Due Radiotron Electron Tubes Orthicon Image 6474/1854 RCA. Matr. N° S/2794 e N° S/2795. Prima Parte.
Di questi due esemplari non vi è traccia negli inventari. Fatto non insolito per i numerosissimi tubi elettronici che fanno parte della collezione del Montani.
Nella prima foto, a sinistra dell’orthycon, vi è un vidicon per osservarne le diverse dimensioni.
Abstract: «Image orthicon tube used in television cameras is 15 inches long. Its three-inch light-detecting surface is shown in a photo.
Functioning of an image orthicon tube is based on a photocathode on which light is focused by the lens of the television camera. The light causes the emission of electrons from the left (other) side of photocathode. They are accelerated by an electric charge and strike the glass membrane, where they are held briefly by the fine-mesh screen that is 50 microns from the membrane. A beam of electrons from the gun ( at left) scans the membrane and carries off the image. The return beam is amplified ( at left) to yield output of tube».
Questi tipi di Orthicon erano chiamati in gergo “RCA 3 Inch Image Orthicon” e furono prodotti fin dal 1940, dapprima in USA dalla RCA per uso militare durante la seconda guerra mondiale, poi nel 1945 per trasmissioni televisive, fino ai primi anni Settanta del Novecento.
Essi rivoluzionarono la progettazione delle telecamere e della produzione di programmi TV a causa della loro alta sensibilità: era la prima volta che si poteva riprendere il viso di una persona al lume di una sola candela.
Le CARATTERISTICHE che seguono sono tratte dalla scheda RCA 6474/1854 del 1954.
L` Image Orthicon RCA 6474/1854 in sintesi ha avuto successo per le seguenti caratteristiche: colori simultanei nella raccolta dell`immagine, sensibilità eccezionale, focus magnetico, deflessione magnetica.
La loro lunghezza è di 385,7 mm; il diametro massimo è di 76,2 mm, mentre quello del tubo è di 50,8 mm.
L`RCA-6474/1854 è un tubo da ripresa televisiva per telecamere a colori che utilizzano il metodo di simultaneità pickup nel raccogliere le immagini in studio o in riprese esterne. Queste telecamere usano tre orthicon, ciascuno per canale, per produrre l`informazione necessaria di una immagine televisiva a colori.
Il 6474 ha una sensibilità eccezionale combinata con una risposta spettrale simile a quella dell`occhio, e una buona capacità di risoluzione. Con una camera a colori impiegante un sistema ottico progettato opportunamente e utilizzante filtri di colore efficienti, commercialmente accettabili pitture di colore possono essere ottenute commercialmente accettabili immagini a colori con circa 350 piedi-candele di illuminazione incandescente incidente sulla scena e un`apertura relativa di f:5,6 .
Il fotocatodo utilizzato nel 6474 è caratterizzato da una risposta ad ampio spettro avente una alta sensibilità nel blu, alta nel verde, buona nel rosso, e praticamente nessuna all`infrarosso. Questa caratteristica spettrale consente al tubo di trasdurre i colori molto accuratamente quando opera in una telecamera a colori con appropriati filtri di colori e dispositivi ottici.
Il 6474 è progettato per operare su una curva di uscita del segnale sostanzialmente lineare, ed è così capace di produrre immagini aventi valori delle tonalità e dei dettagli accurati. Inoltre il 6474 è caratterizzato da un rapporto segnale disturbo e da un range di contrasto paragonabili con le richieste della riproduzione del colore. Principi di funzionamento. Il 6474 ha tre sezioni: una sezione immagine, una sezione scansione, una sezione moltiplicatrice. Come mostrato in fig. 1.
SEZIONE IMMAGINE.
La sezione immagine contiene un fotocatodo semitrasparente all`interno della mascherina, una griglia (grid N° 6) per produrre un campo acceleratore elettrostatico, e un elettrodo trasparente (target nella figura 1) (obiettivo) che consiste di un disco di vetro sottile con uno schermo a “retina microforata” (fine mesh) molto molto vicina al lato sensibile del fotocatodo ( mosaico fotoelettrico). La messa a fuoco è realizzata sia per mezzo di un campo magnetico prodotto da una bobina esterna (focusing coil), sia variando la tensione del fotocatodo. La luce proveniente dalla scena è raccolta da un sistema ottico e focalizzata sul fotocatodo che emette elettroni da ciascuna area illuminata in proporzione all`intensità della luce che colpisce l`area. Il fascio di elettroni causa una emissione secondaria di elettroni da parte del vetro. Gli elettroni secondari così emessi sono raccolti dall`adiacente retina microforata che è tenuta ad un definito potenziale di parecchi volt rispetto alla tensione di taglio della placca “bersaglio” . Quindi, il potenziale del disco di vetro è limitato per tutti i valori della luce e si ottiene un funzionamento stabile. L`emissione secondaria lascia nel lato del vetro col fotocatodo un “disegno” di cariche positive che corrisponde al “disegno” di luce dalla scena ripresa. A causa della sottigliezza del vetro, le cariche assumono un potenziale simile sul lato opposto scansionato del vetro.
