Владимир Козьмич Зворыкин

Определяя время, требуемое для формирования сигнала изображения, необходимо учитывать следующее условие: постоянная времени GR входной цепи (С - емкость фотоэлемента и связанных с ним цепей по отношению к заземлению) не должна превышать время сканирования элемента изображения 1/Nn, , где N - число кадров изображения в секунду, т.е.

откуда

Подставив этот результат в уравнение для выходного напряжения фотоэлемента, получим

Отсюда видно, что выходное напряжение обратно пропорционально квадрату числа элементов изображения.

Величина заряда на одном элементе изображения в иконоскопе приблизительно равна

где t - время, в течение которого свет падает на один элемент, примерно равное

Выходное напряжение иконоскопа

где Сх - полная входная емкость иконоскопа и связанных с ним цепей по отношению к заземлению, или

Требование равномерности, которое на первый взгляд представляется трудно выполнимым на практике, удовлетворяется благодаря естественному явлению. Известно, что такой обычный материал, как слюда, может расщепляться на тонкие пластинки, практически идеально равномерные по толщине, благодаря чему она служит прекрасным изоляционным материалом для мозаики. Сигнальная пластина изготавливается путем нанесения металлического покрытия на одну сторону слюдяной пластинки. Сама мозаика может быть изготовлена множеством способов, простейший из которых - непосредственное вакуумное напыление слоя фотоэлектрического металла на поверхность слюды. Если напыленная пленка очень тонка, то она оказывается не сплошной, а состоящей из множества мелких пятнышек, или глобул, распределенных весьма равномерно и изолированных друг от друга. Еще один возможный метод изготовления мозаики - гравировка сплошной металлической пленки с помощью гравировальной машины.

Хотя первоначально фоточувствительная мозаика создавалась путем непосредственного нанесения тонкой пленки щелочного металла на изоляционную пластину, последующее совершенствование технологии изготовления фотоэлементов привело к изменению методов формирования мозаики.

Мозаика, используемая в настоящее время, состоит из очень большого числа мелких серебряных глобул, каждая из которых сенсибилизирована цезием путем специального процесса фотосенсибилизации.

Из-за очень малой величины зарядов необходимо, чтобы изоляционные свойства и диэлектрические потери по возможности были сведены к минимуму. Высококачественная слюда прекрасно отвечает этим требованиям. Тем не менее можно применять и другие изоляционные материалы, в частности тонкие пленки из прозрачных эмалей, показавшие вполне удовлетворительные результаты. Изоляция делалась настолько тонкой, насколько позволяли обычные методы ее изготовления.

Отношение выходных напряжений иконоскопа и дискового сканера составит

или при одинаковой выходной емкости

r| = п (число элементов изображения).

Если принять, как и выше, число элементов изображения я = 70 ООО, то по сравнению с обычной телевизионной системой мозаичная система дает теоретическое значение выигрыша в 70 ООО раз. Необходимо, однако, заметить, что по ряду причин достичь 100%-ной эффективности вряд ли удастся, хотя мы уже добились эффективности 10%, при которой чистый выигрыш составляет несколько тысяч. Такое увеличение выходного сигнала изображения в несколько тысяч раз нельзя расценивать лишь как возможность уменьшения требуемого

Рис. 16. Схема иконоскопа В.К. Зворыкина

усиления. В обычной телевизионной системе мы уже повысили усиление до предела, определяемого допустимым отношением шума к сигналу изображения. Полученный выигрыш, следовательно, является единственным фактором, который позволяет осуществить реальное телевидение, если под этим термином понимать не только передачу изображения с ограниченной четкостью в искусственно создаваемых условиях, но и действительную передачу изображений с высоким разрешением при умеренных, или естественных, условиях освещения.

Приведенные расчеты не относятся к методу сканирования объекта бегущим пятном, поскольку он соответствует совершенно искусственным условиям и не может использоваться для телевизионной передачи изображений удаленных предметов.

Схема всей электрической цепи иконоскопа изображена на рис. 16. Здесь обе части фотоэлемента Р, показанного на рис. 13, полностью разделены. Катоды выполнены в виде фоточувствительной мозаики на поверхности сигнальной пластины и изолированы от нее, а анод является общим и представляет собой посеребрённый участок внутренней поверхности стеклянной колбы.