Способ определения крутизны вольтамперной характеристики электронного луча видикона Советский патент 1982 года по МПК H01J9/42 

(S) СПОСОБ.ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРУТИЗНЫ ВОЛЬТАМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОННОГО ЛУЧА ВИДИКОНА

Изобретение относится к электронной телевизионной технике, а именно к определению крутизны вольтампврной характеристики (ВАХ) электронного луча передающих трубок видиконного типа. Величина крутизны ВАХ луча характеризует качество электронного прожекто|эа совместно с электроннооптической системой трубки. Крутизна ВАХ луча в основном опре деляется особенностями конструкции электронного прожектора и электроннооптической системы трубки; однако зависит также от вторичноэлектранной эмиссионной характеристики ис.пользуемого типа мишени, от электрического режима работы трубки и некоторых других факторов. Поэтому оценк ве.пичины крутизны ВАХ луча трубки, определяющей ее эксплуатационные параметры, должна производиться на готовом приборе в предусмотренном его назначением эксплуатационном режиме работы. Зависимость крутизны ВАХ луча трубки от большого числа факторов приводит к . естественному разбросу ее значений у отдельных экземпляров изготовляемых приборов. Наряду с этим, могут иметь место также отклонения среднего значения крутизны ВАХ ,луча в чередующихся группах изготовляемых приборов. Поэтому :для своевременного выявления нежелательных отклонений крутизны ВАХ луча необходим достаточно точный способ контроля ее значения применимый к готовым приборам при допустимых режимах их работы.. Спосоо контроля значения крутизны ВАХ луча необходим при анализе причин брака трубок по инерционности, так как возрастание инерционности, связанное с уменьшением крутизны ВАХ луча, может маскироваться изменением электрической емкости и фотоэлектрической инерционности мишени. Изобретение может быть использовано как в лабораторных условиях при разработке новых трубок видикон ного типа, так и в производственных для контроля стабильности параметро изготовляемых приборов этого типа с целью своевременной корректировки технологического процесса для подде жания достигнутого или повышения про цента выхода годных изделий, Известен способ определения крутизны ВАХ электронного луча трубок/; в частности трубок види конного типа, основанный на снятии зависимости тока в- цепи сигнальной пластины от задерживающей разности потенциалов между катодом и мишенью, заключающийся в том, что изготавливают специальный макет исследуемой трубв котором мишень трубки заменяется мишенью из электропроводящего материала с малой вторичноэлектронной эмиссией. Подключают макет трубки к соответствующим электрическим источникам питания и настраивают для работы в режиме, по возможности близком к заданному. Измеряя ток 1 в цепи сигнальной пластины в зависимости от задерживающей разности потенциалов между катодом и мишенью снижают кривую задержки электронов 1Сиц|)и представляют графически в по лулогарифмическом масштабе -Ейi При этом значительная часть построен ной кривой, соответствующая малым и частично средним значениям тока i , оказывается, практически прямолинейной и хорошо аппроксимируется функциейLwA aU -tgrl, Это значит, что зависимость СОкм) при теж же значениях тока, является экспоненциальной функцией - pOUKw Тогда выражение для крутизны ВАХ луча имеет следующий вид: UK Таким образом, коэффициент а, характеризующий наклон кривой задержки электронов, построенной в полулогарифмическом масштабе, однозначно характеризует крутизну ВАХ луча при определенном значении его тока. Следовательно, крутизна ВАХ луча может быть определена по наклону кривой задержки электронов, построенной в полулогарифмическом масштабе. .11. Однако невозможно достаточно точно настроить макет трубки с металлической электропроводящей мишенью для работы в заданном электрическом режиме при стандартном режиме развертки луча и требуемой его фокусировке. Эти факторы влияют на характер распределения электронов луча по скорости и, следовательно, на крутизну ВАХ луча. Кроме того, точность известного способа снижает различие вторичноэлектронных эмиссионных характеристик металлической мишени макета и мишени трубки. Существенным недостатком способа является также его непригодность для определения крутизны ВАХ луча на готовых приборах. Известен также другой способ определения крутизны ВАХ луча видиконов на готовых прибора), основанный на снятии зависимости тока в цепи си1 нальной пластины от задерживающей разности потенциалов между катодом и мишенью, в котором, чтобы снизить погрешность при снятии этой кривой, возникающую от зарядки лучом электрической емкости мишени, мишень подвергают очень сильной засветке для резкого увеличения ее фотопроводимосНедостатком этого способа является его относительно небольшая точность. Цель изобретения.- повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что согласно способа определения крутизны вольтамперной характеристики электронного луча видикона, включающем измерение тока выходного сигнала трубки, измеряют в телевизионном per жиме разложения изображения темновой ток трубки, повышают скачком потенциал сигнальной пластины относительно катода в отсутствии светового сигнала, измеряют соответствующий этому скачку ток полного.выходного сигнала, через временной интервал, кратный длительности поля, измеряют ток остаточного выходного сигнала, определяют отношение тока остаточного сигнала к току полного сигнала и тока полного сигнала к темновому току, измеряют электрическую емкостьмишени и из семейства кривых Р ). построенных на основе соотношения ... где УСП комутационная инерционност трубки при. спаде сигнала; Е ехр{-(ЛТ E exp(- iTUotV5i .|i |l..Т - длительность передачи поля изображения, равная половине дли-тельности при черезстрочномразложении кадра; h 0; 1| 2,,. номер поля изображения с момента скачкообразного увеличения потенциала сигнальной пластины относительно катода при неосвещенной мишени; с электрическая емкость фотопроводящег слоя мишени на площади растра; OY суммарный квазитемновой ток трубки; со значение тока полного выходного сигнала трубки; Зи - значение тока остаточного выходного си нала трубки в полет при спаде сигна ла; а - коэффициент, характеризующий крутизну ВАХ электронного луча трубки, определяют коэффи.циент, характеризующий крутизну вольтамперной характеристики. На (|)йг. 1 приведены графики зависимостии (jL) СП LCO при разных | const, на фиг.2 графики зависимости f(cil при разных Овл const и графики зависимо ти |Ь(о) при разных значениях отно шения oll const. Способ основан на следующих сооб ражениях. Известно аналитическое выражение связывающее коэффициент а, характеризующий крутизну ВАХ луча, с комму -тационной инерционностью УСЛ Р де сигнала и с другими параметрами трубки Ucn--f ocr/o лло -ЕУ-ЬЕГй-Е) jooevi.,,...,.,;, ей о/ЕС) Значение входящих в формулу ( 1} параметров приведено выше. Из формулы И) видно, что коэффициент а, характеризующий крутизну ВАХ луча трубки, не может быть выражен через другие параметры в явном виде, поэтому его определение с помощью выраже- ния (1) при известных значениях дру гих параметров потребовало бы решения сложного трансцендентного уравнения, представляющего весьма трудоемкую задачу, решаемую с помощью ЭВМ отдельно для каждой трубки. Очевидно, что такой метод определения крутизны ВАХ луча трубки является малопригодным. Избежать этих трудностей можно, действуя следующим образом. По формуле С и рассчитывают и строят графики зависимости коммутационной инерционности UcnCot), при разных р const:; и выбранном значении у (фиг.1;, учитывая весь диапазон практических значений (jp,p с и р . С помощью построенных графиков Усп о- строят графики зависимости р (ai) при разных Uj, const и, в той же системе координат oL(f) строят графики f}(oL) при разных значениях отношения Qi./}i const во всем диапазоне практических значений 3 и р , являющиеся семейством прямых линий (фиг.2). Измерив 3т, и определив Ucn г Ooi а также отношение ci ICQ Т--Т7 находят на графиках 2 точку пересечения кривой p)W) , соответствующей определенному значению , с прямой соответствующей определенному отношению o/lp . По найденной точке neper сечения определяют на координатных осях значения и , позволяющие Определить искомое значение коэффициента а характеризующего крутизну ВАХ электронного луча трубки, по любой из следующих формул Измерение электрической емкости С фотопроводящего слоя мишени трубки может быть произведено любым известным методом. Приведенные (фиг,2 графики, если они построены во всем диапазоне практических значений параметров, от которых они зависят, пригодны для опреде-: ления коэффициента, характеризующего крутизну ВАХ луча, у любых трубок видиконного типа и строятся один раз. Реализация данного способа может быть основана на использовании значения коммутационной инерционности UCP при любом значении И 0. Однак для уменьшения погрешности определе . ния крутизны В:АХ луча при малой ине ционности предпочтительнее использовать значение инерционности при VI 1, Учитывая, что практически, оценку инерционности трубок обычно производят через 0 мс, т.