Электронного усилителя

После ускорения эти пакеты поступают в пространство дрейфа трубы 8 длиной L. Это пространство лишено электрических и магнитных полей, поэтому ионы проходят его по инерции и поступают на вход вторично-электронного умножителя 9. Входя в пространство дрейфа, все ионы данного пакета имеют скорость

Порог чувствительности, очень близкий к пределу, обусловленному зарядом электрона, имеют измерительные системы с вторично-электронными умножителями и фотоумножителями. При использовании вторично-электронного умножителя (с открытым входом) ионный пучок направляется на его пер вый динод и вызывает вторичную эмиссию электронов. Нагрузкой умножителя является вход-

Разработка эффективных малошумящих вторично-электронных умножителей позволила значительно усовершенствовать диссектор. В современных диссекторах фототок от каждого элемента изображения, прошедший через вырезывающее отверстие, воспринимается входным динодом вторично-электронного умножителя, помещенного непосредственно за экраном против отверстия. Вторично-электронный умножитель может обеспечить усиление фототока до 106 раз. Так как уровень собственных шумов умножителя сравнительно невысок, удается получить отношение сигнал/шум порядка нескольких десятков при сравнительно небольших освещенностях объекта. При использовании вторично-электронного умножения диссектор в ряде случаев благодаря своей простоте, надежности и долговечности, связанной с отсутствием прожектора с накаленным катодом, а также высокой разрешающей способности может успешно конкурировать с другими типами передающих трубок.

Весьма перспективным является использование в диссекторе так называемого канального электронного умножителя. Канальный электронный умножитель представляет собой трубку из специального полупроводящего стекла, имеющего высокий коэффициент вторичной эмиссии. К концам трубки подводится напряжение, создающее внутри канала трубки продольное электростатическое поле.

Другим передающим устройством поочередного действия является система с бегающим лучом, применяемая для передачи прозрачных объектов — кинофильмов и диапозитивов. Установка с бегающим лучом ( 12.4) состоит из кинескопа 1 с небольшим ярко светящимся экраном и высокой разрешающей способностью светооптической системы 2, проектирующей сформированный на экране кинескопа телевизионный растр на прозрачный объект (кинопленку) 3, и фотоэлектронного умножителя 4, воспринимающего световой поток, прошедший сквозь объект.

Устройство суперортикона схематически показано на 12.12. Все элементы суперортикона собираются в длинной цилиндрической колбе сравнительного небольшого диаметра. Со стороны мишени колба делается более широкой. Узкая часть колбы заканчивается плоским дном — ножкой с вводами, через которые осуществляется соединение электронов прожектора и вторично-электронного умножителя с внешней схемой. Широкая часть колбы заканчивается плоским дном из оптического стекла, на внутреннюю поверхность которого наносится сплошной полупрозрачный (работающий на просвет) слой — фотокатод. В переходной части от широкого к узкому цилиндру имеются дополнительные штырьки — вводы, через которые осуществляется соединение с внешней схемой фотокатода, ускоряющего электрода, сетки мишени и тормозящего электрода. Большая часть внутренней поверхности узкого цилиндра имеет проводящее покрытие с потенциалом анода прожектора. Прожектор суперортикона должен обеспечить получение лучах током до 1—2 мка при диаметре в плоскости мишени не более 30— 40 мкм. Прожектор обычно собирается по простой триодной схеме.

дольного однородного магнитного поля в луч с почти параллельными -траекториями электронов. Таким образом, диаметр пучка определяется в основном диаметром анодной диафрагмы. Наружная поверхность анодной диафрагмы является первым эмиттером вторично-электронного умножителя.

Повышение чувствительности в суперортиконе достигается также за счет вторично-электронного усиления сигнала. Применение вторично-электронного умножителя в самой передающей трубке имеет определенные преимущества перед усилением сигнала отдельным усилителем с электронными лампами.

Напряжения на каскадах умножителя повышаются от каскада к каскаду, так что напряжение последнего эмиттера по отношению к катоду прожектора может быть больше 1,5 кв. Перед последним кольцом — эмиттером (без прорезей) устанавливается коллектор вторичных электронов, имеющий вид сетки с потенциалом на 100— 200 в выше потенциала последнего эмиттера. Вблизи вторично-электронного умножителя нет электродов, имеющих положительный (относительно умножителя) потенциал. Поэтому электроны, возвращающиеся от мишени, эффективно улавливаются умножителем, создавая выходной ток — видеосигнал.

