Katodinių spindulių vamzdžio (CRT) veikimo principai ir parametrai

Darbo tikslai

bendra pažintis su elektroninių osciloskopų konstrukcija ir veikimo principu,
osciloskopo jautrumo nustatymas,
Kai kurių matavimų atlikimas kintamosios srovės grandinėje naudojant osciloskopą.

Bendra informacija apie elektroninio osciloskopo konstrukciją ir veikimą

Naudojant osciloskopo katodinių spindulių vamzdžio katodą, sukuriamas elektronų srautas, kuris vamzdyje suformuojamas į siaurą spindulį, nukreiptą į ekraną. Ant vamzdžio ekrano sufokusuotas elektronų pluoštas smūgio taške sukelia šviečiančią dėmę, kurios ryškumas priklauso nuo pluošto energijos (ekranas padengtas specialia liuminescencine kompozicija, kuri šviečia veikiant elektronų pluoštui). Elektronų pluoštas yra praktiškai be inercijos, todėl šviesos tašką galima beveik akimirksniu perkelti bet kuria ekrano kryptimi, jei elektronų pluoštą veikia elektrinis laukas. Laukas sukuriamas naudojant dvi poras lygiagrečių plokščių, vadinamų deflektorinėmis plokštėmis. Maža pluošto inercija leidžia stebėti greitai kintančius procesus 10 9 Hz ar didesniu dažniu.

Atsižvelgiant į esamus osciloskopus, įvairaus dizaino ir paskirties, matote, kad jų funkcinė schema yra maždaug tokia pati. Pagrindiniai ir privalomi mazgai turėtų būti:

Katodinių spindulių vamzdis, skirtas vizualiai stebėti tiriamą procesą;

Maitinimo šaltiniai, norint gauti reikiamą įtampą, tiekiamą į vamzdžių elektrodus;

Prietaisas ryškumui, fokusavimui ir spindulio poslinkiui reguliuoti;

Nuskaitymo generatorius, skirtas elektronų pluoštui (ir atitinkamai šviesos taškui) perkelti vamzdžio ekraną tam tikru greičiu;

Stiprintuvai (ir slopintuvai), naudojami bandomojo signalo įtampai sustiprinti arba susilpninti, jei jos nepakanka, kad pastebimai nukreiptų spindulį vamzdžio ekrane arba, priešingai, yra per aukšta.

Katodinių spindulių vamzdžių prietaisas

Pirmiausia panagrinėkime katodinių spindulių vamzdžio įtaisą (36.1 pav.). Paprastai tai yra stiklinė kolba 3, evakuota iki didelio vakuumo. Siauroje jo dalyje yra šildomas katodas 4, iš kurio dėl termioninės emisijos išspinduliuojami elektronai.. Cilindrinių elektrodų 5, 6, 7 sistema sufokusuoja elektronus į siaurą spindulį 12 ir kontroliuoja jo intensyvumą. Po to seka dvi poros nukreipimo plokščių 8 ir 9 (horizontalios ir vertikalios) ir galiausiai ekranas 10 - lemputės 3 dugnas, padengtas liuminescencine kompozicija, dėl kurios matomas elektronų pluošto pėdsakas.

Katodą sudaro volframo siūlelis - šildytuvas 2, esantis siaurame vamzdyje, kurio galas (siekiant sumažinti elektronų darbo funkciją) yra padengtas bario arba stroncio oksido sluoksniu ir iš tikrųjų yra elektronų srauto šaltinis.

Elektronų formavimo į siaurą pluoštą, naudojant elektrostatinius laukus, procesas daugeliu atžvilgių panašus į optinių lęšių poveikį šviesos pluoštui. Todėl elektrodų 5,6,7 sistema vadinama elektrooptiniu įrenginiu.

Elektrodas 5 (moduliatorius) uždaro cilindro su siaura skyle pavidalu yra šiek tiek neigiamas katodo atžvilgiu ir atlieka funkcijas, panašias į elektroninio vamzdžio valdymo tinklelį. Keisdami moduliuojančio arba valdymo elektrodo neigiamos įtampos dydį, galite pakeisti elektronų, praeinančių per jo skylę, skaičių. Todėl naudodamiesi moduliuojančiu elektrodu galite valdyti spindulio ryškumą ekrane. Potenciometras, valdantis moduliatoriaus neigiamos įtampos dydį, rodomas osciloskopo priekiniame skydelyje su užrašu „ryškumas“.

Dviejų bendraašių cilindrų 6 ir 7 sistema, vadinama pirmuoju ir antruoju anodu, skirta pagreitinti ir sufokusuoti spindulį. Elektrostatinis laukas tarpe tarp pirmojo ir antrojo anodo nukreiptas taip, kad jis vėl nukreiptų besiskiriančias elektronų trajektorijas cilindro ašies link, panašiai kaip optinė sistema iš dviejų lęšių veikia besiskiriantį šviesos spindulį. Šiuo atveju katodas 4 ir moduliatorius 5 sudaro pirmąjį elektroninį lęšį, o kitas elektroninis lęšis atitinka pirmąjį ir antrąjį anodus.

