Способ измерения характеристик запоминающих электронно-лучевых приборов Советский патент 1986 года по МПК H01J9/42 

f

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных устройствах, испытательных стендах и комплексах для оперативного исследования и измерения амплитудных, вторично-эмиссионных и пространственно частотных характеристик запоминающих электронно-лучевых приборов (ЗЭЛП) с электрическими входными и выходными сигналами на этапах их разработки и применения в различных радиотехнических устройствах.

Цель изобретения - уменьшение вр мени измерения и повьппение точности при записи за счет сокращения числа операций, а также расширение класса исследуемых характеристик ЗЭЛП.

На фиг. 1 представлена мишень ЗЭЛП, разделенная на п измерительных зон; на фиг. 2 - ступенчато изменяющийся тестовый входной сигнал; на фиг. 3 - результат измерения уп- равлякяцей характеристики ЗЭЛП по считыванию; на фиг, 4 - результат измерения вторично-эмиссионной характеристики мишени ЗЭЛП; на фиг. 5 - результат измерения пространственно частотной характеристики ЗЭЛП.

Общий принцип практического осуществления предлагаемого способа .заключается в следующем.

Непосредственно перед записью потенциалы диэлектрика мишени сканирующим электронным лучом доводят до равновесного значения.При записи мишень ЗЭЛП разделяют на участки (зоны), количество которых соответствует требуемому числу точек измеряемой характеристики. Деление мишени на участки производится при построчной развертке электронного луча по числу строк растра записи в каждой зоне. Количество строк в одной измерительной зоне Н определяется числом строк растра данным количеством точек п измеряемой характеристики

N,

NK/ПТНа фиг. 1 представлена мишень 1 ЗЭЛП, разделенная на п измерительных зон 2.

В каждой зоне растра записи формируют потенциальный рельеф, соответствующий калиброванному тестовому входному сигналу. При переходе от одной зоны растра записи к дру10

15

20

135052

гой параметры тестового сигнала ступенчато изменяются, в результате чего на мишени формируется ступенчато изменяющийся потенциальный рельеф. Тестовый сигнал формируют специальным генератором, синхронизация которого осуществляется строчными и кадровыми синхроимпульсами, соответствующими параметрам развертки электронного луча.

На фиг. 2 представлен ступенчато изменяющийся тестовый входной сигнал .

При считывании, сканируя записанный потенциальный рельеф телевизионным растром, формируют выходной сигнал ЗЭЛП, содержащий информацию об измеряемой характеристике. При переходе считьшающего луча от одной зоны растра записи к другой значение выходного сигнала ступенчато изменяется, а закон его изменения определяется измеряемой характеристикой ЗЭЛП. Измеряя выходной сигнал ЗЭЛП при счи- тывании с помощью осциллографа, развертка которого синхронизируется с началом кадра растра считьгоания, получают отсчетные значения в заданном количестве точек (п) измеряемой характеристики.

Выходные сигналы ЗЭЛП, полученные на экране осциллографа при исследовании управляющей, вторично-эмиссионной и пространственно-частотной характеристик, представлены соответ35 ственно на фиг. 3-5.

Абсолютные значения измеряемых характеристик определяют по известным параметрам тестового входного сигнала и данным, полученным в про цессе измерения.

При измерении управляющих характеристик ЗЭЛП по считыванию с использованием предлагаемого изобретения потенциалы диэлектрической поверх ности мишени сканирующим электронным лучом выравнивают и доводят до равновесного значения. Генератор, синхронизируемый строчными и кадровыми синхроимпульсами растровой разверт50 ки электронного луча, формирует тестовый ступенчато изменяняцийся и калиброванный по амплитуде сигнал отрицательной полярности, который при записи подают в цепь катода ЗЭЛП. Ко55 личество ступенек тестового сигнала соответствует требуемому количеству точек измеряемой характеристики. Запись осуществляется лучом медленных

30

электронов при коэффициенте вторичной электронной эмиссии & 1. При переходе от одной зоны растра записи к другой тестовый сигнал ступенчато изменяется по амплитуде, в результате чего на мишени фррмируется ступенчато изменяющийся по глубине

потенциальный рельеф, значение которого в каждой зоне растра записи равно амплитуде соответствующей ступеньки входного сигнала.

