पेनेट्रोन

पेनेट्रॉन, पैठ ट्यूब के लिए छोटा, एक प्रकार का सीमित-रंगीन टेलीविजन है जिसका उपयोग कुछ सैन्य अनुप्रयोगों में किया जाता है। एक पारंपरिक रंगीन टेलीविजन के विपरीत, पेनेट्रॉन एक सीमित सरगम का उत्पादन करता है, आमतौर पर दो रंग और उनका संयोजन। पेनेट्रॉन, और अन्य सैन्य-केवल कैथोड रे ट्यूब (सीआरटी), को आधुनिक डिजाइनों में एलसीडी द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है।

इतिहास

बेसिक टेलीविजन

एक पारंपरिक ब्लैक एंड व्हाइट टेलीविजन (बी एंड डब्ल्यू) एक ट्यूब का उपयोग करता है जो समान रूप से अंदर के चेहरे पर फॉस्फोर के साथ लेपित होता है। उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉन ों द्वारा उत्तेजित होने पर, भास्वर प्रकाश देता है, आमतौर पर सफेद लेकिन कुछ परिस्थितियों में अन्य रंगों का भी उपयोग किया जाता है। ट्यूब के पीछे एक इलेक्ट्रॉन बंदूक उच्च गति वाले इलेक्ट्रॉनों का एक बीम प्रदान करती है, और बंदूक के पास व्यवस्थित विद्युत चुम्बकों का एक सेट बीम को प्रदर्शन के बारे में ले जाने की अनुमति देता है। टेलीविज़न सिग्नल को धारियों की एक श्रृंखला के रूप में भेजा जाता है, जिनमें से प्रत्येक को डिस्प्ले पर एक अलग लाइन के रूप में प्रदर्शित किया जाता है। सिग्नल की ताकत बीम में करंट को बढ़ाती या घटाती है, जिससे डिस्प्ले पर ब्राइट या डार्क पॉइंट्स बनते हैं क्योंकि बीम पूरे ट्यूब में स्वीप करता है।

एक रंगीन डिस्प्ले में, सफेद फॉस्फोर की एक समान कोटिंग को डॉट्स या तीन रंगीन फॉस्फोर की रेखाओं से बदल दिया जाता है, जो उत्तेजित होने पर लाल, हरा या नीला प्रकाश (RGB) उत्पन्न करता है। ये प्राथमिक रंग एक ही स्पष्ट रंग का उत्पादन करने के लिए मानव आंख में मिलाते हैं। यह पारंपरिक इलेक्ट्रॉन गन के लिए एक समस्या प्रस्तुत करता है, जिसे इन बहुत छोटे व्यक्तिगत पैटर्न को हिट करने के लिए पर्याप्त रूप से केंद्रित या सटीक रूप से तैनात नहीं किया जा सकता है। 1940 के दशक के अंत में कई कंपनियां इस समस्या के विभिन्न समाधानों पर काम कर रही थीं, जिसमें तीन अलग-अलग ट्यूब या एक सफेद-आउटपुट का उपयोग किया गया था, जिसके सामने रंगीन फिल्टर लगे थे। इनमें से कोई भी व्यावहारिक साबित नहीं हुआ और यह काफी विकास हित का क्षेत्र था।

पेनेट्रॉन

पेनेट्रॉन मूल रूप से कोल्लर और विलियम्स द्वारा सामान्य विद्युतीय (जीई) में काम करते हुए डिजाइन किया गया था।^[1] इसे शुरू में पारंपरिक बी एंड डब्ल्यू सेट की सादगी के साथ सिंगल-गन रंगीन टेलीविजन बनाने के लिए एक नए तरीके के रूप में विकसित किया गया था। बी एंड डब्ल्यू ट्यूब की तरह, इसने डिस्प्ले पर फॉस्फोर की एक समान कोटिंग का इस्तेमाल किया, जिसमें पीछे की तरफ सिंगल इलेक्ट्रॉन गन थी। हालांकि, फॉस्फोर कोटिंग को अलग-अलग रंगों की तीन परतों में लगाया जाता है, बंदूक के सबसे करीब लाल, फिर हरा, और नीला ट्यूब के सामने वाले हिस्से के सबसे करीब होता है। इलेक्ट्रॉन बीम की शक्ति को बढ़ाकर रंगों का चयन किया गया, जिससे इलेक्ट्रॉनों को किसी भी निचली परतों के माध्यम से उचित रंग तक पहुंचने की अनुमति मिली।

