ся типом используемого фотокатода. Спектральные характеристики некоторых типов фотокатодов (/ - кнслородно-цезиевый; 2 -сурь-мяно-цезиевый; ,5 - многощелочной) приведены на рис. 4.3.

Разрешающая способность диссектора не менее 600 лив., а в малокадровом режиме - не менее ЗООО лин.

§ 4.2. Принципы накопления заряда

Низкая световая чувствительность систем мгновенного действия связана с нерациональным использованием энергии входного сигнала {изображения). За время тк передачи када световая энергия, падающая на элемент изображения, [ !l(i)dt.

Если изображение в течение времени 7к неподвижно, то световой поток на элемент -ДФ = const и

/ 2 ая.=афт..

Непосредственно в формировании Сигнала изображения, как следует из принципа действия диссектора, участвует свет, воздействующий на рассматриваемый элемент изображения в течение времени т. Лр,= ДФ-с. что меньше дрк в дрдр, = 7к/т=*22 раз.

Чтобы использовать для формирования сигнала изображения всю падающую на элемент ФЭП световую энергию, была предложена идея накопления заряда. Принцип преобразования светового изображения в электрический сигнал с использованием накопления заряда рассмотрен в [10J, В качестве накопителя может использоваться мозаичный конденсатор. Одна нз обкладок (/ на рис. 4,4) обладает внешним фотоэффектом, другая обкладка (2) является общей сигнальной пластиной, в цепь которой включен резистор Я». С помощью объектива 5 непосредственно на накопитель проецируется изображение передаваемой сцены. Под действием света происходит накопление заряда на элементарных емкостях прн прохождении в цепи коллектора 3 тока

(ф = гф = ££„3US = Ее„,5ф./( feZ"). (4,8)

За время накопления т„зк~т каждая элементарная емкость принимает заряд Aq = it,tk = eE„3sit.tj(kZ). Если считывание заряда Производится путем последовательного разряда элементарных емкостей с помощью коммутатора {например, электронным пучком 4). то в цепи нагрузочного резистора протекает средний ток разряда

рнс. 4.4. оообшениая преобразователя изобра)

i=- = le„,ST,/(,x,kZ}. (4.9)

Сопоставляя (4.8) и (4.9), видим, что /р/1ф= Ги/тэ==1- Ток разряда является током сигнала изображения: ic = ip- Таким образом, ток сигнала изображения больше фототока (тока сигнала в системе без накопления заряда) в п раз Поскольку число элементов изображения определяется параметрами разложения: n=kZ. увеличение сигнала при переходе к системе с накоплением заряда пропорционально числу элементов разложения или квадрату числа строк- Например, прн А = 4/3; .2=625 ток сигнала по сравнению с системой без накопления может возрасти примерно в 500 000 раз.

Для определения выигрыша в чувствительности в системе с накоплением заряда необходимо учесть, что одновременно с увеличением полезного сигнала происходит накопление шумов, вызванных дробовым эффектом фототока.

Как было показано, полезный заряд на элементарном накопителе Д=е£из5фГ„,„/(А2). Для описания статистических свойств потока зарядов, поступающих с фотокатода на мишеиь, может быть использовано распределение Пуассона- Среднеквадратическое отклонение накопленного заряда определяется соотношением

Отношение снгиал-шум, определяемое как отношение энергии накопленного заряда к энергии шума, равно

=qV=V~YsE„,SJ,X>iZ). (4.10)

Учитывая, что в системе мгновенного действия время усреднения сигнала равно времени передачи элемента изображения {7.1ан=т), а в системе с накоплением заряда Т„„, = Тк (время передачи кадра), из соотношения (4.10) имеем

ЬЛ.=у=у- (4.11)

Для определения необходимой освещенности сцены или чувствительности системы с накоплением можно воспользоваться полученным соотношением, из которого следует, что ij57K=if,Kfi, а также выражением (4.3), так как для рассматриваемого случая ij5, = ij5$. Тогда

следовательно,

„э = 2мЛ,/(е5ф). (4-12)

С учетом соотношения {4-12). а также известной связи между освещенностью изображения и передаваемой сцены (4.4) имеем

fo6 = 8e(!-f г),,Д (г5фР[.6) . (4.13)

Чувствительность системы определяется обратной величиной. Сопоставляя соотношение (4.13) с (4.6). определяющим необходимую освещенность в системе без накопления, нетрудно видеть, что при использовании накопления требуемая освещенность сцены снижается в п раз н во столько же раз увеличивается чувствительность системы.

При реализации принципа накопления зарядов используются как дискретные накопительные преобразователи (иконоскоп, матричные ФЭП и др.), так и непрерывные (видикон, суперортикон и др ).

Для понимания механизмов накопления н считывания зарядов на мишени передающих трубок необходимо рассмотреть вопросы образования потенциального рельефа мишени, бомбардируемой пучком электронов.

Рис. 4.6. Зависимость коэффициента вторичной электронной эмиссии (а) и потенциала мишени (б) от скорости первичных электронов

Равновесные потенциалы элементов накопителя. Иа

зарядов в Современных ФЭП - передающих трубках с внешним или внутренним фотоэффектом - осуществляется на диэлектрической или полупроводниковой мишени. Весьма важным с этой точки зрения для понимапия принципа работы ФЭП является изучение процессов установления равновесных погенцналов па элементах накопителя при бомбардировке их электронами.

Рассмотрим схему экспериментальной установки, приведенную на рис. 4.5. На пути электронного пучка /, формируемого электронной пушкой 2, установлена диэлектрическая мишень 3. Между источником электронов и коллектором 4 приложено ускоряющее электрическое поле. Характер зависимости коэффициента эффективной вторичной эмиссии от скорости первичных электронов имеет вид, приведенный на рис. 4.6, а; здесь коэффициент вторичной 84