Marea enciclopedie a petrolului și gazelor. Tub cu raze catodice (CRT)

Folosit atât pentru transmisie, cât și pentru recepție, tubul cu raze catodice este echipat cu un dispozitiv care emite un fascicul de electroni, precum și cu dispozitive care îi controlează intensitatea, focalizarea și deviația. Toate aceste operațiuni sunt descrise aici. În concluzie, profesorul Radiol se uită în viitorul televiziunii.

Așadar, dragul meu Neznaikin, trebuie să vă explic dispozitivul și principiile de funcționare ale tubului catodic, așa cum este folosit la emițătoarele și receptoarele de televiziune.

Tubul catodic a existat cu mult înainte de apariția televiziunii. A fost folosit în osciloscoape - instrumente de măsură care vă permit să vedeți vizual formele tensiunilor electrice.

tun cu electroni

Tubul catodic are un catod, de obicei cu încălzire indirectă, care emite electroni (Fig. 176). Aceștia din urmă sunt atrași de anod, care are un potențial pozitiv față de catod. Intensitatea fluxului de electroni este controlată de potențialul altui electrod instalat între catod și anod. Acest electrod se numește modulator, are forma unui cilindru, înglobând parțial catodul, iar în partea inferioară a acestuia există o gaură prin care trec electronii.

Orez. 176. Un tun cu tub catodic care emite un fascicul de electroni. Eu sunt filamentul; K - catod; M - modulator; A este anodul.

Simt că acum experimentezi o anumită nemulțumire față de mine. "De ce nu mi-a spus că este doar o triodă?!" - Poate, crezi. De fapt, modulatorul joacă același rol ca și grila din triodă. Și toți acești trei electrozi formează împreună un pistol electric. De ce? Ea împușcă ceva? Da. În anod se face o gaură prin care trece o parte semnificativă a electronilor atrași de anod.

În transmițător, fasciculul de electroni „vizează” diferitele elemente ale imaginii, trecând peste suprafața sensibilă la lumină pe care este proiectată această imagine. La receptor, fasciculul creează o imagine pe un ecran fluorescent.

Vom arunca o privire mai atentă asupra acestor caracteristici puțin mai târziu. Și acum trebuie să vă prezint două probleme principale: cum este concentrat fasciculul de electroni și cum este forțat să devieze pentru a vă asigura că toate elementele imaginii sunt vizibile.

Metode de focalizare

Focalizarea este necesară pentru ca secțiunea transversală a fasciculului în punctul de contact cu ecranul să nu depășească dimensiunea elementului de imagine. Fasciculul din acest punct de contact este de obicei numit punct.

Pentru ca spotul să fie suficient de mic, fasciculul trebuie trecut printr-o lentilă electronică. Acesta este numele unui dispozitiv care folosește câmpuri electrice sau magnetice și acționează asupra unui fascicul de electroni în același mod ca o lentilă de sticlă biconvexă asupra razelor de lumină.

Orez. 177. Datorită acțiunii mai multor anozi, fasciculul de electroni este focalizat într-un punct de pe ecran.

Orez. 178. Focalizarea unui fascicul de electroni este asigurată de un câmp magnetic creat de o bobină căreia i se aplică o tensiune constantă.

Orez. 179. Deviația unui fascicul de electroni printr-un câmp alternativ.

Orez. 180. Două perechi de plăci vă permit să deviați fasciculul de electroni în direcția verticală și orizontală.

Orez. 181. O sinusoidă pe ecranul unui osciloscop electronic, în care plăcilor de deviație orizontale se aplică o tensiune alternativă, iar plăcilor verticale se aplică o tensiune liniară de aceeași frecvență.

Focalizarea se realizează prin linii electrice, pentru care în spatele primului anod este instalat un al doilea (prevăzut și cu o gaură), căruia i se aplică un potențial mai mare. De asemenea, puteți instala un al treilea în spatele celui de-al doilea anod și îi puteți aplica un potențial și mai mare decât celui de-al doilea. Diferența de potențial dintre anozii prin care trece fasciculul de electroni afectează electronii ca liniile electrice de forță care trec de la un anod la altul. Și această acțiune tinde să direcționeze către axa fasciculului toți electronii a căror traiectorie a deviat (Fig. 177).

Potențialul anodic din tuburile cu raze catodice utilizate în televiziune ating adesea câteva zeci de mii de volți. Mărimea curenților anodici, dimpotrivă, este foarte mică.

Din cele spuse, ar trebui să înțelegeți că puterea care trebuie dată în tub nu este nimic supranatural.

Fasciculul poate fi focalizat și prin expunerea fluxului de electroni la câmpul magnetic creat de curentul care curge prin bobină (Fig. 178).

Deviația prin câmpuri electrice

Așadar, am reușit să focalizăm fasciculul atât de mult încât locul său de pe ecran are dimensiuni mici. Cu toate acestea, un loc fix în centrul ecranului nu dă niciunul uz practic. Trebuie să faceți spotul să treacă prin linii alternative ale ambelor semi-cadre, așa cum ți-a explicat Luboznaikin în timpul ultimei tale conversații.

Cum să vă asigurați că spotul se deviază, în primul rând, pe orizontală, astfel încât să treacă rapid prin linii și, în al doilea rând, pe verticală, astfel încât spotul să se deplaseze de la o linie impară la următoarea impară sau de la una par la următoarea par? În plus, este necesar să se asigure o întoarcere foarte rapidă de la sfârșitul unei linii până la începutul celei prin care trebuie să parcurgă spotul. Când spotul termină ultima linie a unei jumătăți de cadru, ar trebui să se ridice foarte repede și să-și ia poziția inițială la începutul primei linii din următoarea jumătate de cadru.

În acest caz, deviația fasciculului de electroni poate fi efectuată și prin modificarea câmpurilor electrice sau magnetice. Mai târziu veți afla ce formă ar trebui să aibă tensiunile sau curenții care controlează măturarea și cum să le obțineți. Și acum să vedem cum sunt aranjate tuburile, abaterea în care este efectuată de câmpuri electrice.

Aceste câmpuri sunt create prin aplicarea unei diferențe de potențial între două plăci metalice situate pe o parte și cealaltă a fasciculului. Putem spune că plăcile sunt plăci de condensator. Căptușeala devenită pozitivă atrage electronii, iar cea care a devenit negativă îi respinge (Fig. 179).

Veți înțelege cu ușurință că două plăci orizontale determină deviația fasciculului de electroni, dar verticala. Pentru a muta fasciculul pe orizontală, trebuie să utilizați două plăci situate vertical (Fig. 180).

Osciloscoapele folosesc doar această metodă de deviere; acolo sunt instalate atât plăci orizontale cât și verticale. Primelor tensiuni periodice sunt aplicate, a căror formă poate fi determinată - aceste tensiuni deviază locul pe verticală. Plăcilor verticale se aplică o tensiune, care deviază locul orizontal cu o viteză constantă și îl readuce aproape instantaneu la începutul liniei.

În același timp, curba care apare pe ecran afișează forma modificării tensiunii studiate. Pe măsură ce punctul se mișcă de la stânga la dreapta, stresul în cauză îl face să crească sau să scadă în funcție de valorile sale instantanee. Dacă luați în considerare tensiunea de curent alternativ în acest fel, veți vedea o frumoasă curbă sinusoidală pe ecranul tubului catodic (Fig. 181).

