Передающая телевизионная трубка

Передающая телевизионная трубка, электронный прибор, служащий для преобразования светового изображения в последовательность электрических импульсов — телевизионный видеосигнал.

  П. т. т. является первым (входным) элементом телевизионного тракта, воспринимающим передаваемое изображение. П. т. т.— основной узел телевизионных передающих камер. Действие П. т. т. всех типов основано на фотоэффекте. При внешнем фотоэффекте преобразующим светочувствительным элементом (СЭ) П. т. т. служит фотокатод, который при освещении испускает электроны, при внутреннем — фоточувствительная мишень, изменяющая при освещении свою электропроводность. «Электрическое изображение» считывается с СЭ (обычно электронным лучом, последовательно обегающим все участки его поверхности, см.(смотри) Телевизионная развёртка) таким образом, чтобы (в соответствии с принятым телевизионным стандартом) оно разложилось на несколько сотен строк, образующих телевизионный растр. При этом каждую строку можно рассматривать как последовательность отдельных элементарных участков изображения.

  По способу формирования видеосигнала различают П. т. т. мгновенного действия и П. т. т. с накоплением заряда. В первых величина электрического сигнала, соответствующего данному элементарному участку передаваемого изображения, пропорциональна мгновенному значению (в момент передачи) локальной освещённости участка СЭ, во вторых — её интегральному значению за время, равное времени передачи всего изображения (одного кадра). В течение этого времени благодаря фотоэффекту заряжаются миниатюрные конденсаторы, образованные отдельными участками СЭ и так называемой сигнальной пластиной. Электронный луч системы развёртки изображения, разряжая конденсаторы, вызывает протекание в цепи сигнальной пластины тока видеосигнала.

  П. т. т. любого типа должна обладать: достаточно высокой чувствительностью, определяющейся освещённостью, достаточной для формирования видеосигнала с удовлетворительным (³10:1) отношением сигнал/шум; определённой спектральной характеристикой СЭ (особенно — трубка для передачи цветных изображений); способностью передавать достаточное число (~ 10) ступеней градации яркости (полутонов); высокой разрешающей способностью (например, в вещательном телевидении 500—600 строк); малой инерционностью, обычно не превышающей периода кадровой развёртки и позволяющей формировать изображение движущихся объектов без заметных на глаз искажений; определённым видом зависимости амплитуды выходного сигнала от освещённости объекта (видом характеристики «свет — сигнал»). Кроме того, П. т. т. должна удовлетворять требованиям равномерности фона, отсутствия паразитных сигналов и т.д.

  П. т. т. мгновенного действия, вследствие малой величины фототока от каждого участка СЭ, имеет недостаточную чувствительность для получения удовлетворительного видеосигнала при практически приемлемой освещённости СЭ. Чувствительность заметно увеличивается с применением в П. т. т. электронного умножителя. Это реализовано в диссекторе.

  Использование метода накопления заряда теоретически должно увеличивать чувствительность П. т. т. в несколько сотен тыс. раз (например, в ~5×10⁵ раз при 625-строчном телевизионном растре). Однако первая из П. т. т. с накоплением заряда — иконоскоп имела чувствительность, в несколько десятков раз меньшую теоретической, главным образом из-за ненасыщенности фототока и использования для развёртки изображения пучка быстрых (с энергией >1 кэв) электронов, вызывающих значительную вторичную эмиссию. Удовлетворительный сигнал получают при освещённости фотокатода в несколько десятков лк. Более полный отбор (насыщенность) фототока и развёртка пучком медленных (с энергией < 0,5 кэв) электронов, падающих на СЭ нормально к его поверхности, позволили повысить чувствительность в несколько раз. Это реализовано в ортиконе, дающем удовлетворительное изображение при освещённости ~ 10 лк. Дальнейшее повышение чувствительности получено переносом электронного изображения в ускоряющем электрическом поле (с фокусировкой продольным магнитным полем) с фотокатода на мишень, располагаемую на некотором расстоянии от фотокатода и имеющую коэффициент вторичной эмиссии > 1. При этом заряд, накапливаемый на мишени, больше, чем на фотокатоде, и удовлетворительный сигнал получается при меньшей освещённости фотокатода. Это реализовано в супериконоскопе и в суперортиконе. Кроме того, в суперортиконе для усиления сигналов применено электронное умножение, что позволило получать удовлетворительный сигнал при освещённости фотокатода 10^-3—10^-4 лк.

  Сравнительно высокой чувствительностью обладают П. т. т. с накоплением заряда с мишенью из полупроводника, изменяющего свою электропроводность при освещении. К таким П. т. т. относятся видиконы, дающие удовлетворительный сигнал при освещённости мишени в несколько лк. Их недостаток — значительная инерционность и зависимость характеристик от температуры. Использование полупроводниковой мишени с электронно-дырочными переходами, обладающей высокой фоточувствительностью и сравнительно малой инерционностью (см. Фотодиод), позволило создать П. т. т.— плюмбикон и кремникон, в которых удовлетворительный сигнал формируется при освещённости мишени порядка 1 лк; они, как и суперортикон, применяются для передачи и цветных, и черно-белых изображений.

  Лит.: Телевидение, под ред. П. В. Шмакова, 3 изд., М., 1970; Жигарев А. А., Электронная оптика и электронно-лучевые приборы, М., 1972.

  А. А. Жигарев.