Dėl to elektronų pluoštas sufokusuojamas taške, kuris turėtų būti ekrano plokštumoje, o tai pasirodo įmanoma, kai tinkamas pasirinkimas potencialų skirtumas tarp pirmojo ir antrojo anodo. Potenciometro rankenėlė, reguliuojanti šią įtampą, yra osciloskopo priekiniame skydelyje su užrašu „focus“.

Elektronų pluoštui atsitrenkus į ekraną, ant jo susidaro ryškiai apibrėžta šviečianti dėmė (atitinka pluošto skerspjūvį), kurios ryškumas priklauso nuo elektronų skaičiaus ir greičio pluošte. Dauguma Spindulio energija bombarduojant ekraną virsta šilumine energija. Kad nedegtų per liuminescencinę dangą, esant stacionariam elektronų pluoštui, didelis ryškumas neleidžiamas. Spindulys nukreipiamas naudojant dvi poras lygiagrečių plokščių 8 ir 9, išdėstytų viena kitai stačiu kampu.

Jei vienos poros plokštelėse yra potencialų skirtumas, tolygus elektrinis laukas tarp jų nukreipia elektronų pluošto trajektoriją, priklausomai nuo šio lauko dydžio ir ženklo. Skaičiavimai rodo, kad spindulio įlinkio dydis vamzdžio ekrane D(milimetrais), susijusi su plokštės įtampa U D ir įtampa antrame anode Ua 2(voltais) taip:

(36.1),

Katodinių spindulių vamzdžiai(CRT) – elektrovakuuminiai įtaisai, skirti elektrinį signalą paversti šviesos vaizdu naudojant ploną elektronų pluoštą, nukreiptą į specialų uždengtą ekraną. fosforo- kompozicija, galinti švytėti, kai yra bombarduojama elektronais.

Fig. 15 paveiksle parodytas katodinių spindulių vamzdžio su elektrostatiniu įtaisas fokusavimas ir elektrostatinės sijos įlinkis. Vamzdyje yra oksidu šildomas katodas su spinduliuojančiu paviršiumi, nukreiptu į moduliatoriaus skylę. Moduliatoriuje nustatomas nedidelis neigiamas potencialas katodo atžvilgiu. Toliau išilgai vamzdžio ašies (ir išilgai pluošto) yra fokusavimo elektrodas, dar vadinamas pirmuoju anodu, kurio teigiamas potencialas padeda ištraukti elektronus iš artimojo katodo erdvės per moduliatoriaus angą ir suformuoti iš jų siaurą spindulį. Tolesnį elektronų fokusavimą ir pagreitinimą atlieka antrojo anodo (greitinančio elektrodo) laukas. Jo potencialas vamzdyje yra labiausiai teigiamas ir svyruoja nuo vienetų iki dešimčių kilovoltų. Katodo, moduliatoriaus ir greitinančio elektrodo derinys sudaro elektronų pistoletą (elektroninį prožektorius). Nehomogeniškas elektrinis laukas tarp elektrodų veikia elektronų pluoštą kaip surenkantis elektrostatinį lęšį. Šio objektyvo veikiami elektronai susilieja į tašką viduje ekranas. Ekrano vidus padengtas fosforo sluoksniu – medžiaga, kuri elektronų srauto energiją paverčia šviesa. Lauke vieta, kur elektronų srautas patenka į ekraną, šviečia.

Norėdami valdyti šviesos taško padėtį ekrane ir taip gauti vaizdą, elektronų pluoštas nukreipiamas išilgai dviejų koordinačių, naudojant dvi poras plokščių elektrodų - nukreipimo plokštės X ir Y. Sijos įlinkio kampas priklauso nuo plokštėms taikomos įtampos. Veikiant kintamoms plokštelių nukreipimo įtampoms, spindulys eina aplink skirtingus ekrano taškus. Taško ryškumas priklauso nuo srovės spindulio stiprumo. Šviesumui valdyti į moduliatoriaus Z įvestį įvedama kintamoji įtampa. Norint gauti stabilų periodinio signalo vaizdą, jis periodiškai nuskaitomas ekrane, sinchronizuojant tiesiškai kintančią horizontalaus skenavimo įtampą X su tiriamu signalu, kuris vienu metu tiekiamas į vertikalias nukreipimo plokštes Y. Tokiu būdu ekrane CRT formuojami vaizdai. Elektronų pluoštas turi mažą inerciją.

Be elektrostatinės, jis taip pat naudojamas magnetinis fokusavimas Elektronų spindulys. Jis naudoja nuolatinės srovės ritę, į kurią įkišamas CRT. Magnetinio fokusavimo kokybė yra aukštesnė (mažesnis dėmės dydis, mažesni iškraipymai), tačiau magnetinis fokusavimas yra didelis ir nuolat eikvoja energiją.