एक पारंपरिक सेट में, वोल्टेज का उपयोग छवि की चमक को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, न कि उसके रंग को, कुछ ऐसा जिसे नए डिजाइन को भी हासिल करना होता है। पेनेट्रॉन में, रंग का चयन करने के लिए वोल्टेज का भी उपयोग किया जाता है। इन प्रतिस्पर्धी जरूरतों को पूरा करने के लिए, बाहरी तंत्र द्वारा रंग चयन प्रदान किया गया था। बंदूक को वोल्टेज द्वारा संशोधित किया गया था क्योंकि यह बी एंड डब्ल्यू सेट में होगा, जिससे स्क्रीन पर एक उज्जवल स्थान पैदा करने वाली शक्ति बढ़ जाएगी। स्क्रीन के पीछे लगाए गए महीन तारों का एक सेट तब एक विशेष रंग परत का चयन करने के लिए आवश्यक अतिरिक्त ऊर्जा प्रदान करता है। चूंकि फॉस्फोर अपेक्षाकृत अपारदर्शी थे, सिस्टम को 25 और 40 केवी के बीच बहुत अधिक त्वरित वोल्टेज की आवश्यकता थी। एक बेहतर संस्करण पेश किया गया था जिसमें पारदर्शी फॉस्फोर परतों और उनके बीच पतली इन्सुलेट परतों का इस्तेमाल किया गया था जिससे आवश्यक वोल्टेज कम हो गए थे।^[2] ढांकता हुआ यह सुनिश्चित करता है कि आवारा इलेक्ट्रॉनों, या तो बंदूक से ऑफ-वोल्टेज या स्वयं फॉस्फोर से माध्यमिक उत्सर्जन, स्क्रीन पर पहुंचने से पहले ही रोक दिया गया था।

पेनेट्रॉन प्रारंभिक सीबीएस प्रसारण प्रणाली के उपयोग के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त था, जिसने तीन अलग अनुक्रमिक फ्रेम के रूप में रंगीन जानकारी भेजी। CBS के प्रायोगिक टेलीविज़न ने तीन रंग वर्गों के साथ एक यांत्रिक फ़िल्टर का उपयोग किया जो एक B&W ट्यूब के सामने घूमता था। रंग चयन ग्रिड के वोल्टेज को उसी छोर तक बदलने के लिए पेनेट्रॉन में एक ही समय संकेत का उपयोग किया गया था। कम स्विचिंग दर, एक सेकंड में 144 बार, का मतलब था कि बदलते उच्च-वोल्टेज उच्च-आवृत्ति शोर का एक प्रमुख स्रोत नहीं था। यांत्रिक सीबीएस प्रणाली के विपरीत, पेनेट्रॉन में कोई हिलता हुआ भाग नहीं था, किसी भी आकार में बनाया जा सकता था (जो डिस्क के साथ करना मुश्किल था), और झिलमिलाहट के साथ कोई समस्या नहीं थी। यह प्रदर्शन प्रौद्योगिकी में एक प्रमुख प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है।

एनटीएससी

सीबीएस की प्रणाली की शुरूआत के कुछ समय बाद ही आरसीए द्वारा एक नई प्रणाली की शुरुआत की गई थी जो अंततः जीत गई। सीबीएस के क्षेत्र-अनुक्रमिक प्रणाली के विपरीत, आरसीए ने स्क्रीन पर प्रत्येक स्थान के लिए रंग को सीधे एन्कोड किया, एक प्रणाली जिसे डॉट-अनुक्रमिक के रूप में जाना जाता है। आरसीए प्रणाली का लाभ यह था कि सिग्नल का प्राथमिक घटक मौजूदा सेटों पर उपयोग किए जाने वाले बी एंड डब्ल्यू सिग्नल के समान था, जिसका अर्थ था कि लाखों बी एंड डब्ल्यू टीवी नए सिग्नल प्राप्त करने में सक्षम होंगे, जबकि नए रंग सेट इन्हें या तो देख सकते हैं। बी एंड डब्ल्यू या रंग अगर वह अतिरिक्त संकेत प्रदान किया गया था। यह सीबीएस प्रणाली पर एक बड़ा लाभ था, और एक संशोधित संस्करण को एनटीएससी द्वारा 1953 में नए रंग मानक के रूप में चुना गया था।

