Телевизионное спектрографическое устройство

 

1. ТЕЛЕВИЗИОННОЕ СПЕИТРОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее оптически связашые источник света, монохроматор и передающую тепевизнонную трубку с блоком кадровой развертки, осинпжЯграф и синхрониза-гор, : первый выход которого подключен .к уп|рашгающему входу источника света н к . входу блока кадров5й развертки, о т л и чающееся тем, что, с целью повышен11я чувствительности, введены синхронней детектор, первый квод которого соединен с вьосодом передающей телевизионной трубки, a выход поаклрочен к входу осциллографа, и модулирующий генератор, выход которого попключен к мишени передающей телевизйсжаюй трубки и к второму входу синхронного детектора, при этом второй выход синхронизатора подключен к входу запуска осциллографа. 2. Устройство по п. 1, отдача ю щ е е с я тем, что синхронизатор содержит фотоэлемент, оптически связанный с источником света, , установочный юсод которого соеданен с вьшэ- -, дом фотоэлемента, и задакяаий reitepatop, lyf выход которого соединен со счетшым входом триггера и яазляется выходом синхронизатора. Причем выход триггера Я1вляется вторым скияронизатора. .00 к о:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 Н 04И

ГОСУДАРС Г8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И QTHPbFMA (21) 2642011/18-09 (22) 1 1; 07.78 (46) 15.05.83. Бюл. ¹ 18 (72) N. B. Моин, Е. А. Сальков и В. А. Хвостов

- (71) "Институт полупроводников АН Ук раинской CCP (53) 621.397(088.8) (56) 1. Патент США И 3728029,: кл. Н 04 N -7/02,, 1976ü

2;ОрИcs СомцньмоЮ 12, ¹ 1, р. 107, 1974 (проъэтип). (S4) (S7) . 1.. тЕДЕЬИЗИОННОВ СПЯКТРОГРАФИЧЕСКЮЕ УСТРОЙСТВО, содержащее оптически связанные источник света, монохроматор и передающую телевизионную трубку с блоком кадровой развертки, оспиллсИ раф и синхронизатор, первый выход которого подключен к уп равляющему входу источника света и к входу блока кедровкой развертки, о т -. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью

„Я0„„1018260 А повышения чувствительности, введены синхронный детектор, первый же «ото-. рого соединен с выходом передающей .. телевизионной трубки, а выход подключен к входу осциллографа, и мадулируарщий генератор, выход которого псдклв чен к мишени передающей телевизиошюй трубки и к второму входу синхронного детектора, при этом второй выход синхронизатора подключен к входу запуска осциллографа.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что синхронизатор содержит фотоэлемент, оптически связанный с источником света, триггер, уста- Я нввочный вход которого соединен с аьисодом фотаэдемедтд, д двдааидй дадв атор,, Щ выход которого соединен со счетным входом триггера и является первым выходом синхронизатора, причем выыход. триггера является вторым выходом синх ронизатора. "Ффа . Ю

МиФ, QO

1018260 и задающий генератор, выход которого соединен со счетным входом триггера и является первым выходом синхронизатора, причем выход триггера является вторым, выходом синхронизатора.

На чертеже приведена структурная схема телевизионного сцектрографического устройства.

Устройство содержит источник све та 1 со светоделительной пластиной 2, монохроматор 3, передаюифю телевизионную трубку 4 с мишенью 5 и блоком кадрввой развертки 6, . модулирующий генератор 7, синхронный детектор 8, жциллограф 9, синхронизатор 10, кото.рый включает в себя триггер 11, фотоэлемент 12 и задающий генератор 13, причем выход задающего генератора, который является первым выходом синхронизатора, подключен к уцравляюшему входу источника света через кнопку запуска 14.

Телевизионное спектрографическое устройство работает следующим образом.

Исследуемое излучение от исто апыа света 1 разлагается в спектр монохроматором 3; изображение которого проецируется на фотокатод передающей телевизионной трубки 4 типа суперортикон .

Использование в качестве передающей телевизионной трубки суперортикона обеспечивает .наибольшую фоточувствительность»

Суперортиконы обладают максимально большой фоточувствительностью по сравнению с существующими передаюцшмн телевизионными трубками, Теоретически их чувствительносчь может быть равна фоточувствительности лучших типов фотс ,умножителей, Изображение спектра, попавшего на фотокатод, переносится элек;тронами выбитыми светом иэ фотокатода,,на мишень 5 суперортикона. При этом эти электроны фокусируются на мишень электромагнитной линзой. Ускоренный первый выход которого подключен к управ-. ляющему входу источника света и к входу" 40 . 6пока кадровой развертки (2 g.

