Запоминающая электронно-лучевая трубка

 

ЗАПОМИНАЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВАЯ ТРУБКА по авт.св. № 695417, отличающаяся тем, что, с целью повьвпения достоверности информации при проведении физичecкиk измерений, она дополнительно содержит слой диэлектрика, расположенный на . вьс одных участках каналов микроканальной пластины со стороны, обращенной к сигнальному электроду, при чем толщина & диэлектрического слоя удовлетворяет условию - о 3 диаметр канала микроканальгде ной пластины.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЬГТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Н 01 J 31/58

-2 4 -!

10 Й а 10 а

1 (61) 695417 (21) 3574314/18-21 . (22) 08.04 ° 83 (46) 30.06.85. Бюл. М 24 (72) С.И. Павлов, В.Н. Панин, E.Н. Саратовский и В.К. Архипов (53) 621.385.832(088.8) (56) 1. Патент Великобритании

В 1424279, кл, Н 1 D, опублик.

24.07.76.

2. Авторское свидетельство СССР

У 695417, кл. Н 01 J 31/58, заявл.

1977 (прототип) . (54) (57) ЗАПОМИНАЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВАЯ ТРУБКА по авт.св. У 695417, отличающаяся тем, что, с целью повышения достоверности информации при проведении физически1с измерений, она дополнительно содержит слой диэлектрика, расположенный на выходных участках каналов микроканальной пластины со стороны, обращенной к сигнальному электроду, причем толщина 4 диэлектрического слоя удовлетворяет условию где о — диаметр канала микроканальной пластины. 3

1114237

Изобретение относится к электронной технике, а именно к скоростным запоминающим электронно-лучевым трубкам (ЗЭЛТ), предназначенным для масштабно-временного преобразования 5 (МВП) однократных электрических. сигналов, содержащим усилительную мик— роканальную пластину (МКП).

По основному авт.св. Р 695417 известна запоминающая электроннолучевая трубка j1).

ЗЭЛТ содержит электронные прожекторы записи и считывания, усилительную MKEI и сигнальный электрод.

Электронные прожекторы записи и считывания. расположены по одну сторону.

МКП, по другую сторону МПК по ходу электронных потоков расположен сигнальный электрод.

Усилительная МКП одновременно 20 является запоминающим элементом.

Запись регистрируемого сигнала осуществляют на микроканальной пластине в режиме, при котором величина тока записывающего луча соответствует режиму насыщения каналов МПК. При записи сигнала под лучом в МКП создается зарядный рельеф в виде поверхностных положительных зарядов на стенках каналов МКП, соответствую- З0 щий изображению входного сигнала.

Затем MKII облучают электронным считывающим лучом, развернутым в раст, с той же стороны, с какой производят запись, при величине тока, соответствующей режиму насыщения каналов

MKII. При считывании электронный луч считывающего прожектора сканирует входную поверхность МКП со скоростью считывания HoI о меяьшей скорости 40 записи. Выходной ток МКП, регистрируемый сигнальным электродом, при этом оказывается промодулированным зарядным рельефом, образованным на стенках каналов MKII при записи.

Выходные считанные сигналы получают за счет разницы выходного тока с участков MKII, на которых была произведена предварительная запись, и учястков, Где зяпись отсутствовяля. 50

Общее время считывания (время кадровой развертки при раствором считывании) определяют из соотношения п п и и

"сцит " 1 " HoccT где " счет общее время считывания лучом, развернутым в раст, отсчитанное от момента записи, зо ст — время восстановления

МКП от состояния насыщения до исходного. Достоинством известной ЗЭЛТ является высокая разрешающая способность, Недостатком известной ЗЭЛТ является невысокая достоверность информации из-за малого коэффициента масштабновременного преобразования информации. Коэффициент МВП информации определяется как отношение вреРР мени считывания ever к длительнос сцит ти развертки записи 7, V u

SaII ПР =

" ап . Малая величина „обусловлена низкой эффективностью МКП как запоминающего (накопительного) элемента.

Это объясняется следующим. При записи наиболыций поверхностный положительный заряд, формирующий зарядный рельеф, соответствующий изображению исследуемого сигнала, образуется вблизи выходных участков каналов

МКП., так как по мере приближения электронного луча записи к выходным участкам каналов МКП все большее количество вторичных электронов ухо— дит со стенок каналов. Это обусловлено распределением коэффициента усиления Kq вдоль канала ! 7 С 1 2 ъ (7 где k, — усиление на единицу длины канала, 1 = 1, 2

В силу того, что входная и выходная плоскости МКП металлизированы, так как они являются составной частью электрического контакта для подачи на MKII необходимого напряжения питания, оказываются металдизированными и примыкающие к ним внутренние выходные участки каналов МКП, что обусловлено технологией нанесения металлизированного проводящего покрытия на МКП . Т.е. вблизи выходных участков каналов MKII существуют области с повышенной проводимостью для электрических зарядов. Кроме того, существуют токи утечки по поверхности каналов MKII из-за конечной проводимости поверхностного слоя канала. Все это приводит к уменьшению времени хранения зарядного рельефа на стенках каналов МКП, особенно на их выходных участках, а так7ке уменьшает эффективную величину зарядного рельефа, т.е. МКП как запоминающий элемент обладает низкой эффективностью. Время хранения зарядного рельефа в MKII, т.е. время вос3 1114237 4 становления MKH от состояния насыщения до исходного, составляет несколь— ко миллисекунд. Малое время восстановления ограничивает время считыл л

