Устройство для регулирования яркости изображения электронно- оптического преобразователя /его варианты/

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (11 4 Н 04 N 5/57

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРИЧНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ наблюдении за объектами переменной яркости. Уменьшается время регулирования и повышается качество изображения. По импульсу блока 5 запуска открывается коммутатор 4, и через него на интегратор 7 поступает отриц. потенциал источника б 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 заданС2 ного качества изображения импульсом, щ блока 5 запуска, прошедшим через линию задержки 11, открывается коммута« 5ф Д тор 10. Через него положит. потенци- С"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3738954/24-09 (22) 07.05,84 (46) 15.09.86, Бюл. У 34 (71) Сибирский институт земного магнетизма ионосферы и распространения радиоволн СО АН СССР (72) В.И.Коротеев (53) 621.397(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 711646, кл, Н Ol J 31/50, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 675624, кл. Н 04 N 5/58, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЯРКОСТИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (ЕГО ВАРИ.АНТЫ) (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться при

„„SU„„3257855 А 1

1257855

2 ал источника 6 питания поступает иа, экран 12 ЭОП 9 и на резистивный делитель, образованный резисторами 13, 15. Созданная разность потенциалов приводит к возникновению вторичной эмиссии, возбуждению люминофора экрана 12 и созданию усиленного светового изображения. Сигнал с ЭОП 9 че1

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

Цель изобретения — уменьшение времени регулирования и повышение качества изображения.

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

Устройство регулирования яркости изображения ЭОП по первому 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 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 фотокатодом Я ЗОП

9, первый и второй управляющие входы второго коммутатора 10 подключены соответственно к второму выходу блока 2 сравнения и через линию задержки ll к выходу блока 5 запуска, а выход — к экрану.!2 ЭОП 9, сое диненному через первый резистор 13 с выходом микроканальной пластины

14 ЭОП 9, шуитированной вторым ре" рез преобразователь 17 и интегратор ! 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 10 соединен с вторым выходом источника 6 питания, вход интегратора 1 подключен к экрану 12 ЭОП 9, содержащего фокусирующую систему 16, через преобразователь 17.

Укаэанное устройство по первому варианту работает следующим образом, 10 Импульсом от блока 5 запускается первый коммутатор 4, подающий отрицательный потенциал с второго выхода источника 6 питания на второй интегратор 7, растущий потенци15 ал 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 3 П разности потенциалов U между фотокатодом 8 и входом микроканальной пластины 14 из условия

$U 4 U/5RC, где R — продольное сопротивление фотокатода 8, С вЂ” межэлектродная емкость промежутка фотокатод 8 — фокусирующая система 16

30 камеры формирования фотоэлектронного потока (ФЭП}.

Выбранная скорость нарастания нанряжения питания камеры формирования

ФЭП обеспечивает достаточную эквипотенциальность фотокатода 8 и входного электрода микроканальной пластины 14, поскольку характерное время Т заряда межэлектродных емкостей камеры, определяемое соотно40 шением КС, оказывается намного меньшим, по крайней мере в пять раз, 12 характерного времени изменения напряжения питания камеры.

Фотоэлектроны, вылетающие из фотокатода 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 микроканальиой 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 иа входе микроканальной пластины 14, т.е. растет разрешение, энергия фотоэлектронов приближается к оптимальной.

Импульсом с второго выхода блока

5 через линию 1 задержки запускают второй коммутатор 10. Выбором величины задержки линии 11 запуск второго коммутатора 10 осуществляют к моменту получения заданного качества изображения на входе микроканальной пластины 14 °

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

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

13 и 15.

57855 . 4 усиленное световое иэображение на выходе ЭОП 9.

Сигнал преобразователя 17, про5 порциональный интегральному световому потоку с выхода ЭОП 9 (в виде электронного тока с его экрана 12 либо сигнала с выхода фотоприемника, расположенного у экрана 12) поступа1п ет на вход первого интегратора 1.

С выхода первого интегратора 1 сигнал, пропорциональный сумме светового потока, излучаемого с экрана 12

ЭОП 9, поступает на вход блока 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 экра25 на 12 и входа второго интегратора 7.

В результате этого исчезает электрическое поле между экраном 12 и фокусирующей системой 16, происходит деполяризация материала микроканальной пластины 14, исчезает рабочая pasность потенциалов между ее входом и выходом и оиа отключается. Прекращается усиление ФЭП и возбужпение люминофора экрана 12 ЭОП 9, завершая про35 цесс регулирования яркости изображения иа выходе ЭОП 9.

Разность потенциалов, возникающая между экраном 12 и фокусирующей системой 16 ЭОП 9, создает между ними импульсное электрическое поле, 40 которое поляризует материал микро" канальной пластины 14 и создает между ее входом н выходом рабочую разность потенциалов, а между выходом микроканальной пластины 14 и экраном 45

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

Сумма светового потока, излученная экраном 12 ЭОП 9 между моментами

v включения и выключения микроканальной пластины 14 (цикл регулирования), пропорциональна сигналу источника 3 опорного сигнала. Излишек светосуммы, излученныи люминофором экрана 12, после отключения микроканальной платины 14 (послесвечение экрана) cosдает на выходе первого интегратора 1, сигнал, который учитывается s следующем цикле регулирования.

