Запоминающая электронно-лучевая трубка

 

1 б

М .. « - -. ".-.:. -= . %5 «Ф, «МЙЭФ ЯМЖ г . «ъ «жф:= -. !щФон" ййха- - вж оойшйй " о

%:;,..--- - -.:Ынн-.-;,::;-..;=

Совв Советоккх

v»6954I7

О П И С А Н И Е.

Соцваднстн веских

Республнк

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12 12.77 (21) 2553569/18-25 с присоединением заявки— (51) М.Кл.з Н 01.1 31/58

Госудоротввдныб комнтет

СССР оо делам нзобретеннй а открытнк (23) Приоритет—

/ (43) Опубликовано 30.03.82. Бюллетень №12 (53) УДК 621.385.832 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.03.82 (72) Авторы изобретения

Ю. А. Акимов, Г. Д. Бобрович, Ю. А. Крутяков и Б. М. Степанов (71) Заявитель (54) ЗАПОМИ НАЮЩАЯ

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА

Изобретение относится к области электроники, а именно к скоростным запоминаю щим электронно-лучевым трубкам (ЗЭЛТ), предназначенным для преобразования спектра частот однократных электрических сигналов.

Известны варианты конструктивного построения ЗЭЛТ (1), предусматривающие наличие записывающего и считывающего электронных прожекторов и запоминающе- го элемента (мишени). В зависимости от вида запоминающей мишени электронньге прожекторы располагаются либо по одну, сторону от мишени (односторонняя мишень) либо по обе стороны от мишени (двухсторонняя мишень).

При записи электронный луч записывающего прожектора изменяет потенциальное (энергетическое) состояние запоминающей мишени, при этом могут быть использованы 20 следующие физические явления: вторичная электронная эмиссия, возбужденная проводимость, вторично-электронная проводимость.

При считывании электронный луч счи- 25 тывающего прожектора сканирует мишень, восстанавливая потенциальное состояние всех участков мишени до исходного. При этом генерируются выходные считанные сигналы в цепи сигнального электрода ми- З0 шени ЗЭЛТ. При считывании чаще всего реализуется явление вторичной электронной эмиссии.

В силу невысоких значений коэффициентов явлений, используемых при записи, и ограниченных возможностей в формовании величины электронного записывающего луча предельная скорость записи ЗЭЛТ и, следовательно, рабочая полоса частот сигнальной отклоняющей системы (СОС) не высокие.

Известна скоростная ЗЭЛТ (2), снабженная микроканальной пластиной (МКП)— усилителем тока записывающего электронного луча. Известная ЗЭЛТ, работающая в режиме преобразования спектра частот однократных электрических сигналов, содержащая электронньге прожекторьг записи и считывания, усилительную микроканальную пластину, запоминающий элемент и сигнальный электрод. В ней использована двусторонняя запоминающая мишень с возбужденной проводимостью. Конструктивно записывающий и считывающий прожекторы расположены по обе стороны от мишени на одной оси. Причем записывающий прожектор расположен со -сторона сигнальной пластины мишени. Для значительного увеличения скорости зайиси ЗЭЛТ перед мишенью со стороны сигнальной пластины ус695417 -"

4 тановлена МКП. Ток с выхода МКП перейостится на мишень однородйым электрическим полем.

Напряженность поля в области переноса должна обеспечивать минимальность искажений и оптимальность условий записи информации на мишени.