«„ 0, 1 ьо сг ° Hp> длительности развертки записи

7, „ - 10 нс и времени считывания „„, - 1 мс коэффициент масштабновременного преобразования равен л

-з

"счнг IO

К = — л. 9 -10

"за 10 ° 1О

Кроме того, низкая эффективность

МКП как запоминающего элемента приводит к ограничению максимальной скорости записи в ЗЭЛТ. 15

Целью изобретения является повышение достоверности информации при проведении физических измерений за счет. увеличения коэффициента масштабно-временного преобразования информации.

ЗЭЛТ согласно данному изобретению запоминающий элемент представляет собой двухслойную систему, состоящую из МКП 4 и расположенного на

20 выходных участках каналов 5 MKII 4 слоя диэлектрика 6.

ЗЭЛТ работает следующим образом.

На запоминающем элементе устанавлицают постоянное положительное

25 напряжение 1, 1 кВ. Для упрощения работы ЗЭЛТ на входе запоминающего элемента (плоскости МКП 4, обращенной к электронным прожекторам) устанавливают нулевой потенциал. На

50 сигнальный электрод подают постоянный положительный потенциал д >01 (порядка 2-.3 кВ) для создания необ35

45

55

Указанная цель достигается тем, что запоминающая электронно-лучевая трубка по авт.св. ¹ 695417 дополнительно содержит слой диэлектрика, расположенный на выходных участках каналов микроканальной пластины со стороны обращенной к сигнальному электроду, причем толщина и диэлектрического

41 слоя удовлетворяет условию 10 4 — 6

d с 10, где с1 — диаметр канала МКП.

На фиг. 1 приведена предлагаемая

ЗЭЛТ, общий вид, на фиг. 2 — увеличенное изображение запоминающего элемента; на фиг. 3 — график изменения величины выходного считанного сигнала от времени считывания.

ЗЭЛТ согласно данному изобретению содержит стеклянную оболочку 1; электронный прожектор записи 2, электронный прожектор считывания 3, микроканальную пластину 4 с каналами 5, слой диэлектрика 6, сигнальный электрод 7, люминесцентный экран 8.

Электронные прожекторы записи 2 и считывания 3 расположены по одну сторону МКП 4, по другую сторону которой по ходу электронных потоков расположен сигнальный электрод 7, в качестве которого использовано алюминированное покрытие люминесцентного экрана 8 трубки. Слой диэлектрика 6 нанесен на выходные участки каналов МКП 4 со стороны, обращенной к сигнальному электроду 7. MKII 4 с нанесенным на ее выходную поверх- ность слоем диэлектрика 6 является одновременно усилительным и запоминающим элементом. В качестве диэлектрика использованы высокоамные диэлектрики с большими значениями удельного сопротивления (> 10 Ом,см) диэлектрической постоянной и высоким коэффициентом вторичной электронной эмиссии, например, окись магния, хлористый калий и т.д. Слой диэлектрика 6 не перекрывает каналы 5 МКП

4, но находится в непосредственном контакте с внутренней поверхностью выходных участков каналов 5 МКП 4, которая, как и плоскости МКП, металлизирована. В отличие от известной ходимого электрического поля между выходом запоминающего элемента и сигнальным электродом 7, после чего осуществляют запись исследуемого сигнала. Во время записи луч

А цд записывающего прожектора 2 облучает входную плоскость МКП 4 по закону исследуемого сигнала. При этом электронный луч записи, проходя через MKH 4, усиливается. Усиленный электронный поток электрическим полем (0 - U ) > 0 отводится на сигнальный электрод 7. При записи исследуемого сигнала на стенках каналов МКП 4 и дополнительном слое диэлектрика 6 за счет ухода с этих поверхностей вторичных электронов образуются поверхностные положительные заряды. В силу того, что коэффициент усиления " с МКП 4 увеличивается с увеличением длины канала (K = ПК„, где j = 1, 2-. В, К; коэффициент усиления на единицу длины канала МКП), максимальное количество вторичных электронов уходит с поверхности выходных участков ка1114237 налов 5 МКП 4, находящихся в непосредственном контакте со слоем диэлектрика 6 (см. фиг. 2 а) . В результате здесь образуется максимальное число поверхностных положительных зарядов. Таким образом при записи на выходных участках запоминающего элемента создается зарядный рельеф, соответствующий иэображению исследуемого сигнала. Наличие диэлектрического слоя 6 на выходных участках каналов 5 МКП 4 приводит к тому, что вблизи выходных участков каналов 5

MKII 4 возникает обедненный электрическими носителями слой, обладающий повышенным сопротивлением для тока проводимости, что препятствует выравниванию (стиранию) зарядного рельефа. В результате увеличивается время, в течение которого сохраняется зарядный рельеф, а значит и время считывания. Г!ри толщине