При считывании потенциал подложки мишени устанавливают таким же как.и при записи, а потенциал катода - равным нулю. Потенциальный рельеф диэлектрика мишени оказывается отрицательным по отношению к катоду, что соответствует режиму неразрушающего считывания. Электронный луч, сканируя мишень прибора, модулируется записанным потенциальным рельефом и формирует входной сигнал ЗЭЛП, ступенчато изменяющийся при переходе его от одной измерительной зоны растра записи к другой. Закон изменения амплитуды выходного сигнала при этом определяется измеряемой управляющей характеристикой ЗЭЛП по считыванию.

На фиг. 3 показана форма выходного сигнала ЗЭЛП 3 и измеряемая управляющая характеристики ЗЭЛП по считыванию 4.

При измерении вторично-эмиссионной характеристики с использованием предлагаемого изобретения, как и в предыдущем случае, потенциалы диэлектриков поверхности мишени ЗЭЛП выравнивают и доводят до равновесного значения. Генератор тестового сигнала формирует ступенчато изменя ннцийся по амплитуде положительный сигнал, который при записи подают на подложку мишени. Потенциальный рельеф при записи формируется постоянно отпертым лучом при построчной развертке. Изменение значения потенциала подложки мишени при переходе от одной измерительной зоны растра записи к другой осуществляют таким образом, чтобы потенциал диэлектрика прошел значения от нуля ( соответствует максимальному значению действующего коэффициента вторичной электронной эмиссии). Эффективность коммутации

мишени электронным лучом, зависящую от величины тока луча и скорости ег

движения, устанавливают такой, чтобы формируемый потенциальный рельеф не выходил за пределы линейного участка динамического диапазона ЗЭЛП по считыванию. Глубина формируемого потенциального рельефа в каждой измерительной зоне растра записи при постоянном токе луча и постоянной скорости его движения пропорциональна значению действукяцего коэффициента вторичной эмиссии, который определяется значением потенциала диэлектрика мишени.

При считывании потенциал подложки мишени устанавливают постоянным, а значение его выбирают таким, чтобы записанный потенциальный рельеф находится на линейном участке динамического диапазона управля от1ей характеристики ЗЭЛП по считыванию. Электронный луч, сканируя мишень прибора, модулируется записанным потенциальным рельефом и формирует выходной сигнал ЗЭЛП, ступенчато изменяющийся при переходе луча от од- :ной измерительной зоны растра запи-- си к другой. Закон изменения амплитуды выходного сигнала при этом определяется измеряемой вторично-эмиссионной характеристикой мишени ЗЭЛП.

На фиг. 4 показана форма выходного сигнала ЗЭЛП 5 измеряемая вторично-эмиссионная характеристика 6.

Для определения абсолютных значений характеристики достаточно измерить ток сетки в двух точках характеристики: при потенциале подложки мишени, равном Нулю, когда действующий коэффициент вторичной эмиссии равен единице, а ток сетки равен току луча и при потенциале диэЛектрИ7 ка, соответствующем максимальному значению коэффициента вторичной эмиссии. При этом коэффициенты вто- ричной э)иссии подложки и диэлектрика мишени можно считать одинаковыми Значение коэффициента вторичной эмиссии определяется уравнением

,- 1с()-1сч() 8 - .)d

где коэффициент прозрачности

. выравнивакицей сетки; Ic(UaMai«) значение тока сетки при

«о. I () - значение тока сетки при

и„ О,

По двум значениям коэффициента вторичной эмиссии и известным параметрам тестового сигнала наносят масштабную сетку на измеренную вто- ркчно-эмиссионную характеристику ЗЭЛП.