Fluorescența ecranului

Și acum este timpul să vă explic că ecranul unui tub catodic este acoperit în interior cu un strat de substanță fluorescentă. Acesta este numele unei substanțe care strălucește sub influența impactului electronilor. Cu cât aceste impacturi sunt mai puternice, cu atât luminozitatea pe care o produc.

Nu confundați fluorescența cu fosforescența. Acesta din urmă este inerent unei substanțe care, sub influența luminii zilei sau a luminii lămpilor electrice, devine ea însăși luminoasă. Așa strălucesc acționările ceasului tău cu alarmă noaptea.

Televizoarele sunt echipate cu tuburi catodice, al căror ecran este realizat dintr-un strat fluorescent translucid. Sub influența fasciculelor de electroni, acest strat devine luminos. La televizoarele alb-negru, lumina produsă în acest fel este albă. În ceea ce privește televizoarele color, stratul fluorescent din acestea este format din 1.500.000 de elemente, dintre care o treime emite lumină roșie, o altă treime strălucește albastru, iar ultima treime verde.

Orez. 182. Sub influenta camp magnetic magnet (săgeți subțiri), electronii sunt deviați într-o direcție perpendiculară pe acesta (săgeți groase).

Orez. 183. Bobinele care creează câmpuri magnetice asigură deviația fasciculului de electroni.

Orez. 184. Pe măsură ce unghiul de deformare crește, tubul se scurtează.

Orez. 185. Amplasarea stratului conductor necesar pentru îndepărtarea electronilor primari și secundari de pe ecran către circuitul extern.

Mai târziu, vi se va explica cum combinațiile acestor trei culori vă permit să obțineți întreaga gamă de culori cele mai diverse, inclusiv lumina albă.

Deviație magnetică

Să revenim la problema deflexiunii fasciculului de electroni. V-am descris o metodă bazată pe schimbarea câmpurilor electrice. În prezent, tuburile cu raze catodice de televiziune folosesc deviația fasciculului prin câmpuri magnetice. Aceste câmpuri sunt create de electromagneți aflați în afara tubului.

Permiteți-mi să vă reamintesc că liniile câmpului magnetic tind să devieze electronii într-o direcție care formează un unghi drept cu ei. Prin urmare, dacă polii de magnetizare sunt situați la stânga și la dreapta fasciculului de electroni, atunci liniile de forță merg pe o direcție orizontală și deviază electronii de sus în jos.

Iar polii aflați deasupra și dedesubtul tubului deplasează fasciculul de electroni pe orizontală (Fig. 182). Prin trecerea curenților alternativi de forma corespunzătoare prin astfel de magneți, fasciculul este forțat să completeze calea necesară a unei scanări complete a imaginilor.

Deci, după cum puteți vedea, tubul cu raze catodice este înconjurat de o mulțime de bobine. În jurul acestuia se află un solenoid care asigură focalizarea fasciculului de electroni. Și abaterea acestui fascicul este controlată de două perechi de bobine: într-una, spirele sunt situate în plan orizontal, iar în cealaltă - în plan vertical.Prima pereche de bobine deviază electronii de la dreapta la stânga, a doua. - în sus și în jos (Fig. 183).

Unghiul de deformare al fasciculului față de axa tubului nu a depășit anterior , în timp ce deviația totală a fasciculului a fost de 90°. Astăzi, tuburile sunt fabricate cu o deviație totală a fasciculului de până la 110°. Din această cauză, lungimea tubului a scăzut, ceea ce a făcut posibilă fabricarea televizoarelor cu un volum mai mic, deoarece adâncimea carcasei lor a scăzut (Fig. 184).

Returul electronilor

S-ar putea să vă întrebați care este calea finală a electronilor care lovesc stratul fluorescent al ecranului. Așa că știți că această cale se termină cu o lovitură care provoacă emisia de electroni secundari. Este absolut inacceptabil ca ecranul să acumuleze electroni primari și secundari, deoarece masa lor ar crea o sarcină negativă, care ar începe să respingă alți electroni emiși de tunul de electroni.

Pentru a preveni o astfel de acumulare de electroni, pereții exteriori ai balonului de la ecran la anod sunt acoperiți cu un strat conductor. Astfel, electronii care ajung la stratul fluorescent sunt atrași de anod, care are un potențial pozitiv foarte mare, și sunt absorbiți (Fig. 185).

Contactul anodului este adus pe peretele lateral al tubului, în timp ce toți ceilalți electrozi sunt conectați la pinii bazei situate la capătul tubului opus ecranului.

Există pericol de explozie?

O altă întrebare se naște, fără îndoială, în creierul tău. Trebuie să vă întrebați cât de tare se împinge atmosfera împotriva acelor tuburi mari de vid care sunt în televizoare. Știți că la nivelul suprafeței pământului, presiunea atmosferică este de aproximativ . Suprafața ecranului, a cărui diagonală este de 61 cm, este de . Aceasta înseamnă că aerul împinge acest ecran cu o forță de . Dacă luăm în considerare restul suprafeței balonului în părțile sale conice și cilindrice, atunci putem spune că tubul poate rezista la o presiune totală ce depășește 39-103 N.

Secțiunile convexe ale tubului sunt mai ușor decât cele plate, rezistă presiune ridicata. Prin urmare, tuburile anterioare au fost realizate cu un ecran foarte convex. În zilele noastre, am învățat să facem ecrane suficient de puternice încât, chiar și atunci când sunt plate, să reziste cu succes la presiunea aerului. Prin urmare, riscul unei explozii îndreptate spre interior este exclus. Am spus în mod deliberat o explozie interioară, nu doar o explozie, pentru că dacă un tub cu raze catodice se rupe, atunci fragmentele lui se reped înăuntru.

La televizoarele vechi, ca măsură de precauție, în fața ecranului era instalat un ecran gros. sticla de protectie. Momentan, fă fără ea.

Ecranul plat al viitorului

Ești tânăr, Neznaykin. Viitorul se deschide înaintea ta; veți vedea evoluția și progresul electronicii în toate domeniile. Va veni cu siguranță o zi în televiziune când tubul cu raze catodice din televizor va fi înlocuit cu un ecran plat. Un astfel de ecran va fi atârnat pe perete ca o simplă imagine. Și toate circuitele părții electrice a televizorului, datorită microminiaturizării, vor fi plasate în cadrul acestei imagini.

Utilizarea circuitelor integrate va face posibilă reducerea la minimum a dimensiunii numeroaselor circuite care alcătuiesc partea electrică a televizorului. Utilizarea circuitelor integrate este deja larg răspândită.

Și, în sfârșit, dacă toate butoanele și butoanele pentru controlul televizorului trebuie plasate pe cadrul care înconjoară ecranul, atunci este cel mai probabil ca telecomenzile să fie folosite pentru a controla televizorul. Fără să se ridice de pe scaun, spectatorul va putea comuta televizorul de la un program la altul, va putea schimba luminozitatea și contrastul imaginii și volumul sunetului. În acest scop, va avea la îndemână o cutie mică care emite unde electromagnetice sau ultrasunete care vor determina televizorul să facă toate comutările și reglajele necesare. Cu toate acestea, astfel de dispozitive există deja, dar nu au devenit încă răspândite...

