Способ стирания потенциального рельефа Советский патент 1984 года по МПК H01J31/58 

Изобретение относится к электронно-лучевым приборам, в частности к запоминающим двухлучевым приборам типа сигнал-сигнал и может быть использовано при испытании, настройке и эксплуатации электровакуумных приборов.

Известны электронно-лучевые приборы, предназначенные для преобразования электрических сигналов одной частоты в электрические сигналы другой частоты, например, для преобразования радиолокационных сигналов в телевизионные. В этих приборах между двумя расположенными друг против друга электронными прожекторами находится накопительная мишень, состоящая из металлической сетки, в ячейках-которой находится диэлектрик.

При работе прибора записи предшествует операция стирания, заключающаяся в облучении мишени немодулированным пучком электронов с энергией ниже первого критического потенциала так, что диэлектрические участки мишени заряжаются отрицательно до потенциала 15-25 В относительно сетчатой подложки мишени. При считывании потенциал подложки мишени устанавливается на несколько вольт выше потенциала катода асчитывающего прожектора, потенциал диэлектрических участков остается при этом отрицательным. Запись производится быстрыми электронами с энергией выше первого критического потенциала,при этом о 1 и потенциал диэлектрических участков, на которых производилась запись, повышается, оставаясь отрицательным по отношению к катоду считывающего прожектора. Таким образом, считывающий пучок не попадает на диэлектрические участки и не разрушает потенциальный рельеф, образовавшийся при записи.

Следовательно, для записи новой информации потенциальный рельеф на мишени должен быть разрушен, т.е. необходима операция стирания или подготовки мишени к новой записи.

Известен способ стирания информации с двухсторонней мишени накопительного прибора, заключающийся в том, что во время стирания между подложкой мишени и катодом считывающего прожектора устанавливается разность потенциалов ниже первого критического (15-25 В) и мишень сканируется немодулированным пучком считывающего прожектора в течение 1-3 телевизионных кадров. Так как при указанной разности потенциалов коэффициент вторичной эмиссии диэлектрических участков мишени б 1, то под действием пучка диэлектрические участки мишени приобретают потенциал катода, т.е. потенциальный рельеф на поверхности мишени выравнивается. При проведении записи потенциал поверхности диэлектрика изменяется пропорционально заряду, внесенному записывающим

пучком, промодулированным по интенсивности входным сигналом 1.

Недостатком работы прибора со стиранием пучком считывающего прожектора является ограниченный срок службы. Так как запись и стирание производятся с разных сторон мишени, то на противоположных поверхностях диэлектрических элементов мишени накапливаются заряды противоположного знака, т.е. возникает разность потенциалов, приложенная к диэлектрической пленке. При длительной работе напряжение, приложенное к пленке, растет и приводит к пробою элементарной ячейки мишени. Пробои происходят, как правило, на участках, где

5 была максимальная запись и являются основным ограничением срока службы приборов при работе в режиме стирания пучком считывающего прожектора.

Другим недостатком способа стирания пучком считывающего прожектора является прерывание процесса считывания на время стирания, что особенно существенно при необходимости непрерывного обновления информации на мишени прибора. Кроме того, пучком считывающего прожектора невоз5 можно реализовать выборочное стирание, т.е. обновление только части информации на мищени, поскольку обновление информации необходимо производить постоянно на различных участках мишени в соответствии с вновь поступаемой информацией.

Наиболее близким к предлагаемому является способ стирания потенциального рельефа, накопленного на диэлектрических участках двухсторонней запоминающей мищени электронно-лучевого прибора, ключаю, щий облучение мищени пучком записывающего прожектора в течение времени обратного хода строчной развертки.

В течение интервала времени обратного хода строчной развертки положение нормально запертого записывающего пучка

0 смещается на одну или несколько строк в направлении кадровой развертки записи. Затем включается ток пучка и стирается одна строка ранее записанных данных. Эта процедура повторяется в течение каждого

- обратного хода строчной развертки записывающего пучка так, что стирание всегда происходит за одну или несколько строк перед записью новых данных. Считывание происходит непрерывно, информация, на запоминающей мищени прибора и, следователь0 но, на экране видеоконтрольного устройства, обновляется построчно 2.

Недостатком известного способа стирания является резкое ухудщение качества изображения на экране видеоконтрольного устройства, связанное с появлением паразитной модуляции выходного сигнала, обычно после нескольких десятков циклов смены всего кадра изображения. Поскольку

смена кадра связана с длительностью кадровой развертки записи и составляет, в зависимости от конкретного применения прибора, от нескольких секунд до нескольких минут, то паразитная модуляция выходного сигнала и, следовательно, ухудшение качества изображения, появляется уже после нескольких минут работы прибора в указанном режиме. Визуально на экране видеоконтрольного устройства паразитная модуляция проявляется в виде следов предыдущей записи, которые сохраняются от нескольких десятков часов до недель. При длительной работе прибора с выборочным стиранием пучком записывающего прожектора величина паразитной модуляции растет особенно в тех местах мишени, где проводилась максимальная запись, и может стать равной полезному выходному сигналу.

