Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

Супергетеродинный радиоприемник с однократным преобразованием состоит из усилителя радиочастоты, входной цепи, гетеродина, усилителя промежуточной частоты, смесителя, усилителя низкой звуковой частоты, детектора, антенны. Кроме этого, в состав радиоприемника может входить оконечное устройство, такое как громкоговоритель и т. д.

Для настройки супергетеродинного радиоприемника необходимо лишь установить контуры входной цепи, гетеродина и усилителя радиочастоты.

Супергетеродинные радиоприемники, несмотря на сложность конструкции и настройки, стали общепризнанным стандартом в любительской и профессиональной радиосвязи.

Супериконоскоп

Супериконоскоп – это передающий электронно-лучевой прибор. Название супериконоскопа произошло от слияния слов super, что в переводе с латинского означает «сверху», «над», и греческих слов eikon, что переводится как «изображение» и skopeo – «смотрю». Супериконоскоп накапливает заряд и переносит изображения с фотокатода на диэлектрическую мишень. В результате осуществления вторичной электронной эмиссии на мишени иконоскопа образуется потенциальный рельеф, а также накапливается заряд. Супериконоскоп не обладает высокой чувствительностью, поэтому к 1970-м гг. на телевидении его заменили суперортиконы.

Супериконоскоп был изобретен в 1933 г. советскими изобретателями П. В. Шмаковым и П. В. Тимофеевым. Супериконоскоп состоит из слюдяной пластины, коллектора, двух анодов, мозаичного фотокатода, сигнальной пластины, колбы трубки, резистора, модулятора, отклоняющей системы, оптической системы и катода.

Первоначально супериконоскопу дали название «иконоскоп с переносом изображения», позднее его стали называть «трубкой Шмакова—Тимофеева», «имеджиконоскопом», «эрископом», «суперэмитроном».

Отличием супериконоскопа от простого иконоскопа является тот факт, что светочувствительная мозаика передающей телевизионной трубки заменяется на порядок более чувствительным сплошным фотокатодом. Кроме этого, в супериконоскоп добавилась сплошная мишень, и фотокатод с мишенью стали располагаться раздельно друг от друга в пространстве.

Благодаря вторичной эмиссии, при которой бомбардируются фотоэлектроны, перенося электронное изображение, на мишени супериконоскопа накапливается заряд и образуется потенциальный рельеф. Если освещенность равняется 400—1000 лк, то передача изображения с помощью супериконоскопа осуществляется качественно. Иногда возникает явление, считающееся основным недостатком супериконоскопа. На центральной части изображения появляется сигнал, имеющий вид темного пятна неправильной формы. Это пятно называется «черное пятно», чтобы его устранить или хотя бы ослабить, применяются специализированные корректирующие сигналы.

Действие супериконоскопа основывается на фотоэффекте. Преобразующим светочувствительным элементом при внешнем фотоэффекте выступает фотокатод, испускающий электроны при освещении, при внутреннем фотоэффекте – фоточувствительная мишень. Мишень меняет свою электропроводность при смене освещения. Электронный луч считывает со сверхчувствительного элемента изображение так, что оно раскладывается на некоторое количество строк, которые образуют собой телевизионный растр. Каждая из строк является последовательностью определенного элементарного участка изображения.

Супериконоскоп должен обладать довольно высокой чувствительностью, которая определяется освещением. Освещенность необходима для формирования видеосигнала с требуемым отношением сигнала и шума. Кроме этого, супериконоскоп должен иметь определенную спектральную характеристику сверхчувствительного элемента, передавать достаточное количество ступеней градации полутонов. Разрешающая способность в супериконоскопе должна быть высокой, инерционность малой, он должен удовлетворять требованиям равномерного распределения фона, в нем должны отсутствовать паразитные сигналы и др.

