Устройство для регулирования яркости изображения электронно-оптического преобразователя /его варианты/ Советский патент 1986 года по МПК H04N5/57 

12

ал источника 6 питания поступает на экран 12 ЭОП 9 и на резистивный делитель, образованный резисторами 13, 15. Созданная разность потенциалов приводит к возникновению вторичной эмисскя возбуждению люминофора экрана 12 и созданию усиленного светового изображения. Сигнал с ЭОП 9 че

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в услителях изображения при наблюдении за светоизлучающими объектами переменной яркости.

Цель изобретения - уменьшение времени регулирования и повьппение качества изображения.

На фиг. 1 и 2 приведены структурные электрические схемы первого и второго вариантов устройства дпя регулирования яркости изображения электронно-оптического преобразователя.

Устройство регулирования яркости изображения ЭОП по первому варианту содержит первый интегратор 1, вьпсод которого подключен к первому входу блока 2 сравнения, к второму входу которого подключен выход источника 3 опорного сигнала, первый выход блока 2 сравнения подключен к управляющему, входу первого интегратора 1, а второй выход - к первому управляющему входу первого коммутатора 4, второй управляющий вход и информационный вход которого подключены соответственно к выходу блока 5 запуска и первому выходу источника 6 питания, выход первого коммутатора 4 через второй интегратор 7 соединен с отокатодом 8 ЭОП 9, первый и второй управляющие входы второго коммутато1)а 10 подключены соответственно к второму выходу блока 2 сравнения и через линию задержки 1 к выходу блока 5 запуска, А выход - к экрану. 12 ЭОП 9, со диненному через первый резистор 13 с выходом микроканальной пластины 14 ЭОП 9j шунтированной, вторым ре-

рез преобразователь 17 и интегратор 1 поступает на блок 2 сравнения, где сравнивается с сигналом источника 3 опорного сигнала. А момент совпадения их значений закрываются коммутаторы 4, 10, снимается напряжение питания с экрана 12 и интеграторов 1,7. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

зистором 15, информационный вход второго коммутатора 1О соединен с вторым выходом источника 6 питания, вход интегратора 1 подключен к зкрану 12 ЭОП 9, содержащего фокусирующую систему 16, через преобразователь 17,

Указанное устройство по первому варианту работает следующие образом.

Импульсом от блока 5 запускается первый коммутатор 4, подающий отрицательный потенциал с второго выхода источника 6 питания на второй Интегратор 7, растущий потенциал с выхода которого начинает поступать на фотокатод 8 ЭОП 9,

Одновременно импульс с выхода блока 5 поступает на вход линии 11 задержки.

Выбором параметров второго интегратора 7 устанавливается скорость роста 8 и разности потенциалов U между фотокатодом 8 и входом микро- канАпьной пластины 14 из условия 5n4U/5RC, где R- продольное Сопротивление фотокатода 8, С - межэлектродная емкость промежутка фотокатод 8 - фокусирующая система 16

камеры формирования фотоэлектронного потока (ФЭП).

Выбранная скорость нарастания напряжения питания камеры формирования ФЭП обеспечивает достаточную эквипотенциальность фотокатода 8 и вход- лого электрода микроканальной пла- стины 14, поскольку характерное время С заряда межэлектродных емкостей камеры, определяемое соотношением t RC, оказывается намного меньшим по крайней мере в пять раз.

характерного времени изменения напряжения питания камеры. .

Фотоэлектроны, вьшетающие из фо-; токатода 8 под воздействием падаю- . щего на него излучения, ускоряются разностью потенциалов между фотокатодом 8 и-фокусирующей системой 16 и в виде электронного изображения поступают на вход микроканальной пластины 14.

По мере роста потенциала выхода второго интегратора 7 (т.е. разности потенциалов между фотокатодом 8, с одной стороны, и фокусирующей системой 16 и входом микроканальной пластины 14, с другой), улучшается качество электронного изображения на входе микроканальной пластины 14, т.е. растет разрешение, энергия фотоэлектронов приближается к опти- мальной.