На участках мищени, соответствующих максимальной паразитной модуляции, через несколько десятков часов работы прибора появляются следы пробоев диэлектрических элементов.

Цель изобретения - улучшение качества изображения на экране видеоконтрольного устройства путем устранения паразитной модуляции выходного сигнала и увеличение срока службы прибора путем устранения пробоев между противоположными поверхностями диэлектрических участков мишени при необходимости смены формата растра или при увеличении паразитной модуляции выше допустимого уровня.

Поставленная цель достигается тем, что в способе стирания потенциального рельефа, накопленного на диэлектрических участках двухсторонней запоминающей мишени электронно-лучевого прибора, включающем облучение мишени пучком записывающего прожектора в течение времени обратного хода строчной развертки, производят сканирование мишени с двух сторон пучками записывающего и считывающего прожекторов с одинаковыми развертками и синхронным запуском кадровых разверток обоих пучков при потенциале подложки мищени выше первого критического и ниже второго критического потенциалов.

Потенциал подложки мишени и потенциал тормозящего электрода во время стирания двумя пучками устанавливают равным потенциалу кодлектора.

С целью уменьщения времени стирания пучки записывающего и считывающего прожекторов расфокусированы и диаметр электронного пятна в плоскости мишени не меньще диаметра ее рабочей поверхности.

На чертеже представлена конструкция двухсторонней мищени для реализации способа.

Конструкция двухсторонней мишени содержит поверхность 1 диэлектрика со стоРОНЫ записывающего прожектора, поверхность 2 диэлектрика со стороны считывающего прожектора, проводящую подложку 3 мищени.

5 При стирании пучком записывающего прожектора потенциал поверхности 1 приводится к потенциалу катода, т.е. во всех точках мищени, где производилось стирание, потенциал поверхности одинаков. Потенциал поверхности со стороны считывающего прожектора может быть различным даже для элементов мишени, на которых производилось стирание пучков записывающего прожектора. Если перед стиранием между поверхностью 1 и поверхностью 2 существо5 вала некоторая разность потенциалов Д то после стирания она уменьщается на величину,.

л 1

где С (-емкость поверхности диэлектрика

относительно подложки мишени; Со-емкость поверхности 1 относительно поверхности 2.

В используемых накопительных мишенях с щагом сетчатой подложки 20 мкм

5 и тощиной диэлектрика 0,2 мкм ОС 0,01 - 0,02, т.е. изменение разности потенциалов Д незначительно.

Следовательно, после стирания пучком записывающего прожектора на диэлектрических участках поверхности мищени со

0 стороны записывающего прожектора потенциал одинаков, а на участках поверхности со стороны считывающего прожектора потенциал может быть разным в зависимости от накопленной ранее разности потенциалов & между двумя поверхностями.

При последующей записи потенциал поверхности диэлектрика со стороны считывающего прожектора изменяется пропорционально внесенному при записи заряду, т.е. записанный потенциальный рельеф оказывается

0 промодулированным разностью потенциалов между двумя противоположными поверхностями диэлектрика, соответственно модулируется выходной сигнал. Визуально это выражается в наличии на экране видеоконтрольного устройства следов предыдущего потеницального рельефа, полярность которых зависит от знака А.

При стирании пучком считывающего прожектора и последующей записи паразитная модуляция выходного сигнала не возникает,

