SU1150677A1 - Электронно-лучевой прибор и способ его управлени - Google Patents

Abstract

1. Электронно-лучеврй прибор, включающий источник электронов, системы фокусировки и отклонени  электронного луча и самосканирующую мищень, выполненную в виде матрицы приборов с зар довой св зью , расположенных по горизонтальным строкам, и имеющую выходные регистры, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности преобразовани  регистрируемого сигнала и расширени  функциональных юзможностей , мишень выполнена из двух секций , сопр гающихс  сторонами, параллельными строкам, а выходные регистры сформированы на противоположных сторонах секций. i Vy Piipif 0) I I f

Description

fPyCI

IPjCr

С2

щсг

IPs с 2

Oi

о

05 l

2. Способ управлени  электронно-лучевым прибором, включающий перевод мишени в режим накоплени  и запись информации электронным лучом по 2-3 соседним строкам мишени за одну его развертку, по окончании каждой из которых осуществл ют смещение электронного луча по второй координате, а также построчный и поэлементный перенос зар дов на выход мишени, отличающийс  тем, что, с ц&пью повышени  точности преобразовани  регистрируемого сигнала, электронный луч поочередно смещают из одной секции в другую и разворачивают его по строкам, ближайшим к границе раздела секции мишени в направлении, противоположном направлению вывода информации из регистров каждой секции, а во врем  смещени  луча и записи информации в одной секции в другой построчно перенос т зар ды на 2-3 строки в направлении выходного регистра, а во врем  текущего переноса зар дов по секции в ее регистре осуществл ют параллельное поэлементное суммирование зар дов, хран щихс  в 2-3 ближайших к регистр; строках, а из регистра другой секции .;арные зар ды перенос т на выход мищени.

1

Изобретение относитс  к электронной технике и может быть использовано в. осциллографии , в автоматизированных системах контрол  и отображени  информации.

Известны электронно-лучевой прибор (ЭЛП) с самосканирующей мишенью - прибором с зар довой св зью (ПЗС) и способ управлени  им 1.

ЭЛП содержит источник электронов, системы фокусировки и отклонени  электрон ного луча по самосканирующей мишени.

Способ управлени  предусматривает формирование , фокусировку и модул цию элект )онного луча по плотности входным сигналом , перевод мишени в режим накоплени , запись или облучение однострочной ПЗСмат| )ицы вдоль ее чувствительных элементов , а но окончании записи поэлементный вывод информации с мищени.

Дл  увеличени  емкости регистрируемой информации в качестве мишени используетс  набор таких однострочных матриц (до 100 шт.). Принцип действи  остаетс  прежним, однако возможности прибора расшир ютс , поскольку при развертке образуетс  растр. Кроме того, сигналы, записанные в каждую из отдельных матриц, можно считывать независимо.

Такой ЭЛП не нашел распространени  из-за технологических и конструктивных сложностей изготовлени  мишени, состо щей из набора независимых матриц, так как дл  независимой работы каждой отдельной однострочной матрицы необходимо от 12 до 20 независимых управл ющих вводов, а значит дл  всей мишени с размерами S 1 см необходимо иметь 1000 вводов и формировать такое же количество сигналов .

Известен также ЭЛП, содержащий источник электронов, за которым последовательно расположены системы фокусировки и отклонени  электронного луча по самоскнирующей мишени, в качестве которой могут быть использованы ПЗС и приборы с зар довой инжекцией.

Способ управлени  таким ЭЛП предусматривает перевод мишени (ПЗС) перед записью в режим накоплени , формирование фокусировку электронного луча и сканирование мищени электронным лучом, модулированным регистрирующим сигнало.м и перемещающимс  по закону телевизионного растра, а также по окончании записи построчный перенос зар дов в выходной регистр мишени и поэлементный перенос зар дов

по последнему на выход мищени.

За счет введени  дополнительной операции - построчного переноса зар дов, перенос последних осуществл ют в двух направлени х 2.

Недостатком такого устройства и способа управлени  им  вл етс  низка  точность преобразовани  регистрируемого сигнала, обусловленна  искажени ми телевизионного растра, дрейфом усилител  кадровой развертки. В результате этого, электронный

луч, разворачиваемый вдоль строки мишени, облучает элементы соседних строк, т. е. единичный (дискретный) сигнал распредел етс  между 2-3  чейками соседних строк. Это приводит к нарушению соответстви  между величиной единичного сигнала и величиной

зар да, накопленного в отдельной  чейке мищени, а значит и к снижению точности преобразовани  на выходе мищени регистрируемого сигнала (зар да отдельной  чейки) в цифру.