Magnetinio pluošto nukreipimas, atliekamas dviem poromis ritinių su srovėmis, plačiai naudojamas (vaizdo vamzdeliuose). Magnetiniame lauke elektronas nukrypsta išilgai apskritimo spindulio, o nukreipimo kampas gali būti žymiai didesnis nei CRT su elektrostatiniu įlinkimu. Tačiau magnetinio nukreipimo sistemos našumas yra mažas dėl srovę nešančių ritinių inercijos. Todėl oscilografiniuose vamzdeliuose naudojamas tik elektrostatinis pluošto nukreipimas, nes jis turi mažesnę inerciją.

Ekranas yra svarbiausia CRT dalis. Kaip elektroliuminoforai naudoti įvairius neorganiniai junginiai ir jų mišiniai, pavyzdžiui, cinkas ir cinko-kadmio sulfidai, cinko silikatas, kalcio ir kadmio volframatai ir kt. su aktyvatorių (vario, mangano, bismuto ir kt.) priemaišomis. Pagrindiniai fosforo parametrai: švytėjimo spalva, ryškumas, taškinio šviesos intensyvumas, šviesos efektyvumas, pošvytis. Švytėjimo spalvą lemia fosforo sudėtis. Liuminescencinis ryškumas cd/m2

B ~ (dn/dt) (U-U 0) m,

čia dn/dt – elektronų srautas per sekundę, tai yra pluošto srovė, A;

U 0 - fosforo švytėjimo potencialas, V;

U – antrojo anodo greitinimo įtampa, V;

Dėmės šviesos intensyvumas yra proporcingas ryškumui. Šviesos efektyvumas yra taško šviesos stiprio ir spindulio galios santykis cd/W.

Afterglow– tai laikas, per kurį dėmės ryškumas išjungus spindulį sumažėja iki 1 % pradinė vertė. Yra fosforai, kurių švytėjimas labai trumpas (mažiau nei 10 μs), trumpas (nuo 10 μs iki 10 ms), vidutinis (nuo 10 iki 100 ms), ilgas (nuo 0,1 iki 16 s) ir labai ilgas (daugiau nei 16 s). pošvydis. Papildomo švytėjimo vertės pasirinkimą lemia CRT taikymo sritis. Kineskopams naudojami fosforai su mažu švytėjimu, nes vaizdas kineskopo ekrane nuolat keičiasi. Osciloskopo vamzdžiams naudojami vidutinio ar labai ilgo patvarumo fosforai, priklausomai nuo rodomų signalų dažnių diapazono.

Svarbus klausimas, kurį reikia išsamiau apsvarstyti, yra CRT ekrano galimybės. Kai elektronas patenka į ekraną, jis įkrauna ekraną neigiamu potencialu. Kiekvienas elektronas įkrauna ekraną, o jo potencialas tampa vis neigiamas, todėl labai greitai atsiranda stabdymo laukas, o elektronų judėjimas ekrano link sustoja. Realiuose CRT taip neįvyksta, nes kiekvienas elektronas, patekęs į ekraną, išmuša iš jo antrinius elektronus, tai yra, atsiranda antrinė elektronų emisija. Antriniai elektronai nunešami nuo ekrano neigiamas krūvis, o norint juos pašalinti iš erdvės priešais ekraną, vidinės kineskopo sienelės yra padengtos anglies pagrindu pagamintu laidžiu sluoksniu, elektra sujungtu su antruoju anodu. Kad šis mechanizmas veiktų, antrinis emisijos koeficientas, tai yra, antrinių elektronų skaičiaus ir pirminių elektronų skaičiaus santykis turi viršyti vienetą. Tačiau fosforo antrinis emisijos koeficientas Kve priklauso nuo įtampos antrojo anodo U a. Tokios priklausomybės pavyzdys parodytas fig. 16, iš kurio matyti, kad ekrano potencialas neturėtų viršyti vertės

U a max , antraip vaizdo ryškumas ne padidės, o sumažės. Priklausomai nuo fosforo medžiagos, įtampa U a max = 5...35 kV. Norint padidinti ribinį potencialą, ekrano vidus padengtas plona metalo (dažniausiai aliuminio, pralaidžia elektronams) plėvele. aliuminuoti ekranas) elektra prijungtas prie antrojo anodo. Šiuo atveju ekrano potencialą lemia ne antrinis fosforo emisijos koeficientas, o įtampa prie antrojo anodo. Tai leidžia naudoti didesnę antrojo anodo įtampą ir gauti didesnį ekrano ryškumą. Švytėjimo ryškumas didėja ir dėl šviesos, skleidžiamos į vamzdelį nuo aliuminio plėvelės, atspindžio. Pastarasis yra skaidrus tik pakankamai greitiems elektronams, todėl antrojo anodo įtampa turi viršyti 7...10 kV.

