ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ ПРИБОР Советский патент 1973 года по МПК H03K3/42 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники « может быть использовано в «качестве унифишированяого )модул1я при построении выход|ных -блоков устройств оптической о бработки информации, в частности олтоэлектроннык за1нолги1Нааощих устройств.

Известны фотоэлекггрониые устрюйства (ФЭУ), содержащие фотокатод, вторичноэмисоионную усилительную систему из отдельных отражательных дииодов и анодный элеКТрод. Указаниые ФЭУ обладают высо-кой чувствительностью, большим коэффициентом усиления и выходной мощностью, достаточной для оогласоваиил их с быстродействующими схема1М1И. Однако известные фотоэлектронные устройства недостаточно надежны, имеют завышенную ампиитуду упра вляющих напряжений :И сложиы в изготовлении.

Цель изоб1ретения - повышение надежности и уменьшение ам-илИтуды у/иравляющиХ «апряжений.

В предлагаемом фотоэлектронном приборе к фотокатоду подключен блок канальных электронных умножителей, который соединен с матрицей отклоняющих электродов, причем последние соединены в ХУ-коо.рдииатную сетку, подключенную к дешифраторам, к выходам матрицы подключена маска с отверстиями, за которой расположен первый дийод динодяой системы прибора, подключенный ко

всем отверстиям маски. С целью упрощения технологии изготовления прибора между фотокатодом и матрицей отклоняющих электродов включена система прострельных динодов. На фиг. 1 представлена схема описываемого прибора; на фиг. 2 - матрица отклоняющих электродов; на фиг. 3 - маска с отверстиями; на фиг. 4 - матрица отклоняющих электродов с маской.

Фотоэлектронный прибор содержит: Ba iqумный баллон 1; фотокатод 2; блок 3 канальных электронных у множителей (КЭУ); маску 4 с отверстиями; матрицу 5 отклоняющих электродов; Х-кодовые щины 6-9 адреса;

V-кодовые шины 10-13 адреса; маску 14 с отверстиями; первый дииод 15 дияодной системы 16 прибора; анодный электрод 17; нагрузочное сопротивление /5; разделительный конденсатор 19; выходную клемму 20; делители 21 и 22 напряжения; шины 23 и 24 питания; отдельную ячейку 25 матрицы; Х-отклоняюшие электроды 26; V-отклоняющие электроды 27; проекции 28 на маску потоков электронов; Х-отклойяющие электроды 29; Vотклоняющие электроды 30.

