Большая Советская Энциклопедия (ПР) - БСЭ БСЭ
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Приёмная телевизионная трубка
Приёмная телевизио'нная тру'бка, то же, что кинескоп .
Приёмники звука
Приёмники зву'ка, акустические приборы для восприятия звуковых сигналов и преобразования их с целью измерения, передачи, воспроизведения, записи или анализа. Наиболее распространены П. з., преобразующие акустические сигналы в электрические (см. Электроакустические преобразователи ). К ним относятся применяемые в воздухе микрофоны , в воде — гидрофоны , в грунте — геофоны . Важнейшие характеристики таких П. з.: чувствительность, представляющая собой отношение электрического сигнала (напряжения, тока) к акустическому (например, звуковому давлению); частотная характеристика; собственное электрическое сопротивление; направленность.
Наряду с П. з., которые дают электрический сигнал, воспроизводящий изменения во времени соответствующего акустического сигнала (давления, колебательной скорости частиц), существуют также П. з., измеряющие усреднённые характеристики звуковой волны. К ним относятся, например, диск Рэлея , радиометры ; в ультразвуковом диапазоне частот пользуются заключёнными в звукопоглощающую оболочку термоэлементами, эдс которых пропорциональна интенсивности ультразвука. В качестве П. з. можно рассматривать и органы слуха животных и человека, производящие преобразование акустических сигналов в нервные импульсы, передаваемые в центры головного мозга.
И. Г. Русаков.
Приёмники излучения
Приёмники излуче'ния, устройства для преобразования сигналов электромагнитного излучения (в диапазоне от рентгеновских лучей с длиной волны l = 10-9 см до радиоволн с l = 10-1 см, о приёмниках электромагнитного излучения с меньшей длиной волны см. в ст. Детекторы ядерных излучений ) в сигналы др. физической природы с целью их обнаружения и использования (изучения) информации, которую они несут. П. и. часто являются одними из основных узлов автоматических приборов и систем управления. Они играют важную роль в научных исследованиях, например в спектроскопии , квантовой электронике и астрономии. Преобразование сигналов в П. и. осуществляется в процессе взаимодействия поля электромагнитного излучения с тем или иным веществом; поле изменяет энергетические состояния электронов, атомов или молекул вещества, и эти изменения регистрируются.
Существуют различные типы П. и., в которых используются вещества в разных агрегатных состояниях. Так, например, излучение может ионизовать газ, вызывая в нём электрический разряд; в этом случае регистрируется импульс тока или напряжения, а П. и. называется счётчиком фотонов. Возможна регистрация увеличения объёма газа, нагреваемого поглощённым излучением; таков принцип действия оптико-акустических (пневматических) П. и., которые могут работать во всей указанной области спектра, но чаще применяются в далёкой инфракрасной (ИК) области в диапазоне длин волн 50—1000 мкм. Самую обширную группу составляют П. и. из чувствительного к излучению твёрдого вещества. К ним относятся болометры , у которых при поглощении излучения меняется сопротивление электрическому току; термоэлементы , реакция которых на нагрев излучением состоит в появлении термо-эдс; пироэлектрические П. и., изготовляемые из кристаллов сегнетоэлектриков — при взаимодействии с излучением на их поверхности появляется статический электрический заряд. Все эти П. и. относятся к тепловым П. и., т.к. в механизме преобразования энергии в них основную роль играет нагрев вещества излучением. Они применяются во всей рассматриваемой области спектра.
