Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

Система подводного телевидения представляет собой замкнутую систему. В ее состав входят подводная и наводная части. Подводная часть – это телевизионная передающая камера, источник подсветки, блок фотографирования и многожильный кабель. Наводная часть состоит из видеоконтрольного устройства, источников электрического питания и пульта управления. Телевизионные передающие камеры бывают разных видов – это мелководные камеры, работающие на небольшой глубине. Глубоководные, соответственно, погружающиеся глубже мелководных. Стационарные камеры закрепляются в определенном месте и не подвергаются перебазированию. Передвижные камеры, которые можно переносить, буксировать, или они могут передвигаться самостоятельно.

В качестве телевизионных передающих трубок в подводной камере применяются передающие трубки, которые способны работать даже при очень низком уровне освещенности. Это такие телевизионные трубки, как видикон, суперортикон и т. д. С помощью гидроакустического канала осуществляется управление камерой, которая находится на глубине.

Гидроакустический канал также управляет передачей телевизионных сигналов с подводной камеры на наводное судно. Подводные камеры специально оснащаются автономными источниками электрического питания.

Сигналы, управляющие мелководной камерой, вместе с ее электропитанием подаются по гидроакустическому кабелю с борта наводного судна. Кабель одновременно передает телевизионные сигналы и выступает в роли буксирующего троса.

В системе подводного телевидения кроме основных устройств используются вспомогательные устройства, которые определяют параметры камеры. С помощью вспомогательного оборудования можно установить глубину погружения подводной камеры, углы наклона и поворота оптической оси камеры.

Подводное телевидение сыграло огромную роль в подводных спасательных работах. Оно помогло при розыске подводной лодки «Аффрей», упавшего в море самолета «Комета» и во многих других подобных случаях.

Полевой транзистор

Полевой транзистор – это полупроводниковый прибор, в котором входной сигнал создает электрическое поле, перпендикулярное току. В результате действия электрического поля ток изменяется. Полевой транзистор носит еще название униполярного. Его отличием от биполярного транзистора является то, что ток в полевом транзисторе возникает за счет зарядов одного знака. Полевой транзистор представляет собой твердотельную электронную лампу, характеристика параметров транзистора и лампы аналогична.

Полевой транзистор состоит из затвора, области пространственного заряда, области канала, стока, истока, диэлектрика, проводников с n- и р-проводимостью, тока стока. Кроме этого, в состав транзистора входят напряжения: источника тока в цепи стока, затвора, смещения рабочей точки, отсечки, усиливаемого сигнала.

Полевой транзистор был изобретен в 1930 г. ученым Ю. Лилиенфельдом. В отличие от биполярного транзистора, который появился на свет на 17 лет позже своего собрата, для создания которого понадобились лабораторные опыт и изучение теорий механики, полевой транзистор было достаточно легко сконструировать. Чтобы его изобрести, Лилиенфельду понадобилось лишь знание того, что в природе все состоит из отрицательно и положительно заряженных частиц, а самая важная частица – электрон – способна двигаться.

В 1960-е гг. стала развиваться технология полупроводников и активно начал применяться кремний, главный полупроводник полевого транзистора. В эти же годы американцы М. Аталла и Д. Кант поставили на поток серийное изготовление полевых транзисторов на основе кремния и двуокиси кремния. Интересен курьезный случай, связанный с изготовлением транзисторов. В Советском Союзе примерно в это же время физик Р. С. Нахмансон подал патент на полевой транзистор, основанный на кремнии. Но Государственный комитет по изобретениям и открытиям отверг этот проект из-за того, что чиновники просто-напросто перепутали магнитное поле с электрическим.

Полевые транзисторы различаются по механизму действия и физической структуре.

Одна группа транзисторов представляет собой транзисторы с переходом металл-полупроводник или с управляющим переходом. Во второй группе транзисторы управляются изолированным затвором, с переходом металл-диэлектрик-полупроводник.