Импулысом с второго выхода блока 5 через линию II задержки запускают второй коммутатор 10. Выбором вели- чины задержки линии 11 запуск второго коммутатора 10 осуществляют к моменту получения з аданного качества изображения на входе мнкроканальной пластины 14.

Второй коммутатор 10 подает положительный потенциал с второго выхода источника 6 питания на экран

17. ЭОП 9 и на вход резистивного делителя, образованного резисторами

13 и 15.Разность потенциалов, возникающая между экраном 12 и фокусирующей системой 16 ЭОП 9, создает между ними импульсное электрическое поле, которое поляризует материал микро- канальной пластины 14 и создает между ее входом и выходом рабочую разность потенциалов, а Между выходом микроканальной пластины 14 и экраном 12 - ускоряющее напряжение.

Электроны вторичной эмиссии, образующиеся на входе микроканальной пластины 14 под воздействием падающего ФЭП, ускоряются полем в каналах микроканальной пластины 14, создают лавину вторично эмиттированных электронов, которые в виде потока, многократно усиленного по отношению к падающему ФЭП, поступают с выхода микроканальной пластины 14 в камеру ускорения и попадают на экран 12, возбуждая его люминофор и создавая

s

5 0

s

0усиленное световое изображение на выходе ЭОП 9.

Сигнал преобразователя 17, пропорциональный интегральному световому потоку с выхода ЭОП 9 (в виде электронного тока с его экрана 12 либо сигнала с выхода фотоприемника, расположенного у экрана 12) поступает на вход первого интегратора 1. С выхода первого интегратора 1 сигнал, пропорциональный сумме светового потока, излучаемого с экрана 12 ЭОП 9, поступает на вход fлока 2 сравнения.

В момент совпадения величин сигналов с выхода первого интегратора 1 и источника 3 опорного сигнала на первом и втором выходах блока 2 сравнения формируются сигналы сброса ранее накопленного сигнала на выходе первого интегратора 1 и отключения первого 4 и второго 10 коммутаторов, снимающих напряжения питания с экрана 12 и входа второго интегратора 7. В результате этого исче:зает электрическое поле между экраном 12 и фокусирующей системой 16, происходит деполяризация материала микроканальной пластины 14, исчезает рабочая разность потенциалов между ее входом и выходом и она отключа ется. Прекращается усиление ФЭП и возбуждение люминофора экрана 12 ЭОП 9, завершая процесс регулирования яркости изображения на выходе ЭОП 9.

Сумма светового потока, излученная экраном 12 ЭОП 9 между моментами включения и выключения микроканальной пластины 14 (цикл регулирования),, пропорциональна сигналу источника 3 опорного сигнала. Излишек светосуммы, излученный люминофором экрана 12, после отключения микроканальной пла- :тины 14 (послесвечение экрана) создает на выходе первого интегратора 1, сигнал, который учитывается в следующем цикле регулирования.

Снятие потенциала на входе второго интегратора 7 приводит к уменьшений потенциала на его выходе со скоростью 6 и, не превышающей указанной скорости изменений потенциала на его выходе. В результате этого в процессе уменьшения потенциала на выхо- л ,е второго интегратора 7 сохраняется эквипотеициальность фотокатода 8 и электродов микроканальной пластины

14, исключающая выход этих элементов из строя.

По истечении некоторого промежутка времени снимается рабочая разность потенциалов между электродами камеры формирования ФЭП и ЭОП 9 полностью отключается.

Таким образом, происходит регулирование яркости изображения на выходе ЭОП 9 в одном цикле.

. Следзпощии импульсом блока 5 запускается первый коммутатор 4, и г весь цикл повторяется. При этом в процессе длительных наблюдений сумма светового потока, излученного экраном 12 ЭОП 9, в каждом цикле регулирования яркости изображения оказывается пропорциональной сигналу источника 3 опорного сигнала, а полная сумма светового потока с экрана 12, излученного за весь период наблюдения, - пропорциональной числу циклов регулирования, также пропорциональному времени наблюдения.

Таким образом, достигается регулирование яркости изображения на выходе ЭОП 9 в процессе длительных наблюдений.