मुख्य नुकसान सही रंग पर बीम को सही ढंग से केंद्रित करने में कठिनाई थी, एक समस्या आरसीए ने उनके छाया मुखौटा प्रणाली के साथ हल की। शैडो मास्क एक पतली धातु की पन्नी होती है जिसमें छोटे-छोटे छेद होते हैं, जो इस तरह स्थित होते हैं कि छेद सीधे रंगीन फॉस्फोर डॉट्स के एक ट्रिपल के ऊपर होते हैं। तीन अलग-अलग इलेक्ट्रॉन बंदूकें व्यक्तिगत रूप से मास्क पर केंद्रित होती हैं, जो सामान्य रूप से स्क्रीन को स्वीप करती हैं। जब बीम एक छेद के ऊपर से गुजरते हैं, तो वे इसके माध्यम से यात्रा करते हैं, और चूंकि बंदूकें ट्यूब के पीछे एक दूसरे से थोड़ी दूरी से अलग होती हैं, इसलिए प्रत्येक बीम में एक मामूली कोण होता है क्योंकि यह छेद से यात्रा करता है। फॉस्फोर डॉट्स को स्क्रीन पर इस तरह व्यवस्थित किया जाता है कि बीम केवल अपने सही फॉस्फोर को हिट करते हैं। यह सुनिश्चित करने के लिए कि छेद बिंदुओं के साथ संरेखित हों, मुखौटा का उपयोग प्रकाश संवेदनशील सामग्री का उपयोग करके बिंदु बनाने के लिए किया जाता है।

नई प्रसारण प्रणाली ने प्रवेश के लिए एक गंभीर समस्या प्रस्तुत की। संकेत के लिए आवश्यक है कि रंग को मक्खी पर उच्च गति पर चुना जाए क्योंकि बीम को स्क्रीन पर खींचा जा रहा था। इसका मतलब था कि उच्च वोल्टेज रंग चयन ग्रिड को तेजी से साइकिल चलाना पड़ा, जिसने कई समस्याएं प्रस्तुत कीं, विशेष रूप से उच्च आवृत्ति शोर जो ट्यूब के इंटीरियर को भरता था और रिसीवर इलेक्ट्रॉनिक्स में हस्तक्षेप करता था। इस मुद्दे को हल करने के लिए एक और संशोधन पेश किया गया था, तीन अलग-अलग बंदूकों का उपयोग करते हुए, प्रत्येक को एक अलग बेस वोल्टेज के साथ खिलाया जाता है जो परतों में से एक को हिट करने के लिए ट्यून किया जाता है। इस संस्करण में उच्च आवृत्ति शोर को समाप्त करने के लिए किसी स्विचिंग की आवश्यकता नहीं थी।

इस तरह की प्रणाली का निर्माण व्यवहार में मुश्किल साबित हुआ, और घरेलू टेलीविजन के उपयोग के लिए जीई ने इसके बजाय अपने रंग धारक सिस्टम की शुरुआत की, आरसीए के शैडो मास्क सिस्टम पर एक नाटकीय सुधार। अन्य डेवलपर्स ने उच्च आवृत्ति स्विचिंग मुद्दों को हल करने के तरीकों को खोजने के प्रयास में बुनियादी प्रणाली के साथ काम करना जारी रखा, लेकिन इनमें से कोई भी व्यावसायिक उत्पादन में प्रवेश नहीं किया।

