Материал: konspekt_vpe

76

77

Потенціалоскопи, напівтонові трубки або трубки пам'яті це прилади, що працюють в режимі перезарядного зчитування і застосовуються для накопичення та відтворення інформації.

У основі дії потенціалоскопа лежить накопичення електричних зарядів на поверхні мішені - потенціалоносія. Накопичений заряд розподіляється по мішені відповідно до записуваної інформації, і потім цей розподіл накопиченого заряду знову перетвориться у вихідний сигнал.

Таким чином, робота потенціалоскопа складається з двох операцій:

1.Запис інформації, тобто накопичення заряду на поверхні мішені;

2.Зчитування.

Запис - це процес створення на поверхні мішені потенційного рельєфу, що зберігається і відповідає

інформації, що записується.

В результаті зчитування потенційний рельєф перетвориться у вихідний сигнал, що дає досить точні відомості про раніше записану інформацію.

Окрім запису і зчитування, в деяких типах потенціалоскопів є третя, допоміжна операція - стирання, при якій знищується потенційний рельєф, що буває необхідно для підготовки потенціалоскопа до запису нової інформації.

Інформація, що підлягає запису, вводиться у потенціалоскоп у вигляді послідовності електричних імпульсів або шляхом проектування на фоточутливу мішень оптичного зображення.

Зчитана інформація зазвичай виводиться з потенціалоскопа у вигляді послідовності електричних імпульсів. Іноді зчитана інформація перетвориться у видиме зображення, що розглядається на екрані.

Час збереження записаної інформації може змінюватися в широких межах - від часток секунди до декількох годин і навіть днів, а кількість зчитування - від одного до десятків і сотень тисяч. В деяких випадках

79

Утворення потенціального рельєфу (розподілу зарядів) на мішені, що відповідає первинній інформації можливо лише тоді, коли потенціал усіх елементів мішені перед записом будуть мати однакові значення.

При достатньому І1t та опроміненні елементів мішені в режимі повільних електронів Uм= Uк , при роботі в

Порівняно рідко в потенціалоскопах застосовується запис перерозподілом зарядів, використовувана в передавальних телевізійних трубках.

Рівноважний запис в режимі швидких електронів

1.Під час запису на колектор подається змінна напруга сигналу і, при достатньому І1t та постійному потенціалі сигнальної пластини, потенціали елементів мішені стають рівними Uкол, який є модульованим сигналом. Полярність сигналу на колекторі може бути будь-якою.

2.При постійному Uкол, потенціал сигналу може подаватися на сигнальну пластину на протязі часу комутації елемента мішені електронним променем. При достатньому І1t, потенціал елемента мішені швидко стає рівними Uкол. Після припинення комутації променем та зміни потенціалу сигнальної пластини до початкового

80

нульового значення, потенціал поверхні мішені відносно потенціалу колектора зміститься на потенціал сигналу. Таким чином, утворюється потенційний рельєф, пропорційний сигналу, що записується.

Рівноважний запис в режимі повільних електронів

Рівноважний запис в режимі повільних електронів відбувається при постійних потенціалах колектора та сигнальної пластини. Потенціал сигналу подається на катод прожектора і, при комутації з причини та достатньому І1t, потенціал елемента мішені доводиться до потенціалу катода, який відповідає потенціалу сигналу.

Полярність сигналу, на відміну від рівноважного запису швидкими електронами, може бути тільки негативною.

Бістабільний запис

Застосовується в тих випадках, коли записувана інформація може бути записана в двійковій системі, тобто представлена у вигляді "0-1", "так - ні", "чорне - біле".

При бістабільному записі потенціал мішені може мати тільки два рівноважних значення, які сильно відрізняються. Наприклад, можна зробити бістабільний запис змінюючи потенціал, що прискорює первинні електрони, від Ua<Uкр1 до Ua>Uкр1 або від Ua<Uкр2 до Ua>Uкр2.

Упершому випадку перший рівноважний потенціал дорівнює 0, другbq близький до потенціалу колектора;

удругому випадку - перший рівноважний потенціал близький до потенціалу колектора, другий рівний Uкр2.

Нерівноважний запис

Нерівноважний запис відрізняється малими струмами первинних електронів І1 та можливість запису тільки однієї полярності. В першому випадку потенціал колектора є постійним, а початковий потенціал мішені відрізняється відносно колектора і знаходиться в межах Uкр1 < Uм < Uкр2. Потенціал сигнальної пластини постійний, а сигнал подається на катод прожектора. Так як І1t є малим, то при комутації потенціали мішені зміщуються в бік потенціалу катоду не досягаючи його. Глибина потенційного рельєфу пропорційна струму катода

І1.

В другому випадку початковий потенціал мішені знаходиться в області Uк < Uм < Uкр1 при . Так як І1t є малим, то при комутації потенціали мішені зміщуються в бік потенціалу катоду не досягаючи його. Глибина потенційного рельєфу пропорційна струму катода І1.

Запис збудженою провідністю

Заснована на виникненні електропровідності тонких шарів (0,5—1мкм) діелектриків при опромінюванні їх швидкими електронами (біля 10кеВ).

Перед записом поверхня мішені доводиться до рівноважного потенціалу – потенціалу колектора. До сигнальної пластини надається зсув потенціалу, що суттєво відрізняється від потенціалу поверхні мішені. Запис відбувається за допомогою променя електронів, який змінює провідність і потенціал поверхні мішені буде зміщуватися, в залежності від параметрів променя, в бік потенціала сигнальної пластини. В результаті створюється потенційний рельєф.

Перезарядне зчитування

Після створення потенційного рельєфу (запис), елементи непровідної мішені можна представити як сукупність окремих конденсаторів з різними потенціалами на обкладинках.

Електронний промінь, потрапляючи на мішень, доводить потенціал її елементів до одного із стабільних значень: в режимі повільних електронів до потенціалу прожектора, а в режимі швидких електронів – до потенціалу колектора. При перезарядці елементів мішені, виникає перезарядний струм, пропорційний величині записаного рельєфу. Формується сигнал зчитування.