Și acum înapoi din viitor în prezent. Îi las pe Luboznaikin să vă explice modul în care tuburile cu raze catodice sunt folosite în prezent pentru transmiterea și primirea imaginilor de televiziune.

Din 1902, Boris Lvovich Rosing lucrează cu pipa lui Brown. La 25 iulie 1907 a aplicat pentru invenția „Metoda de transmitere electrică a imaginilor pe distanțe”. Fasciculul a fost scanat în tub de câmpuri magnetice, iar semnalul a fost modulat (luminozitatea schimbată) folosind un condensator care ar putea devia fasciculul pe verticală, modificând astfel numărul de electroni care trec pe ecran prin diafragmă. La 9 mai 1911, la o reuniune a Societății Tehnice Ruse, Rosing a demonstrat transmiterea de imagini de televiziune simple forme geometriceși primirea lor cu redare pe ecranul CRT.

La începutul și mijlocul secolului al XX-lea, Vladimir Zworykin, Allen Dumont și alții au jucat un rol semnificativ în dezvoltarea CRT.

Clasificare

Conform metodei de deviere a fasciculului de electroni, toate CRT-urile sunt împărțite în două grupe: cu deviație electromagnetică (CRT-uri indicator și kinescoape) și cu deviație electrostatică (CRT-uri oscilografice și o parte foarte mică de CRT-uri indicator).

În funcție de capacitatea de a stoca imaginea înregistrată, CRT-urile sunt împărțite în tuburi fără memorie și tuburi cu memorie (indicator și osciloscop), al căror design prevede elemente speciale de memorie (noduri), cu ajutorul cărora o imagine odată înregistrată. poate fi redată de mai multe ori.

În funcție de culoarea strălucirii ecranului, CRT-urile sunt împărțite în monocrom și multicolor. Monocrom poate avea culoare diferită strălucire: alb, verde, albastru, roșu și altele. Multicolorele sunt împărțite conform principiului de acțiune în două culori și trei culori. CRT-uri cu indicator în două culori, a căror culoare strălucirea ecranului se modifică fie din cauza comutării tensiunii înalte, fie din cauza unei modificări a densității de curent a fasciculului de electroni. Tricolor (în funcție de culorile primare) - cinescoape de culoare, a căror strălucire multicoloră a ecranului este asigurată de modele speciale ale sistemului electron-optic, mască de separare a culorilor și ecran.

CRT-urile oscilografice sunt subdivizate în tuburi de joasă frecvență și tuburi cu microunde. În proiectele acestuia din urmă, este utilizat un sistem destul de complex de deflexie a fasciculului de electroni.

Kinescoapele sunt împărțite în televiziune, monitor și proiecție (utilizate la videoproiectoarele). Cinescoapele de monitorizare au o înălțime mai mică a măștii decât cele de televiziune, iar cinescoapele de proiecție au o luminozitate crescută a ecranului. Sunt monocrome și au roșu, verde și Culoarea albastră strălucirea ecranului.

Dispozitiv și principiu de funcționare

Principii generale

Dispozitiv cinescop alb-negru

într-un balon 9 se creează un vid profund - mai întâi aerul este pompat, apoi toate părțile metalice ale cinescopului sunt încălzite de un inductor pentru a elibera gazele absorbite, un getter este folosit pentru a absorbi treptat aerul rămas.

Pentru a crea un fascicul de electroni 2 , se folosește un dispozitiv numit tun cu electroni. Catod 8 încălzit de un filament 5 , emite electroni. Pentru a crește emisia de electroni, catodul este acoperit cu o substanță care are o funcție de lucru scăzută (cei mai mari producători de CRT folosesc propriile tehnologii brevetate pentru aceasta). Prin schimbarea tensiunii la electrodul de control ( modulator) 12 puteți modifica intensitatea fasciculului de electroni și, în consecință, luminozitatea imaginii (există și modele cu control catod). În plus față de electrodul de control, pistolul CRT-urilor moderne conține un electrod de focalizare (până în 1961, focalizarea electromagnetică a fost folosită în cinescoapele domestice folosind o bobină de focalizare 3 miez 11 ), conceput pentru a focaliza un punct pe ecranul kinescopului până la un punct, un electrod de accelerare pentru accelerarea suplimentară a electronilor în interiorul pistolului și anodului. După părăsirea pistolului, electronii sunt accelerați de anod 14 , care este o acoperire metalizată a suprafeței interioare a conului kinescopului, conectată la electrodul pistolului cu același nume. În cinescoapele color cu un ecran electrostatic intern, acesta este conectat la anod. Într-un număr de cinescoape ale modelelor timpurii, cum ar fi 43LK3B, conul a fost realizat din metal și reprezenta anodul de la sine. Tensiunea la anod este în intervalul de la 7 la 30 kilovolți. Într-un număr de CRT-uri oscilografice de dimensiuni mici, anodul este doar unul dintre electrozii tunului de electroni și este alimentat de tensiuni de până la câteva sute de volți.

Apoi, fasciculul trece prin sistemul de deviere 1 , care poate schimba direcția fasciculului (figura prezintă un sistem de deviere magnetică). În CRT-urile de televiziune, se folosește un sistem de deviere magnetic, deoarece oferă unghiuri de deviere mari. În CRT-urile osciloscopului, este utilizat un sistem de deviere electrostatică, deoarece oferă un răspuns mai rapid.

Fasciculul de electroni lovește ecranul 10 acoperit cu fosfor 4 . De la bombardamentul cu electroni, fosforul strălucește și un loc în mișcare rapidă de luminozitate variabilă creează o imagine pe ecran.

Fosforul capătă o sarcină negativă de la electroni și începe emisia secundară - fosforul însuși începe să emită electroni. Ca rezultat, întregul tub capătă o sarcină negativă. Pentru a evita acest lucru, pe întreaga suprafață a tubului există un strat de aquadag conectat la anod - un amestec conductor pe bază de grafit ( 6 ).

Kinescopul este conectat prin cabluri 13 si priza de inalta tensiune 7 .

La televizoarele alb-negru, compoziția fosforului este selectată astfel încât să strălucească într-o culoare gri neutră. În terminalele video, radare etc., fosforul este adesea făcut galben sau verde pentru a reduce oboseala ochilor.

Unghiul de deviere al fasciculului

Unghiul de deviere al fasciculului CRT este unghiul maxim dintre două poziții posibile ale fasciculului de electroni din interiorul becului, la care un punct luminos este încă vizibil pe ecran. Raportul dintre diagonala (diametrul) ecranului și lungimea CRT depinde de unghi. Pentru CRT-urile oscilografice, este de obicei până la 40 °, ceea ce este asociat cu necesitatea de a crește sensibilitatea fasciculului la efectele plăcilor de deviere și de a asigura liniaritatea caracteristicii de deviere. Pentru primele kinescoape de televiziune sovietice cu ecran rotund, unghiul de deviere a fost de 50 °, pentru kinescoapele alb-negru ale lansărilor ulterioare a fost de 70 °, începând cu anii 1960 a crescut la 110 ° (unul dintre primele astfel de kinescoape - 43LK9B). Pentru cinescoapele de culoare domestice este de 90 °.