Katodinių spindulių vamzdžių tarnavimo laiką riboja ne tik katodo emisijos praradimas, kaip ir kitų vakuuminių prietaisų atveju, bet ir luminoforo sunaikinimas ekrane. Pirma, elektronų pluošto galia naudojama itin neefektyviai. Ne daugiau kaip du procentai jo virsta šviesa, o daugiau nei 98% tik įkaitina fosforą ir įvyksta jo sunaikinimas, kuris išreiškiamas tuo, kad ekrano šviesos efektyvumas palaipsniui mažėja. Perdegimas vyksta greičiau didėjant elektronų srauto galiai, mažėjant greitėjimo įtampai, taip pat intensyviau tose vietose, kur spindulys krenta ilgesnį laiką. Kitas veiksnys, sumažinantis katodinių spindulių vamzdžio tarnavimo laiką, yra ekrano bombardavimas neigiamų jonų, susidaręs iš katodo oksidinės dangos atomų. Pagreitinami greitėjančio lauko, šie jonai juda link ekrano, praeidami pro nukreipimo sistemą. Elektrostatinio nukreipimo vamzdeliuose jonai nukreipiami taip pat efektyviai, kaip ir elektronai, todėl jie daugiau ar mažiau tolygiai patenka į skirtingas ekrano sritis. Vamzdžiuose su magnetine deformacija jonai dėl daug kartų didesnės masės nei elektronai yra nukreipiami silpniau ir daugiausia patenka į centrinę ekrano dalį, laikui bėgant ekrane suformuodami palaipsniui tamsėjančią vadinamąją „jonų dėmę“. Vamzdžiai su aliuminuotu ekranu yra daug mažiau jautrūs jonų bombardavimui, nes aliuminio plėvelė blokuoja jonų kelią į fosforą.

Du plačiausiai naudojami katodinių spindulių vamzdžių tipai yra šie: oscilografinis Ir kineskopai. Osciloskopo vamzdeliai yra skirti rodyti įvairius procesus, vaizduojamus elektriniais signalais. Jie turi elektrostatinį pluošto nukreipimą, nes tai leidžia osciloskopui rodyti aukštesnio dažnio signalus. Spindulio fokusavimas taip pat yra elektrostatinis. Paprastai osciloskopas naudojamas periodinio šlavimo režimu: pjūklo įtampa su pastoviu dažniu ( šlavimo įtampa), vertikalioms nukreipimo plokštėms taikoma sustiprinta tiriamo signalo įtampa. Jei signalas yra periodiškas ir jo dažnis yra sveikasis skaičius kartų didesnis už šlavimo dažnį, ekrane pasirodo stacionarus signalo grafikas laikui bėgant ( oscilograma). Šiuolaikiniai osciloskopo vamzdžiai yra sudėtingesnio dizaino nei pavaizduoti Fig. 15, jie turi didesnį elektrodų skaičių, jie taip pat naudojami dviguba sija oscilografiniai CRT, kurie turi dvigubą visų elektrodų komplektą su vienu bendru ekranu ir leidžia sinchroniškai rodyti du skirtingus signalus.

CRT yra CRT su ryškumo ženklas, tai yra, valdant pluošto ryškumą keičiant moduliatoriaus potencialą; jie naudojami buitiniuose ir pramoniniuose televizoriuose, taip pat monitoriai kompiuteriai elektrinį signalą paversti dvimačiu vaizdu ekrane. CRT skiriasi nuo oscilografinių CRT dideli dydžiai ekranas, vaizdo pobūdis ( pustonis visame ekrano paviršiuje), magnetinio pluošto nukreipimo išilgai dviejų koordinačių naudojimas, santykinai mažas šviesos taško dydis, griežti taško dydžio stabilumo ir skenavimo tiesiškumo reikalavimai. Pažangiausi yra spalvoti vaizdo vamzdžiai kompiuterių monitoriams, pasižymintys didele raiška (iki 2000 eilučių), minimaliais geometriniais rastriniais iškraipymais ir teisingu spalvų perteikimu. IN skirtingas laikas buvo gaminami kineskopai, kurių ekrano dydis svyravo nuo 6 iki 90 cm įstrižai.Kineskopo ilgis išilgai jo ašies paprastai yra šiek tiek mažesnio dydžioįstrižainės, maksimalus spindulio nukrypimo kampas 110…116 0 . Spalvoto vamzdžio ekrano vidus yra padengtas daugybe taškų arba siaurų fosforo juostelių skirtingos kompozicijos, paverčiant elektros spindulį viena iš trijų pagrindinių spalvų: raudona, žalia, mėlyna. Spalvotas vaizdo vamzdelis turi tris elektronų patrankas, po vieną kiekvienai pagrindinei spalvai. Nuskaitydami per ekraną, spinduliai juda lygiagrečiai ir apšviečia gretimas fosforo sritis. Spindulio srovės yra skirtingos ir priklauso nuo gaunamo vaizdo elemento spalvos. Be tiesioginio stebėjimo vamzdžių, yra projekcinių vaizdo vamzdžių, kurie, nepaisant mažo dydžio, turi didelį vaizdo ryškumą ekrane. Tada šis ryškus vaizdas optiškai projektuojamas ant plokščio balto ekrano ir sukuriamas didelis vaizdas.

