Способ накопления сигналов на запоминающих трубках

 

-"," поюьна,е, АНИЕ

ЕТЕНИЯ."ать бь1нО техм чФснм

Ф,«,767863

МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ное к авт. сеид-ву

0678 (21) 2628289/18-25 м заявки № (51)М. К„.з

Н 01 3 31/58

Гос о 300980, Бюллетень ¹ 3g овани я описания ЗОВ 98 0 (53) УДК 621. 385 (088.8) (72) Автор изобретения

A П Шпагин

Научно-исследовательский институт электронной интроскопии (71) Заявитель при Томском ордена Октябрьской революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехническом институте им. С.М. Кирова (5 4 ) СПОСОБ НАКОПЛЕНИЯ СИГНАЛОВ HA ЗАПОИИНАОЦИХ ТРУБКАХ

Способ относится к области телеви- . Одвако оба способа применяются для дения и может быть применен в при- йакопления:и запоминания однократкладном телевидении при наблюдении ных изображений и не содержат операмалоконтрастных изображений и изобра- 5 ции многократной записи, поэтому при жений, имеющих низкую яркость. Способ перезаписи отношение сигнал/шум не может найти применение в радиолокации, увеличивается в процессе записи. радиационной дефектоскопии и других Среди известных технических решеслучаях, когда необходимо выделятЬ . ний наиболее близким по технической сигналы в шумах. 10 сущности к предложенному является

Известны способы накопления теле-,способ $2), сущность которого состовизионных изображений Щ . Среди ит в периодическом повторении опера« них известен способ включения трубки, ций стирания, многократной записи и запоминающей.изображение, характери- считывания. Причем во время стирания эующийся тем, что в режиме записи и 15 запоминающая трубка работает в Режисчитывания на мишень подаются такие ме медленных электронов, то есть конапряжения» чтобы в режиме записи эффициент вторичной эмиссии мишени коэффициент вторичной эмиссии мишени д 1, а во время записи запоминаюбыл меньше единицы, а в режиме сти-.. щая трубка работает в режиме быстрания - больше единицы. 20 рых электронов, то есть с коэффициИзвестен также способ перезаписи ентом вторичной эмиссии мишени Ь „1 1. телевизионного сигнала при помощи Это. достигается за счет того,что потенциалоскопа, 1сарактериэукщийся при стирании напряжение между катотем, что сигнал на запись подается дом и мишенью устанавливается мень.через переключатель, периодически 25 ше первого критического потенциала изменяющий полярность сигнала, а не- :вторично-эмиссионной характеристиобходнмая полярность считываемого сиг.- ки мишени, а при записи напряжения нала восстанавливается после второ- между катодом и мишенью устанавливаго переключателя, синхронного с пер-,ются больше первого критического повым переключателем. 30 тенциала, но меньше второго крити 767863 ческого потенциала вторично-эмиссионной характеристики мишени. Ток луча запоминающей трубки при записи устанавливают достаточно малым так, что при однократной записи на мишени записывается потенциальный рельеф, составляющий только небольшую часть от максимального потенциального рельефа, определяемого динамическим диапазоном запоминающей трубки.

Затем процесс записи многократно по 1О вторяют. При этом происходит суммирование потенциального рельефа при каждой записи и, следовательно, сиг» нал увелйчивается в п-раз,где и -число циклов записи. Шумовой потенциальный рельеф в этом случае накапливается пропорциональ.но Мо"и, следовательно, отношение сигнал/шум за и циклов записи возрастает в Я раз, причем количество циклов записи ограничено величиной динамического 26 диапазона запоминающей трубки. После многократного повторения операции записи накопленный сигнал считывают и стирают остаточный сигнал. далее все операции повторяют в той же последовательности.

Рассмотрим более подробно операцию накопления -(многократную запись) сиг,нала в способе-Прототипе.

Как видно, в способе-прототипе одновременно с полезным. сигналом накапливается постоянная составляющая. Необходимо подчеркнуть, что даже, если s исходном сигнале постоянная составляЮщая отсутствует, то при записи сигнала с шумами она неизбежно образуется.