Cu o creștere a unghiului de deviere al fasciculului, dimensiunile și masa kinescopului scad, totuși:

• puterea consumată de nodurile de baleiere crește. Pentru a rezolva această problemă, a fost redus diametrul gâtului kinescopului, ceea ce a necesitat totuși o modificare a designului tunului cu electroni.
• sunt în creștere cerințele pentru precizia de fabricație și asamblare a sistemului de deflectare, care a fost implementat prin asamblarea kinescopului cu sistemul de deflectare într-un singur modul și asamblarea acestuia în fabrică.
• numărul elementelor necesare pentru configurarea geometriei rasterului și a informațiilor crește.

Toate acestea au dus la faptul că kinescoapele de 70 de grade sunt încă folosite în unele zone. De asemenea, un unghi de 70 ° continuă să fie utilizat în cinescoapele alb-negru de dimensiuni mici (de exemplu, 16LK1B), unde lungimea nu joacă un rol atât de important.

Capcană de ioni

Deoarece este imposibil să se creeze un vid perfect în interiorul unui CRT, unele dintre moleculele de aer rămân în interior. La ciocnirea cu electronii, din aceștia se formează ioni care, având o masă de multe ori mai mare decât masa electronilor, practic nu se abate, ardând treptat fosforul din centrul ecranului și formând așa-numitul punct ionic. Pentru a combate acest lucru, până la mijlocul anilor 1960, a fost folosit principiul „capcanei cu ioni”: axa pistolului cu electroni era situată la un anumit unghi față de axa kinescopului, iar un magnet reglabil situat în exterior a furnizat un câmp care învârtea electronul. curge spre axă. Ioni masivi, mișcându-se în linie dreaptă, au căzut în capcana reală.

Cu toate acestea, această construcție a forțat să mărească diametrul gâtului kinescopului, ceea ce a dus la o creștere puterea necesarăîn bobinele sistemului de deflectare.

La începutul anilor 1960, a fost dezvoltată o nouă modalitate de a proteja fosforul: aluminarea ecranului, în plus, ceea ce a făcut posibilă dublarea luminozității maxime a kinescopului, iar nevoia unei capcane de ioni a dispărut.

Întârziere în aplicarea tensiunii la anod sau modulator

Într-un televizor, a cărui scanare orizontală se face pe lămpi, tensiunea la anodul kinescopului apare numai după ce lampa de ieșire de scanare orizontală și dioda amortizor s-au încălzit. Strălucirea kinescopului în acest moment are timp să se încălzească.

Introducerea circuitelor complet semiconductoare în nodurile de scanare orizontale a creat problema uzurii accelerate a catozilor kinescopului datorită tensiunii aplicate anodului cinescopului simultan cu pornirea. Pentru a combate acest fenomen, au fost dezvoltate noduri de amatori care asigură o întârziere în alimentarea cu tensiune a anodului sau a modulatorului cinescop. Interesant este că în unele dintre ele, în ciuda faptului că sunt destinate instalării în televizoare cu semiconductori, un tub radio este folosit ca element de întârziere. Mai târziu, au început să fie produse televizoare productie industriala, în care o astfel de întârziere este prevăzută inițial.

Scanează

Pentru a crea o imagine pe ecran, fasciculul de electroni trebuie să treacă constant peste ecran la o frecvență înaltă - de cel puțin 25 de ori pe secundă. Acest proces se numește mătura. Există mai multe moduri de a scana o imagine.

Scanare raster

Fasciculul de electroni traversează întregul ecran în rânduri. Există două opțiuni:

• 1-2-3-4-5-… (scanare progresivă);
• 1-3-5-7-… apoi 2-4-6-8-… (întrețes).

Desfacerea vectorului

Fasciculul de electroni se deplasează de-a lungul liniilor imaginii. Scanarea vectorială a fost folosită în consola de jocuri Vectrex.

Mătură pe ecranul radarului

În cazul utilizării unui ecran de vizualizare surround, așa-numitul. typotron, fasciculul de electroni trece de-a lungul razelor ecranului (ecranul are forma unui cerc). Informațiile de serviciu în cele mai multe cazuri (numere, litere, semne topografice) sunt distribuite suplimentar prin matricea de semne (situată în tunul cu fascicul de electroni).

Cinescoape de culoare

Dispozitiv cinescop color. 1 - Tunuri cu electroni. 2 - Fascicule de electroni. 3 - Bobina de focalizare. 4 - Bobine de deviere. 5 - Anod. 6 - Mască, datorită căreia fascicul roșu lovește fosforul roșu, etc. 7 - Granulele roșii, verzi și albastre ale fosforului. 8 - Masca si boabe de fosfor (marite).

Un cinescop color diferă de unul alb-negru prin faptul că are trei pistoale - „roșu”, „verde” și „albastru” ( 1 ). În consecință, pe ecran 7 trei tipuri de fosfor sunt aplicate într-o anumită ordine - roșu, verde și albastru ( 8 ).

În funcție de tipul de mască folosit, pistoalele din gâtul kinescopului sunt dispuse în formă de deltă (la colțurile unui triunghi echilateral) sau plan (pe aceeași linie). Unii electrozi cu același nume de la diferite tunuri de electroni sunt conectați prin conductori în interiorul cinescopului. Aceștia sunt electrozi de accelerare, electrozi de focalizare, încălzitoare (conectate în paralel) și, adesea, modulatori. O astfel de măsură este necesară pentru a salva numărul de ieșiri ale kinescopului, datorită dimensiunii limitate a gâtului său.

Doar fasciculul de la pistolul roșu lovește fosforul roșu, doar fasciculul de la pistolul verde lovește fosforul verde etc. Acest lucru se realizează prin faptul că între pistoale și ecran este instalat un grătar metalic, numit masca (6 ). În cinescoapele moderne, masca este fabricată din Invar, o calitate de oțel cu un mic coeficient de dilatare termică.

Tipuri de măști

Există două tipuri de măști:

Nu există un lider clar între aceste măști: masca de umbră oferă linii de înaltă calitate, masca de deschidere oferă culori mai saturate și eficiență ridicată. Slotted combină avantajele umbrei și deschiderii, dar este predispus la moire.

Cu cât elementele de fosfor sunt mai mici, cu atât este mai mare calitatea imaginii pe care tubul este capabil să o producă. Un indicator al calității imaginii este pas de masca.

• Pentru un grătar de umbră, pasul măștii este distanța dintre cele mai apropiate două găuri de mască (respectiv, distanța dintre două elemente fosforice cele mai apropiate de aceeași culoare).
• Pentru grilajele cu deschidere și fante, pasul măștii este definit ca distanța orizontală dintre fantele măștii (respectiv, distanța orizontală dintre dungile verticale ale unui fosfor de aceeași culoare).