एवियोनिक्स में प्रयोग करें

अन्य उपयोगों के लिए, हालांकि, पेनेट्रॉन के फायदे बने रहे। हालांकि यह रंग प्रसारण की डॉट-अनुक्रमिक पद्धति के अनुकूल नहीं था, यह केवल तभी महत्वपूर्ण था जब कोई ओवर-द-एयर प्रसारण प्राप्त कर रहा हो। उन उपयोगों के लिए जहां सिग्नल को किसी भी आवश्यक प्रारूप में प्रदान किया जा सकता है, जैसे कंप्यूटर डिस्प्ले में, पेनेट्रॉन उपयोगी रहा। जब एक पूर्ण रंग सरगम की आवश्यकता नहीं थी, तो प्रवेश की जटिलता और कम हो गई और यह बहुत आकर्षक हो गई। इसने इसे सैन्य एवियोनिक्स जैसे कस्टम अनुप्रयोगों के लिए उधार दिया, जहां इनपुट सिग्नल की प्रकृति महत्वपूर्ण नहीं थी और डेवलपर किसी भी सिग्नलिंग शैली का उपयोग करने के लिए स्वतंत्र था जो वे चाहते थे।^[3] एवियोनिक्स भूमिका में पेनेट्रॉन के अन्य फायदे भी थे। धारियों के बजाय परतों में फॉस्फोर के उपयोग का मतलब था कि इसका उच्च रिज़ॉल्यूशन था, जो आरसीए सिस्टम से तीन गुना अधिक था। यह राडार प्रदर्शन और पहचान मित्र या दुश्मन प्रणालियों के लिए बहुत उपयोगी था, जहां छवियों को अक्सर पाठ्य संकेतों के साथ मढ़ा जाता था जिसके लिए आसानी से पठनीय होने के लिए उच्च रिज़ॉल्यूशन की आवश्यकता होती थी। इसके अतिरिक्त, चूंकि सभी सिग्नल एक पैनेट्रॉन में स्क्रीन तक पहुंच गए थे, जैसा कि शैडो मास्क ट्यूब में 15% के विपरीत था, किसी भी दी गई शक्ति के लिए पेनेट्रॉन बहुत उज्जवल था। एवियोनिक्स भूमिका में यह एक प्रमुख लाभ था जहां बिजली बजट अक्सर काफी सीमित थे, फिर भी डिस्प्ले अक्सर सीधे सूर्य के प्रकाश से प्रभावित होते थे और बहुत उज्ज्वल होने की आवश्यकता होती थी। शैडो मास्क की कमी का मतलब यह भी था कि पेनेट्रॉन यंत्रवत् रूप से अधिक मजबूत था, और जी बलों | जी-लोड के तहत रंग बदलने से पीड़ित नहीं था।^[3]

पेनेट्रॉन का उपयोग 1960 के दशक के अंत से 1980 के दशक के मध्य तक किया गया था, ज्यादातर रडार या IFF सिस्टम के लिए जहां दो-रंग डिस्प्ले (हरा / लाल / पीला) आमतौर पर उपयोग किया जाता था। पारंपरिक छाया मास्क में सुधार ने इस अवधि के दौरान इसके अधिकांश लाभों को हटा दिया। बेहतर फ़ोकसिंग ने छाया मास्क में छिद्रों के आकार को अपारदर्शी क्षेत्र के अनुपात में बढ़ाने की अनुमति दी, जिससे प्रदर्शन चमक में सुधार हुआ। नए फास्फोरस की शुरूआत के साथ चमक में और सुधार हुआ। डोमिंग के साथ समस्याओं को इन्वार शैडो मास्क के उपयोग के माध्यम से संबोधित किया गया था जो यांत्रिक रूप से मजबूत थे और एक मजबूत धातु फ्रेम का उपयोग करके ट्यूब से जुड़े थे।^[4]