Снятие потенциала на входе второго интегратора 7 приводит к уменьшению потенциала на его выходе со скоростью 3 У, не превышающей указанной скорости изменений потенциала на его выходе. В результате этого в процессе уменьшения потенциала на выхоg,å второго интегратора 7 сохраняется эквипотенциальность фотокатода 8 и электродов микроканальной пластины

S 12

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.

Следующим импульсом блока 5 за пускается первый коммутатор 4, и т 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 цик" лов регулирования, также пропорциональному времени наблюдения.

Такии образом, достигается регулирование яркости изображения на выходе ЭОП 9 в нроцессе длительных наблюдений, Величины сопротивлений резисторов

13 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

I, выход 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 подключен к первому управляющему входу первого коммутатора 4, второй управляющий вход и информационный вход которого подключены соответственно к первоиу выходу блока 5 запуска и первому выходу источника 6 питания, выход второго коммутатора 7 через конденсатор 8 подключен к экрану

9 - ЭОП !О и катоду диода ll анод которого подключен к второму выходу источника б питания, первый, второй управляющие входы и информацион- ный вход второго коммутатора 7 под-

57855

Ь 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 ИЛИ 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 Э011 10, содержащего фокусирующую систему 16 и микроканальную пластину 17,,через преобразователь 18.

Предлагаемое устройство по . второму варианту работает следующим образом.

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

Отличие заключается в том, что положительный потенциал с выхода

f5

25 второго коммутатора 7 поступает через конденсатор 8 на экран 9, на

ЗО который через диод ll уже подан постоянный положительный потенциал с второго выхода источника 6 питания.

Постоянный положительный потенциал очнщает камеру ускорения от заряженных частиц, устраняя шум, возникающий на экране 9 ЭОП IO s момент включения камеры ускорения, способствует лучшей фокусировке электронов между выходом иикроканальной 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 микроканапьной пластины 17 при заданном потенциале на экране

9 ЭОП 10, поскольку конденсатор,8, экран 9 и электроды микроканальной .пластины 17 образуют систему из трех последовательно включенных конденсаторов, В процессе работы в условиях мощных уровней засветки разность потенциалов между экраном 9 и электродом!

lb/Ü)0

8 и з о б р е т е н и я 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 кон. денсатора.

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 микроканальной пластины 17, восстановление ее первоначальных качеств и подготовка к циклу включения. Кроме того, через диод ll нейтрализуется избыточный отрицательный заряд, перенесенный током электронов с выхода мик. роканальной пластины 17 на экран 9 в процессе работы.

Формула

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

1О

В результате оказывается, что сумма светового потока, излученного с выхода ЭОП 10, пропорциональна установленной величине суммы светового потока, фотокатод 15 ЭОП 1О защищен от пробоев по поверхности, разрешение и контрастность изображения не хуже того, которое было 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. разователя, управляющий вход — к первому выходу, а выход — к первому вхо-. ду 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 вховходу блока сравнения, к второму входу которого подключен выход источника опорного сигнала, первый выход блока сравнения подключен к

15 управляющему входу первого интегратора, а второй выход — к первому управляюшему входу первого коммутатора, второй управляющий вход и информационный вход которого подключе20 ны соответственно к выходу блока запуска и первому выходу источника питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения времени регуJ,èðoâàHèÿ яркости и повышения каче25 ства изображения, в него введены первый и второй резисторы, линия задержки, вторые интегратор и коммутатор, причем выход первого коммутатора через второй интегратор подключен к

30 фотокатоду электронно-оптического преобразователя, первый управляющий вход второго коммутатора подключен к второму выходу -блока 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-опти40 ческого преобразователя, шунтированной вторым резистором, а информационный вход второго коммутатора соединен с вторым выходом источника питания.

2, Устройство для регулирования яркости изображения электронно-сптического преобразователя, содержащее первый интегратор, вход которого через преобразователь подключен к

50 экрану электронно-оптического преоб7855

Составитель Н.Чистяков

Редактор Л.Пчелинская Техред H.Bepec Корректор М.Щароши

Заказ 5041/58 Тираж 624 . Подписное

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

9 125 ду первого коммутатора, второй управляющий вход которого подключен к выходу блока запуска, а информационный вход - к первому выходу источника питания, о т л и ч а ю щ е е с я 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 выходу

10 источника питания, первый управляющий вход второго коммутатора подключен через линию задержки к выходу блока запуска, второй управляющий 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 срав1О кения и выходу блока запуска, причем выход первого коммутатора через второй интегратор подключен к фотокатоду электронно-оптического преобразователя.