În CRT-urile moderne de monitorizare, pasul măștii este la nivelul de 0,25 mm. Cinescoapele de televiziune, care sunt privite de la o distanță mai mare, folosesc pași de ordinul a 0,8 mm.

convergența razelor

Deoarece raza de curbură a ecranului este mult mai mare decât distanța de la acesta la sistemul electro-optic până la infinit în cinescoape plate și fără utilizarea unor măsuri speciale, punctul de intersecție a razelor unui kinescop color este la la o distanță constantă de tunurile cu electroni, este necesar să se asigure că acest punct se află exact la suprafața măștii de umbră, altfel se formează o înregistrare greșită a celor trei componente de culoare ale imaginii, crescând de la centrul ecranului la margini. Pentru a preveni acest lucru, este necesar să se deplaseze corect fasciculele de electroni. În kinescoapele cu aranjament de pistoale în formă de deltă, acest lucru se realizează printr-un sistem electromagnetic special controlat separat de un dispozitiv care, la televizoarele vechi, era plasat într-o unitate separată - unitatea de amestecare - pentru ajustări periodice. În cinescoapele cu aranjament plan al pistoalelor, reglarea se face cu ajutorul magneților speciali aflați pe gâtul kinescopului. De-a lungul timpului, în special pentru cinescoape cu un aranjament în formă de delta a tunurilor de electroni, convergența este perturbată și necesită o ajustare suplimentară. Majoritatea companiilor de reparații de computere oferă un serviciu de refacere a fasciculului de monitor.

Demagnetizarea

În cinescoapele color este necesar să se îndepărteze magnetizarea reziduală sau accidentală a măștii de umbră și a ecranului electrostatic care afectează calitatea imaginii.

Demagnetizarea are loc datorită apariției în așa-numita buclă de demagnetizare - o bobină flexibilă inelară diametru mare situat pe suprafața kinescopului - un impuls al unui câmp magnetic amortizat în schimbare rapidă. Pentru ca acest curent să scadă treptat după pornirea televizorului, se folosesc termistori. Multe monitoare, pe lângă termistori, conțin un releu care, la sfârșitul procesului de demagnetizare a cinescopului, oprește alimentarea acestui circuit, astfel încât termistorul să se răcească. După aceea, puteți folosi o cheie specială sau, mai des, o comandă specială din meniul monitorului, pentru a declanșa acest releu și a re-demagnetiza în orice moment, fără a recurge la oprirea și pornirea alimentării monitorului.

Trinescop

Un triscop este un design format din trei cinescoape alb-negru, filtre de lumină și oglinzi translucide (sau oglinzi dicroice care combină funcțiile de oglinzi translucide și filtre) utilizate pentru a obține o imagine color.

Aplicație

Kinescoapele sunt utilizate în sistemele de imagistică raster: diverse tipuri de televizoare, monitoare, sisteme video.

CRT-urile oscilografice sunt utilizate cel mai des în sistemele de afișare a dependenței funcționale: osciloscoape, vobblescope-uri, de asemenea, ca dispozitiv de afișare la stațiile radar, în dispozitive cu destinație specială; în anii sovietici au fost folosite și ca ajutoare vizuale în studiul proiectării dispozitivelor cu raze catodice în general.

CRT-urile de imprimare a caracterelor sunt utilizate în diverse echipamente speciale.

Desemnare și marcare

Desemnarea CRT-urilor interne constă din patru elemente:

• Primul element: un număr care indică diagonala unui ecran dreptunghiular sau rotund în centimetri;
• Al doilea element: două litere care indică faptul că CRT aparține unui anumit tip de design. LK - kinescop, LM - tub cu deflexie electromagnetică a fasciculului, LO - tub cu deflexie electrostatică a fasciculului, LN - tuburi cu memorie (indicator și osciloscop);
• Al treilea element: un număr care indică numărul de model al unui tub dat cu o diagonală dată, în timp ce pentru tuburile de osciloscop cu microunde numerotarea începe de la numărul 101;
• Al patrulea element: o literă care indică culoarea strălucirii ecranului. C - culoare, B - strălucire albă, I - strălucire verde, C - strălucire galben-verde, C - strălucire portocalie, P - strălucire roșie, A - strălucire albastră. X - denotă o instanță care are parametrii de iluminare mai răi în comparație cu prototipul.

În cazuri speciale, la denumire poate fi adăugat un al cincilea element, care conține informații suplimentare.

Exemplu: 50LK2B - un kinescop alb-negru cu diagonala ecranului de 50 cm, al doilea model, 3LO1I - un tub de osciloscop cu un diametru de ecran luminos verde de 3 cm, primul model.

Impactul asupra sănătății

Radiatie electromagnetica

Această radiație nu este creată de cinescopul în sine, ci de un sistem de deviere. Tuburile cu deflexie electrostatică, în special tuburile de osciloscop, nu o radiază.

În cinescoapele de monitorizare, pentru a suprima această radiație, sistemul de deviere este adesea acoperit cu cupe de ferită. Cinescoapele de televiziune nu necesită o astfel de ecranare, deoarece privitorul stă de obicei la o distanță mult mai mare de televizor decât de monitor.

radiatii ionizante

Kinescoapele au radiatii ionizante două tipuri.

Primul dintre acestea este fasciculul de electroni în sine, care este, de fapt, un flux de particule beta cu energie scăzută (25 keV). Această radiație nu iese în exterior și nu reprezintă un pericol pentru utilizator.

Al doilea este bremsstrahlung cu raze X, care apare atunci când ecranul este bombardat cu electroni. Pentru a reduce emisia acestei radiații către exterior la valori complet sigure, sticla este dopată cu plumb (vezi mai jos). Cu toate acestea, în cazul unei defecțiuni a televizorului sau a monitorului, care duce la o creștere semnificativă a tensiunii anodului, nivelul acestei radiații poate crește la valori vizibile. Pentru a preveni astfel de situații, unitățile de scanare orizontale sunt echipate cu noduri de protecție.

În televizoarele color interne și străine produse înainte de mijlocul anilor 1970, pot exista surse suplimentare de radiație cu raze X - triode stabilizatoare conectate în paralel cu kinescopul și care servesc la stabilizarea tensiunii anodului și, prin urmare, a dimensiunii imaginii. Triodele 6S20S sunt utilizate în televizoarele Raduga-5 și Rubin-401-1, iar GP-5 la modelele ULPCT timpurii. Deoarece sticla cilindrului unei astfel de triode este mult mai subțire decât cea a unui kinoscop și nu este aliată cu plumb, este o sursă de raze X mult mai intensă decât cinescopul în sine, așa că este plasat într-un ecran special din oțel. . Modelele ulterioare de televizoare ULPCT folosesc alte metode de stabilizare de înaltă tensiune, iar această sursă de raze X este exclusă.

pâlpâie

Monitor Mitsubishi Diamond Pro 750SB (1024x768, 100 Hz) filmat la 1/1000 s. Luminozitatea este artificial ridicată; arată luminozitatea reală a imaginii în puncte diferite ecran.

Fasciculul unui monitor CRT, formând o imagine pe ecran, face ca particulele de fosfor să strălucească. Înainte de formarea următorului cadru, aceste particule au timp să iasă, astfel încât să puteți observa „pâlpâirea ecranului”. Cu cât este mai mare rata de cadre, cu atât pâlpâirea este mai puțin vizibilă. Frecvența scăzută duce la oboseală oculară și este dăunătoare sănătății.

