Фотоперетворювач

Фотоперетворювач, який містить перший фотоелектронний помножувач, резистор навантаження та елементи забезпечення живлення електродів фотоелектронного помножувача у вигляді резисторного роздільника напруги, причому фотокатод першого фотоелектронного помножувача та перший вивід резисторного роздільника напруги під'єднані до негативного полюса зовнішнього джерела живлення, другий вивід резисторного роздільника напруги під'єднаний до позитивного полюса зовнішнього джерела живлення, диноди фотоелектронного помножувача під'єднані до проміжних точок резисторного роздільника напруги, анод фотоелектронного помножувача під'єднаний до одного виводу резистора навантаження, другий вивід якого з'єднаний з позитивним полюсом зовнішнього джерела живлення, який відрізняється тим, що додатково містить п-фотоелектронних помножувачів того ж типу, що і перший, з п резисторами навантаження та суматор електричних сигналів фотоелектронних помножувачів з п+1 входами, причому фотокатоди додаткових фотоелектронних помножувачів під'єднані до негативного полюса зовнішнього джерела живлення, диноди додаткових фотоелектронних помножувачів під'єднані до проміжних точок резисторного роздільника напруги, їх аноди з'єднані з одними виводами додаткових резисторів навантаження, другі виводи яких з'єднані з позитивним полюсом зовнішнього джерела живлення, а аноди всіх фотоелектронних помножувачів з'єднані з окремими входами суматора Винахід відноситься до фотоелектричних перетворювачів і може бути використаний у скануючих телевізійних пристроях, зокрема у скануючих оптичних мікроскопах Найближчим за технічною суттю до винаходу, що пропонується, є фотоперетворювач (Берковский А Г , Гавакин В А , Зайдель И Н Вакуумные электронные приборы - М Энергия, 1976 С 162), який містить перший фотоелектронний помножувач (ФЕП), резистор навантаження та елементи забезпечення живлення електродів ФЕП у вигляді резисторного поділювача напруги, причому фотокатод першого фотоелектронного помножувача та перший вивід резисторного поділювача напруги під'єднані до негативного полюса зовнішнього джерела живлення, другий вивід резисторного поділювача напруги під'єднаний до позитивного полюса зовнішнього джерела живлення, диноди фотоелектронного помножувача під'єднані до проміжних точок резисторного поділювача напруги, анод фотоелектронного помножувача під'єднаний до одного виводу резистора навантаження, другий вивід якого з'єднаний з позитивним полюсом зовнішнього джерела живлення Проте такий фотоперетворювач має низьке відношення сигнал/шум при малих рівнях освітленості фотокатоду, що знижує можливості його використання у скануючих телевізійних пристроях, які, як правило, працюють при низьких рівнях освітленості об'єктів, що, у свою чергу, наприклад, у скануючих оптичних мікроскопах, призводить до суттєвого погіршення якості синтезованого зображення об'єкту В основу винаходу поставлено задачу створення такого фотоперетворювача, який за рахунок введення додаткових елементів має підвищене значення відношення сигнал/шум навіть при малих рівнях освітленості і, тим самим, забезпечує вищу якість синтезованого зображення об'єкту Поставлена задача вирішується тим, що у фотоперетворювач, який містить перший фотоелектронний помножувач, резистор навантаження та елементи забезпечення живлення електродів ФЕП у вигляді резисторного поділювача напруги, причому фотокатод першого фотоелектроного помножувача та перший вивід резисторного поділювача напруги під'єднані до негативного полюса зовнішнього джерела живлення, другий вивід резисторного поділювача напруги під'єднаний до пози О 42290 тивного полюса зовнішнього джерела живлення, диноди фотоелектронного помножувача під'єднані до проміжних точок резисторного поділювача напруги, анод фотоелектронного помножувача під'єднаний до одного виводу резистора навантаження, другий вивід якого з'єднаний з позитивним полюсом зовнішнього джерела живлення, згідно винаходу, додатково містить п фотоелектронних помножувачів того ж типу, що і перший, з п резисторами навантаження та суматор електричних сигналів з п+1 входами, причому фотокатоди додаткових