Так как целью накойления обычно является повышение отношения сигнал/ (шум, то есть исходное отношение сигнал/шум всегда мало, то постоянная 40 составляющая всегда. имеется. Накопление постоянной составляющей приводит к снижению эффективности накопления, так как при этом сигнал зани- ° мает лишь часть динамического диапазона, но дальнейшее накопление уже невозможно в связи с тем, что другая часть динамического диапазона занята постоянной составляющей, и при попытке дальнейшего накопления } произойдет искажение сигнала. При уменьшении отношения сигнал/шум накапливаемого сигнала относительная величина постоянной составляющей будет расти, а глубина модуляции.потенциального рельефа от полезного сигнала - уменьшаться, В результате будет уменьшаться мод„ляция считы= вающего луча при воспроизведении и, в койечном итоге, при достаточно малом исходном отнсжении сигнал/шум Я} переменная составляющая сигнала станет сравнима с собственными неравномерностями запоминающей трубки или с собственными шумами предваритель ного усйлителя, когда накопление уже не приведет к дальнейшему повышению отношения сигнал/шум на выходе запоминающей трубки.

Таким образом, способ-прототип имеет недостаток - при малом исход- ном отношении сигнал/шум эффективность накопления низкая в результате того, что накапливается постоянная составляющая, которая занимает большую часть динамического диапазона запоминающей трубки.

Целью изобретения является повышение эффективности накопления при многократной записи.

Поставленная цель достигается тем, что в способе накопления сигналов, включающем многократную запись сигнала электронным лучом при напряжении между катодом записывающего прожектора и мишенью, большем первого критического потенциала и меньшем второго критического потенциала, вторичноэмиссионной характеристики мишени, считывание и стирание накопленного сигнала, предлагается периодически, через кажцый цикл записи напряжения между катодом записывающего прожектора и мишенью изменять (уменьшать или увеличивать) на один цикл записи так, что оно становится либо меньше первого критического потенциала, либо больше второго критического потенциала вторично-эмиссионной характеристики мишени, одновременно соответственно изменяют величины отклон пацих оков в отклоняющих катушках, напряжение на Фокусирующем электроде и напряжение между катодом и модулятором, а полярность модуляции записывающего луча изменяют на обратную, причем ток записывающего луча регулируют так, чтобы постоянная составляющая тока мишени во время записи при отсутствии модуляции была. равна нулю.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг. 1 приведены осциллограммы напряжений между модулятором и катодом во время записи и осциллограммы потенциального рельефа на мишени запоминающей трубки после каждого цикла записи для четырех циклов записи для предлагаемого способа на фиг. 2 приведена типичная вторйчноэмиссионная характеристика мишени; на Фиг. 3 приведена функциональная схема устройства, в котором может быть реализован Предложенный способ.

На графиках (Фиг.1 и .2) показаны нижний 1 и верхний 2 уровни динамического диапазона запоминающей труб-, ки, осциллограмма 3 потенциального рельефа на мишени перед первым циклом записи, 4,5,6,7 - соответственно осциллограммы потенциального рельефа на мишени после первого, второго, третьего и четвертого. циклов записи

8,9, 10, 11 .- соответственно осциллограммы напряжения между модулятором и катодом во время первого, второго, 767863 третьего и четвертого циклов записи, 12 - вторично-эмиссионная характеристика мишени.

Устройство дчя осуществления способа содержит запоминающую трубку 13 типа литокон,фокусирующую катушку. 14,, отклоняющую катушку 15,катод 16,модулятор 17, фокусирующий электрод

18, ускоряющий электрод 19, сетку 20 мишени, мишень 21, полупро.водниковый слой 22 мишени, диэлек1рическую мозаику 23 мишени, резистор 24 в цепи катода, коммутатор 25,. содержащий шесть синхронных переключателей на два положения, подвижные контакты которых обозначены соответственно 26-31, инвертор 32, резис- 15 тор 33 регулировки тока луча при записи в режиме медленных электронов (Ъ„C.1) резистор 34 фокусировки при записи в режиме медленных электронов, резистор 35 установ- Я ки напряжения на мишени при записи в режиме медленных электронов Щ(1), генератор развертки 36, коммутатор режимов 37, состоящий из трех синхронных переключателей 38-40 На три положения С вЂ” считывание, Il — подготовка, — запись, схему 41 формирования напряжения питания.