Fosforai ant katodinių spindulių vamzdžio ekrano uždedami mažyčių taškelių pavidalu ir šie taškai surenkami į grupes po tris; trijose arba triadoje yra vienas raudonas, vienas mėlynas ir vienas žalias taškas. Paveiksle parodžiau keletą tokių triadų. Iš viso vamzdžio ekrane yra apie 500 tūkstančių triadų. Vaizdą, kurį matote per televizorių, sudaro tik šviečiantys taškai. Kai vaizdo detalės yra šviesesnės, daugiau elektronų patenka į taškus ir jie šviečia ryškiau. Atitinkamai mažiau elektronų patenka į tamsias vaizdo sritis. Jei spalvotame vaizde yra balta detalė, tada visur toje detalėje visi trys kiekvienos triados taškai šviečia vienodai ryškiai. Priešingai, jei spalvotame paveikslėlyje yra raudona detalė, tai visur šios detalės viduje šviečia tik raudoni kiekvienos triados taškai, o žali ir mėlyni taškai visiškai nešviečia.

Ar suprantate, ką reiškia sukurti spalvotą vaizdą televizoriaus ekrane? Tai, pirma, priversti elektronus nukristi į reikiamas vietas, tai yra į tuos fosforo taškus, kurie turėtų šviesti, o ne į kitas vietas, tai yra į tuos taškus, kurie neturėtų šviesti. Antra, elektronai turi patekti į reikiamas vietas tinkamu laiku. Juk vaizdas ekrane nuolat kinta, o ten, kur, pavyzdžiui, kažkuriuo momentu buvo ryškiai oranžinė dėmė, po akimirkos turėtų atsirasti tamsiai violetinė dėmė. Galiausiai, trečia, į Tinkama vieta o reikiamas skaičius elektronų turi atvykti reikiamu laiku. Daugiau – kur švytėjimas turi būti ryškesnis, o mažiau – ten, kur švytėjimas tamsesnis.

Kadangi ekrane yra beveik pusantro milijono fosforo taškų, užduotis iš pirmo žvilgsnio atrodo itin sunki. Tiesą sakant – nieko sudėtingo. Visų pirma, katodinių spindulių vamzdis turi ne vieną, o tris atskirus šildomus katodus. Lygiai taip pat, kaip įprastame vakuuminiame vamzdyje. Kiekvienas katodas skleidžia elektronus ir aplink jį sukuria elektronų debesį. Prie kiekvieno katodo yra tinklelis ir anodas. Elektronų, einančių per tinklelį į anodą, skaičius priklauso nuo tinkle esančios įtampos. Kol kas viskas vyksta kaip įprastoje trijų elektrodų lempoje – triodėje.

Koks skirtumas? Anodas čia ne kietas, o su skylute pačiame centre. Todėl dauguma elektronų, judančių iš katodo į anodą, nėra sulaikomi prie anodo – jie išskrenda pro skylę apvalaus pluošto pavidalu. Konstrukcija, susidedanti iš katodo, tinklelio ir anodo, vadinama elektronų pistoletu. Pistoletas tarsi iššauna elektronų spindulį, o elektronų skaičius pluošte priklauso nuo tinklelio įtampos.

Nutaikyti elektroniniai ginklai kad pirmos patrankos skleidžiamas spindulys visada pataikytų tik į raudonus triadų taškus, antrosios patrankos spindulys – tik į žalius, o iš trečiosios – tik į mėlynus taškus. Tokiu būdu išsprendžiama viena iš trijų spalvoto vaizdo kūrimo problemų. Pritaikius reikiamą įtampą prie kiekvieno iš trijų pistoletų tinklelių, nustatomas reikiamas raudonos, žalios ir mėlynos šviesos intensyvumas, todėl kiekvienai vaizdo detalei suteikiamas norimas dažymas.

Nuo 1902 m. Borisas Lvovičius Rosingas dirba su Browno vamzdeliu. 1907 m. liepos 25 d. jis pateikė paraišką išradimui „Vaizdų perdavimo elektra per atstumą metodas“. Spindulį vamzdyje nuskenavo magnetiniai laukai, o signalas buvo moduliuojamas (ryškumo pasikeitimas) naudojant kondensatorių, kuris galėjo nukreipti spindulį vertikaliai, taip pakeisdamas elektronų, patenkančių į ekraną per diafragmą, skaičių. 1911 m. gegužės 9 d. Rusijos technikos draugijos posėdyje Rosingas pademonstravo paprastų televizijos vaizdų perdavimą. geometrines figūras ir gauti juos atkuriant CRT ekrane.

XX amžiaus pradžioje ir viduryje Vladimiras Zvorykinas, Allenas Dumontas ir kiti vaidino svarbų vaidmenį kuriant CRT.

klasifikacija

Pagal elektronų pluošto nukreipimo metodą visi CRT skirstomi į dvi grupes: su elektromagnetiniu nukreipimu (indikatoriniai CRT ir vaizdo vamzdeliai) ir su elektrostatiniu nukreipimu (oscilografiniai CRT ir labai maža dalis indikatorius CRT).