6 (фиг..2б) слоя диэлектрика 6, -2. ь, -1 удовлетворяющей условию 10 — = 10 где 3 — диаметр канала 5 11KII 4, время хранения записанной информации в сравнении с известной ЗЭЛТ увеличивается на 2 порядка. Верхний

Д вЂ” 1 предел — < 10 выбирается из ycd

1 овия сохранения необходимой прозрачности каналов 5 МКП 4 для потока электронов. При большей толщине диэлектрического слоя 6 канал 5 перекрывается диэлектриком. ПРи указанном соотношении потеря прозрачности каналов 5 за счет слоя диэлектрика 6 не превышает 1%, что практически не влияет на работу

ЗЭЛТ. Нижний предел толщины слоя 1 -г — ) 10 выбирается из условия .обеспечения необходимой вторичноэлектронной эмиссии со стенок каналов 5. Считывание производится с той же стороны МКП 4, что и запись, со скоростью, много меньшей скорости записи. Считывающий электронный луч, развернутый в раст, сканирует входную плоскость MKII 4.

При прохождении считывающего луча через те участки MKII 4, где зайись отсутствовала, происходит

его усиление. При этом на выходе запоминающего элемента ток мак1 симален. Этот ток отводится электрическим полем (Π— U„) ) 0 на сигнальный электрод 7. При прохождении считывающего луча через те участки запоминающего элемента, где была

f5

55 обозначено напряжение выходных считаиных сигналов, снимаемое с сопротивления нагрузки, включенного в цепь сигнального электрода 7, согласно данной ЗЭЛТ, пунктиром — для иэвестной ЗЭЛТ. Характер изменения величины выходных считанных сигналов и записанного зарядного рельефа идентичны. В известной ЗЭЛТ зарядный рельеф уменьшается во времени вследствие наличия токов утечки, возникающих из-за конечной проводимости поверхностного слоя каналов MKII u наличия вблизи выходных участков каналов MKII областей с повышенной проводимостью для электрических зарядов, из-за металлизации плоскостей

МКП. Время хранения зарядного рельефа, записанного на стенках каналов

MKII, мало. В ЗЭЛТ согласно данному изобретению введение дополнительного слоя диэлектрика 6 приводит к уменьшению проводимости вблизи выходных участков каналов 5 МКП 4, вследствие чего зарядный рельеф сохраняется дольше, т.е. эфч ективность МКП как запоминающего элемента увеличивается.

Так как выходной сигнал зависит от величины записанного зарядного рельефа (большему зарядному рельефу соответствует большая величина выходного считанного сигнала), то при считывании растром, состоящим из и строк (n = 1,... Ц ) каждая последующая строка растра считывает зарядный рельеф, величина которого уменьшается в направлении считывающего растра.. При одинаковом времени считывания величина выходного сигнала в известной ЗЭЛТ меньше, чем в

ЗЭЛТ согласно данному изобретению.

В известной ЗЭЛТ при увеличении времени считывания выходной сигнал становится неразличимьи на фоне шумов.

В ЗЭЛТ согласно данному изобретению произведена запись, происходи — модуляция записанным зарядным рельефом, приводящая к снижению величины выходного тока с этих участков до значения <, Ток отводится на сигнальный электрод 7. Выходной считанный сигнал,„, снимаемый с сопротивления нагрузки, включенf0 ного в цепь сигнального электрода 7, получают за счет разницы токов

Эффективность запоминающего элемента иллюстрируется графиком, представленным на фиг. 3. Сплошной линией

1114237

1 за счет увеличения времени хранения зарядного рельефа, т.е. времени восстановления MKII от состояния насыщения до выходного, увеличивается время считывания (т.к. ц„, с О, 1Г о,) 5 что приводит к увеличению коэффициента масштабно-временного преобразования. Кроме того, в ЗЭЛТ согласно данному изобретению увеличена максимальная скорость записи исследуемого сигнала.. Это объясняется следующим. Чем больше скорость записи, тем меньшее количество вторичных электронов выбирается записывающим лучом, тем меньше величина запи- 15 санного на стенках каналов МКП зарядного рельефа и тем быстрее он убывает. В ЗЭЛТ согласно данному изобретению при прочих равных условиях величина зарядного рельефа 20 больше и он хранится дольше. Поэтому максимальная скорость записи может быть увеличена, т.е. длительность развертки записи о д уменьшена.

А это, в свою очередь, также приводит к увеличению коэффициента масштабно-временного преобразования информации. Таким образом, в ЗЭЛТ согласно данному изобретению в отличие от известной ЗЭЛТ за счет введения дополнительного слоя диэлектрика увеличена эффективность МКП как запоминающего элемента, следствием чего является увеличение времени считы-вания информации ° Получено увеличение времени хранения записанной информации в сравнении с известной

ЗЭЛТ на 2 порядка, что соответствует увеличению времени считывания во столько же раз.

1114237

Составитель В.Пчелов

Редактор С.Титова Техред О.Ващишина Корректор А.Тяско

Заказ 4510/4

Тираж 679 Подписное

В%ПНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ф:лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4