Недостатками ее являются ухудшение разрешающей способности ЗЭЛТ при пере:носе электронного изображения с выхода

МКП на запоминающую мишень (диаметр записывающего луча на мишени увеличивается в 1,5 — 2,0 раза, наличие высокого напряжения н а мишени), что неизбежно усложняет схемы питания считывающего прожектора при электростатическом отклонении и формировании считывающего луча и входных каскадов тракта считанных сигналов, если широкополосная СОС ЗЭЛТ находится под потенциалом земли. Сложность конструктивного исполнения узла

МКП вЂ” запоминающая мишень 3ЭЛТ должно обеспечивать высокую электрическую и механическую. прочность, инерционйость запоминающей мишени с возбужден.ной проводимостью, что может привести к

-. -искажению записанной информации при считывании;

Цель изобретения — улучшение разрешающей способности ЗЭЛТ, упрощение конструкции блока мишени и улучшение условий эксплуатации ЗЭЛТ в целом, устранение искажений информации при считывании, вызванных инерционностью запоми.нающей мишени.

Цель достигается тем, что в скоростной

ЗЭЛТ, работающей в режиме преобразования спектра частот однократных электрических сигналов, содержащий электронные .прожекторы записи и считывания, усили тельную МКП, запоминающий элемент и сигнальный электрод, усилительная МКП одновременно использована в качестве запоминающего элемента, а электронные прожекторы расположены по одну сторону

МКП, за которой по ходу электронных лучей установлен сигнальный электрод.

Сигнальный электрод может быть выполнен в виде прозрачного проводящего покрытия на внутренней стороне стеклянного диска, являющегося частью оболочки трубки, на который для возможности визуализации лучей может быть нанесен слой люминофора.

На чертеже изображено предлагаемое, устройство.

ЗЭЛТ содержит стеклянную оболочку 1, внутри которой по одну сторону от МКП 2 расйоложены электронные "прбжекторы формирования и отклонения лучей записи 3 и считывания 4. Оси прожекторов пересекаются в центре МКП 2, за которой по ходу лучей располагается сигнальный электрод

5. Электрод 5 наносится на внутреннюю

" " поверхность стеклянного экрана 6 оболочки ,b i

1О

1. Для визуализации выходного тока 7 с выходной плоскости МКП 8 на электрод 5 нанесен слой 9 люминофора. Для упрощения конструкции коллектор 10 ЗЭЛТ и входная плоскость МКП имеют один потенциал.

В предлагаемом устройстве ЗЭЛТ запись однократного электрического сигнала, верхняя граница спектра частот которого определяется СОС, производится электронным лучом записывающего прожектора

3. Величина тока луча записи и предельная скорость его перемещения по входной плоскости МКП 2 соответствует режиму насыщения каналов МКП. Величина предельного заряда в выходной части канала, при котором наступает режим насыщения, равна

Q прст. = 70и Е (1) где г — диэлектрическая проницаемость в канале;

r — радиус канала;

Š— напряженность электрического поля вдоль канала.

При записи сигнала в режиме насыщения каналов под лучом в МКП создается зарядный рельеф, соответствующий изображению входного сигнала. Время сохранения зарядов на выходной части стенок каналов МКП, то есть время восстановления

30 т„„,, распределения зарядов от предельного до исходного состояния, определяется сопротивлением стенок канала и обычно составляет 10 — + 10 с, что достаточно для однократного растрового считывания.

35 При считывании электронный луч считывающего прожектора 4 сканирует входную поверхность МКП со скоростью считы. вания много меньшей скорости при записи информации. Величина тока луча при счи4О тывании устанавливается такой, чтобы каналы МКП под лучом считывания, как и при записи, достигали насыщения. Выходной ток 7 МКП, регистрируемый сигнальным электродом 5, при этом оказывается промодулированным зарядным рельефом записи, если полное время считывания (время кадровой развертки при растровом считывании) т„,, отсчитанное от момента записи, окажется меньше -„„,. Экспериментальные исследования выходного тока

MKIl показали, чтО если тсчит. / твосст. +w

) 0,10 (от момента записи), то величина выходного тока каналов, выведенных в режиме записи в насыщение, уменьшается в

55 5 и более раз в сравнении с током каналов

МКП без предварительной записи.