Pagal galimybę išsaugoti įrašytą vaizdą CRT skirstomi į vamzdelius be atminties ir vamzdelius su atmintimi (indikatorius ir osciloskopas), kurių konstrukcijoje yra specialūs atminties elementai (blokai), kurių pagalba galima atkurti vieną kartą įrašytą vaizdą. daug kartų.

Pagal ekrano spalvą CRT skirstomi į vienspalvius ir daugiaspalvius. Vienspalvis gali turėti skirtinga spalvašvytėjimas: balta, žalia, mėlyna, raudona ir kt. Daugiaspalvės pagal veikimo principą skirstomos į dvispalves ir trispalves. Dviejų spalvų - indikatoriniai CRT, ekrano švytėjimo spalva keičiasi arba perjungiant aukštą įtampą, arba keičiant elektronų pluošto srovės tankį. Trijų spalvų (pagal pirmines spalvas) - spalvoti vaizdo vamzdeliai, įvairiaspalvį ekrano švytėjimą užtikrina specialūs elektroninės-optinės sistemos dizainai, spalvų atskyrimo kaukė ir ekranas.

Oscilografiniai CRT skirstomi į žemo dažnio ir mikrobangų diapazono vamzdelius. Pastarosiose konstrukcijose naudojama gana sudėtinga elektronų pluošto nukreipimo sistema.

Vaizdo vamzdžiai skirstomi į televizorių, monitorių ir projekcinius (naudojami vaizdo projektoriuose). Monitoriaus kineskopai turi mažesnį kaukės žingsnį nei televizorių, o projekciniai kineskopai padidino ekrano ryškumą. Jie yra vienspalviai ir turi raudoną, žalią ir Mėlyna spalva ekrano švytėjimas.

Dizainas ir veikimo principas

Bendri principai

Juodai baltas kineskopinis prietaisas

Cilindre 9 susidaro gilus vakuumas - pirmiausia išpumpuojamas oras, po to visos metalinės kineskopo dalys kaitinamos induktoriumi, kad būtų išleistos sugertos dujos, o likusiam orui palaipsniui sugerti naudojamas geteris.

Norėdami sukurti elektronų pluoštą 2 , naudojamas prietaisas, vadinamas elektronų pistoletu. Katodas 8 , šildomas siūlu 5 , skleidžia elektronus. Norint padidinti elektronų emisiją, katodas padengiamas medžiaga, kuri turi mažai darbinę funkciją (didžiausi CRT gamintojai tam naudoja savo patentuotas technologijas). Keičiant valdymo elektrodo įtampą ( moduliatorius) 12 galite keisti elektronų pluošto intensyvumą ir atitinkamai vaizdo ryškumą (yra ir modelių su katodiniu valdymu). Be valdymo elektrodo, šiuolaikinių CRT pistolete yra fokusavimo elektrodas (iki 1961 m. buitiniuose vaizdo vamzdeliuose buvo naudojamas elektromagnetinis fokusavimas naudojant fokusavimo ritę 3 su šerdimi 11 ), skirtas fokusuoti tašką ant kineskopo ekrano į tašką, greitinantį elektrodą, skirtą papildomam elektronų pagreičiui pistolete ir anode. Palikę ginklą, elektronai greitinami anodu 14 , kuri yra metalizuota kineskopo kūgio vidinio paviršiaus danga, sujungta su to paties pavadinimo pistoleto elektrodu. Spalvotuose vaizdo vamzdeliuose su vidiniu elektrostatiniu ekranu jis yra prijungtas prie anodo. Daugelyje ankstyvųjų modelių vaizdo vamzdžių, tokių kaip 43LK3B, kūgis buvo pagamintas iš metalo ir atvaizdavo patį anodą. Anodo įtampa svyruoja nuo 7 iki 30 kilovoltų. Daugelyje mažų oscilografinių CRT anodas yra tik vienas iš elektronų pistoleto elektrodų ir tiekiamas iki kelių šimtų voltų įtampa.

Tada sija praeina per nukreipimo sistemą 1 , kuri gali keisti spindulio kryptį (paveiksle pavaizduota magnetinio nukreipimo sistema). Televizijos CRT naudoja magnetinio nukreipimo sistemą, nes ji užtikrina didelius nukreipimo kampus. Oscilografiniuose CRT naudojama elektrostatinė nukreipimo sistema, nes ji užtikrina didesnį našumą.

Elektronų spindulys patenka į ekraną 10 , padengtas fosforu 4 . Elektronų bombarduojamas fosforas švyti, o greitai judanti kintamo ryškumo dėmė sukuria vaizdą ekrane.

Lusoforas iš elektronų įgyja neigiamą krūvį, prasideda antrinė emisija – pats fosforas pradeda skleisti elektronus. Dėl to visas vamzdis įgauna neigiamą krūvį. Kad taip neatsitiktų, per visą vamzdžio paviršių yra akvadago sluoksnis, laidus grafito pagrindu pagamintas mišinys, prijungtas prie anodo ( 6 ).