е. при п 2, расчеты коммутационной инерци онности по формуле (1 ) и необ.ходимы графические построения, (фиг.1 и фиг.2),иллюстрирующие реализацию предлагаемого способа, выполнены пр VI 2. Способ может быть осуществлен и при наличии постоянно действующей внутренней или внешней дополнительной подсветке мишени (световое смещение). В этом случае. От упитывает квазитемновой ток трубки,являющийся суммой темнового тока трубки и тока от подсветки мишени. В тех же случаях, когда фотоэлектрическая инерционность мишени трубки пренебрежимо мала, как на пример у кремниконов,и общая инер ционность трубки,фактически являетс ее коммутационной инерционностью,зн чение выходных сигналов трубки и их отношение, требуемое для реализации предлагаемого способа определения крутизны ВАХ луча трубки, может быть определено как указанным способом, используя скачок поте циала, так и при скачкообразном, уменьшении входного светового си(- нала трубки припостоянном.значении потенциала на сигнальной пластине. В соответствии с изложенным, способ осуществляют следующим образом. Настраивают трубку по испытательной таблице в стандартном режиме разложения изображения. Затемняют мишень. Измеряют известным методом темновой ток0 трубки или, если это предусмотрено условиями эксплуа тации трубки, дают постоянную подсветку мишени (световое смещение), обеспечиващую заданную и контролируемую известным методом величину квазитемнового тока D- трубки. Повы шают скачком потенциал сигнальной 6Э8 пластины относительно катода, обеспечивающий своей величиной заданную и контролируемую осциллографическим Или иным методом величину тока полного выходного сигнала трубки при У Q). Через временной интервал, кратный длительности поля изображения Т и соответствующий выбранному значению VI , например И 2, измеряют тем же методом, что и Зсо ток Jjs cTaTO4Horo выходного сигнала. Определяют отношение тока остаточнрго выходного сигнала к току полного сигнала - iOO°/o и отношение тока полного выходного сигнала темновому или квазитемновому току - о / (Ь Зсо/3-f. Измеряют известным методом электрическую емкость е фотопроводящего слоя мишени. Из семейств кривых (фиг.2), построенных на основе соотношений С 1) и (,2), определяют значения с и р , по которым, используя соотношение (3) или С 4), определяют коэффициент а, характеризующий крутизну ВАХ электронного луча трубки. Данный способ пригоден для использования как в лабораторных условия с например при разработке новых трубок видиконного типа с улучшенными параметрами, так и в производственп. ных условиях, например для контроля стабильности параметров изготовляемых приборов этого типа с целью своевременной корректировки технологического процесса для поддержания достигнутого или повышения процента выхода годных приборов. Формула изобретения Способ определения крутизны вольт.амперной характеристики электронного луча видикона, включающий измерение тока выходного сигнала трубки, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности, измеряют в телевизионном режиме разложения изображения темновой ток трубки, повышают скачком потенциал сигнальной пластины относительно | сатода в отсутствии светового сигнала, измеряют соответствующий этому скачку ток полного выходного сигнала, через временной интервал, кратный длительности поя, измеряют ток остаточного выходного сигнала и определяют отношение тока остаточного сигнала к ток полного сигнала и ток полного сигнала к темновому току, измеряют электрическую емкость . мишени и из семейства кривых Р (), построень|ых на основе соотношения , -с.-Т ™ 1-Е } -ЕтЕси-ЕУ) -E.x-ETEcCl-EV tv) U/tc) где Ес-ехр(-в1Т);Ц-ехрС-1ЬТ), Т - длительность поля изображения, равная половине длительности кадра при черезстрочном разложении; и 0,1,2... - номер поля изображе ния с момента скачкообразного увеличения потенциала сигнальной плас тины трубки; с - электрическая емкость мишени на площади растра; D-J-- суммарный квазитемновой ток 910 трубкис учетом возможной постоянной подсветки мишени; Д(|; значение тока полного выходного сигнала трубки; Ucn значение тока остаточного выходного сигнала трубки в поле и при спаде сигнала; Q- коэффициент, характеризующий крутизну вольтамперной характеристики электронного луча трубки, определяют коэффициент, характеризующий крутизну вольтамперной характеристики. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Белоусов В,С, и др. Распределение электронов по скоростям в коммутируемом луче видикона. Электронная техника. 19б9 сер., вып.1, с.3. 2.Araki Т. Hiqhresolution plumbicon 73 9with new electron qun. National Tecnical Report, 1979, V-.25 № 2, p.309-319 (прототип).