Majoritatea televizoarelor cu tub catodic au 25 de cadre pe secundă, ceea ce, cu intercalare, este de 50 de câmpuri (jumătate de cadre) pe secundă (Hz). ÎN modele moderne Televizoare, această frecvență este crescută artificial la 100 de herți. Când lucrați în spatele ecranului monitorului, pâlpâirea este simțită mai puternic, deoarece distanța de la ochi la kinescop este mult mai mică decât atunci când vă uitați la televizor. Rata minimă de reîmprospătare recomandată a monitorului este de 85 hertzi. Modelele timpurii de monitoare nu vă permit să lucrați cu o rată de reîmprospătare mai mare de 70-75 Hz. Pâlpâirea CRT poate fi observată clar cu vederea periferică.

imagine neclară

Imaginea de pe un tub catodic este neclară în comparație cu alte tipuri de ecrane. Imaginile neclare sunt considerate a fi unul dintre factorii care contribuie la oboseala ochilor la utilizator. Pe de altă parte, atunci când utilizați monitoare de înaltă calitate, estomparea nu are un efect puternic asupra sănătății umane, iar efectul de estompare în sine vă permite să nu utilizați anti-aliasing-ul fonturilor ecranului pe monitor, ceea ce se reflectă în calitatea percepția imaginii, nu există distorsiuni de font inerente monitoarelor LCD.

Tensiune înaltă

CRT folosește tensiune înaltă. Tensiunea reziduală de sute de volți, dacă nu se ia nicio măsură, poate persista pe circuitele CRT și de „legare” timp de săptămâni. Prin urmare, la circuite se adaugă rezistențe de descărcare, ceea ce face televizorul complet sigur în câteva minute după oprire.

Contrar credinței populare, tensiunea anodului unui CRT nu poate ucide o persoană din cauza puterii scăzute a convertorului de tensiune - va exista doar o lovitură tangibilă. Cu toate acestea, poate fi, de asemenea, fatal dacă o persoană are defecte cardiace. De asemenea, poate provoca vătămări, inclusiv moartea, indirect, atunci când, cu mâna retrasă, o persoană atinge alte circuite de televiziune și monitor care conțin tensiuni extrem de periculoase pentru viața - și astfel de circuite sunt prezente în toate modelele de televizoare și monitoare care utilizează un CRT, cum ar fi precum și inclusiv leziuni pur mecanice asociate cu o cădere bruscă necontrolată cauzată de o convulsie electrică.

Substante toxice

Orice dispozitiv electronic (inclusiv CRT) conține substanțe dăunătoare sănătății și mediu inconjurator. Printre acestea: compuși de bariu în catozi, fosfori.

CRT-urile folosite sunt considerate deșeuri periculoase în majoritatea țărilor și trebuie reciclate sau aruncate în gropi de gunoi separate.

Explozie CRT

Deoarece există un vid în interiorul CRT, din cauza presiunii aerului, doar ecranul unui monitor de 17 inchi are o sarcină de aproximativ 800 kg - greutatea unei mașini mici. Datorită caracteristicilor de proiectare, presiunea asupra scutului și a conului CRT este pozitivă, în timp ce presiunea pe partea laterală a scutului este negativă, provocând pericol de explozie. Atunci când lucrați cu kinescoape timpurii, reglementările de siguranță impuneau utilizarea mănușilor de protecție, a unei măști și a ochelarilor de protecție. Un ecran de protecție din sticlă a fost instalat în fața ecranului kinescop de pe televizor, iar de-a lungul marginilor a fost instalată o mască de protecție metalică.

Începând din a doua jumătate a anilor 1960, partea periculoasă a kinescopului este acoperită cu un bandaj metalic special rezistent la explozie, realizat sub forma unei structuri ștanțate integral din metal sau înfășurat în mai multe straturi de bandă. Un astfel de bandaj exclude posibilitatea unei explozii spontane. În unele modele de kinescoape, utilizate suplimentar folie protectoare acoperind ecranul.

În ciuda utilizării sistemelor de protecție, nu este exclus ca oamenii să fie loviți de fragmente atunci când kinescopul este spart în mod deliberat. În acest sens, atunci când îl distrug pe acesta din urmă, pentru siguranță, ei sparg mai întâi shtengelul - tehnologic tub de sticlă la capătul gâtului sub baza de plastic, prin care aerul este pompat în timpul producției.

CRT-urile și kinescoapele de dimensiuni mici cu un diametru sau o diagonală a ecranului de până la 15 cm nu reprezintă un pericol și nu sunt echipate cu dispozitive antiexplozive.

Alte tipuri de dispozitive cu raze catodice

Pe lângă kinescop, dispozitivele cu raze catodice includ:

• Quantoscop (cinescop cu laser), un fel de kinescop, al cărui ecran este o matrice de lasere semiconductoare pompate de un fascicul de electroni. Quantoscoapele sunt folosite în proiectoarele de imagini.
• Tub catodic imprimat semnelor.
• Un tub indicator catodic este utilizat în indicatoarele stațiilor radar.
• Tub cu raze catodice cu memorie.
  • graphecon
• Tubul de televiziune de transmisie convertește imaginile luminoase în semnale electrice.
• Un monoscop este un tub cu raze catodice transmisoare care convertește o singură imagine luată direct pe fotocatod într-un semnal electric. A fost folosit pentru a transmite o imagine a unui tabel de testare de televiziune (de exemplu, TIT-0249).
• Un cadroscop este un tub catodic cu o imagine vizibilă, conceput pentru a regla scanerele și a focaliza fasciculul în echipamente care utilizează tuburi catodice fără imagine vizibilă(grafcone, monoscoape, potențialescoape). Cadroscopul are un pinout și dimensiuni de legare similare cu tubul cu raze catodice utilizat în echipament. Mai mult, CRT-ul principal și framescope sunt selectate în funcție de parametri cu o precizie foarte mare și sunt furnizate doar ca set. La instalare, în locul tubului principal este conectat un framescope.

Vezi si

Note

Literatură

• D. Diamonds, F. Ignatov, V. Vodychko. Cinescop color cu un singur fascicul - cromoscop 25LK1Ts. Radio nr. 9, 1976. S. 32, 33.

Legături

• S. V. Novakovsky. 90 de ani de televiziune electronică // Electrosvyaz nr. 6, 1997
• P. Sokolov. Monitoare // iXBT, 1999
• Mary Bellis. Istoria tubului catodic // Despre:Inventori
• Evgheni Kozlovsky. Un vechi prieten este mai bun decât Computerra #692, 27 iunie 2007
• Mukhin I. A. Cum să alegeți un monitor CRT Piața de afaceri de computere Nr. 49 (286), noiembrie-decembrie 2004. P. 366-371

Elevul trebuie să știe : schema bloc a osciloscopului; numirea blocurilor principale ale osciloscopului; dispozitiv și principiu de funcționare a unui tub catodic; principiul de funcționare al generatorului de măturare (tensiune dinți de ferăstrău), adăugarea de oscilații reciproc perpendiculare.

Elevul trebuie să fie capabil : determinați empiric prețul de împărțire pe orizontală și pe verticală, măsurați mărimea tensiunii DC, perioada, frecvența și amplitudinea tensiunii AC.

Scurtă teorie Structura osciloscopului

Un osciloscop electronic este un dispozitiv universal care vă permite să monitorizați procesele electrice rapide (până la 10 -12 s). Folosind un osciloscop, puteți măsura tensiunea, curentul, intervalele de timp, puteți determina faza și frecvența curentului alternativ.

Deoarece diferențe potențiale apar în funcționarea nervilor și mușchilor organismelor vii, apoi un osciloscop electronic sau modificările acestuia sunt utilizate pe scară largă în studiile biologice și medicale ale activității diferitelor organe, inimii, sistemului nervos, ochilor, stomacului etc.