SEZIONE DI SCANSIONAMENTO.
Il lato opposto del vetro è scansionato da un fascio di elettroni a bassa velocità prodotto dal cannone elettronico nella sezione di scansionamento. Questo cannone contiene un catodo termoionico, una griglia di controllo ( grid N° 1), e una griglia per l`accelerazione ( grid N° 2). Il fascio è messo a fuoco sul target dal campo magnetico generato da una bobina esterna e dal campo elettrostatico della griglia N° 4. La griglia N° 5 serve per aggiustare la forma del campo di decelerazione tra la griglia N° 4 e il target per ottenere un uniforme “atterraggio” (landing) di elettroni sull`intera area del “bersaglio”. Gli elettroni fermano il loro moto in avanti sulla superficie del vetro e sono fatti tornare indietro e messi a fuoco nel moltiplicatore di segnale a cinque stadi eccetto quando essi si avvicinano alla porzione carica positivamente del “disegno” nel vetro. Quando si è in questa situazione, essi sono depositati dal fascio di scansione in quantità sufficiente da neutralizzare il potenziale del “disegno” nel vetro. Tale deposito lascia il vetro con una carica negativa nel lato sotto scansione e una carica positiva nel lato col fotocatodo. Queste cariche si neutralizzano a vicenda, per la conduttività attraverso il vetro, in un tempo che è minore di quello di un`inquadratura. L`allineamento del fascio dal cannone è ottenuto con un campo magnetico trasversale prodotto da una bobina esterna posta alla fine della bobina per la messa a fuoco del cannone. Gli elettroni tornati indietro dal “bersaglio” formano un fascio di ritorno che è stato modulato in ampiezza dall`assorbimento degli elettroni al “bersaglio” in accordo con il “disegno” carico le cui aree più positive corrispondono alle luci più intense della scena ripresa.
SEZIONE DEL MOLTIPLICATORE.
Il raggio di ritorno è diretto verso il primo dinodo (dynode) di un moltiplicatore a cinque stadi a focalizzazione elettrostatica. Questo utilizza il fenomeno dell`emissione secondaria per amplificare i segnali composti di fasci di elettroni. Gli elettroni nel fascio interferente sulla superficie del primo-dinodo produce molti altri elettroni, il numero dipende dall`energia degli elettroni interferenti. Questi elettroni secondari sono poi diretti verso il secondo dinodo e provocano l`emissione di molti nuovi elettroni. La griglia N° 3 facilita una più completa raccolta da parte del dinodo N° 2 degli elettroni secondari provenenti dal dinodo N° 1. Il processo di moltiplicazione si ripete in ciascuno stadio successivo, con un flusso sempre crescente di elettroni fino a che quelli emessi dal dinodo N° 5 sono raccolti dall`anodo e costituiscono la corrente utilizzata nel circuito di uscita. La sezione moltiplicatrice amplifica il fascio modulato circa 500 volte. Questa moltiplicazione permette l`uso di un amplificatore video con parecchi stadi. Il rapporto segnale-rumore del segnale di uscita del 6476 è alto. Il guadagno del moltiplicatore è tale da aumentare il segnale di uscita sufficientemente sopra il livello di rumore degli stadi di amplificazione video, così che essi non contribuiscono al rumore del segnale video finale. Il rapporto segnale- rumore del segnale video è quindi determinato soltanto dalle variazioni random del fascio modulato di elettroni. Si può notare che quando il fascio si muove da una porzione del “bersaglio” meno positiva verso una porzione più positiva, la tensione di uscita del segnale sulla resistenza ( R25 in Fig. 2) cambia in direzione positiva. Quindi, per la zona di massima luce di scena, la griglia del primo stadio dell`amplificatore video si porta nella direzione positiva. Le istruzioni sono lunghe e dettagliate, ma esulano dagli intenti di queste note. Esse riportano: le caratteristiche elettriche e meccaniche; l`istallazione del tubo; le caratteristiche di sensibilità spettrale; ecc., per un totale di altre 9 pagine.
Bibliografia.
Scheda RCA 6474/1854 del 1954.
Clark Jones, How Images Are Detected, Scientific American, Sept. 1968, Vol. 210 N° 3.
Una descrizione dettagliata dell`Iconoscopio e dell`Orthicon si trova in V. K. Zworykin, G. A. Morton, La Televisione, Trasmissione delle Immagini Monocrome ed a Colori, Sansoni, Firenze 1958.
Per consultare le altre due schede scrivere “Orthicon” su Cerca.
Foto di Daniele Maiani e di Claudio Profumieri, elaborazioni, ricerche e testo a cura di Fabio Panfili.
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