фотоелектронних помножувачів під'єднані до негативного полюса зовнішнього джерела живлення, диноди додаткових фотоелектронних помножувачів під'єднані до проміжних точок резисторного поділювача напруги, їх аноди з'єднані з одними виводами додаткових резисторів навантаження, другі виводи яких з'єднані з позитивним полюсом зовнішнього джерела живлення, а аноди всіх фотоелектронних помножувачів з'єднані з окремими входами суматора Введення в фотоперетворювач додаткових фотоелектронних помножувачів того ж типу зі своїми резисторами навантаження та суматора електричних сигналів, входи якого з'єднані з ВІДПОВІДНИМИ анодами фотоелектронних помножувачів, дозволяє покращити відношення сигнал/шум і, тим самим, покращити якість синтезованого телевізійного зображення за рахунок зменшення ПОМІТНОСТІ шумів на синтезованому зображені На фігурі зображено структурну схему фотоперетворювача, де 1 - перший фотопомножувач, 2 перший додатковий фотопомножувач, 3 - другий додатковий фотоелектронний помножувач, 4 - п-ий додатковий фотоелектронний помножувач, 5 - опір навантаження першого фотоелектронного помножувача, 6 - опір навантаження першого додаткового фотопомножувача, 7 - опір навантаження другого додаткового фотопомножувача, 8 - опір навантаження п-ного додаткового фотоелектронного помножувача, 9 - елементи забезпечення живлення динодів фотоелектронних помножувачів у вигляді резисторного поділювача напруги, 10 суматор електричних сигналів фотоелектронних помножувачів з п+1 входами Фотокатоди фотоелектронних помножувачів 1, 2, 3, 4 з'єднані з від'ємним полюсом зовнішнього джерела живлення, їх аноди - з окремими входами суматора 10 та з одними виводами резисторів навантаження 5, 6, 7, 8, другі виводи яких з'єднані з позитивним полюсом зовнішнього джерела живлення, а диноди фото електронних помножувачів з єднані з проміжними точками резисторного поділювача напруги 9 Фотоперетворювач працює наступним чином Світловий ПОТІК ДІЄ на фотокатоди фотоелектронних помножувачів 1, 2, 3, 4 і викликає появу струму сигналу у резисторах навантаження 5, 6, 7, 8 Необхідний електричний режим роботи фотоелектронних помножувачів визначається елементами забезпечення живлення 9, які підмикаються до зовнішнього джерела живлення постійної напруги Напруги сигналів з резисторів навантаження 5, 6, 7, 8 поступають на окремі входи суматора 10, на виході якого виникає результуючий сигнал Як відомо, формування електричного сигналу на виході ФЕП, як відгуку на дію світлового потоку на фотокатод, супроводжується дробовим шумом, природа якого пов'язана з дискретним характером процесів емісії з фотокатоду та вторинної емісії з динодів На відміну від корисної складової сигналу, яка має стаціонарний характер, дробовий шум є випадковим процесом, тобто має некорельований характер У результаті роботи суматора корисні складові вихідних сигналів фотоелектронних помножувачів додаються арифметично і корисна складова вихідного сигналу зростає пропорційно до КІЛЬКОСТІ фотоелектронних помножувачів у фотоперетворювачі У той же час, некорельовані шумові складові після суматора дають результуючу шумову складову, що зростає при використанні додаткових фотоелектронних помножувачів з коефіцієнтом пропорційності меншим від числа використаних фотоелектронних помножувачів Як результат, відношення сигнал/шум у вихідному сигналі фотоперетворювача зростає Приклад конкретного виконання Перетворювач складався з шести фотоелектронних помножувачів типу ФЭУ-60 3 урахуванням розкиду у параметрах окремих фотоелектронних помножувачів значення опорів резисторів навантаження підбиралися з умови забезпечення рівності корисних складових сигналів з окремих помножувачів, а також забезпечувалася однаковість значень освітленостей фотокатодів Вимірювалися шумові складові вихідного сигналу одного фотоелектронного помножувача, ввімкненого у ВІДПОВІДНОСТІ з прототипом, та вихідного сигналу суматора при використанні шести фотоелектронних помножувачів У другому випадку порівняно з першим відношення сигнал/шум зростало у, приблизно, 2,3 раза 42290 a > b > 10 ФІГ. ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22