"LLMPt

имп/с

Рис. 14.16. Счетные характеристики идеального и реального ФЭУ

1,5 2,0и,кВ

Эффективность работы ФЭУ в режиме счета фотонов оценивается по следующим его характеристикам: счетной характеристике - зависимости скорости счета импульсов от напряжения питания ФЭУ и„м1, =f{U) при неизменном пороговом напряжении дискриминатора, амплитудному распределению шумовых импульсов при постоянном напряжении питания и стабильности уровня шумов во времени при фиксированных напряжении питания и пороговом напряжении дискриминатора.

Счетная характеристика ФЭУ. Если ФЭУ считать идеальным прибором, то каждый, электрон, вышедший с фотокатода, создает в анодной цепи импульс тока, обусловленный зарядом еМ. При малом напряжении питания амплитуда выходных импульсов ФЭУ оказьшается ниже порогового напряжения дискриминатора и импульсы не будут поступать в счетчик. По мере увеличения напряжения питания растет коэффициент усиления ФЭУ. Когда амплитуда выходных импульсов достигнет порогового напряжения, все импульсы, создаваемые эмиттиро-ванными с фотокатода электронами, будут зарегистрированы. При дальнейшем повышении напряжения скорость счета не изменится. Счетная характеристика идеального ФЭУ представлена на рис. 14.16 (кривая 7).

Из-за флуктуации коэффициента усиления реальных ФЭУ даже при небольших напряжениях питания могут появляться на выходе импульсы с амплитудой, превьпцающей пороговое напряжение дискриминатора. Участок А на рис. 14.16 (кривая 2) соответствует ситуации, когда усиление недостаточно для регистрации каждого электрона, вьппедше-го из фотокатода. На участке Б (плато счетной характеристики) регистрируется каждый электрон, эмиттированный из фотокатода. Когда напряжение питания превысит некоторое значение, наблюдается резкое увеличение скорости счета импульсов, вызванное интенсивным развитием обратной связи и автоэлектронной эмиссии. Такой режим относится к участку В счетной характеристики. Рабочей областью напряжений питания ФЭУ является участок Б.

Для того чтобы не предъявлять очень жестких требований к стабильности напряжения питания, для работы в режиме счета фотонов выбираются ФЭУ, имеющие плато на счетной характеристике.

Скорость счета импульсов полезного сигнала определяют вычитанием из показаний счетчика скорости счета темновых импульсов, образованных электронами термоэлектронной эмиссии фотокатода. Использование ФЭУ в режиме счета импульсов позволяет несколько улучшить пороговую чувствительность по сравнению с режимом измерения среднего анодного тока.

Применение ФЭУ. Области применения ФЭУ весьма обширны. Наиболее широко эти приборы используются в сцинтилляционных счетчиках, приемниках лазерного излучения (светолокаторах, линиях связи, лазерных дальномерах), космической аппаратуре (устройствах астроориентации), измерительной технике.

Контрольные вопросы и задания

1. Приведите схематическое изображение ФЭУ и поясните принцип его работы. Изобразите схему включения ФЭУ.

2. Какие эмиттеры вторичньгх электронов применяются в умножительных системах ФЭУ?

3. Сформулируйте требоваршя, предъявляемые к катодным камерам и умножительным системам. Проведите сравнительный анализ различных конструкций умножительных систем на дискретных динодах.

4. Какие преимущества и недостатки имеют умножительные системы на распределенных динодах? Что дает применение МКП?

5. Приведите основные характеристики и параметры ФЭУ, объясните ход характеристик.

6. Объясните природу темнового тока ФЭУ и его -зависимость от напряжения питания. Что такое световой эквивалент темнового тока?

7. Объясните природу шумов ФЭУ. Приведите выражение для расчета порогового потока.

8. Почему с помощью ФЭУ можно регистрировать очень малые потоки, модулированные с высокой частотой, а с помощью электровакуумного фотоэлемента не удается?

9. Какими параметрами характеризуется эффективность применения ФЭУ в сцинтилляционных счетчиках?

10. Что такое одноэлектронные характеристики ФЭУ?

Часть четвертая ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ПРИБОРЫ

Глава пятнадцатая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫХ ПРИБОРОВ

15.1- СВЕДЕНИЯ ОБ УСТРОЙСТВЕ ;

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫХ ПРИБОРОВ

Электронно-лучевыми приборами (ЭЛП) принято называть группу электровакуумных приборов, действие которых основано на формировании и управлении интенсивностью и направлением электронных пучков.

В любом ЭЛП можно вьщелить следующие основные элементы:

электронный прожектор - устройство, представляющее собой систему электродов, предназначенное для создания сфокусированного электронного луча. Более общим является понятие "электронноюптиче-ская система" - совокупность электродов и внешних элементов ЭЛП, образующая электростатические и магнитные поля, формирующая электронный луч и управляющая им;

отклоняющая система - устройство, создающее магнитные и (или) электрические поля для отклонения электронного луча;

экран - конструктивный элемент ЭЛП, представляющий собой подложку (внутренняя сторона фронтального стекла баллона) с нанесенным на нее люминофором. Люмшофор преобразует кинетическую энергию электронов луча в электромагнитное излучение в видимом диапазоне длин волн;

мишень - элемент ЭЛП, на котором создается и хранится потенциальный рельеф (определенное распределение потенциала).

15.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛП

Современные ЭЛП выполняют в радиоэлектронной аппаратуре самые различные функции преобразования информации. С этой точки зрения многообразные ЭЛП принято классифицировать на следующие группы:

приборы, осуществляющие преобразование электрических сигналов в оптическое изображение (приемные электронно-лучевые трубки -ЭЛТ); к ним относятся осциллографические трубки, индикаторные радиолокационные трубки, кинескопы - приемные телевизионные трубки, а также трубки, предназначенные для решения специальных задач, например вьшода информации с ЭВМ;