Sändande TV-rör

Ett TV-sändningsrör  är en elektrovakuumanordning som omvandlar en rörlig bild till elektriska signaler. Tillhör klassen av katodstråleapparater . Huvudkomponenten i TV-sändande kameror och videokameror , som användes före tillkomsten av halvledarljuskänsliga matriser .

Klassificering

Sändande TV-rör (PTT) enligt typen av fotoelektrisk effekt av ett ljuskänsligt mål är indelade i enheter:

• använda extern fotoelektrisk effekt,

• utan laddningsackumulering eller omedelbar åtgärd ( dissektor , Braude -rör ),
• med laddningsackumulering ( ikonoskop , superikonoskop , ortikon, superortikon ),

• använder en intern fotoelektrisk effekt ( vidicon ).

Hur det fungerar

Ursprungligen baserad på den externa fotoelektriska effekten , senare på den interna. De mest kända representanterna, i ordning efter utseende, är ikonoskopet, superorticonet, vidicon.

De oföränderliga komponenterna i de sändande TV-rören var ett ljuskänsligt mål, där bilden projicerades och där laddningar ackumulerades, och en elektronstrålepistol, som skannade målet. Ackumuleringen av laddningar inträffade under hela bildens tid, och avläsningen var nästan omedelbar, med passagen av elektronstrålen. För sändnings-tv är förhållandet mellan ackumuleringstid och läsningstid cirka en halv miljon. Målet skannades genom att avleda elektronstrålen med ett magnetfält, som i ett kineskop. För att öka känsligheten och signal-brusförhållandet infördes ytterligare element i designen, till exempel överföringssektionen, som var en optisk-elektronisk omvandlare. I det här fallet var det inte ljus som föll på målet, utan accelererade elektroner som slogs ut ur fotokatoden. Driften av sändande katodstråleanordningar är baserad på den fotoelektriska effekten och består för det första i bildandet av en elektronisk bild (som regel i form av en potentiell relief) motsvarande den transmitterade ljusbilden, och för det andra i det ordnade bytet av element i denna bild. Den sändande elektronstråleanordningen tillhör klassen fotoelektroniska anordningar. I fallet med en extern fotoelektrisk effekt tjänar en fotokatod som ett omvandlande ljuskänsligt element, som under inverkan av ljus som infaller på fotoskiktet avger elektroner (se Fotoelektronisk emission ); i fallet med en intern fotoelektrisk effekt, ett ljuskänsligt mål som ändrar sin elektriska ledningsförmåga när det belyses (se Fotokonduktivitet ). Växlingen av bildelement utförs vanligtvis av en elektronstråle, som sekventiellt löper runt alla delar av målytan; i det här fallet delas bilden upp i flera hundra linjer och bildar ett tv-raster (varje linje kan betraktas som en sekvens av separata elementära sektioner av bilden).

Enligt metoden för att bilda en videosignal särskiljs sändande katodstråleanordningar med direkt (momentan) verkan och med laddningsackumulering. I anordningar av den första typen är storleken på den elektriska signalen som motsvarar en given elementär sektion av den överförda bilden proportionell mot det momentana värdet (vid tidpunkten för överföringen) av den lokala belysningen av sektionen av det fotokänsliga elementet; i enheter av den andra typen - det integrerade värdet av belysningen av området för det ljuskänsliga elementet under överföringen av hela bilden (given ram). Under denna tid, på grund av den fotoelektriska effekten, uppstår en fördelning av laddningar och potentialer (potentiell lättnad) på målet, motsvarande fördelningen av belysning av föremålet.

Avläsning av information utförs av en elektronstråle , som "löper" längs målet linje för linje. Själva strålen är stängd till rörets utgångskrets. Som ett resultat kommer den elektriska signalen vid utgången helt att motsvara fördelningen av ljusstyrkan hos objektet som det optiska systemet för den sändande kameran är riktat mot .

Historik

De viktigaste milstolparna i utvecklingen av transmissionsrör var följande typer, listade i kronologisk ordning:

I Sovjetunionen var de första uppfinnarna av sändande elektronrör:

• Chernyshev A. A. , som föreslog prototypen av vidicon redan 1925 [1] ,
• A. P. Konstantinov, som föreslog ett projekt för ett TV-sändarrör med ackumulering och omkoppling av laddningar med en elektronstråle baserat på en extern fotoelektrisk effekt i slutet av 1930 [2] ,
• Kataev S. I , som föreslog ett rör som liknar Zworykin-ikonoskopet , 1931 [3] ,
• Grabovsky B.P., som var den första i historien att sätta ihop en modell av ett helt elektroniskt TV-system: med ett elektroniskt system för att både ta emot och sända en bild [4] ,
• Shmakov P.V., som förbättrade ikonoskopet,
• Timofeev P.V., som 1933 tillsammans med Shmakov skapade ett superikonoskop [5] ,
• Braude G.V. , som 1934 skapade en anordning som kallas statotron ("Braude-röret") [6] , och ett rör - föregångaren till superortikonen [7] .