Разница в выходном токе МКП используется для формирования считанного сигнала на сопротивлении нагрузки, включен60 ном в цепь сигнального электрода 5. За, хват выходных электронов МКП сигнальным электродом обеспечивается созданием в области выходная плоскость МКП 8— электрод 5 ускоряющего электрического

65 поля. ч..-«с.-.-. - .м««:«.:: .=..;=:««»»« «« -; ..« .:: «« =-.м ь-. ъъ@мйч@я - «

695417

1

Сигнальный электрод 5 представляет собой слой прозрачного проводящего покрытия (например, слой хлорного олова) на стеклянном экране 6 оболочки 1 ЗЭЛТ. Наличие на электроде 5 слоя люминофора 9 позволяет визуализировать положение лучей записи и считывания на МКП, устанавливать оптимальные режимы работы электронных прожекторов 3 и 4. При достаточно высокой напряженности электрического поля в промежутке выходная плоскость

МКП 8 — сигнальный электрод 5 (до

104 В/см) ЗЭЛТ может использоваться как осциллографическая трубка.

Расстояние между МКП 2 и электродом

5 при работе ЗЭЛТ в режиме преобразования спектра частот однократных сигналов определяет величину выходной емкости сигнального электрода 5 С,„„, которая ограничивает верхнюю граничную частоту сигнала считывания f,.„ð,„íà сопротивлении нагрузки. При коэффициенте частотного преобразования fe. р,,„„ / fa. > 10 (где

/,,р,„„ — верхняя граничная частота регистрируемого при записи сигнала) расстояние между МКП 2 и сигнальным электродом 5 ЗЭЛТ может быть не менее 2 мм.

При этом к параллельности МКП 2 и электрода 5 не предъявляются жесткие требования.

", Коллектор 10 ЗЭЛТ может быть выполнен либо в виде металлического цилиндра, либо в виде аквадажного проводящего по- крытия, нанесенного непосредственно на стекло колбы ЗЭЛТ в районе МКП 2. Потенциал коллектора 10 и входной плоскости

МКП 2 одинаковый, что может значительно упростить конструкцию крепления МКП.

Если в записывающем электронном прожекторе 3 используется СОС, один из электродов - которой имеет нулевой потенциал, то коллектор 10 и входная плоскость

МКП 2 заземляются.

Максималькая скорость записи Vmax предлагаемой ЗЭЛТ равна

V,,=А К, (2) где К вЂ” коэффициент усиления МКП, А — коэффициент, учитывающий работу МКП при записи в режиме насыщения, равен: л.з Ië з и (3), ЕЯпред

1 где d„., — диаметр записывающего луча на входной плоскости МКП, мм;

i,, — величина луча записи, А;

S — коэффициент, учитывающий полезную площадь МКП (обычно 0,6 — 0,7). и

;> „Q„ð„— величина предельного суммар1 ного заряда на каналах МКП, ограниченных дл,з (ф,реп. для одного канала определяется из выражения (2), где и =- гРл.з S/(2r)

Принимая Qnpea 10 4 Кул и= 25

d,,= 0,2 мм, 2r =40 10 з мм, = 10 10 — А, S = 0,7 и полагая равномерным распределение тока i в пределах

d>, не трудно показать

V 10. К(к м/c) (4)

Из выражения (4) следует, что при использовании в предлагаемой ЗЭЛТ МКП с коэффициентом К = 104 достигается скорость записи 105 км/с. Использование двухкаскадного (шевронного) включения МКП позволит еще более увеличить скорость записи V,, ЗЭЛТ и, тем самым, использовать более широкополосные СОС в записывающем электронном прожекторе.

Скорость считывания V„, â ЗЭЛТ опре» деляется выражением

fa.гр.сч(г4л.з 1 41л.сч) (5)

07

25 где d,,„— диаметр считывающего луча на входной поверхности МКП.