Кроме того, прототип имеет ограниченный диапазон (объем) регистрируемых сигналов и не позвол ет непрерывно преобразовывать сигналы, скорость записи которых меньше скорости их вывода с мишени. Максимальный объем информации, записываемый в мишень, определ етс  ее форматом (количеством чувствительных  чеек в строке и количеством строк), что св зано с осуществлением последовательно вначале записи всей регистрируемой информации , а затем переноса зар дов на выход мишени . Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  регистрируемого сигнала, например, аналогоцифрового преобразовател  или масштабно-временного преобразовател , а также расширение функциональных возможностей ЭЛП с самосканируюш,ей мишенью, например увеличение объема регистрируемых сигналов и осуществление непрерывного преобразовани  последних, скорость записи которых меньше скорости переноса зар дов по выходному регистру матрицы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электронно-лучевом приборе, включающем источник электронов, системы фокусировки и Отклонени  электронного луча и самосканирующую мишень, выполненную в виде матрицы приборов с зар довой св зью, расположенных по горизонтальным строкам и имеющую выходные регистры, мишень выполнена из двух секций, сопр гающихс  сторонами , параллельными строкам, а выходные регистры сформированы на противоположных сторонах секций. Согласно способу управлени  электронно-лучевым прибором, включающему перевод мишени в режим накоплени , запись информации электронным лучом по 2-3 соседним строкам мишени за одну его развертку , по окончании каждой из которых осуществл ют смещение электронного луча по второй координате, а также построчный и поэлементный перенос зар дов на выход мишени, электронный луч поочередно смещают из одной секции в другую и разворачивают его по строкам, ближайщим к границе раздела секции мишени в направлении, противоположном направлению вывода информации из регистров каждой секции, во врем  смещени  луча и записи информации в одной секции в другой построчно перенос т зар ды на 2-3 строки в направлении выходного регистра а во врем  текущего переноса зар дов по секции в ее регистре осуществл ют параллельное поэлементное суммирование зар дов, хран щихс  в 2-3 ближайших к регистру строках, а из регистра другой секции суммарные зар ды перенос т на выход мишени. На фиг. 1 схематически представлена структура мишени; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, управл ющих ее ра-ботой; на фиг. 3 - устройство,  вл ющеес  примером конкретной реализации предложенного ЭЛП и способа. Мишень состоит из двух ПЗС, соприкасаюшихс  строками секций 1 и 2, выходных регистров 3 и 4 с выходными устройствами сформированными на регистрах 3 и 4 с противоположных сторон. Так как мишенью в ЭЛП могут служить ПЗС с 2-, 3-, 4и т. д. фазной структурой, то на фиг. 1 в качестве примера приведена структурна  схема дл  3-фазного ПЗС (буквой Ф с индексами обозначены управл ющие фазные напр жени ; сплошными лини ми показавы направлени  переноса зар дов, а пунктирными - направлени  развертки электронного луча). С целью уменьшени  вли ни  геометрических искажений ЭЛП на качество записи мишень размещена в ЭЛП так, что граница раздела секций 2 и 1 расположена в плоскости отклонени  электронного луча парой пластин, расположенных ближе к источнику электронов. Во врем  записи остросфокусированный электронный луч с размерами, соизмеримыми с размерами чувствительного элемента мишени, и промодулированный по плотности регистрируемым сигналом, разворачивают по мишени. Однократную развертку осуществл ют вначале, например, по секции 1, предварительно переведенной в режим накоплени , и по ее 2-3 строкам, ближайшим к границе раздела секций I и 2. Луч из-за некачественной сборки, геометрических искажений во врем  однократной развертки попадает на чувствительные  чейки соседних строк, создава  в  чейках зар ды. Величина последних пропорциональна количеству электронов, попадающих на отдельную  чейку, т. е. нарушаетс  пропорциональность между величиной накопленного зар да в одной  чейке и величиной тока Дл  устранени  указанного нарушени  пропорциональности в предложенном ЭЛП осуществл ют суммирование по столбцам ПЗС зар дов, накопленных в 2-3 строках. Накопленные зар ды 2-3  чеек каждого столбца сливают (суммируют) в одну  чейку регистра, т. е. распределение зар дов по 2-3 строкам свод т (сливают) в одну строку (регистр). Дл  этого по окончании развертки луча по секции в последней зар ды построчно перенос т на 2-3 строки в сторону выходного регистра. В результате этого , ближайшие к границе раздела секций 2-3 строки освобождаютс  от зар дов, а зар ды 2-3 строк, ближайших к регистру, сливаютс  в последний. Зате.м по окончании одной развертки луча, например, по секции 1, его смещают в направлении другой секции, предваритель ° переведенной в режим накоплени , и осуществл ют развертку по секции 2 по ее 2-3 строкам, ближайшим к границе раздела секций. По окончании однократной

развертки луча по секции 2, его возвращают в исходное состо ние, и цикл записи повтор етс .

