АППАРАТ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЕЛЕСКОПИИ Советский патент 1928 года по МПК H04N3/16 

На фиг. 1 чертежа изображена схема передатчика и на фиг. 2 - схема приемника предлагаемого аппарата для электрической телескопии, со следующими обозначениями для передатчика: 1 - фотокоммутатор; 2 - выпукло-вогнутая чечевица; 3 - слой фотоэлемента; 4 - металлический кольцевой контакт фотоэлемента; 5 - конденсаторы; 6 - слюдяные экраны; 7 - нить накала; 8 - масляный рубильник; 9 - дроссель с железом; 10 - дроссель воздушный; 11 - амперметр генераторных ламп; 12 - катушка; 13 - группа генераторных ламп; 14 - блокировочный конденсатор; 15 - антенная самоиндукция; 16 - трансформаторы накала; 17 - конденсатор; 18 - сетка; 19 - катодный пучок (карандаш); 20 - реостаты накала; 21 - труба Кеплера; 22 - призма Николя; 23 - группа усилительных ламп; 24 - генератор низкой частоты; 25 - генератор высокой частоты; 26 - дроссель с железом; 27 - конденсатор; 28 - дроссель воздушная; 29 - дроссель воздушная; 30 - конденсатор; 31 - батарея высокого напряжения; 32 - потенциометр динатронной сетки; 33 - потенциометр модуляторной лампы; 34 - антенна; 35 - заземление; L₁ - самоиндукция колебательного контура; C₁ - емкость колебательного контура; N - модуляторная лампа; Т - трансформатор; K - телеграфный ключ; А - амперметр; V - вольтметр; E_h - батарея накала группы модуляторных ламп; E_c - батарея потенциометра; АВ - изображение передаваемого предмета.

Обозначения для приемника следующие: 1 - фотокоммутатор; 2 - слой флюоресцирующего вещества; 3 - металлический кольцевой контакт флюоэлемента; 4 - нить накала; 5 - конденсаторы; 6 - слюдяные экраны; 7 - амперметр; 8 - катушка сжатия; 9 - катодный пучок; 10 - генератор низкой частоты; 11 - генератор высокой частоты; 12 - реостаты накала; 13 - реостат катушки; 14 - телефон; 15 - трансформатор; 16 - блокировочный конденсатор; 17 - батарея высокого напряжения; 18 - потенциометр усилительной лампы; 19 - потенциометр сетки флюокоммутатора; 20 - заземление; 21 - антенна; 22 - сетка; 23 - вогнуто-выпуклая чечевица; L, L₁ - приемные катушки связи; С₂ - конденсатор открытого контура; L₂-L₃ - катушки обратной связи; С₁ - конденсатор переменной емкости; С₃ - конденсатор сетки усилительной лампы; R - сопротивление в цепи сетки; М - детекторно-усилительная группа ламп; С₈ - конденсатор; А - амперметр; АВ - матовое стекло, на котором получается изображение предмета.

Оптическая часть передатчика состоит из призмы Николя 22, сделанной из исландского шпата с полным внутренним отражением обыкновенного луча для селективного эффекта. Поляризованный свет проходит далее сквозь кепплеровскую трубу 21 с двумя двояко-выпуклыми стеклами, потом попадает на большую выпукло-вогнутую чечевицу 2, преломляется и падает перпендикулярно на поверхность фотоэлемента 3.

Электрическая система передатчика (фиг. 1) состоит из вибратора-трансформатора световых колебаний 1 (фотокоммутатор). Принципиальное его устройство ничем не отличается от обыкновенной катодной трехэлектродной лампы.

Действие фотоэлемента основано на следующем: свет, падая на поверхность легких металлов (натрий, калий, цезий и рубидий), помещенных в разряженную среду какого-либо инертного газа (например, аргона), вызывает потерю в них одного лишь отрицательного электричества; он движется затем в газе по линиям электрических сил по направлению к положительному полюсу. Рассеяния положительного электричества не существует. Способностью терять отрицательный заряд, под действием света достаточно большой частоты, обладают не только отрицательно наэлектризованные тела, которые при этом разряжаются, но и нейтральные, или даже тела, слабо заряженные положительно, при чем положительный потенциал их еще далее возрастает и ослабляет дальнейшую отдачу им отрицательных электронов. Однако, отдача отрицательных частиц в фотоэлементе возрастает, если он заряжается отрицательно до большой разности потенциала между ним и окружающим пространством. То же самое вызывает положительный заряд окружающих тел. Так как пластинка динатрона заряжена положительно, то для того, чтобы электроны могли выделиться, служит более высокий, чем пластинка, положительный заряд сетки, притягивающий электроны к себе и создающий ток обратного направления.