अन्य उपयोग

पेनेट्रॉन डिस्प्ले को कुछ ग्राफिक्स टर्मिनल ों पर एक विकल्प के रूप में भी पेश किया गया था, जहां उच्च गति रंग-स्विचिंग की आवश्यकता नहीं थी और पेनेट्रॉन की सीमित सीमा चिंता का विषय नहीं थी। IDI ने अपने IDIgraph और IDIIOM श्रृंखला टर्मिनलों पर $8,000 के विकल्प के रूप में ऐसे डिस्प्ले की पेशकश की।^[5] ऑसिलोस्कोप के एक प्रमुख निर्माता टेक्ट्रोनिक्स ने पेनेट्रॉन-प्रकार की तकनीक का उपयोग करते हुए अपने कुछ सीआरटी ऑसिलोस्कोप में सीमित रंग की पेशकश की।

विवरण

पेनेट्रॉन के अधिकांश संस्करणों में ट्यूब में लाल रंग की एक आंतरिक परत और हरे रंग की बाहरी परत होती है, जो एक पतली ढांकता हुआ परत से अलग होती है। एक पूर्ण छवि दो बार स्कैन करके बनाई जाती है, एक बार बंदूक को कम शक्ति पर सेट किया जाता है जिसे लाल परत में बंद कर दिया जाता है, और फिर एक उच्च शक्ति पर जो लाल परत और हरे रंग में यात्रा करती है। दोनों झाडू पर एक ही स्थान को मारकर पीले रंग का उत्पादन किया जा सकता है।

एक डिस्प्ले में जहां रंग या तो चालू या बंद होते हैं और विभिन्न चमक स्तर बनाने की आवश्यकता नहीं होती है, रंग चयन ग्रिड को हटाकर और इलेक्ट्रॉन बंदूक के वोल्टेज को संशोधित करके सिस्टम को और सरल बनाया जा सकता है। हालाँकि, यह समस्याएँ भी पैदा करता है क्योंकि उच्च वोल्टेज के साथ त्वरित होने पर इलेक्ट्रॉन स्क्रीन पर तेज़ी से पहुँचेंगे, जिसका अर्थ है कि विक्षेपण प्रणाली को शक्ति में बढ़ाना होगा और साथ ही यह सुनिश्चित करने के लिए कि स्कैनिंग दोनों पास पर समान स्क्रीन आकार और लाइन चौड़ाई बनाता है।

इस समस्या के समाधान के लिए पेनेट्रॉन की कई वैकल्पिक व्यवस्थाओं का प्रयोग किया गया। एक सामान्य प्रयास में चयन ग्रिड के बजाय ट्यूब फलक पर एक इलेक्ट्रॉन गुणक का उपयोग किया गया। इस प्रणाली में एक कम-ऊर्जा स्कैनिंग बीम का उपयोग किया गया था, और मैग्नेट को इलेक्ट्रॉनों को गुणक के किनारों पर प्रहार करने के लिए सेट किया गया था। तब उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों का एक बौछार जारी किया जाएगा और एक सामान्य पेनेट्रॉन व्यवस्था के स्तरित फॉस्फोर की यात्रा की जाएगी। बाद में यह देखा गया कि गुणक से निकलने वाली किरणें वलय में उतरीं, जिससे परतों के बजाय संकेंद्रित वलयों में फास्फोरस की एक नई व्यवस्था की अनुमति मिली।^[6] पेनेट्रॉन का मुख्य लाभ यह है कि इसमें शैडो मास्क टेलीविज़न की यांत्रिक फ़ोकसिंग प्रणाली का अभाव है, जिसका अर्थ है कि बीम की सारी ऊर्जा स्क्रीन तक पहुँचती है। किसी भी दी गई शक्ति के लिए, पेनेट्रॉन अधिक चमकीला होगा, आमतौर पर 85% उज्जवल। यह एक विमान सेटिंग में एक प्रमुख लाभ है, जहां बिजली की आपूर्ति सीमित है, लेकिन डिस्प्ले को इतना उज्ज्वल होना चाहिए कि सूरज की रोशनी से सीधे प्रकाशित होने पर भी आसानी से पढ़ा जा सके। सिस्टम को बाहरी हस्तक्षेप या पैंतरेबाज़ी के जी-बलों के बावजूद सही रंगों का उत्पादन करने की गारंटी है - विमानन सेटिंग्स में एक बहुत ही महत्वपूर्ण गुण। पेनेट्रॉन ने भी उच्च रिज़ॉल्यूशन की पेशकश की क्योंकि फॉस्फोर निरंतर था, जैसा कि एक छाया मुखौटा प्रणाली में छोटे धब्बे के विपरीत था। इसके अतिरिक्त, शैडो मास्क की कमी, यंत्रवत् प्रवेश को अधिक मजबूत बनाती है।