В фотоэлектрических П. и. излучение непосредственно воздействует на электроны вещества (главным образом в явлениях внешнего и внутреннего фотоэффекта ). Фотоэлементы и фотоэлектронные умножители (внешний фотоэффект, или фотоэлектронная эмиссия ) используются в основном при l < 1— 2 мкм, в то время как фотосопротивления (см. Фоторезистор ), фотодиоды и др. П. и. с внутренним фотоэффектом чувствительны к излучению вплоть до субмиллиметрового радиодиапазона. При более коротких l из рассматриваемой области спектра фотоэлектронные умножители и полупроводниковые лавинные фотодиоды могут работать в режиме счётчиков фотонов (существуют также счётчики фотонов, в которых используется эффект ионизации жидкости или твёрдого тела излучением). В далёком ИК и субмиллиметровом диапазонах применяют П. и., в которых фотоны не изменяют концентрацию электронов проводимости в твёрдом теле, а либо изменяют их подвижность (см. Подвижность ионов и электронов ), либо оказывают давление на электроны путём передачи им импульса (эффект увлечения электронов фотонами, подробнее см. Приёмники света ). Фотоэлектрические П. и. для диапазона 5—1000 мкм требуют охлаждения до 4—77 К , причём их рабочая температура должна быть тем ниже, чем больше длина волны регистрируемого излучения. При низких рабочих температурах для приёма излучения используется также явление сверхпроводимости и связанные с ним эффекты (П. и., основанные на Джозефсона эффекте , сверхпроводящие болометрические П. и. и др.).
Наряду с одноэлементными П. и. существуют многоэлементные П. и. с отдельными приёмными элементами, дискретно или непрерывно распределёнными по поверхности. Они служат для получения двумерного изображения излучающего объекта. Классическим примером таких П. и. являются фотопластинки и фотоплёнки. К ним относятся также электроннооптические преобразователи (работают при l £ 1,2 мкм ), телевизионные передающие трубки, люминесцентные преобразователи (с т. н. тепловым гашением для всей рассматриваемой области спектра и «вспышечные» для излучения с l ~ 2 мкм ), многоплощадочные полупроводниковые болометры и фотосопротивления (из сернистого свинца — до l ~ 3,5 мкм, из сурьмянистого индия — до l ~ 5,5 мкм ), эвапорографы, в которых испаряется нагреваемая излучением плёнка масла, и пр.
Важный параметр любого П. и. — отношение полезного сигнала к уровню помех; в процессе преобразования П. и. не должен существенно ухудшать эту величину. Способность П. и. регистрировать сигналы минимальной длительности характеризуется его постоянной времени. Для практических целей важны такие характеристики П. и., как коэффициент преобразования и пороговая чувствительность — величина минимального сигнала, обнаруживаемого П. и. Чувствительность лучших счётчиков и фотоумножителей такова, что позволяет регистрировать отдельные фотоны падающего излучения. П. и. ИК диапазона менее чувствительны. Величина D*, обратная пороговой чувствительности П. и., отнесённой к единице полосы рабочих частот и к единице площади приёмной поверхности, для тепловых П. и. достигает 109 , для фотоэлектрических — 1012 (для l ~ 3 мкм ) и 1010 —1011 (для l ~ 1000 мкм ), постоянная времени электроннооптических преобразователей — до 10-12 сек, специальных фотоэлементов — до 10-9 сек, фотоэлектрических П. и. с внутренним фотоэффектом — 10-7 сек, в некоторых случаях (например, у примесных фотосопротивлений) — до 10-10 сек, тепловых П. и. — до 10-9 сек, но чаще (при высоких D* ) 10-2 — 10-3 сек.
М. Н. Марков.
Приёмники света
Приёмники све'та , устройства, изменение состояния которых (реакция) под действием потока оптического излучения служит для обнаружения этого излучения, его измерения, а также для фиксации и анализа оптических изображений излучающих объектов; наиболее обширный класс приёмников излучения . В П. с. энергия излучения оптического диапазона преобразуется в др. виды энергии. Важными параметрами, характеризующими свойства и возможности различных типов П. с., являются: пороговая чувствительность — минимальный поток излучения , который может быть обнаружен на фоне собственных шумов П. с.; коэффициент преобразования (относительная чувствительность), который связывает падающий на П. с. поток излучения с величиной сигнала на выходе П. с.; постоянная времени — время, за которое сигнал на выходе П. с. нарастает до определённого уровня (этот параметр служит мерой способности П. с. регистрировать оптические сигналы минимальной длительности); спектральная характеристика — зависимость чувствительности П. с. от длины волны излучения. П. с., у которых чувствительность слабо зависит от длины волны в широком диапазоне длин волн, называются неселективными, в отличие от селективных П. с., имеющих на спектральной характеристике четко выраженные максимумы и (или) минимумы.