Чувствительность супериконоскопа оказывается недостаточной для получения удовлетворительного видеосигнала при приемлемой освещенности сверхчувствительного элемента. Это происходит из-за малой величины фототока от каждого участка сверхчувствительного элемента. Если использовать электронный умножитель, то тогда чувствительность супериконоскопа увеличивается. Теоретически применение метода накопления заряда увеличивает чувствительность, но на практике эта теория не оправдалась. За счет неудовлетворительной насыщенности фототока чувствительность электронно-лучевого прибора оказывалась в несколько раз меньше, чем по теоретическим расчетам. Сигнал получается удовлетворительным, если освещенность фотокатода равна нескольким десяткам люксов. Повышение чувствительности в дальнейшем получалось благодаря переносу электронного изображения с фотокатода на мишень в ускоряющем электрическом поле. Мишень располагалась на некотором расстоянии от фотокатода и фокусировалась продольным магнитным полем. Заряд, который накапливался в ней, превышал заряд на фотокатоде, удовлетворительный сигнал получался при гораздо меньшей освещенности фотокатода. Кроме супериконоскопа, подобное повышение чувствительности реализовывалось и в суперортиконе. В последнем применялось электронное умножение, которое позволило получить удовлетворительный сигнал при освещенности фотокатода, которая равна 10-3—10-4 лк.

Электронно-лучевые приборы с накоплением заряда обладают относительно высокой чувствительностью. В них находится мишень из полупроводника, который изменяет электропроводность при перемене освещения.

Суперортикон

Суперортикон – это передающий электронно-лучевой прибор, накапливающий заряд. С помощью суперортикона изображение переносится с фотокатода на двустороннюю мишень, после этого изображение считывают медленные электроны, а вторичный электронный умножитель усиливает его. Термин «суперортикон» образован тремя словами: super, которое переводится «сверху», orthos, что означает «прямой» и eikon, т. е. «изображение». Суперортикон являлся одной из самых распространенных телевизионных трубок в 1970-х гг. Основным элементом суперортикона считается двусторонняя мишень, обладающая мелкоструктурной металлической сеткой и проводящей пленкой. Подобную конструкцию телевизионной трубки предложил советский инженер Г. В. Брауде. Механизм работы электронно-лучевого прибора впервые описали в 1946 г. американские изобретатели Х. Лоу, А. Розе и П. Веймер.

Оптическое изображение предмета проецируется на фотокатод, влияя на него квантами света. Ускоряющее поле направляет фотоэлементы, которые испускает фотокатод, на пленку мишени, после чего на поверхности мишени образуются вторичные электроны. Электроны организуют на мишени потенциальный положительный рельеф, который повторяет местонахождение освещенности на фотокатоде. С другой стороны на пленку действует электронный луч, который формирует электронный прожектор. Некоторая часть электронов пучка остается на мишени, другая часть возвращается и образует обратный электронный луч. Потенциальный рельеф модулирует луч, который достигает анода прожектора и выбивает с прожектора вторичные электроны. На коллекторе модулированный ток превышает ток обратного луча более чем в 100 раз. В нагрузочном резисторе образуется выходной сигнал, который снимается с него и подключается к выводу коллектора. Структура изображения на мишени и освещенность определенных участков фотокатода определяют величину сигнала.

Суперортиконы из всех телевизионных трубок являются самыми чувствительными. За счет своих параметров суперортикон может стабильно работать в достаточно широком диапазоне освещенности. Телевизионные трубки, использующиеся на съемках высококачественных передач в студиях, при освещенности фотокатода, равной от 0,1 до 1 лк, обеспечивают отношение сигнала и шума до 100 и выше. Более чувствительные электронно-лучевые приборы работают практически в полной темноте, т. е. освещенность фотокатода равняется 10-7—10-8 лк.

Суперортикон состоит из объектива, телевизионного объекта, пленки мишени, фокусирующего электрода, анода электронного прожектора, ускоряющего электрода, отклоняющей катушки, сетки мишени, термокатода прожектора. Кроме того, в состав телевизионной трубки входят фотокатод, считывающий электронный луч, обратный луч, корректирующая катушка, отклоняющая катушка, фокусирующая катушка, цилиндр вторичного электронного умножителя, коллектор, управляющий электрод прожектора, поток фотоэлектронов, электрод тормозящего поля, диоды.

Суперортикон составляют три секции: секция создания и переноса электронного изображения, секция вторично-электронного усиления и секция коммутации и разряда мишени с помощью луча электронов. Секция создания электронного изображения образуется полупрозрачным фотокатодом на внутренней стороне трубки, ускоряющим электродом и двусторонней мишенью. Областью применения секции коммутации являются медленные электроны. Ее составляют тормозящий электрод и фокусирующий анод, и иногда выравнивающая сетка. Электронный луч прожектора образует на мишени растр за счет отклонения кадровых и строчных катушек. Секция вторичноэлектронного усиления усиливает ту часть тока электронного луча, которая возвращается. В состав секции входят кольцевые электроды умножителя.