Dispozitivul poate fi utilizat pentru a observa și măsura mărimi neelectrice dacă se folosesc traductoare primare speciale.

Nu există părți mecanice în mișcare într-un osciloscop (vezi Fig. 1), ci mai degrabă deviația fasciculului de electroni în câmpuri electrice sau magnetice. Un fascicul îngust de electroni, lovind un ecran acoperit cu un compus special, îl face să strălucească în acel punct. Când mutați fasciculul de electroni, îl puteți urmări prin mișcarea punctului luminos de pe ecran.

Fasciculul de electroni „urmărește” modificarea câmpului electric studiat, ținând pasul cu acesta, deoarece fasciculul de electroni este practic lipsit de inerție.

Orez. 1. Fig. 2.

Structura unui tub catodic Catod și modulator

Acesta este un mare avantaj al unui osciloscop electronic în comparație cu alte instrumente de înregistrare.

Un osciloscop electronic modern are următoarele componente principale: un tub catodic (CRT), un generator de baleiaj, amplificatoare și o sursă de alimentare.

Dispozitivul și funcționarea tubului catodic

Luați în considerare proiectarea unui tub catodic cu focalizare electrostatică și control electrostatic al fasciculului de electroni.

CRT, reprezentat schematic în fig. 1 este un balon de sticlă de formă specială, în care se creează un vid înalt (de ordinul a 10 -7 mmHg). În interiorul balonului sunt electrozi care acționează ca un pistol de electroni pentru a produce un fascicul îngust de electroni; plăci de deviere a fasciculului și un ecran acoperit cu un strat de fosfor.

Tunul de electroni constă dintr-un catod 1, un electrod de control (modulator) 2, un electrod de ecranare suplimentar 3 și primul și al doilea anod 4, 5.

Catodul încălzit 1 este realizat sub forma unui cilindru mic de nichel, în interiorul căruia se află un filament, are un strat de oxid pe partea frontală cu munca mica ieșirea electronilor pentru a obține electroni (Fig. 2).

Catodul este situat în interiorul electrodului de control sau modulatorului, care este o cupă de metal cu o gaură în capăt prin care pot trece electronii. Electrodul de control are un potențial negativ în raport cu catodul și, prin modificarea valorii acestui potențial, este posibil să se controleze intensitatea fluxului de electroni care trec prin gaura sa și, prin urmare, să se modifice luminozitatea ecranului. Simultan câmp electricîntre catod și modulator focalizează fasciculul de electroni (Fig. 2).

Electrodul de ecranare 3 are un potențial puțin mai mare decât potențialul catodului și servește la facilitarea ieșirii electronilor, pentru a exclude interacțiunea câmpurilor electrice ale electrodului de control 2 și primului anod 4.

Focalizarea și accelerarea suplimentară a electronilor au loc printr-un câmp electric între primul și al doilea anod, care formează o lentilă electronică. Acești anozi sunt realizați sub formă de cilindri cu diafragme în interior. Pe primul anod 4 este alimentat cu un potențial pozitiv față de catodul de ordinul sutelor de volți, pe al doilea 5 de ordinul a mii de volți. Liniile de intensitate a câmpului electric dintre acești anozi sunt prezentate în Fig.3.

Cum funcționează un tub catodic?

Tuburile catodice sunt dispozitive cu vid în care un fascicul de electroni este mic secțiune transversală, iar fasciculul de electroni poate fi deviat în direcția dorită și, lovind ecranul luminescent, îl face să strălucească (Fig. 5.24). Un tub catodic este un convertor electron-optic care convertește un semnal electric în imaginea corespunzătoare sub forma unei forme de undă în impulsuri, care este reprodusă pe ecranul tubului. Fasciculul de electroni este format într-un proiector de electroni (sau tun de electroni) format dintr-un catod și electrozi de focalizare. Primul electrod de focalizare, numit și modulator, îndeplinește funcțiile unei grile cu polarizare negativă care ghidează electronii către axa tubului. Modificarea tensiunii de polarizare a rețelei afectează numărul de electroni și, în consecință, luminozitatea imaginii obținute pe ecran. În spatele modulatorului (spre ecran) se află următorii electrozi, a căror sarcină este să focalizeze și să accelereze electronii. Ele funcționează pe principiul lentilelor electronice. Se numesc electrozi de accelerare de focalizare anozi iar acestora li se aplică o tensiune pozitivă. În funcție de tipul tubului, tensiunile anodului variază de la câteva sute de volți până la câteva zeci de kilovolți.

Orez. 5.24. Reprezentarea schematică a unui tub catodic:

1 - catod; 2 - anodul I: 3 - anodul II; 4 - plăci de deflectare orizontale; 5 - fascicul de electroni; 6 - ecran; 7 - plăci de deviere verticale; 8 - modulator

În unele tuburi, fasciculul este focalizat folosind un câmp magnetic folosind bobine situate în afara lămpii, în loc de electrozi aflați în interiorul tubului și creând un câmp electric de focalizare. Deviația fasciculului se realizează și prin două metode: folosind un câmp electric sau magnetic. În primul caz, plăcile de deviere sunt plasate în tub, în ​​al doilea, bobinele de deviere sunt montate în afara tubului. Pentru deviația atât în ​​direcția orizontală, cât și în cea verticală, se folosesc plăci (sau bobine) de deformare verticală sau orizontală a fasciculului.

Ecranul tubului este acoperit din interior cu un material - un fosfor, care strălucește sub influența bombardamentului electronic. Fosforii se disting printr-o culoare diferită a luminiscenței și timpuri diferite strălucire după încetarea excitației, care se numește timpul de strălucire ulterioară. De obicei, variază de la fracțiuni de secundă la câteva ore, în funcție de scopul tubului.

Osciloscop tub catodic conceput pentru a fi afișat pe un ecran fluorescent semnale electrice. Imaginea de pe ecran servește nu numai pentru evaluarea vizuală a formei semnalului, ci și pentru măsurarea parametrilor acestuia și, în unele cazuri, pentru fixarea acestuia pe film.

YouTube enciclopedic

• 1 / 5

  Un osciloscop CRT este un bec de sticlă evacuat care conține un tun cu electroni, un sistem de deviere și un ecran luminiscent. Tunul de electroni este conceput pentru a forma un fascicul îngust de electroni și a-l focaliza pe ecran. Electronii sunt emiși de un catod încălzit indirect cu un încălzitor din cauza fenomenului de emisie termoionică. Intensitatea fasciculului de electroni și, prin urmare, luminozitatea punctului de pe ecran este controlată de o tensiune negativă în raport cu catodul de pe electrodul de control. Primul anod servește la focalizare, al doilea pentru a accelera electronii. Electrodul de control și sistemul anodic formează un sistem de focalizare.

  Sistemul de deviere este format din două perechi de plăci dispuse orizontal și vertical. La plăcile orizontale, care se numesc plăci de deviere verticale, se aplică tensiunea de testare. La plăcile verticale, care se numesc plăci de deviere orizontale, se aplică o tensiune dinți de ferăstrău de la generatorul de măturare. Sub influența câmpului electric rezultat, electronii zburători se abat de la traiectoria lor inițială proporțional cu tensiunea aplicată. Un punct luminos de pe ecranul CRT desenează forma semnalului studiat. Datorită tensiunii dinți de ferăstrău, spotul se deplasează pe ecran de la stânga la dreapta.