При затемненном фотокатоде, т. е. при отсутствии передаваемого изображения, потенциальный рельеф на мишени не создается. При развертке неосвещенной поверхности мишени пучком медленных электронов потенциал ее стремится к равновесному значению, равному потенциалу катода прожектора (нулю). В этом случае электроны считывающего пучка будут отражаться поверхностью мишени и возвращаться к прожектору. Продольное магнитное поле «приводит» отраженные электроны на анодную диафрагму прожектора, являющуюся первым вторичным эмиттером электронного умножителя. Электростатическое поле второго эмиттера направляет вторичные электроны с диафрагмы прожектора на второй эмиттер. В формировании этого поля принимает участие также цилиндр умножителя. Со второго эмиттера электроны направляются на третий эмиттер и т. д., с последнего эмиттера •— на коллектор (анод) умножителя. Коэффициент усиления умножителя может достигать нескольких тысяч.

Упрощенно формирование видеосигнала суперортиконом можно представить следующим образом. Предположим, что ток фотокатода насыщен, все вторичные электроны с мишени отбираются сеткой, т. е. ток вторичных электронов также насыщен, ток считывающего луча достаточен для полной компенсации заряда, накопленного на любом элементе мишени, и характеристика вторично-электронного умножителя линейна во всем возможном диапазоне изменения входного тока. Очевидно, для идеального суперортикона величина видеосигнала должна быть пропорциональна световому потоку, падающему на фотокатод. Иначе говоря, характеристика свет — сигнал должна быть линейной во всем возможном диапазоне изменения яркости передаваемого изображения.

Рассмотренный принцип лежит в основе действия передающей трубки с переносом изображения, накоплением заряда и вторично-электронным усилением сигнала, получивший название суперизо-кон. Система электродов секции переноса, мишень, электронный прожектор и отклоняющие системы суперизокона аналогичны соответствующим элементам типового суперортикона. Отличным от суперортикона является лишь устройство вторично-электронного умножителя. Первый динод умножителя располагается так, что на него попадают только рассеянные электроны, в то время как упруго отраженные электроны, возвращающиеся по траекториям, практически совпадающим с траекторией считывающего пучка, не попадают на вход умножителя и улавливаются анодом прожектора. В этой трубке анодная диафрагма прожектора не служит первым эмиттером умножителя. Рассеянные электроны, улавливаемые входным электродом умножителя, создают выходной сигнал. Поскольку при малых освещенностях большая часть электронов считывающего пучка отражается мишенью, ток сигнала невелик и отношение сигнал/шум выше, чем у суперортикона. Испытания опытных образцов суперизоконов показали, что на темных участках изображения отношение сигнал/шум в несколько раз больше, чем у суперортикона; на светлых участках оно примерно одинаково для обеих трубок. Несмотря на несколько лучшие параметры при низких уровнях освещенности, суперизоконы не получили распространения главным образом вследствие их большой сложности.

При равновесном состоянии схемы разность напряжений на вершинах моста А и В ( 15, в), а следовательно, и на входе электронного усилителя ЗУ равна нулю и реверсивный электродвигатель РД вращаться не будет. При увеличении температуры термометра его сопротивление Rt увеличится, на вершинах моста появится напряжение разбаланса, подаваемое на электронный усилитель ЭУ и далее на реверсивный электродвигатель РД, связанный механически с подвижным контактом, а также со стрелкой, которая перемещается вдоль шкалы, отградуированной в °С.

При изменении измеряемой величины и усилия Р происходит незначительное (микронное) перемещение рычажной системы / и связанного с ней управляющего флажка 4. индикатора рассогласования 5. Индикатор рассогласования дифференциально-трансформаторного типа преобразует это перемещение в управляющий сигнал (напряжение переменного тока), поступающий на вход электронного усилителя 6.