Цикл измерения пространственно- частотной характеристики (ПЧХ) ЗЭЛП с использованием предлагаемого изоб- ретения аналогичен предыдущему слуг- чаю. Однако при измерении ПЧХ при записи на модулятор ЗЭЛП подают синусоидальный или импульсный периодический сигнал постоянный по амплитуд и ступенчато изменяющийся по частоте при переходе от одной зоны растра записи к другой. Количество фиксированных частот входного тестового сигнала соответствует количеству точек измеряемой характеристики. Эффективность коммутации мишени при записи и потенциал подложки мишени при счи- тывании устанавливают таким образом чтобы формируемый потенциальньй рельеф располагался на линейном участке динамического диапазона ЗЭЛП по считыванию.

Информация об исследуемой харак- теристике содержится в амплитуде переменной составлякицей выходного сигнала. При переходе считывающего луча от одной зоны растра записи к дру гой амплитуда переменной составляю- щей выходного сигнала изменяется в соответствии с ПЧХ ЗЭЛП. Измеряя с помощью осциллографа выходной сигнал ЗЭЛП по кадру, включающему в себя все зоны растра записи, полу- чают нормированную ПЧХ прибора для метода записи и считывания синусоидального или импульсно-периодичес- кого сигнала. При калибровке характеристики значения фиксированных частот входного сигнала наносят ось частот (фиг. 5).

Предлагаемый способ измерения характеристик ЗЭЛП отличается от известного тем, что исследуемая ха-

рактеристика измеряется .за один цикл работы ЗЭЛП, включающий подготовку, запись тестового ступенчатого изменяющегося калиброванного сигнала и считывание записанного потенциального рельефа, в результате чего исследуемая характеристика отображается на экране осциллографа При этом исключается необходимость измерения большого количества вспомогательных характеристик и этап графического построения измеряемой характеристики, что существенно (в 20-30 раз) сокращает время измерения . Сокращение времени измерения значительно уменьшает {практически сводит к нулю) погрешность связанную с временной Нестабильностью измеряемых параметров ЗЭЛП. Кроме тог измерение характеристики за один цикл работы ЗЭЛП автоматически обеспечивает идентичные условия измерения каждой ее точки, что в целом существенно повышает точность предлагаемого способа измерения характеристик ЗЭЛП.

Формула изобретени

Способ измерения характеристик запоминакмцих электронно-лучевых приборов, включаюш 1й подготовку мишени запись тестового входного сигнала в форме потенциального рельефа на мишени путем растровой развертки электронного луча, считывание потенциального рельефа и определение характеристик, отличающийс тем, что, с целью уменьшения времени на измерение и повьш1ения точности при записи, мишень разделяют на зоны, количество которых выбирают равным числу точек измеряемой характеристики, запись осуществляют ступенчатым изменением потенциала каждой зоны, а абсолютные значения Измеряемых характеристик определяют по параметрам тестового входного сигнала и выходного сигнала.

VCBl

tCHc

Направление сканироВанм

при и счиптдании Фиъ.1

Фиг,2

Изобретение может быть использо- ваНо в комплексах дпя оперативного исследования и измерения амплитудных, вторично-эмиссионных и пространственно-частотных характеристик запомина- ЮПЩХ электронно-лучевых приборов. Цель изобретения - уменьшение времени на измерение, повышение точности при записи за счет сокращения числа операций, а также расширение .класса исследуемых характеристик. Перед записью потенциалы диэлектрика мишени доводят сканирующим лу,чом до равновесного значения. Мишень разделяют на зоны, количество которых соответствует требуемому числу точек измеряемой характеристики. Деление на Зоны производят при построчной развертке электронного луча по числу строк растра записи в каждой зоне. Количество строк в зоне определяет- ся числом строк растра и заданным количеством точек измеряемой характеристики. В каждой зоне растра записи формируют потенциальный рельеф, соответствующий тестовому входному сигналу. При переходе от одной зоны растра записи к другой параметры тестового сигнала ступенчато изменяют, формируя измёнякядайся потенциальный рельеф. Абсолютные значения измеряемых характеристик определяют по параметрам тестового входного сигнала и вы- ходного сигнала. 5 ил. i (Л 1чЭ cS сд СП

Фиг.3

ф||.4

Фиг.5

ВВИИПИ Заказ 783/59 Тираж 644 Подписное Филиал ШШ Патент, г, Ужгород, ул.Проектная,4