Прибор помещен в один общий вакуумный баллон. К фотокатоду прибора посредством прикатодного фокусирующего поля подключен блО:К 3 так, что «аждому КЭУ блока соответствует на фотокатоде место, откуда фотоэлектрошы соуираются на его вход. Разность потенциалов между входами блока и фотокатодом порядка 150-300 в, чтО необходи:мо для нормальной работы блока. Для удобства эксплуатации на фотокатоде помещена маска 4 с отверст1ия,ми, оставляющими открытыми лишь те места на фотокатоде, с которых фотоэлектроны собираются на входы блока 3. К выходам блока подключена матрица 5 отклоняющих электродов. На фиг. 2 приведена принципиальная электрическая схема матрицы для блока из 16 КЭУ. Каждая ячейка 25 ма,трицы, содержащая пару XОтклоняющнх электродов 26 и пару V-отклоняющих электродов 27, подключена к выходу одного соответствующего ей КЭУ блока 3. Ячейки 25 матрицы соединены в XV-координатную сетку и подключены соответственно к Х-кодоБым шинам 6-9 и У-кодовьгм шинам 10-13 адреса, управляемым от внещних дешифраторов. За матрицей помещена металлическая маска 14 с отверстиями, размещейными по одному за каждой ячейкой матрицы. Отверстия маски 14 смещены относительно проекций на маску потоков электронов, проходящих через невоэбужденную матрицу, так, что при невозбужденной матрице электроны через маску М не проходят. За маской 14 помещен первый динод 15 динодной системы 16 прибора, подключенный одновременно ко всем отверстиям маски 14. Потоюи электронов подключаются к матрице 5, маске 14 и диноду 15 благодаря имеющимся в пр-иборе специальным электростатическим или электромагнитным фокусирующим полям (не показаны). К выходу динодной системы прибора подключен анодный электрод 17, соединенный с нагрузочным сопротивлением /5 и разделительным конденсатором 19. Выходом прибора является клемма 20, соединенная с разделительным конденсатором 19. Питание прибора осуществляется посредством делителей 21 и 22, подключенных к источникам п итания через щины питания 23 и 24. На фиг. 4 приведен удобный для практической реализации вариант исполнения матрицы 5 и показан способ подключения к матрице маски 14. В этой схеме вместо дискретных отклоняющих электродов 26 и 27, образующих на фиг. 2 отдельные ячейки 25, применена система XV-непрерывных электродов 29 и 30. В остальном же обе схемы идентичны. Адресный опрос входных сигналов осуществляется посредством матрицы 5 и маски 14. Нолярность опрашивающих (управляющих) сигналов зависит от принятой схемы соединения ячеек 25 матрицы 5 и от размещения отверстий маски 14. На фиг. 2, 3, 4 приведен вариант построения опрашивающей системы, при этом полярность опрашивающих сигналов должна быть положительной. При поступлении на Х-кодовые шины 6-9 матрицы 5 положительных управляющих сигналов проекции 28 электронов на маске 14 переместятся по горизонтали вправо; при подаче положительных управляющих сигналов на V-кодовые шины 10-13 проекции электронов на, маске 14 переместятся вверх. В местах совпадения на ячейках 25 управляющих нанряжений проекции электронов переместят-ся по диагонали вправо вверх, как это показано на фиг. 2, 3 и 4, а при соответствующем подборе амллитуд управляющих нанряжений электроны попадут в отверстия маски 14. Подлежащий обработке двоичный код оптических сигналов подается на вход прибора через отверстия маски 4. Из тех мест, где на вход прибора поступил свет, фотокатод 2 имитирует фотоэлектроны. Прикатодное поле подключает эти фотоэлектроны на входы соответствующих КЭУ блока 3. С выходов блока 3 усиленные потоки электронов через ячейки 25 матрицы 5 спроектируются на маску 14. Однако при отсутствии на матрице 5 совпадаюЩих отклоняющих напряжений электроны через маску 14 не пройдут. Допустим, требуется выяснить, поступил ли на вход прибора свет по адресу, соответствующему ячейке, отмеченной на фиг. 2, 3 и 4 знаком . Для этого на кодовые шины 7 и 12 адреса, на пересечении которых иа1ходится опрашиваемая ячейка, одновременно с поступлением на вход прибора двоичного оптического кода нужно подать управляющие импульсы напряжения положительной полярности. При этом в выбранной ячейке электроны пройдут через отверстие маски и гюступят на динод 15 динодной системы прибора. В динодной системе электроны дополнительно усилятся и через анодный электрод 17 поступят на нагрузочное сопротивление 18. При этом, если на вход прибора по выбранному адресу был подан свет, на выходной клемме 20 появится электрический импульс напряжения. Если же по выбранному адресу на вход прибора не был подан свет, импульс напряжения на выходе прибора не появится. Аналогичным образом может быть опрошен и любой другой адрес входных сигналов. Па основе описанного фотоэлектронного прибора МОЖ1НО строить выходные блоки устройств оптической обработки информации, в частности запоминающих устройств. Так, например, блок, собранный из п таких параллельно включенных приборов, имеющих кажый ш-канальнъш вход, позволяет осущестить одновременную параллельную выборку, реобразование и усиление одного -разрядого числа из общего количества т, л-разядных чисел, поданных на его вход. Причем се равно, будут ли все приборы объединены один общий вакуумный баллон или каждый з них будет помещен в индивидуальную амеру. Выходной блОК, построенный на основе предлагаемого фотоэлектронного прибора, имеет следующие преимущества: высокое быстродействие, больщой коэффициент усиления и высокую чувствительность. Следует отметить, что высокое быстродействие описываемого сЬотоэлектронного прибо-ра обеспечивается ке только применением в нем вторичноэмиссионной усилительной системы из дис --- «.-кретных отражательных динодов, а также и тем, что соорка (совмещение) большого числа сравнительно маломощных каналов обработки двоичной информации осуществляется внутри приоора не электрическим монтажом с помощью проводов, при котором предусматриваются паразитные параметры схемы (емкости и шгдуктввности), а посредством электростатического фокусирующего поля. Это важное обстоятельство необходимо для построения быстродействующих приборов с большим числом входов. б Предмет изобретения I. Фотоэлектронный прибор, содержащий фотокатод, секцию переноса изображения, вторично-эмиссионную умножительную систему, выполненную из динодов, и анодный электрод, огличаю/ ыйся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения амплитуды управляющих напряжений, к фотокатаду подключен блок канальных электронных умножителей, который соединен с матрицей отклоняющих электродов, причем последние соединены в XV-координатную сетку, подключенную к дешифраторам, к выходам матрицы подключена маска с отверстиями, за которой расположен первый динод динодной системы прибора, подключенный ко всем отверстиям маски. 2. Фотоэлектронный прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления, между фютокатодом и матрицей отклоняющих электродов включена система простре.тьных динодов.

- ff-ff 5 Tf 15

22 22 2 22 22 22

2 21

023

()р

;

П П

о о

П П

о о

П П

о о

28

а а

о о