Во врем  смещени  и записи информации в одной секции в другой осуществл ют указанный построчный перенос зар дов на 2-3 строки в сторону выходного регистра с одновременным поэлементным суммированием зар дов. Вывод суммарных зар дов из регистров осуществл етс  последовательно , вначале из одного (из того, в секции которого осуществл етс  запись), а затем из другого.

Временные диаграммы сигналов, позвол ющие осуществл ть указанные операции , представлены на фиг. 2, где позици ми 5-7 показаны диаграммы сигналов по 3,2 и 1-й фазам секции 1, а позици ми 8- 10 - соответствующие сигналы дл  1, 2 и 3-й фаз секции 2 (временные диаграммы представлены дл  случа , когда электронный луч в процессе одной развертки попадает на элементы 2 соседних строк).

Временные диаграммы управл ющих сигналов по фазам регистра секции 1 показаны позици ми 11 -13 (фиг. 2), а дл  фаз регистра секции 2 - позици ми 14-16.

Развертку луча по секции осуществл ют в направлении, противоположном направлению вывода зар дов из регистра этой секции . В противном случае последовательность вывода зар дов с мищени не соответствует входной последовательности регистрируемых сигналов.

При использовании изобретени  повы щаетс  точность преобразовани  регистрируемого сигнала. Это достигаетс  благодар  использованию операций построчного переноса зар дов во врем  записи, а также благодар  введению операций параллельного суммировани  зар дов нескольких строк и развертки луча только по 2-3 строкам, ближайщим к границе раздела секций

(к оси ЭЛП). Кроме того, предлагаемые устройство и способ позвол ют расщирить функциональные возможности прибора, а именно исключить ограничени  на объем регистрируемой информации, когда скорость записи меньще скорости вывода зар дов из регистров.

В базовом объекте указанный объем информации ограничен форматом мищени (количество строк и элементов в строке),

так как операции записи и вывода разнесены во времени и не могут выполн тьс  одновременно. Согласно предлагаемому способу за врем  записи информации в одной секции, в другой строки освобождают от накопленного зар да и зар ды вывод тс  из мищени.

Устройство (фиг. 3) состоит из ЭЛП 17 с источником электронов - электронной пущкой 18, систе,мы 19 фокусировки и отклонени  электронного луча, двухсекционной

самосканирующей мищени 20, схемы 21 управлени  записью и считыванием, соединенной с системой 19 и мищенью 20, и выходного усилител  22, с входом которого соединены выходы регистров мищени.

Устройство работает следующим образом .

Входной сигнал поступает на модул тор электронно-лучевой пущки 18. Остросфокусированный электронный луч, промодулированный по плотности входным сигналом,

разворачиваетс  с помощью отклон ющей системы по мищени 20. С выходов секций мищени информации о входном сигнале поступает через усилитель 22 к устройству обработки (например, аналого-цифровой преобразователь ) и отображени  информации.

Таким образом, при использовании предлагаемых ЭЛП и способа улучщаютс  показатели осциллографических систем, автоматизированных систем контрол  и отображени  информации.

Claims (2)

1. Электронно-лучеврй прибор, вклю- чающий источник электронов, системы фокусировки и отклонения электронного луча и самосканирующую мишень, выполненную в виде матрицы приборов с зарядовой связью, расположенных по горизонтальным строкам, и имеющую выходные регистры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования регистрируемого сигнала и расширения функциональных возможностей, мишень выполнена из двух секций, сопрягающихся сторонами, параллельными строкам, а выходные регистры сформированы на противоположных сторонах секций.

¢, <р_г ср₃

Фи г. 1

2. Способ управления электронно-лучевы?4 прибором, включающий перевод мишени в режим накопления и запись информации электронным лучом по 2—3 соседним строкам мишени за одну его развертку, по окончании каждой из которых осуществляют смещение электронного луча по второй координате, а также построчный и поэлементный перенос зарядов на выход мишени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования регистрируемого сигнала, электронный луч поочередно смещают из одной секции в другую и разворачивают его по строкам, ближайшим к гра нице раздела секций мишени в направлении, противоположном направлению вывода информации из регистров каждой секции, а во время смещения луча и записи информации в одной секции в другой построчно переносят заряды на 2—3 строки в направлении выходного регистра, а во время текущего переноса зарядов по секции в ее регистре осуществляют параллельное поэлементное суммирование зарядов, хранящихся в 2—3 ближайших к регистр; строках, а из регистра другой секции суттарные заряды переносят на выход мишени.