Что такое супериконоскоп?
Супериконоскоп представляет собой передающую электронно-лучевую трубку, предназначенную для преобразования оптического изображения в электрический видеосигнал. Его название образовано от латинского слова «super» («сверх») и греческих слов «eikon» («изображение») и «skopeo» («смотрю»). Ключевой принцип работы прибора — накопление заряда и перенос электронного изображения с фотокатода на изолированную мишень. В результате вторичной электронной эмиссии на этой мишени формируется потенциальный рельеф, соответствующий световой картине. Несмотря на свою значимость, супериконоскоп обладал ограниченной чувствительностью, что привело к его замене более совершенными суперортиконами к 1970-м годам.
История и устройство
Прибор был изобретен в 1933 году советскими учеными П. В. Шмаковым и П. В. Тимофеевым. Конструктивно супериконоскоп включал в себя слюдяную пластину, коллектор, два анода, мозаичный фотокатод, сигнальную пластину, колбу трубки, резистор, модулятор, отклоняющую систему, оптическую систему и катод. Изначально его называли «иконоскопом с переносом изображения», а позже — «трубкой Шмакова—Тимофеева», «имеджиконоскопом», «эрископом» или «суперэмитроном».
Ключевые отличия от иконоскопа
Главное усовершенствование по сравнению с обычным иконоскопом заключалось в замене светочувствительной мозаики на гораздо более эффективный сплошной фотокатод. Кроме того, в конструкцию была добавлена отдельная сплошная мишень, а фотокатод и мишень стали пространственно разделены.
Принцип работы и особенности
В основе действия прибора лежит фотоэффект. Фотокатод, испускающий электроны при освещении (внешний фотоэффект), или мишень, меняющая электропроводность (внутренний фотоэффект), служат светочувствительными элементами. Благодаря вторичной эмиссии, при бомбардировке мишени фотоэлектронами, на ней накапливается заряд и создается потенциальный рельеф. Качественная передача изображения достигалась при освещенности в 400–1000 люкс. Электронный луч построчно считывал это изображение, формируя телевизионный растр.
Одним из основных недостатков супериконоскопа было появление в центре кадра так называемого «черного пятна» — темного участка неправильной формы. Для борьбы с этим эффектом применялись специальные корректирующие сигналы.
Требования и проблемы чувствительности
К передающей трубке предъявлялся ряд требований: высокая чувствительность при заданном уровне освещенности, определенная спектральная характеристика, хорошая передача полутонов, высокая разрешающая способность, низкая инерционность, равномерный фон и отсутствие паразитных сигналов.
Практическая чувствительность супериконоскопа оказалась недостаточной для формирования качественного видеосигнала при приемлемом освещении. Это было связано с малой величиной фототока. Теоретически метод накопления заряда должен был повысить чувствительность, но на практике из-за неидеальности процессов она оказывалась ниже расчетной. Удовлетворительный сигнал получался лишь при освещенности фотокатода в несколько десятков люкс.
Существенный прогресс был достигнут за счет переноса электронного изображения с фотокатода на удаленную мишень в ускоряющем электрическом поле с фокусировкой продольным магнитным полем. Накопленный на мишени заряд значительно превышал исходный, что позволяло получить хороший сигнал при меньшей освещенности. Аналогичный принцип, но с добавлением электронного умножения, был реализован в суперортиконе, который мог работать при освещенности фотокатода всего 10–4 лк.
Наследие технологии
Супериконоскоп стал важным этапом в развитии телевизионных технологий, продемонстрировав эффективность принципа накопления заряда в полупроводниковой мишени, меняющей электропроводность под воздействием света. Этот принцип лег в основу более совершенных передающих трубок следующего поколения.