Фотокоммутатор состоит из пестикообразной стеклянной трубки 1 в тонком конце которой находится спираль или кольцеобразная конусная пластинка накаливания 7. Она устроена таким образом, что электроны идут сходящимся пучком в одну точку. Около нити накаливания находится слюдяной экран 6 с отверстием посредине, преграждающий путь ненужным электронам и пропускающим только те электроны, которые сжимаются в иглу наподобие того, как это применено в некоторых катодных осциллографах. Для получения наиболее резкого и отчетливого изображения необходимо, чтобы сжатый наподобие иглы поток электронов или катодный пучок (карандаш) 19 имел диаметр светового пятна на фотоэлементе (сплошной слой, чувствительный в фотоэлектрическом отношении) 3 приблизительно в одну пятую квадратного миллиметра. Для этого помимо особого устройства спирали 7, сжимающей катодный пучок 19 приблизительно до одного квадратного миллиметра, служит еще катушка сжатия 12. Способ сведения катодных лучей в одну точку имеется. Он заключается в том, что луч окружается кольцом, состоящим из ряда проводов, по которым пропускается электрический ток. Магнитное поле, возникающее от этого кольца, направленное своими линиями вдоль пучка, обладает таким сводящим действием. Желательно получить электронный поток уже сходящимся перед катушкой сжатия с тем, чтобы уменьшить ее силу. Это достигается формой спирали или кольца накала. Пользуясь свойством выделения электронов по нормали, делают их (спираль или кольцо) такими, чтобы поток электронов сходился без всяких внешних к тому побуждений на фотоэлементе в одну точку и, действуя катушкой сжатия, имеющей небольшую силу, как бы заостряют его и дают остроту эффекта. Таким образом катодные лучи, выйдя из накаленной спирали 7, отфильтровываются слюдяным экраном 6, затем сжимаются еще более катушкой сжатия 12, проходят через второй слюдяной экран 6 меньших размеров, потом попадают в электрическое поле четырех конденсаторов 5, расположенных взаимно перпендикулярно друг к другу, при чем период колебания этих конденсаторов неодинаков, так что катодный карандаш 19 все время вычерчивает зигзагообразные линии, которые могут быть расположены как угодно близко одна к другой. Перед фотоэлементом 3 находится редкая сетка 18 из металлических нитей, заряженная до положительного потенциала, более высокого, чем положительный потенциал фотоэлемента 3. Катодные лучи проходят по инерции сквозь сетку 18 и ударяются в фотоэлемент 3. При освещении тонких металлических листочков или слоев, нанесенных на кварц, электроны испускаются не только передней поверхностью, встречаемой светом, но и задней. Следовательно, лучи света, падая на фотоэлемент 3, вызывают появление электронов. Количество электронов, выделяющихся из поверхности фотоэлемента неравномерно, зависит от освещения отдельных участков фотоэлемента, т.-е. оно прямо пропорциально интенсивности освещения. Итак, катодный пучок 19, падая на фотоэлемент 3, встречает в нем появление противоположных катодных лучей, вызванных, с одной стороны, световым эффектом и, с другой стороны, ионизацией его электронным карандашом. Эти лучи, идя навстречу основному катодному пучку 19, ослабляют его. Электронные лучи, вызванные ионизацией, по своей силе равномерны, в то время, как лучи вызванные светом, не равномерны. Таким образом, при движении основного катодного пучка по фотоэлементу, он встречает на своем пути большее или меньшее сопротивление идущих навстречу ему электронов и, следовательно, меняется в своей силе, в соответствии с колебаниями световыми. Положительная сетка 18 перед фотоэлементом 3 служит для того, чтобы притягивать к себе электроны фотоэлемента, заряженного положительно, потому что в противном случае они не могли бы оторваться от него. Что же касается совмещения конденсаторов 5 с катушкой сжатия 12, то они питаются от общей батареи. Продольная аберрация устраняется тем, что фотоэлемент 3 имеет сферическую поверхность, радиус которой равен радиусу отклонения катодного пучка 19. Полученные таким образом колебания передаются в систему обычной радиотелефонной станции через модуляторы и усилители к ламповым генераторам незатухающих колебаний.