Kineskopas yra prijungtas per laidus 13 ir aukštos įtampos lizdas 7 .

Nespalvotuose televizoriuose fosforo sudėtis parenkama taip, kad jis švytėtų neutralia pilka spalva. Vaizdo terminaluose, radaruose ir kt., siekiant sumažinti akių nuovargį, fosforas dažnai būna geltonas arba žalias.

Spindulio kampas

CRT pluošto nukreipimo kampas yra didžiausias kampas tarp dviejų galimų elektronų pluošto padėčių lemputės viduje, kai ekrane vis dar matoma šviečianti dėmė. Ekrano įstrižainės (skersmens) ir CRT ilgio santykis priklauso nuo kampo. Oscilografiniams CRT dažniausiai yra iki 40°, o tai atsiranda dėl būtinybės padidinti pluošto jautrumą nukreipimo plokščių poveikiui ir užtikrinti įlinkio charakteristikų tiesiškumą. Pirmųjų sovietinių televizijos kineskopų su apvaliu ekranu nukreipimo kampas buvo 50°, vėlesnių laidų nespalvotų vaizdo kineskopų – 70°, nuo septintojo dešimtmečio jis padidėjo iki 110° (vienas pirmųjų tokių). kineskopai buvo 43LK9B). Buitiniams spalvotiems vaizdo kineskopams jis yra 90°.

Didėjant pluošto nukrypimo kampui, kineskopo matmenys ir svoris mažėja, tačiau:

Padidėja nuskaitymo mazgų suvartojama galia. Siekiant išspręsti šią problemą, buvo sumažintas kineskopo kaklelio skersmuo, tačiau tam reikėjo pakeisti elektroninio ginklo konstrukciją.
didėja reikalavimai nukreipimo sistemos pagaminimo ir surinkimo tikslumui, kas buvo įgyvendinta sumontavus kineskopą su nukreipimo sistema į vientisą modulį ir sumontavus jį gamykloje.
daugėja būtinų elementų rastrinei geometrijai ir informacijai nustatyti.

Visa tai lėmė tai, kad kai kuriose srityse vis dar naudojami 70 laipsnių vaizdo vamzdžiai. Be to, 70° kampas ir toliau naudojamas mažo dydžio juodai baltuose vaizdo vamzdeliuose (pavyzdžiui, 16LK1B), kur ilgis nevaidina tokio reikšmingo vaidmens.

Jonų spąstai

Kadangi CRT viduje neįmanoma sukurti tobulo vakuumo, kai kurios oro molekulės lieka viduje. Susidūrę su elektronais, susidaro jonai, kurie, turėdami daug kartų didesnę masę už elektronų masę, praktiškai nenukrypsta, palaipsniui išdegindami fosforą ekrano centre ir suformuodami vadinamąją jonų dėmę. Siekiant kovoti su tuo, iki septintojo dešimtmečio vidurio buvo naudojamas „jonų gaudyklės“ principas: elektronų pistoleto ašis buvo tam tikru kampu kineskopo ašies atžvilgiu, o išorėje esantis reguliuojamas magnetas suteikė lauką, kuris pasuko elektronų srautas link ašies. Masyvūs jonai, judėdami tiesia linija, pateko į patį spąstus.

Tačiau ši konstrukcija privertė padidinti kineskopo kaklelio skersmenį, dėl ko padidėjo reikiama galia nukreipimo sistemos ritėse.

septintojo dešimtmečio pradžioje jis buvo sukurtas naujas būdas fosforo apsauga: aliuminuojant ekraną, be to, dvigubai padidintas maksimalus kineskopo ryškumas, nebereikėjo jonų gaudyklės.

Vėlavimas tiekiant įtampą į anodą arba moduliatorių

Televizoriuje, kurio horizontalus skenavimas atliekamas naudojant lempas, įtampa prie kineskopo anodo atsiranda tik įšilus išėjimo horizontalaus skenavimo lempai ir slopintuvo diodui. Iki to laiko kineskopo šiluma jau atšilo.

Visų puslaidininkių grandinių įvedimas į horizontalius skenavimo įrenginius sukėlė pagreitinto kineskopo katodų susidėvėjimo problemą dėl įtampos tiekimo kineskopo anodui kartu su įjungimu. Siekiant kovoti su šiuo reiškiniu, buvo sukurti mėgėjų vienetai, kurie vėluoja tiekti įtampą kineskopo anodui arba moduliatoriui. Įdomu tai, kad kai kuriuose iš jų, nepaisant to, kad jie skirti montuoti į puslaidininkinius televizorius, radijo vamzdis naudojamas kaip vėlinimo elementas. Vėliau pradėti gaminti pramoniniai televizoriai, kuriuose iš pradžių buvo numatytas toks vėlavimas.

Nuskaityti

Kad ekrane būtų sukurtas vaizdas, elektronų spindulys turi nuolat prasiskverbti per ekraną dideliu dažniu – ne mažiau kaip 25 kartus per sekundę. Šis procesas vadinamas šluoti. Yra keli būdai nuskaityti vaizdą.