Величины сопротивлений резисторов 3 и 15 подбираются пропорциональными разности потенциалов между электродами камеры ускорерия, экраном 12 и выходом микроканальной пластины 14, поддерживающими рабочую разность потенциалов между электродами.

Устройство для регулирования яркости изображения .ЭОП по второму варианту содержит первый интегратор 1, выход которого подключен к первому входУ блока 2 сравнения, к второму входу которого подключен выход источника 3 опорного сигнала, первый вьпсод блока 2 сравнения подключен к управляющему входу первого интегратора I, а второй выход подключен к первому управляющему входу первого коммутатора 4, второй управ- лякиций вход и информационный вход которого подключены соответственно к первому выходу блока 5 запуска и первому выходу источника 6 питания, выход второго коммутатора 7 через конденсатор 8 подключен к экрану 9 - ЭОП 10 и катоду диода И, анод которого подключен к второму выходу источника 6 питания, первый, второй управляющие входы и информационный вход второго коммутатора 7 под-

0

5

0

5

0

5

0

O

5

ключены соответственно через линию задержки 12 и выходу блока 5 запуска, выходу элемента ИЛИ 13 и третьему выходу источника 6 питания, первый и второй входы элемента Ш1И 13 подключены соответственно к второму выходу блока 2 сравнения и третьему выходу блока 5 запуска, причем выход первого коммутатора 4 через второй интегратор 14 подключен к фотокатоду 15 ЭОП 10, а вход первого интегратора 1 соединен с экраном 9 ЭОИ 10, содержащего фокусирующую систему 16 и микроканальную пластину 17,, через преобразователь 18. Предлагаемое устройство по второму варианту работает следующим образом.- .

Включение устройства и прдача разности потенциалов на камеру формирования фотоэлектронного потока и экран 9 ЭОП 10 происходят аналогично работе устройства по первому варианту.

Отличие заключается в том, что пoлoжиteльньIй потенциал с выхода второго коммутатора 1 поступает через конденсатор 8 на зкран 9, на который через диод 11 уже подан постоянный положительш |й потенциал с второго выхода источника 6 питания, ПостоянньШ положительный потенциал очищает камеру ускорения от заряжен- ньк частиц, устраняя шум, возникающий на экране 9 ЭОП 10 в момент включения камеры ускорения, способствует лучшей фокусировке электронов между выходом микроканальной пластины 17 и экраном 9 в процессе их ускорения и оптимизирует условия создания рабочих разностей потенциалов на микроканальной пластине 17 и камере ускорения.

Выбором величины постоянного потенциала с второго и третьего выхо-. дов источника 6 питания, а также подбором величины емкости конденсатора 8 регулируется напряжение питания микроканальной пластины 17 при заданном потенциале на экране 9 ЭОП 10, поскольку конденсатор ,8, экран 9 и электроды микроканальной .пластинь 17 образуют систему из трех последовательно включенных конденсаторов ,

В процессе работы в условиях мощных уровней засветки разность потенциалов между экраном 9 и электродом

/

на выходе микроканальной пластины 17 уменьшается за счет разряда образованного ими конденсатора током электронов с выхода микроканальной пластины 17, ограничивая сумму светового потока, излучаемую с экрана 9 ЭОП 10 в цикле регулирования, поскольку светосумма экрана 9 пропорциональна энергии эквивалентного коденсатора.

Таким образом, достигается автоматическая регулировка яркости изображения на выходе ЭОП 10 при больших интенсивностях засветки, когда . конечное быстродействие элементов ограничивает возможности устройства

При средних уровнях засветки отключение ЭОП 10 происходит по сигналу блока 2 сравнения через элемент ИЛИ 13 аналогично работе устройства по первому варианту.

При малых уровнях засветки сигнал с выхода первого интегратора 1 Недостаточен для срабатывания блока 2 сравнения и отключение ЭОП 10 осуществляется по второму сигналу с

блока 2 через элемент ИЛИ 13 в начале второго цикла регулирования.

После отключения ЭОП 10 происходит деполяризация материала микрока- напьной пластины 17, восстановление ее первоначальных качеств и подготовка к циклу включения. Кроме того через диод 11 нейтрализуется избыточный отрицательный заряд, перенесенный током электронов с выхода микроканальной пластины 17 на экран 9 в процессе работы.