Если сердечник датчика переместится вверх или вниз от среднего положения, то э. д. с., индуктируемые в каждой из секций вторичной обмотки, будут различными по величине, что приведет к появлению напряжения между обмотками 12 катушек датчика и вторичного прибора. Это напряжение усиливается электронным усилителем 16. От электронного усилителя питается реверсивный электродвигатель 14, который, получив напряжение, поворачивает профилированный кулачок-лекало 13, а также перемещает стрелку 15, перо и подвижную щетку 8 интегратора. Одновременно лекало 13 перемещает сердечник 10 вторичного прибора до тех пор, пока он не примет одинакового положения с сердечником датчика. Это приведет к исчезновению напряжения между обмотками 12 катушек датчика и вторичного прибора и остановке двигателя. По положению стрелки 15 на шкале вторичного прибора можно определить значение расхода в данный момент.

При работе магнитного усилителя в качестве модулятора на высо-коомную входную цепь электронного усилителя требуется усиление не мощности, а напряжения. Поэтому такие магнитные уеилители получили название магнитных усилителей напряжения.

5. Нарисуйте электрические схемы и схемы замещения электронного усилителя с одним активным элементом, а также электронного повторителя. Может ли электронный повторитель служить усилителем напряжения? усилителем мощности?

Падение напряжения на каком-либо сопротивлении может быть измерено при помощи электронного вольтметра — прибора, состоящего из стрелочного (например, магнитоэлектрического) вольтметра и электронного усилителя. В тех случаях, когда измеряется падение напряжения на высокоомном сопротивлении, как это имеет место при испытаниях материалов, входное сопротивление усилителя должно быть достаточно велико. Усилители, имеющие высокое входное сопротивление (108 Ом и выше), называются электрометрическими. По сравнению с электростатическими электрометрами вольтметры с электрометрическими усилителями имеют меньшую входную емкость, меньшее время успокоения, хотя и более сложны по устройству.

На 2.2, в показана форма импульса анодного тока, возникающего при попадании на счетчик Гейгера — Мюллера одной ядерной частицы. Амплитуда импульса значительно больше, чем в пропорциональном счетчике, и не зависит от энергии ионизирующей частицы. На выходе счетчика Гейгера — Мюллера после электронного усилителя ставится пересчетное устройство, позволяющее сосчитать количество импульсов.

Для работы со световыми потоками малой интенсивности (от 10~1в лм) применяются фотоэлектронные умножители (ФЭУ), представляющие комбинацию фотоэлемента и многокаскадного вторично-электронного усилителя ( 23). При воздействии светового потока на полупрозрачный фотокатод Фк с его внутренней поверхности эмиттируются электроны, которые ускоряются полем первого динода Д1 и при соударении с ним вызывают поток вторичных электронов! коэффициент вторичной эмиссии может достигать 5—8. Вторичные электроны увлекаются полем динода Д2 и порождают новый поток электронов, и так далее до тех пор, пока электроны не достигнут анода А. Число динодов может доходить до 20, что обеспечивает умножение первичных фотоэлектронов в 108—109 раз, при этом чувствительность достигает 1000 А/лм. Если световой поток F превышает 10~" лм, то нарушается линейность, а при F = 10~3 лм фотоумножитель переходит в режим насыщения. Темновой ток в ФЭУ может доходить до Ю-9—Ю-6 А при t = 20-^-30 °С. При охлаждении баллона ФЭУ до температуры жидкого воздуха (t = —196 °С) темновой ток может быть уменьшен до 10~1? А.

рого присоединен измерительный механизм магнитоэлектрической системы. Классы точности этих приборов 1,0—1,5. Микровольтметры, состоящие из электронного усилителя с подключенным к его выходу прибором магнитоэлектрической системы, имеют приблизительно ана-логичные характеристики по точности, но обладают более высоким входным сопротивлением и несколько мень-шей чувствительностью.

Так же как и в рассмотренных выше системах автоматического регулирования, в следящих приводах используются различного рода усилители: электромашинные, магнитные, полупроводниковые, гидравлические и др. В следящих приводах может в должной последовательности сочетаться работа, например электронного усилителя с электромашинным, транзисторного с тиристорным и т. п.

Для обеспечения устойчивой работы следящего привода и придания ему требуемых динамических свойств используется последовательное дифференцирующее звено Rl, Cl, R2 в цепи сигнала ошибки, а также дифференцирующее звено С2, R3, от которого поступает на выходной каскад У2 электронного усилителя напряжение гибкой отрицательной обратной связи, пропорциональное изменению тока якоря М (сигнал, пропорциональный току, снимается с резистора R4),