При заданных дл.з и d„.„ñêîðîñòü считывания определяется,:/в.гр.,„. При

f,.„ð,„— - (1 — 10) 10 Гц в тракте считываЗO ния (тракте обработки считанной информации) могут быть использованы освоенные промышленностью усилительные и формирующие схемы в микроминиатюрном исполнении. Число строк У„р при считываЗб нии информации прямоугольным растром определяется выполнением условия поест/гсчпг > 10, необходимой fa р.,„и при использовании МКП с большим сопротивлением, может быть доведено до 300—

40 500, Предлагаемое устройство скоростной

ЗЭЛТ также позволяет использовать уже разработанные и освоенные производством электронные прожекторы записывающего и

45 считывающего лучей с ускоряющим напряжением электронов в диапазоне от 1000 до

6000 ЭВ.

В МКП, используемой в предлагаемой

ЗЭЛТ, разброс коэффициента усиления каналов не должен превышать 30 — 50%, что должно обеспечить надежное выделение сигнала на строке считывания при выполнении условия т „„,/,„п,,> 10 (от момента записи).

Таким образом предлагаемое устройство. скоростной ЗЭЛТ, снабженной МКП, позволяет повысить разрешающую способность в сравнении с известным ввиду отсутствия секции переноса изображения с МКП на бо запоминающую мишень; значительно упростить конструкцию блока мишени и трубки в целом ввиду одновременного использования МКП как усилительного так и запоминающего элемента; повысить надежность и

65 снизить стоимость ЗЭЛТ за счет использо- яа ВФФу е .

Формула изобретения

5

8

Э.. 1::

Составитель Н. Григорьева

Редактор Л. Письман Техред И. Пенчко Корректор И. Оснновскан

Заказ 257/167 Изд. № 120 Тираж 758 Поднисное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытии

113035, WocKB8, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк, фин. иред. «Патент» вания в ней ранее разработанных. и освоенных конструкций электронных прожекторов и широкополосной отклоняющей системы; вйзуализировать положения записывающего и считывающего электронных лучей на 5

МКП, что позволяет исключить в используемой ЗЭЛТ аппаратуре дополнительного дорогостоящего видеоконтрольного устройства; улучшить эксплуатацию считывающеr0 электронного прожектора, обеспечив ра- 10 бочее значение потенциала" анода равного нулю; использовать МКП с высоким собственным" сопротйвлением, что может повысить процент использования МКП по это" агу параметру; йспользовать шевронное 15 (двухкаскадное) включение МКП с невысокимй значениями коэффициентов усиления каждой МКП в отдельности, что может повысить процент использования МКП по этому параметру; исключить понятие инер- 20 ционности мишени ЗЭЛТ и связанные с нею возможные искажения информации, свойственные прототипу, при условиях, что частота повторения F, регистрируемой информации устанавливается из условия Р,=1/т,.„, 25 (где т „„, отсчитывается от момента окончания считывания).

При использовании электронного прожектора с электростатическим формированием луча пентодного типа с диаметром лу- ЗО ча записи d, (например 100 мкм) разрешающая способность в прототипе ожидается порядка (1,5 — 2) d„(150 — 200 мкм), à в предлагаемой запоминающей трубке она. равна d, (100 мкм).

Запоминающая электронно-лучевая трубка, работающая в режиме преобразования спектра частот однократных электрических. сигналов, содержащая электронные прожекторы записи и считывания, усилительную микроканальную пластину, запоминающий элемент и сигнальный электрод, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и упрощения конструкции блока, мишени, усилительная микроканальная пластина одновременно является запоминающим элементом, электронные прожекторы записи и считывания расположены по одну сторону микроканальной пластины, по другую сторону которой по ходу электронных потоков расположен сигнальный электрод.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе:

1. Донбновецкий С, В., Семенов Г. Ф.

Запоминающие трубки и устройство обработки информации. М., «Сов. Радио», 1973, с. 73.

2. Патент США № 37б6426, кл. 315-12, опублик. 1973 (прототип).