0 однако существующая разность потенциалов Д имежду противоположными поверхностями диэлектрика не разрушается. Потенциальный рельеф на поверхности мишени со стороны считывающего прожектора пропорционален внесенному при записи за5 ряду независимо от существования разности потенциалов Д между противоположными поверхностями диэлектрических участков мищени. Если после стирания пучком считывающего прожектора снова аерейти к режиму работы с выборочным стиранием пучком записывающего прожектора, то снова появится паразитная модуляция выходного сигнала, соответствующая накопленной ранее разности потенциалов Л и не. разрушенной при стирании. Если разность потенциалов между противоположными поверхностями диэлектрика превысит некоторую критическую величину, характерную для данного материала, возникает пробой диэлектрика, соответствующий участок мищени становится проводящим и заряд на нем, в дальнейшем, не накапливается.. Причины накопления разности потенциалов между противоположными поверхностями диэлектрических участков мишени, следующие. Во-первых, при стирании пучком считывающего прожектора заряды накапливаются на противоположных поверхностях диэлектрических участков мишени. Вовторых, если при записи вносится большой заряд, повышающий потенциал диэлектрических участков мишени выше потенциала катода считывающего прожектора, под действием считывающего электронного пучка потенциал понижается до катодного, т.е. на поверхности диэлектрика со стороны считывающего прожектора накапливается отрицательный заряд. В-третьих, при длительном одновременном стирании пучком записывающего прожектора и считывании с обратной стороны на поверхности диэлектрика со стороны считывающего прожектора накапливается положительный заряд под действием ионного засева, вызванного ионизацией остаточных газов в приборе считывающим пучком. Первые два фактора приводят к паразитной модуляции обратной по полярности выходному сигналу и при длительной работе могут быть по величине сравнимы с выходным сигналом. Третий фактор приводит к паразитной модуляции той же полярности, и, как правило, не превыщает 5% от номинального выходного сигнала прибора. Для обеспечения возможности работы прибора с выборочным стиранием пучком записывающего прожектора необходимо не только выравнивание потенциала на поверхности мишени перед записью, но и разрушение разности потенциалов между противоположными поверхностями диэлектрических участков мишени. При работе прибора в режиме выборочного стирания пучком записывающего прожектора, по мере накопления на некоторых участках мишени разности потенциалов меж ду противоположными поверхностями диэЛектрика, модулирующей выходной сигнал выше допустимого уровня и ухудшающей качество изображения на экране видеоконтрольного устройства, производится одновременное стирание потенциального рельефа двумя пучками записывающего и считывающего прожекторов при потенциале подложки мишени выще первого критического и предпочтительно, равного потенциалу коллектора (900 В). Потенциал сетки со стороны записывающего прожектора, играющий роль тормозящего электрода, также должен быть равен потенциалу коллектора. Во время стирания потенциалы обеих поверхностей диэлектрических участков мишени под действием электронных пучков приводятся к одному потенциалу, приблизительно равному потенциалу коллектора. Кроме того, большая разность потенциалов. между мишенью и катодами прожекторов во время стирания обеспечивает высокое значение коэффициента вторичной эмиссии и уменьшает время стирания. Стирание может производиться также облучением мишени двумя пучками при потенциале подложки мишени существенно ниже потенциала коллектора, например, 100-200 В. При этом потенциалы противоположных поверхностей диэлектрических участков мишени под действием пучков приводятся приблизительно к потенциалу подложки, выполняющей в данном случае роль ближнего коллектора. Однако, из-за провисания диэлектрической пленки в ячейках сетчатой подложки мишени геометрия поверхности мишени на противоположных сторонах будет разной и, следовательно, равновесные потенциалы на противоположных поверхностях диэлектрических участков мишени будут различными. Отличие может со ставлять несколько вольт. Если оба прожектора облучают мишень с телевизионной разверткой, то разность потенциалов, накопленная между противоположными поверхностями диэлектрических участков мишени, уменьшается по зависимостиЛ Доехр(- Х N), где 4 о -исходная накопленная разность потенциалов; N - количество кадров стирания. Время стирания составляется 1-2 с; способ стирания может быть реализован без каких-либо конструктивных изменений прибора. Предпочтительным является способ одновременного стирания двумя расфокусированными пучками без развертки. На электроды прожекторов подаются потенциалы, соответствующие диаметру электронного пятна в плоскости мищени, равного диаметру рабочей поверхности мищени. При необходимости в прожекторе могут быть предусмотрены дополнительные элементы, обеспечивающие требуемый размер

7 11098268

электронного пятна на мишени. При этомрельефа на обеих поверхностях двухсторонвремя стирания определяется главным об-ней запоминающей мишени.

разом токами стирающих пучков и можетИспользование изобретения позволяет

быть существенно меньше, чем при стира-полностью устранить паразитную модулянии в режиме телевизионной развертки.5 цию, повысить качество изображения и обесПредлагаемый способ стирания обеспе-печить работу прибора в режиме выбороччивает полное выравнивание потенциальногоного стирания.

1. СПОСОБ СТИРАНИЯ ПОТЕН ЦИАЛЬНОГО РЕЛЬЕФА, накопленного на диэлектрических участках двухсторонней запоминающей мишени электронно-лучевого прибора включающий облучение мишени пучком записывающего прожектора в течение времени обратного хода строчной развертки, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества изображения на экране видеоконтрольного устройства путем устранения паразитной модуляции выходного сигнала и увеличения срока службы прибора путем устранения пробоев между противоположными поверхностями диэлектрических участков мишени при необходимости смены формата растра или при увеличении паразитной модуляции выше допустимого уровня, производят сканирование мишени с двух сторон пучками записывающего и считывающего прожекторов с одинаковыми развертками и синхронным запуско.м кадровых разверток обоих пучков при потенциале подложки мишени выше первого критического и ниже второго критического потенциалов. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что потенциал подложки мишени и потенциал тормозящего электрода во время стирания двумя пучками устанавливают равным потенциалу коллектора. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени стирания, пучки записывающего и считывающего прожекторов расфокусированы и диаметр электронного пятна в плоскости мишени не меньше диаметра ее рабочей поверхности.