В полевом транзисторе первой группы с управляющим р-n-переходом затвор отделен от канала в электрическом отношении переходом, который смещается в обратном направлении. У подобного транзистора имеются два контакта к области с током носителей заряда, а также управляющие электронно-дырочные переходы, которые смещены в обратном направлении. По своему механизму работы полевой транзистор во многом схож с вакуумным триодом. Катод вакуумного триода аналогичен истоку полевого транзистора, сетка подобна затвору, а анод – току. Но при работе транзистора в отличие от триода подогрев катода не требуется.

В транзисторе с изолированным затвором затвор в электрическом отношении отделяется от канала диэлектриком. Подобный прибор относится ко второй группе транзисторов, у которых структура состоит из диэлектрика, металла и полупроводника, и часто называется МДП-транзистором. Транзистор с изолированным затвором различается по двум типам – со встроенным каналом и с индуцированным каналом. В транзисторах со встроенным каналом имеется инверсный слой. Он представляет собой канал, соединяющий сток с истоком. Инверсный слой находится у поверхности полупроводника. В транзисторах с индуцированным каналом отсутствует канал, который соединяет исток и сток. И только при пороговом напряжении, т. е. при определенном значении напряжения на затворе относительно тока и при определенной полярности появляется ток стока.

Полевые транзисторы используются как усилители электрических сигналов в электронной аппаратуре.

Приемная телевизионная трубка

Приемная телевизионная трубка – это электронно-лучевой прибор, воспроизводящий изображения на экран телевизора. Приемная телевизионная трубка представляет собой колбу из стекла с цилиндрической горловиной и конической частью с широким дном. На дно колбы, которое располагается в конической части, нанесен состав люминофора, светящийся при столкновении с электронами. Другое название приемной телевизионной трубки – кинескоп.

В 1897 г. немец К. Браун создал электронно-лучевую трубку, которая впоследствии стала важнейшим элементом электронной системы телевидения. Через 10 лет петербургский физик Б. Л. Розинг предложил применять трубку Брауна при приеме телевизионного изображения.

В 1911 г. он продемонстрировал потрясающий для той поры эксперимент. На маленьком экране электронно-лучевой трубки появилось изображение четырехполосной решетки, которую поместили перед объективом передающего устройства. Приемная телевизионная трубка Розинга состояла из катода, анода, люминесцирующего экрана и диафрагмы, она практически полностью совпадала с конструкцией современной приемной трубки. В 1945 г. физик А. П. Константинов модернизировал электронно-лучевую трубку для передачи изображения, применив в ней принцип накопления зарядов. Но все же официальное авторство кинескопа принадлежит ученику Розинга В. К. Зворыкину, эмигрировавшему в Америку.

Экран приемной трубки образуется слоем люминофора на дне стеклянной колбы. В горловине трубки находится электронная пушка. Это устройство способно создавать узкий электронный луч. В электронной пушке располагаются анод, катод и электроды, фокусирующие управление лучом. Нить накала разогревает катод, и он начинает испускать электроны. Электроны проходят сквозь управляющий электрод телевизионной трубки, который представляет собой металлический цилиндр с отверстием посередине. За управляющим электродом находятся анод, фокусирующий и ускоряющий электроды. Ускоряющий электрод призван увеличивать скорость электронов, которые движутся мимо него. Для этого на ускоряющий электрод поступает положительное напряжение. Фокусирующий электрод поток электронов преобразует в узкий электронный луч. Покрытие, проводящее ток, нанесено на внутреннюю поверхность конуса приемной телевизионной трубки. С токопроводящим покрытием соединен анод, на который подается высокое напряжение. В результате действия этого положительного напряжения на электроны, последние ускоряются и продолжают двигаться к экрану кинескопа. Из электронной пушки электроны вылетают на большой скорости, которая в несколько раз превышает первоначальную скорость электронов. Яркость свечения экрана приемной трубки зависит от силы потока электронов – чем сильнее поток, тем ярче свет. Управляющий электрод может регулировать яркость изображения. Электронный луч перемещается по экрану телевизионной трубки за счет действия магнитного поля. Поле создается катушками строк и кадров, т. е. отклоняющими катушками. Эти катушки, которые являются электромагнитами, располагаются на горловине колбы. Благодаря строчным катушкам электронный луч передвигается горизонтально, а кадровым катушкам – вертикально.