Рассмотрим конкретный пример реализации предложенного способа в устройстве, представленном на Фиг. 3.

Устройство содержит запоминающую трубку типа литикон 13, Фокусирующую катушку 14, отклоняющую катушку 15.

В запоминающей трубке есть катод 16, модулятор 17, фокусирующий электрод

18, ускоряющий электрод 19, сетка мишени 20, мишень 21, которая содержит полупроводниковый слой 22 и диэлектрическую мозаику 23. Катод запоминающей трубки через резистор 24 соединен с 4О корпусом. Переключение режимов записи осуществляется с помощью введенного коммутатора 25, жеющего шесть подвижных контактов 26-31, синхронно переключаемых в .два полФкения а и б, которые соответственно подключены к электродам запоминающей трубки, катоду, модулятору, Фокусирующему электроду, мишени и двум. отклоняющим катушкам. Подвижный контакт 26 в положении O соединен непосредственно с сигнальным входом, а в положении о ф сигнальным входом через аНВВрТор 32. Подвижные KQHTaRTht 27, 28, 29 в положении 8 коммутатора .подключены соответственно к резисторам 33, 34, 35. Подвижные контакты

30 и 31 подключены в положении И и о к четырем разнь выходам развертки 36. В положении Q коммутатора 25 подвижные контакты 27,28,29 со- Ц) единены с подвижными контактами коммутатора 37. Этот коммутатор имеет три положения, которые соответствуют трем основным режимам работы запоминающей трубки: считывание -. C,,под- 65 готовка (стирание1 - ll, запись - 3

Во всех трех положениях коьмутатора 37 подвюкные контакты 38, 39, 40 соединены с разными выходами схемы формирования напряжений питания 41.

Теперь рассмотрим работу устройства. Пусть в исходном состоянии коммутатор 37 находится в положении а коммутатор 25 в положении

О, что соответствует напряжению между мишенью и катодом U > (режим быстрых электронов Ьм у 1, см.фиг.2).

В исходном состоянии после операции стирания потенциальный рельеф на мишени отсутСтвует, и потенциал мишени запоминающей трубки установлен немного ниже середины динамического диапазона (см.фиг.1). Производится первый цикл записи с коэффициентом вторичной эмиссии Ъ > 11, при этом потенциал мишени повышается и на ней образуется потенциальный рельеф 4, соответствующий напряжению 8 между модулятором и катодом, то есть более высокий потенциал имеют участки, где записывающий луч имел максимальное значение. Затем коммутатор 25 переключают в положение,,при этом полярность модуляции записывающего луча изМеняется на обратную, .так как сигнал проходит через инвертор 32, одновременно изменяется напряжение, на мишени и становится равным (режим медленных электронов Ъм а 1, см. Фиг. 2). Поскольку при изменении напряжения на мишени изменяется условие фокусировки и размер растра на мишени, то для получения сфокусированного изображения и прежнего размера растра амплитуды токов одновременно с напряжением на мишени переключается напряжение на фокусирующем электроде посредством подвижных контактов 30 31. Модулятор запоминающей трубки подвижным контактом 27 подключается к переменному резистору 33, с помощью которого можно изменить ток записи в режиме медленных электронов и установить его таким, чтобы выполнялось условие равенства нулю постоянной составляющей тока мишени во время записи. После переключения производится следующий цикл записи (осциллограммы 5,9). Поскольку во время этого цикла трубка работает в режиме медленных электронов, потенциал мишени понижается и тем сильнее, чем больше ток луча.