Электромагнитные волны, излучаемые антенной передающей станции, улавливаются приемной станцией, обычным образом усиливаются и поступают в место телефона во флюокоммутатор 1 (фиг. 2), который отличается от фотокоммутатора только тем, что в нем фотоэлемент заменен фосфоресцирующим экраном 2, натянутом на положительном кольце 3. Для того, чтобы передать все различно освещенные точки рисунка, служит та же сетка 22, что и в фотокоммутаторе. Только теперь она, выполняя роль сетки обычной усилительной лампы, пропускает то большее, то меньшее количество электронов, благодаря чему на фосфоресцирующем экране 2 получается изображение предмета. Но это изображение искажено; поэтому оно сначала проходит через выгнуто-выпуклую чечевицу 23, подобранную так, чтобы выходящие из нее световые лучи были параллельны; улавливаясь матовым стеклом, они дают изображение предмета.

Сопротивление фотоэлемента возрастает все более и более при движении катодного пучка от кольца к центру фотоэлемента; следовательно, изображение должно быть светлее к краям и темнее в середине (конечно, равномерно). Для избежания этого фото- и флюовещество имеет по четыре металлических проволочки крест-на-крест друг к другу (сетку), расположенных и связанных с кольцом, благодаря чему указанный выше недостаток сводится к минимуму. Таким образом, фотокоммутатор, будучи включенным в систему обычной передающей радио-телефонной станции вместо микрофона в флюокоммутатор в приемной такой же станции вместо телефона, превращают данные станции в радио-телефонные.

Синхронизм работы передающей и приемной станций может быть осуществлен двумя способами. К первому относится менее совершенный способ, заключающийся в следующем. Генераторы незатухающих колебаний низкой и высокой частоты, работающие на конденсаторы флюо- и фотокоммутаторов для перемещения катодных пучков, изготовляются идентичными на точно установленные частоты колебаний. Таким образом, в нормальных условиях данные генераторы, находящиеся в разных местах, будут иметь одинаковые частоты. Весь вопрос сводится к тому, чтобы синхронизм одинаковых колебаний совпадал во времени. Для этого оба колебательных контура на отправительной и оба на приемной включаются электромагнитными реле, работающими от основной волны отправительной станции. Перед передачей изображения в отправительной станции через микрофон, включенный параллельно фотокоммутатору, сообщают о предстоящей передаче по радио. Электромагнитные импульсы, излучаемые в данном случае радиотелефонной антенной, одновременно замыкают все четыре конденсаторных контура. Так как они изготовлены абсолютно идентично, то весь процесс колебаний должен находиться в полном синхронизме.

Второй способ заключается в том, что генератор высокой частоты на передатчике, работающий на конденсатор, устанавливается большей, чем в первом случае, мощности и излучает одновременно с основными свои электромагнитные волны. Конденсаторы низкой частоты получают импульсы от данного колебательного контура за счет уменьшения частоты в приборах аналогичных трансформаторам Ценнека и Жоли. Таким образом, в приемной станции устанавливается контур, связанный с конденсатором высокой частоты и воспринимающий магнитные волны означенной частоты с передатчиком, которые, будучи усилены, поступают в его трансформатор и, проходя через такое же число трансформаторов частоты, идут к конденсаторам низкой частоты. При этом должен получиться полный синхронизм.

1. Аппарат для электрической телескопии с применением, в качестве подвижных частей, катодных пучков, синхронно движущихся на передаточной и приемной станциях под действием двух взаимно-перпендикулярных электрических полей, при чем катодный пучок передатчика служит для последовательного включения в цепь отдельных элементов чувствительного в фотоэлектрическом отношении слоя, а катодный пучок приемника - для вырисовывания изображения на флюоресцирующем экране, характеризующийся применением в катодной трубке передатчика сплошного слоя 3 вещества, чувствительного в фотоэлектрическом отношении, изогнутого по радиусу, равному приблизительно длине катодного пучка 19, перед каковым слоем расположена сетка 18, заряженная до высшего, чем указанный слой, положительного потенциала.

2. Видоизменение аппарата, охарактеризованного в п. 1, отличающееся применением цветной, прозрачной пластинки с целью окраски лучей, падающих на слой 3 от передаваемого предмета АВ.

3. Видоизменение аппарата, охарактеризованного в п. 1, отличающееся применением николевой призмы 22, служащей для поляризации лучей, падающих на слой 3 от передаваемого предмета АВ с целью наилучшего воздействия их на указанный слой.

4. Видоизменение аппарата, охарактеризованного в п. 1, отличающееся применением выпукло-вогнутой линзы, служащей для отбрасывания лучей от предмета АВ на слой 3.