Однако это устройство характеризует-. ся недостаточной чувствительнос ;ью и не позволяет производить спектральных измерений нестационарных и импульсных иэ- 45 лучений.

Мелью изобретения является повышение чувствительности. При этом решается также задача измерении спектра нестационарных и импульсных излучений» 50

Бель достигается тем, что в телевизионное спектрогрефическое устройство, содержащее оптически связанные источник света, монохроматор и передающую теле

Визионную трубку с. блоком кадровой раз 55 вертки, осциллограф и синхронизатор, пе вый выход которого подключен к управляющему входу исчочника света и к входу блока кадровой развертки, введены coax»»

Изобретение относится к технике спектрометрии и может использоваться во всех областях науки и техники для проведения спектрального анализа.

Известно телевизионное спектрографи5 ческое устройство, содержащее оптически связанные источник света, монохроматор и передающую телевизионную трубку, а также блок управления, 6лок памяти, блок, обработки данных и блок визуализации информации, вход которого соединен с выходом блока обработки данных $1) .

К недостаткам данного устройства относится то, что оно имеет сравнитель15, ную ниЭкую чувствительность (нет уср ройств, обеспечивающих максимальную . чувствительность без накопления иш орма-" ции). К .Недостаткам можно отнести так:же сложность его устройства и сложность обслуживания. По сути дела, это обслужи- 20 ванне электронно-вычислительной машины, Сложность ввода и вывода в этом устройстве существенно ограничивает его быст родействие, особенно при изменении условий исследования, Отсутствие автоматичес25 кой связи источника света с .управлением работы этого устройства не позволяет оперативно измерять спектры (быстро изменять экспозиции мишени) при изменеНии интенсивности или длительности изду- 30 чения»

Наиболее близким техническим реше. нием к изобретению является телевизион- . ное спектрографическое устройство, содрр жащее оптически связаниые источник 35 света, монохроматор и передающую телевизионную трубку с блоком .кадровой раз вертки, осциллограф и синхронизатор, ронный детектор, первый вход которого соединен с выходом передающей телевизионной трубки, а выход подключен к входу осциллографа, и модулирующий генератор, выход которого подключен к мишени передающей телевизионной трубки и к второму входу синхронного детектора, при этом второй выход синхронизатора подключен к вхору запуска осциллографа.

IIpu этом синхронизатор содержит фотоэлемент, оптически связанный с источником света, триггер, установочный вход которого соединен.с выходом фотоэлемента, 3 1018260 4 электрон с фотокатода попадает на ми- электронного луча, и, в третьих, от нешень 5 и выбивает из нее несколько нее несколько линейности детектируемого Сигнала и и ро, участок мишени 5 за- несинхронном детектировании. Таким цу ряжается положительно. Заряд на мишени тем удается добиться болыцей чувстви5 может сохраняться в течение несколь- 5 тельности суперортикона и улучшения каких минут. В течение этого времени по- чества изображения. тенциал на мишени 5 может накаплива жет накапливать,Палее сигнал с синхронного детектора 8 подается на вход осциллографа 9 и восИзображ считывается производится на экране как зависимость

Изображение с мишени 5 счи тенциал мишени 5 такой же как и пое тако же, как и по- нием позволяет длительное время рас со скоростью, близкой к нулю. Когда 15 Осциллограф 9 запускается импуль света нет, то все подлетающие к мишени 5 сом . щего генет а 13 с ро вращаются обратно, попа» затора 10. Синхронизация развэрзо даат на кольцевой электрод и в цепи те осциллографа 9 и блока кадровой раз-- ю чет максимальный темновой ток. Если на вертки 6 передающей телевизионной трубр,„щю,СЯ и, „,н,. Когда элект ир "" ора 10

;ны луча подлетают к положительно за- Чтобы мишень 5 суперортикена все ряженному участку мишени 5, то не все время бина готова для записи, -необходи- электроиы луча отражаются от нее. Часть g5 мо, чтобы развертки сунерортикона пери электронов остаетоя, чтобы компенсировать Одически включались даже когда нет исположительный заряд. При этом на коль- следуемого сигнала. Это не дозволяет невой электрод попадает меньше электра- накапливаться на мишени постороннему нов и темновой ток в цени уменьшается, . потенциалу, который мещает регистрироа мишень 5 при этом приобретает опять Зэ вать спектр. Последнее достигается тем, потенциал катода.. что задающий генератор 13 периодически