  Dacă două semnale diferite sunt aplicate plăcilor de deviere verticale și orizontale, atunci figurile Lissajous pot fi observate pe ecran.

  Pe ecranul CRT pot fi observate diferite dependențe funcționale, de exemplu, caracteristica curent-tensiune a unei rețele cu două terminale, dacă pe plăcile de deviere orizontale se aplică un semnal proporțional cu tensiunea în schimbare aplicată acesteia și un semnal proporțional cu curentul care circulă prin acesta se aplică plăcilor de deviere verticale.

  În CRT-urile osciloscopului, se utilizează deviația electrostatică a fasciculului, deoarece semnalele investigate pot avea o formă arbitrară și un spectru larg de frecvență, iar utilizarea deviației electromagnetice în aceste condiții este imposibilă din cauza dependenței de frecvență a impedanței bobinei de deviere.

  Tuburi din domeniul de „frecvență joasă” (până la 100 MHz)

  Sistemul de deviere electrostatică al unor astfel de tuburi este format din două perechi de plăci de deviere, verticală și orizontală, situate în interiorul CRT.

  Când se observă semnale cu un spectru de frecvență mai mic de 100 MHz, timpul de zbor al electronilor prin sistemul de deflectare poate fi neglijat. Timpul de zbor al electronilor este estimat prin formula:

  t ≈ l m 2 e U a (\displaystyle t\aprox l(\sqrt (\frac (m)(2eU_(a)))))

  Unde e (\displaystyle e)Și m (\displaystyle m) sunt sarcina și respectiv masa electronului, l (\displaystyle l)- lungimea plăcilor, U a (\displaystyle U_(a))- tensiunea anodului.

  devierea fasciculului ∆ (\displaystyle \Delta )în planul ecranului este proporţională cu tensiunea aplicată plăcilor U O T (\displaystyle U_(OT))(presupunând că în timpul zborului electronilor în câmpul plăcilor deflectante, tensiunea pe plăci rămâne constantă):

  Δ = U O T l D 2 U o d (\displaystyle \Delta =(\frac (U_(OT)lD)(2U_(a)d)))

  Unde D (\displaystyle D)- distanța de la centrul de abatere al plăcilor la ecran, d (\displaystyle d) este distanța dintre plăci.

  CRT-urile folosite pentru a observa semnale rar repetate și unice folosesc fosfori cu perioadă lungă de timp amurg.

  Tuburi peste 100 MHz

  Pentru formele de undă sinusoidale care se schimbă rapid, sensibilitatea la deformare începe să scadă și, pe măsură ce perioada sinusoidei se apropie de timpul zborului, sensibilitatea la deviație scade la zero. În special, atunci când se observă semnale pulsate cu un spectru larg (perioada armonicii superioare este egală cu sau depășește timpul de zbor), acest efect duce la denaturarea formei semnalului datorită sensibilității diferite a abaterii la diferite armonici. Creșterea tensiunii anodului sau reducerea lungimii plăcilor poate reduce timpul de zbor și reduce aceste distorsiuni, dar acest lucru reduce sensibilitatea la deformare. Prin urmare, pentru oscilografia semnalelor al căror spectru de frecvență depășește 100 MHz, sistemele de deflectare sunt realizate sub forma unei linii de undă de călătorie, de obicei de tip spirală. Semnalul se aplică la începutul spiralei și formei unde electromagnetice se deplasează de-a lungul axei sistemului cu viteza fazei v f (\displaystyle v_(f)):

  v f = c h c l c (\displaystyle v_(f)=(\frac (ch_(c))(l_(c))))

  Unde c (\displaystyle c) - viteza luminii, h c (\displaystyle h_(c))- pasul helixului l c (\displaystyle l_(c)) este lungimea helixului. Ca urmare, influența timpului de zbor poate fi eliminată dacă viteza electronilor este aleasă să fie egală cu viteza de fază a undei în direcția axei sistemului.

  Pentru a reduce pierderile de putere a semnalului, concluziile sistemului de deviere al unor astfel de CRT-uri sunt coaxiale. Geometria bucșelor coaxiale este selectată astfel încât rezistența la undă a acestora să corespundă rezistenței la undă a sistemului de deflectare spirală.

  Tuburi cu postaccelerare

  Pentru a crește sensibilitatea la deflexie, este necesar să existe o tensiune anodică scăzută, dar aceasta duce la o scădere a luminozității imaginii din cauza scăderii vitezei electronilor. Prin urmare, în CRT-urile oscilografice, este utilizat un sistem de post-accelerare. Este un sistem de electrozi situati intre sistemul de deviere si ecran, sub forma unui invelis conductor depus pe suprafata interioara a carcasei CRT.

  Tuburi amplificatoare

  În CRT-urile de bandă largă care funcționează în intervalul de câțiva GHz, amplificatoarele de luminozitate sunt folosite pentru a crește luminozitatea fără pierderea sensibilității. Amplificatorul de luminozitate este o placă cu microcanal situată în interiorul CRT în fața ecranului fluorescent. Placa este realizata din sticla speciala semiconductoare cu un factor de emisie secundar mare. Fasciculul de electroni care intră în canale (al căror diametru este mult mai mic decât lungimea lor) scot electronii secundari din pereții săi. Ele sunt accelerate de câmpul creat de învelișul metalic de la capetele plăcii și, lovind pereții canalului, scot noi electroni. Câștigul total al amplificatorului cu microcanal poate fi 10 5 ... 10 6 . Cu toate acestea, datorită acumulării de încărcături pe pereții canalului, amplificatorul cu microcanal este eficient doar pentru impulsuri de nanosecundă, simple sau următoare cu o rată de repetiție scăzută.

  Scară

  Pentru a măsura parametrii semnalului reprodus pe ecranul CRT, citirea trebuie făcută pe o scară cu diviziuni. Când se aplică scara pe suprafața exterioară a ecranului CRT, precizia măsurării este redusă din cauza paralaxei cauzate de grosimea ecranului. Prin urmare, în CRT-urile moderne, scara este realizată direct pe suprafața interioară a ecranului, adică este practic aliniată cu imaginea semnalului.

  Tuburi pentru înregistrarea fotografică

  Pentru a îmbunătăți calitatea fotografiei de contact a semnalului, ecranul este realizat sub forma unui disc din fibră de sticlă. Această soluție vă permite să transferați imaginea de pe suprafața interioară pe cea exterioară, păstrând claritatea acesteia. Neclaritatea imaginii este limitată de diametrul filamentelor din fibră de sticlă, care de obicei nu depășește 20 µm. În CRT-urile destinate înregistrării fotografice, se folosesc fosfori, al căror spectru de emisie este în concordanță cu sensibilitatea spectrală a filmului.

  Literatură

  • Vukolov N. I., Gerbin A. I., Kotovshchikov G. S. Tuburi catodice receptoare: un Manual .. - M .: Radio și comunicare, 1993. - 576 p. - ISBN 5-256-00694-0.
  • Zhigarev A. A., Shamaeva G. T. Dispozitive cu fascicul de electroni și fotoelectronice: Manual pentru licee. - M.: facultate, 1982. - 463 p., bolnav.