светового потока Fп, падающего на фотокатод трубки, используется в каждый момент времени только 1/N часть его, где N – число элементов разложения, т.е.
где F – полезный световой поток; k – формат кадра; z – число строк. В связи с этим для получения изображения удовлетворительного качества требуется большая освещенность фотокатода и соответственно объекта передачи. Это не позволяет использовать диссектор для передачи натурных сцен, поэтому он нашел применение только для передачи кинофильмов и диапозитивов, т.е. в тех случаях, когда можно создавать требуемые освещенности и для передачи ярких светящихся объектов. Положительным свойством диссектора является линейная зависимость выходного тока от освещенности фотокатода.
Источник: studfile.net
ПРИЕМНАЯ ТЕЛЕВИЗИОННАЯ ТРУБКА
Приемная телевизионная трубка — это электронно-лучевой прибор, воспроизводящий изображения на экран телевизора. Приемная телевизионная трубка представляет собой колбу из стекла с цилиндрической горловиной и конической частью с широким дном. На дно колбы, которое располагается в конической части, нанесен состав люминофора, светящийся при столкновении с электронами. Другое название приемной телевизионной трубки — кинескоп.
В 1897 г. немец К. Браун создал электронно-лучевую трубку, которая впоследствии стала важнейшим элементом электронной системы телевидения. Через 10 лет петербургский физик Б. Розинг предложил применять трубку Брауна при приеме телевизионного изображения.
В 1911 г. он продемонстрировал потрясающий для той поры эксперимент. На маленьком экране электронно-луче-вой трубки появилось изображение четырехполосной решетки, которую поместили перед объективом передающего устройства. Приемная телевизионная трубка Розинга состояла из катода, анода, люминесцирующего экрана и диафрагмы, она практически полностью совпадала с конструкцией современной приемной трубки. В 1945 г. физик А. П. Константинов модернизировал электронно-лучевую трубку для передачи изображения, применив в ней принцип накопления зарядов. Но все же официальное авторство кинескопа принадлежит ученику Розинга В. К. Зворыкину, эмигрировавшему в Америку.
Экран приемной трубки образуется слоем люминофора на дне стеклянной колбы.
В горловине трубки находится электронная пушка. Это устройство способно создавать узкий электронный луч. В электронной пушке располагаются анод, катод и электроды, фокусирующие управление лучом. Нить накала разогревает катод, и он начинает испускать электроны.
Электроны проходят сквозь управляющий электрод телевизионной трубки, который представляет собой металлический цилиндр с отверстием посередине. За управляющим электродом находятся анод, фокусирующий и ускоряющий электроды. Ускоряющий электрод призван увеличивать скорость электронов, которые движутся мимо него.
Для этого на ускоряющий электрод поступает положительное напряжение. Фокусирующий электрод поток электронов преобразует в узкий электронный луч. Покрытие, проводящее ток, нанесено на внутреннюю поверхность конуса приемной телевизионной трубки. С токопроводящим покрытием соединен анод, на который подается высокое напряжение.
В результате действия этого положительного напряжения на электроны, последние ускоряются и продолжают двигаться к экрану кинескопа. Из электронной пушки электроны вылетают на большой скорости, которая в несколько раз превышает первоначальную скорость электронов. Яркость свечения экрана приемной трубки зависит от силы потока электронов — чем сильнее поток, тем ярче свет.
Управляющий электрод может регулировать яркость изображения. Электронный луч перемещается по экрану телевизионной трубки за счет действия магнитного поля. Поле создается катушками строк и кадров, т. е. отклоняющими катушками. Эти катушки, которые являются электромагнитами, располагаются на горловине колбы. Благодаря строчным катушкам электронный луч передвигается горизонтально, а кадровым катушкам — вертикально.
В приемной трубке цветного телевизора находятся три электронные пушки. Экран кинескопа покрывают тысячи точек зеленого, синего и красного люминофоров, которые при попадании на них электронов начинают светиться. Цветные люминофоры очень малы, поэтому человеческий глаз воспринимает зерна люминофоров как цельное цветное изображение.
Источник: enciklopediya-tehniki.ru
Передающая телевизионная трубка
Передающая телевизионная трубка — общее название класса электронно-лучевых устройств, преобразующих движущееся изображение в телевизионный видеосигнал. Главная составная часть телевизионных передающих камер и видеокамер, использовавшаяся до появления полупроводниковых светочувствительных матриц.
Принцип действия
Первоначально основывались на внешнем фотоэффекте, позднее — на внутреннем. Самые известные представители, в порядке появления — иконоскоп, суперортикон, видикон.
Неизменными составными частями передающих телевизионных трубок были светочувствительная мишень, куда проецировалось изображение, и в которой происходило накопление зарядов, и электронно-лучевая пушка, осуществлявшая сканирование мишени. Накопление зарядов происходило в течение всего времени кадра, а считывание — практически мгновенно, при прохождении электронного луча.
Для вещательного телевидения соотношение времени накопления и времени считывания — около полумиллиона. Сканирование мишени производилось с помощью отклонения электронного луча магнитным полем, как и в кинескопе. Для увеличения чувствительности и отношения сигнал/шум в конструкцию вводились дополнительные элементы, например, секция переноса, представлявшая собой оптико-электронный преобразователь. В этом случае на мишень падал не свет, а ускоренные электроны, выбитые из фотокатода.
История
Основными вехами развития передающих трубок были их следующие типы, указанные в хронологическом порядке: Иконоскоп Супериконоскоп Суперортикон Видикон
Происхождение названия
Слово «трубка» в названии является калькой с tube, которым долгое время обозначали все вакуумные электронные приборы. В действительности, форму «трубки» имели только видиконы, остальные приборы помещались в стеклянные баллоны довольно сложной и иногда несимметричной формы.
Габариты передающих телевизионных трубок были весьма большими, до полуметра в длину при размере светочувствительной мишени порядка 1 дециметра. Прогресс способствовал уменьшению размеров, наиболее массовыми в студийных камерах были трубки с диаметром в 1 дюйм, а для применения в бытовой и репортажной аппаратуре были разработаны и полудюймовые видиконы. Как правило, для фокусировки использовалось магнитное поле, так же, как и для отклонения луча, поэтому дополнительно габариты телекамеры увеличивались из-за фокусирующе-отклоняющей системы.
Современность
В настоящее время применяются только в узкоспециальном оборудовании.
В массовом применении полностью вытеснены полупроводниковыми датчиками изображения.
Интересные факты
Несмотря на то, что вакуумные трубки уже почти два десятилетия не применяются в телевидении, размеры матриц в современных камерах исчисляются в диаметрах трубок с таким же размером светочувствительной мишени. То есть 1-дюймовая матрица по диагонали заметно меньше 1 дюйма, так как у соответствующего видикона это был наружный диаметр стеклянного баллона. Размер такой матрицы примерно 10×13 мм, а диагональ, соответственно, около 17 мм, то есть, приблизительно, 2/3 дюйма. Сделано это было для совместимости оптики «старых» камер и «новых».
Источник: machinepedia.org