Таким образом считывается потея- включает блок кадровой развертки 6. пиал мишени 5, а следовательно, и изоб- Но если мишень 5 требует цериодиражение спектра. Но выходе передающей ческого включения развертки, то.ланге телевизионной трубки 4 течет ток, моду- пробеги электронного луча по экраьу

35 кФъФ ог лированный но величине из-за разного . циллографа 9 "засеивают" его электрона количества электронов, отраженных от ми и экран засвечивается, поэтому необразных точек мишени 5. При считывании ходимо включать осциллограф 9 только в стирается изображение на. мишени 5. момент прохождения полезного сигнала, °

Н а самом деле темновой ток супер- „Для этого запуск осциллографа осуществ-. ортикона не постоянен, в основном из-аа ляется через триггер 11 только в момент .. тогс, что электроны по разному фокуси- записи полезного сигнала. руются и атра)каются от различных участков мишени 5. Чтобы избавиться от не- Задающий генератор 13 позваняет успостоянства темнового т:ока!в данном танавливать необходимое время экспози» ус ро ств применена модуляция потен- ции мишени. Синхронизация исследуемого

45 пиала мишени 5 прямоугольными импуль-, светового сигнала с началом считывания сами от. модулирующего генератора 7. мишени 5 суперортикона осуществляется

Если мишень 5 не заряжена, то она не следующим образом. Импульс задающего модулирует mjemåííûe электроны и ъ генератора 13 включает источник света 1, цепи нет пе ременного модулирующего

5О часть исследуемого излучения от свето» . сигнала. Когда же на.. мишени 5 появля- делительной пластины 2 попадает на фр ется положительный заряд,.то в цепи тоэлемент 12. Сигнал с фотоэлемента 12 течет модулированный -ток. Этот ток де- открывает триггер 11 и следующий имтектиууется синхронным детектором 8. пульс задающего генератора запускаят

Такая система модуляции потенциала 55 осциллограф 9. Такая система позволяет . мишени 5 позволяет избавиться, во пер- регистрировать как импульсное излучение, вых, от непостоянства темнового така, так и -непрерывное, нолучая при этом во вторых от низкочастотных шумов высокое качество изображения спектра.

5 10182

Помимо обеспечения высокого «ачесгва изображения спектра эта система позволяет устанавливать требуемое время засветки мишени 5. Делается это следуюшйм образом. Задающим генератором 13 устанавливается требуемая частота запускакииих импульсов. Кнопкой запуска 14 включаете источник света 1 от первого прошедшего импульса задающего генератора 13. Часть исследуемого излучения 30 отводится светоделитеаьной пластиной 2 ма фотоэлемент 12, который открывает триггер .11,и следующий импульс задаю. щего генератора 13 запускает осциллот раф 9. После этого триггер 11 закрывает ts ся и последующие импульсы задакнцего

:генератора 13 не запускают осцилаограф

9, и на полученное изображение спектра не накладывается остаточное изображение спектра, считываемое повторными пробе- щ гами элег.тронного луча по мишени S .пеуедаюшей телевизионной трубки.

Таким образом, система РПС обеспечивает высокую чувствительность спект- . рального анализа в процессе быстрой. регистрации и преобразования спектра

@лучения в электрический сигнал. Эта

60 6 система позволяет накаплива тъ сигналы спектров стационарных, нестационарных и импульсных (включая сверхкороткие импульсы) излучений, а затем преобра- зовать их в сравнительно медленно изменяющийся zo времени электрический сиг нал. Высокая чувствительность H высокое качество изображения. спектра в установке. достигается также тем, что установка снабжена системой, синхронного выделения сигнала и выравнивания ургия черного в. совокупности с иснрльзованием в качестве преобразователя спектра светового излу чения передающей телевизионной трубки тила "суперортикон, наиболее чувствительной по сравнению со всеми известными в настоящее время. Эта система обес печивает выделение и максимальное усиление полезного сигнала из шумов считывающего электронного луча и из случайного потенциала мишени суйерортикона.

Осуществляется это, вследствие высокочастотной .модуляции потенциала мишени 5 передающей телевизионной трубки 4 на модулирующей частоте и синхронным детектированием этого сигнала синхронным детектором 8, что выгодно отличает данное. устройство от прототипа, Составитель A. Прозоровский

Редактор Л. Повхан . Техред Е.Харитончик Корректор. А.Ференц

Заказ 3S63/55 тираж 677 Поди исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССр по делам изобретений и открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4