År 1969 producerades 50 typer av sändande TV-rör i Sovjetunionen [8] . PTT:er användes som videosignalsensorer fram till 1990-talet. På 1970-talet ersattes de av laddningskopplade halvledarljus-till-signal-omvandlare ( CCD ). På 2000-talet användes de endast i högspecialiserad utrustning, till exempel vid ultrahöghastighetsfotografering , och i massbruk ersattes de helt av halvledarbildsensorer .

Namnets ursprung

Ordet "pipe" i namnet är ett spårpapper från engelska.  rör , som under lång tid betecknade alla vakuum elektroniska enheter . Faktum är att endast vidikoner hade formen av ett "rör" , resten av enheterna placerades i glascylindrar med en ganska komplex och ibland asymmetrisk form.

Måtten på de sändande tv-rören var mycket stora, upp till en halv meter långa, med ett ljuskänsligt mål som mätte cirka 1 decimeter. Framsteg bidrog till en minskning av storleken, de mest populära i studiokameror var rör med en diameter på 1 tum , och halvtums vidikoner utvecklades också för användning i hushålls- och rapporteringsutrustning. Som regel användes ett magnetiskt fält för fokusering, såväl som för strålavböjning, därför ökades kamerans dimensioner ytterligare på grund av fokuserings-avböjningssystemet.

Intressanta fakta

• Trots att vakuumrör inte har använts i tv på nästan två decennier, beräknas måtten på matriser i moderna kameror i diametrar på rör med samma storlek som ett ljuskänsligt mål. Det vill säga, en 1-tums matris är märkbart mindre än 1 tum diagonalt , eftersom detta var den yttre diametern på glasbehållaren för motsvarande vidicon. Storleken på en sådan matris är ungefär 10 × 13 mm och diagonalen är ungefär 17 mm, det vill säga ungefär 2/3 tum. Detta gjordes för kompatibiliteten för optiken hos de "gamla" kamerorna och de "nya".
• Om det för att ta emot tv-rör (kinescopes) är viktigt att ha en hög anodspänning (upp till 50 kV) och en hög ström av elektronstrålen (upp till 1 mA) för att uppnå hög ljusstyrka och bildkontrast, då för sändning rör, tvärtom, dessa värden, för att uppnå hög känslighet, försöker de reducera till värden där fokusering och avböjning av elektronstrålen fortfarande är möjlig (100-300 V och 10-50 μA).

Se även

• skördefaktor

Anteckningar

1. ↑ Patent nr 5598 (USSR). Sändare i en apparat för elektrisk teleskopering / A. A. Chernyshev. Deklarerad 11/12/25. Utfärdad 28.06.30.
2. ↑ Upphovsrättscertifikat nr 39830 (USSR). Sändningsanordning för långdistansseende / A. P. Konstantinov. Ansökt 28/12/30. Utgiven 30/11/34. Den implementerades inte på grund av tekniska svårigheter.
3. ↑ Författarens certifikat nr 29865 (CCCP). Enhet för överföring av rörliga bilder / S. I. Kataev. Deklarerad 24/09/31. Utfärdad 30/02/33.
4. ↑ Ansökningsintyg daterat 11/09/1925 nr 4899 och patent nr 5592 08/30/1928.
5. ↑ Upphovsrättscertifikat nr 45648 (USSR). En enhet för att överföra långsyn / P. V. Shmakov, P. V. Timofeev. Deklarerad 28/11/33. Utfärdad 31/01/36.
6. ↑ Upphovsrättscertifikat nr 44955 (USSR). Bildlinjeskanningsmetod / GV Braude. Deklarerad 09.09.34. Utgiven 30/11/35.
7. ↑ Upphovsrättscertifikat nr 55712 (CCCP). Katodsändande TV-rör / GV Braude. Deklarerad 02/03/38. Utgiven 30/09/39.
8. ↑ Teknik för film och television, 1970 , sid. 45.

Litteratur

• Zhigarev A. A., Shamaeva G. G. Elektronstråle- och fotoelektroniska enheter. - M . : Högre skola, 1982. - 464 sid. — ISBN 10000033-3030.
• A. P. Nefediev, V. A. Urvalov. Sändning och mottagning av TV-rör // " Teknik för film och TV ": tidskrift. - 1970. - Nr 6 . - S. 43-49 . — ISSN 0040-2249 .
• Ortikon / A. A. Zhigarev // Nikko - Otoliths. - M .  : Soviet Encyclopedia, 1974. - ( Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 volymer]  / chefredaktör A. M. Prokhorov  ; 1969-1978, vol. 18).