सिंक्लेयर ने अपनी शुरुआती पॉकेट टीवी स्क्रीन पर इस तकनीक के एक संस्करण के साथ प्रयोग किया, लेकिन आरजीबी संस्करण का उत्पादन करने में असमर्थ था। इन ट्यूबों के उदाहरण प्रोटोटाइप के रूप में मौजूद हैं।

संदर्भ

उद्धरण

↑ 2,590,018
↑ 2,958,002
↑ ^3.0 ^3.1 Cockpit, pp. 165-166
↑ Life Story, pg. 87
↑ Machover, Carl (1972). "Computer graphics terminals - A backward look". Spring Joint Computer Conference: 443–444.
↑ 4,612,483

ग्रन्थसूची

D. N. Jarrett, "Cockpit Engineering", Ashgate Publishing, 2005 ISBN 0-7546-1751-3
David Morton, Electronics: The Life Story of a Technology , p. 87, at Google Books, Johns Hopkins University Press, 2007, ISBN 0-8018-8773-9
G. Panigrahi: PENETRON LAND COLOR DISPLAY SYSTEM, Dept. of Computer Science, University of Illinois, Urbana-Champaign, Illinois, USA (October 1973, pdf, 12MB)
Thomson-CSF, Image and Display Tubes 1977 part 2 (pdf, 193MB) data sheets:

OME1199E2 - p.216ff
OME1269E21 - p.220ff
TH8102E20 - p.159ff
TH8104E21 - p.165ff

पेटेंट

यूएस पेटेंट 2,590,018, रंगीन छवियों का उत्पादन , लुई कोल्लर और फ्रेड विलियम्स/जनरल इलेक्ट्रिक, 24 अक्टूबर 1950 को दायर किया गया, 18 मार्च 1952 को जारी किया गया
यूएस पेटेंट 2,958,002, रंगीन छवियों का उत्पादन , डोमिनिक कुसानो और फ्रैंक स्टडर/जनरल इलेक्ट्रिक, 29 अक्टूबर 1954 को दायर किया गया, 25 अक्टूबर 1960 को जारी किया गया
यूएस पेटेंट 2,827,593, हाई प्योरिटी कलर इंफॉर्मेशन स्क्रीन, लुइस कोल्लर/जनरल इलेक्ट्रिक, 29 अप्रैल 1955 को दायर, 18 मार्च 1958 को जारी किया गया
यूएस पेटेंट 2,992,349, फील्ड एन्हांस्ड ल्यूमिनसेंट सिस्टम , डोमिनिक कुसानो/जनरल इलेक्ट्रिक, 24 अक्टूबर 1957 को दायर किया गया, 11 जुलाई 1961 को जारी किया गया
यूएस पेटेंट 4,612,483, चैनल प्लेट इलेक्ट्रॉन गुणक के साथ पेनेट्रॉन कलर डिस्प्ले ट्यूब, डेरेक वाशिंगटन/फिलिप्स इलेक्ट्रॉनिक्स, 22 सितंबर 1983 को दायर, 16 सितंबर 1986 को जारी किया गया

यह भी देखें

श्रेणी:टेलीविजन का इतिहास श्रेणी:टेलीविजन प्रौद्योगिकी श्रेणी:वैक्यूम ट्यूब डिस्प्ले श्रेणी:प्रारंभिक रंगीन टेलीविजन

[1] 2,590,018

[2] 2,958,002

[c-3] 3.0 ^3.1 Cockpit, pp. 165-166

[4] Life Story, pg. 87

[5] Machover, Carl (1972). "Computer graphics terminals - A backward look". Spring Joint Computer Conference: 443–444.

[6] 4,612,483

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