В результате оказывается, что сумма светового потока, излученного с выхода ЭОП 10, пропорциональна установленной величине сумьл свето- в.ого потока, фотоюатод 15 ЭОП 10 защищен от пробоев по поверхности, разрешение и контрастность изображения не хуже того, которое бьшо в момент включения микроканальной пластины 17 и камеры ускорения вторичных электронов, а быстродействие регулирования повышено, так как скорость переключения микроканальной пластины 17 и камеры ускорения может быть предельно высокой и ограничена лишь временем пробега электромагнитной волны вдоль микроканальной пластины 17 и камеры ускорения.

рмула

изобретения

10

15

20

25

30

35

0

5

0

5

1. Устройство для регулирования яркости изображения электронно-оптического преобразователя, содержащее первый интегратор, вход которого через преобразователь подключен к экрану электронно-оптического преобразователя, управляющий вход - к первому выходу, а выход - к первому входу блока сравнения, к второму входу которого подключен выход источника опорного сигнала, первый выход блока сравнения подключен к управляющему входу первого интегратора, а второй выход - к первому управляющему входу первого коммутатора, второй управляющий вход и информационный вход которого подключены соответственно к выходу блока запуска и первому выходу источника питания, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени регу- :.ирования яркости и повьшзения качества изображения, в него введены первый и второй резисторы, линия задержки, вторые интегратор и коммутатор, причем выход первого коммутатора через второй интегратор подключен к фотокатоду электронно-оптического преобразователя, первый управляющий вход второго коммутатора подключен к второму выходу бло ка сравнения, второй управляющий вход через линию задержки -.к выходу блока запуска, выход - к экрану электронно-оптического преобразователя и через первый резистор к выходу микроканальной пластины электронно-оптического преобразователя, шунтированной вторым резистором, а информационный вход второго коммутатора соединен с вторым выходом источника питания .

2, Устройство дпя регулирования яркости изображения электронно-оптического преобразователя, содержа- щее первый интегратор, вход которого через преобразователь подключен к экрану электронно-оптического преобразователя, управляющий вход - к первому выходу, а выход - к первому входу блока сравнения, к второму входу которого подключен выход источника опорного сигнала, первый выход блока сравнения подключен к управляющему входу первого интегратора, а второй выход - к первому упр авляющему вхо.912

ду первого коммутатора, второй управляющий вход которого подключен к выходу блока запуска, а информационный вход - к первому выходу источника питания, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени регулирования яркости, в него введены диод, конденсатор, линия задержки элемент ИЛИ, второй интегратор и коммутатор, причем выход второго коммутатора через конденсатор подклю .чен к экрану электронно-оптического преобразователя и катоду диода, анод которого подключен к второму вьпсоду

Редактор Л.Пчелинская

Составитель Н.Чистяков

Техред И.Верес Корректор М.Шароши

Заказ 5041/58Тираж 624Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, Ул. Проектная, 4

10

источника питания, первый управляю- щий вход второго коммутатора подключен через линию задержки к выходу блока запуска, второй управлякиций

5 вход - к выходу элемента ИЛИ, а информационный вход - к третьему выходу источника питания, первый и второй входы элемента ИЛИ подключены соответственно к второму выходу блока срав10 нения и выходу блока запуска, причем выход первого коммутатора через второй интегратор Подключен к фотокатоду электронно-оптического преобразователя.

Фиг.2

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться при наблюдении за объектами переменной яркости. Уменьшается время регулирования и повьппается качество изображения. По импульсу блока 5 запуска открывается коммутатор 4, и через него на интегратор 7 поступает отриц. потенциал источника 6 питания. С интегратора 7 напряжение поступает на фотокатод 8 электронно-оптического преобразователя (ЭОП) 9. Фотоэлектроны, вылетающие из фотокатода 8 под воздействием падающего на него излучения, поступают в виде электронного изображения на микроканальную пластину 14. К моменту получения заданного качества изображения импульсом , блока 5 запуска, прошедшим через линию задержки 11, открьшается коммутатор 10. Через него положит, потенци§ (Л ii.J