Nguyờn lý làm việc của ống Vidicon dựa trờn hiệu ứng quang điện trong của bia, nghĩa là độ dẫn điện theo chiều ngang của bia thay đổi theo cường độ tia sỏng rọi lờn nú. Tia này cú thể là ỏnh sỏng nhỡn thấy được như là tia hồng ngoại hoặc tia tử ngoại.
+Tạo ảnh nổi điện thế.
Quỏ trỡnh hỡnh thành điện thế trờn bia trong ống Vidicon chỉ ra trờn hỡnh 2-17. Mỗi phần tử bia cú thể tương đương với một tụ điện C và điện trở R mắc song song với nú, R là điện trở theo chiều ngang của mỗi phần tử. Mỏ trỏi tụ C là màng kim loại của cực tớn hiệu, mỏ phải tụ là mặt bờn phải của mỗi phần tử kia.
Điện trở R càng nhỏ khi độ rọi trờn phần tử đú càng lớn, nghĩa là khi rọi một ảnh lờn bia thỡ núi chung điện trở R của cỏc phần tử bia sẽ khỏc nhau.
+Khi bia khụng rọi sỏng, tức Eq= 0, và chưa cú tia quột. Vỡ cú R nờn mỏ phải của tụ C cũng cú điện thế Ub = +Eb như mỏ trỏi tụ C, nghĩa là tụ C khụng được nạp, điện ỏp trờn tụ C bằng khụng(Ur= 0).
+Khi khụng chiếu sỏng bia(Eq=0) và cú tia quột làm việc ở chế độ điện từ chậm. Điện từ của tia quột được tăng tốc khi qua khu vực của anụt. Sau đú trong quỏ trỡnh tiến tới bia, vận tốc tia điện tử giảm dần vỡ cực tớn hiệu(màng kim loại) cú điện thế Eb thấp hơn điện thế anốt rất nhiều (Eb<< Ea). Lỳc đú, điờn tử làm việc ở chế độ điện tử chậm. Và tia quột giảm điện thế phớa phải bia xuống bằng điệ thế catụt. Như vậy, sau mỗi lần quột cỏc tụ C đều tớch điện đến điện ỏp như nhau, bằn Eb. Giữa hai lần được tia quột tới (thời gian gần bằng TV ) tụ C sẽ phúng điệ qua R, nờn điện thế mỏ phải tụ C tăng dần. Nhưng vỡ khụng được rọi sỏng(Eq=0), R rất lớn, nờn qua chu kỳ quột mành TV điện thế Ub chỉ tăng một lượng khụng đỏng kể.
+Khi rọi ảnh lờn bia(Eq# 0) và cú tia quột. Vỡ điện trở của mỗi phần tử là hàm của E(R=f(Eq)) nờn hằng số thời gian phúng ε= RC của cỏc phần tử được xỏc định bởi độ rọi lờn nú. Phần tử nào cú độ rọi càng lớn, R của nú
càng nhỏ, tụ C càng phúng điện nhanh; nghĩa là sau một chu kỳ quột mành, mỏ phải tụ C càng dương. Như vậy mặt bờn phải của bia đó cú một ảnh nổi điện thế. Ứng với điểm sỏng của ảnh, điện thế càng dương; cũn ứng với điểm tối điện thế gần bằng khụng.
Ub
Bia không đợc chiếu sáng Eq = 0 Bia không chiếu sáng Eq = 0
Eb Tụ điện tích điện = Eb Sáng Tối Phóng Nạp
Khơng có tia
quét Có tia quét
Tv Tv tv ≈Tv Tv tv +Eb - Eb + - Eb Uc = 0 Phần tử bia iq itb Utb R C Eb Rt Catốt Catốt R + -Uc = Eb 0 Ub Rt Utb Uc Eb
Hỡnh 2-17. Quỏ trỡnh hỡnh thành điện thế trờn bia trong Vidicon
Túm lại quỏ trỡnh tạo ảnh nổi điện thế xảy ra trong cỏc khoảng thời gian dài bằng T1, khi cỏc tụ phúng điện qua cỏc điện trở ngang của mỗi phần tử của bia.
+Lấy tớn hiệu ra.
Khi quột qua mỏ phải cỏc tụ, tia quột đó hạ điện thế của chỳng tới mặt điện thế catụt; tức đó nạp cho cỏc tụ tới mức như nhau vỡ điện ỏp Uc của chỳng đều tiến tới bằng Eb.
Mức đen Mức trắng Uth t T = 64 sH à 0
Hỡnh 2-18. Dạng điện ỏp tớn hiệu trờn tải Vidicon
Sau khi bị tia điện tử quột qua điện tớch trờn mỗi tụ C từ mức dó được nạp như nhau(điện ỏp trờn đú đều bằng Eb) sẽ phúng đi trong khoảng thời gian tp= TV một lượng điện khỏc nhau(ứng với điểm càng sỏng lượng điện phúng càng nhiều). Đến khi bị quột lần lượt tiếp theo mỗi tụ lại được nạp bự với lượng điện tớch nạp lại bằng lượng điện tớch đó phúng đi. Bởi vỡ mỗi khi bị quột cỏc tụ lại được nạp đến mức như cũ, tức là Uc= Eb. Thời gian nạp tV
của cỏc tụ như nhau, nờn dũng nạp của chỳng khỏc nhau(ứng với điểm càng sỏng, dũng nạp càng lớn). Cỏc dũng nạp bự này chảy qua tải Rt tạo nờn điện ỏp tớn hiệu cần lấy ra. Dũng điện tử nạp cho cỏc tụ C sẽ đi theo cỏc mạch sau: tia quột – mỏ phải tụ - mỏ trỏi tụ - tải Rt - nguồn Eb - điểm chung(catụt). Như
vậy dũng điện nạp, tức dũng tớn hiệu sẽ đi từ dưới lờn(như hỡnh 2-17) và sẽ cho tớn hiệu cực tớnh õm như hỡnh 2-18.
Túm lại, quỏ trỡnh tạo tớn hiệu xảy ra khi tia quột lướt qua cỏc phàn tử của bia và tớch điện vào cỏc tụ.
Như đó nhận xột ở phần trờn, tạo ảnh nổi điện thế xảy ra trong thời gian dài tp= TV - tn ≈ TV Khi mà cỏc tụ điện phúng qua điện trở R của cỏc phần tử. TVlà chu kỳ quột mành, tnlà thời gian rất ngắn để tia quột xong một phần tử. Trong thời gian ngắn tn, tụ nạp rất nhanh. Như vậy cú thể coi dũng nạp(dũng tớn hiệu) lớn hơn dũng phúng kaz2
lần (kaz2
là số phần tử của mặt quột). í nghĩa tớch luỹ điện tớch ở Vidicon là như vậy.
Nguyờn lý tiờu tụ và làm lệch tia quột nhờ cuộn cảm dài (7), cuộn lệch (8) (hỡnh 2-16). Ngoài khu vực tỏc động của cuộn lệch, tia quột chỉ chịu tỏc động của từ trường song song với trục ống do cuộn tiờu tụ tạo ra, nờn tia quột tới thẳng gúc với mặt bia, chất lượng tớn hiệu lấy ra phụ thuộc vào gúc tới của tia quột.