Так как полярность модуляции луча изменена на обратную, то теперь луч будет максимален в тех участках, где в первом цикле накопления он был минимален. При этом наиболсе сильно понижается потенциал участков, гден он ранее (после первого цикла) был минимален и наоборот, потенциал участков мишени, где он был после первого цикла максимален, понижается меньше, то есть происходит углубление потен767863 циального рельефа при одновременном уменьшении постоянной составляющей.

В результате после второго цикла записи постоянная составляющая потенциала мишени становится равной потенциапу мишени перед первым, циклом записи. Это обеспечивается путем регули5 ранки тока записывающего луча но время нечетных циклов резистором 33. К началу третьего цикла коммутатор 25

BHoBb переключают в положение Gf и производят запись в режиме быстрых электронов и т.д.

Таким образом, в предлагаемом способе приращение постоянной составляющей потенциала мишени за время нечетных циклов записи компенсируется 5 уменьшением постоянной составляющей потенциала мишени за время четных циклов записи. Поэтому постоянная составлякшая в процессе накоплейия не изменяется, а увеличивается только Щ глубина потенциального рельефа. Пос ле завершения накопления коммутатор

37 ставится . н положение C и происходит считывание накопленного потенциального рельефа.,После ачитыва- 2 ния коммутатор 37 ставится в положение П, остаточный потенциальный рельеф стирается и трубка снова готова к накоплению.

Нетрудно видеть, что способ не изменится, если первым производить цикл записи н режиме медленных электронов, а вторым — цикл записи н режиме быстрых электронов.

Сущность способа не изменяется также и в том случае, если вместо режима медленных электронов будет использован цикл записи в режиме быст " рых электронов, но при напряжении меж" ду катодом и мйшенью,большем "gp.g когда Ьм (1 ., 4О

Следовательно, в предлагаемом способе накопления можно получить положительный эффект - динамический диапазон используется полнее. Это позволяет увеличить число накопления при малом исходном отношении сигнал/шум.

Причем при любом исходном отношении сигнал/шум и достаточно длительном накоплении можно получить потенциальный рельеф, соответствующий пол- ному динамическому диапазону запоминающей трубки, Это позволяет приме- нить предложенный способ накопления н рентгенотелевизионной дефектоскопии, рентгенодиагностике, радиолокации и в ряде другйх случаев.

М .

Формула изобретения

Способ накопления сигналов на запомйнающих трубках, включающий многократную запись сигнала электронным лучом при напряжении между катодом записывающего прожектора и мишенью, большем первого критического потенциала и меньшем второго критического потенциала вторично-эмиссионной характеристики мишени, считйвание и стирание накопленного сигнала, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности накопления при многократной записи, периодически, через каждый цикл записи напряжение между катодом записывающего прожектора и мишенью изменяется на один цикл запйси так, что оно ста- новится либо меньше первого критичес- кого потенциала, либо больше второго критического потенциала вторично-эмиссионной характеристики мишени, одновременно соответственно изменяют величины отклоняющих токов н отклоняющих катушках, напряжение на фокусирующем электроде и напряжение между катодом и модулятором, а полярность модуляции записывающего. луча изменяют на обратйую, причем ток записывающего",". луча реГулируют так, чтобы постоянная составляющая тока мишени во время записи при отсутствии модуляции была равна нулю.. ! источники инФОрмации р принятые во внимание при эксйертизе

1. Красильников Н.H. Помехоустойчивость телевизионных устройств, M-. Ë., Госэнергоиэдат, 1964.

2. борщев В.Я. и др. Применение малогабаритного бетатрона ПКЗ-6 для" интроскопии стальных изделий.

"дефектоскопия", 1973, Р 3, стр.79 (прототип). а„, °

767863

Фиг. 3

Составитель A.Ëàòàé

Редактор Н. Коляда Техред ц. Граб

° ВЮЮ l9 Þ Ю \< Ф Ю

Заказ 7213/49 Тираж 844 П одпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Корректор С.Шекмар филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4