Rastrinis nuskaitymas

Elektronų pluoštas eilėmis praeina per visą ekraną. Yra dvi parinktys:

1-2-3-4-5-… (interlaced scanning);
1-3-5-7-…, tada 2-4-6-8-… (susipylusi).

Vektorinis nuskaitymas

Elektronų pluoštas eina išilgai vaizdo linijų. Vektorinis nuskaitymas buvo naudojamas Vectrex žaidimų konsolėje.

Nuskaitykite radaro ekrane

Jei naudojamas visapusis žiūrėjimo ekranas, vadinamasis. typetron, elektronų pluoštas eina išilgai ekrano spindulių (ekranas turi apskritimo formą). Paslaugos informacija daugeliu atvejų (skaičiai, raidės, topografiniai ženklai) papildomai dislokuojama per ženklų matricą (esančią elektronų pluošto pistolete).

Spalvoti vaizdo vamzdeliai

Spalvotas kineskopas. 1 – elektroniniai ginklai. 2 – elektronų spinduliai. 3 - Fokusavimo ritė. 4 - Nukreipimo ritės. 5 - anodas. 6 - Kaukė, kurios dėka raudonas spindulys atsitrenkia į raudoną fosforą ir pan. 7 - Raudoni, žali ir mėlyni fosforo grūdeliai. 8 - Kaukės ir fosforo grūdeliai (padidinti).

Spalvotas kineskopas nuo juodai balto skiriasi tuo, kad turi tris pistoletus – „raudoną“, „žalią“ ir „mėlyną“ ( 1 ). Atitinkamai, ekrane 7 Tam tikra tvarka naudojami trys fosforo tipai - raudona, žalia ir mėlyna ( 8 ).

Priklausomai nuo naudojamos kaukės tipo, pistoletai kineskopo kakle yra delta formos (lygiakraščio trikampio kampuose) arba plokštumos (toje pačioje linijoje). Kai kurie to paties pavadinimo elektrodai iš skirtingų elektronų patrankų yra sujungti laidininkais kineskopo viduje. Tai greitinantys elektrodai, fokusavimo elektrodai, šildytuvai (sujungti lygiagrečiai) ir dažnai moduliatoriai. Ši priemonė yra būtina norint išsaugoti kineskopo išėjimų skaičių dėl ribotų jo kaklo matmenų.

Tik raudono pistoleto spindulys atsitrenkia į raudoną fosforą, tik žalio pistoleto spindulys patenka į žalią ir tt Tai pasiekiama tarp ginklų ir ekrano įrengiant metalinę tinklelį, vadinamą kaukė (6 ). Šiuolaikiniuose vaizdo vamzdeliuose kaukė pagaminta iš invaro, plieno, turinčio mažą šiluminio plėtimosi koeficientą, tipo.

Kaukių tipai

Yra dviejų tipų kaukės:

Tarp šių kaukių nėra aiškaus lyderio: šešėlinė suteikia aukštos kokybės linijas, o diafragma suteikia sodresnių spalvų ir didelį efektyvumą. Plyšys sujungia šešėlio ir diafragmos pranašumus, tačiau yra linkęs į muare.

Kuo mažesni fosforo elementai, tuo geresnę vaizdo kokybę vamzdis gali sukurti. Vaizdo kokybės rodiklis yra kaukės žingsnis.

Šešėlių grotelėms kaukės žingsnis yra atstumas tarp dviejų artimiausių kaukės angų (atitinkamai atstumas tarp dviejų artimiausių tos pačios spalvos fosforo elementų).
Diafragmos ir plyšio grotelėms kaukės žingsnis apibrėžiamas kaip horizontalus atstumas tarp kaukės plyšių (atitinkamai horizontalus atstumas tarp vertikalių tos pačios spalvos fosforo juostų).

Šiuolaikiniuose CRT monitoriuose kaukės žingsnis yra 0,25 mm. Televizijos vaizdo kineskopuose, kuriuose vaizdas matomas iš didesnio atstumo, yra maždaug 0,8 mm žingsniai.

Spindulių konvergencija

Kadangi plokščiuose vaizdo vamzdeliuose ekrano kreivio spindulys yra daug didesnis nei atstumas nuo jo iki elektroninės optinės sistemos iki begalybės, o nenaudojant specialių priemonių, spalvoto vaizdo vamzdžio spindulių susikirtimo taškas. yra pastoviu atstumu nuo elektronų patrankų, būtina užtikrinti, kad šis taškas būtų tiksliai šešėlio kaukės paviršiuje, kitaip atsiras trijų vaizdo spalvų komponentų nesutapimas, kuris padidės nuo ekrano centro iki kraštus. Kad taip neatsitiktų, elektronų pluoštai turi būti tinkamai pakreipti. Vaizdo vamzdeliuose su delta formos pistoletų išdėstymu tai atliekama specialiu elektromagnetinė sistema, valdomas atskirai įrenginiu, kuris senuose televizoriuose buvo dedamas į atskirą bloką – maišymo bloką – periodiniams reguliavimui. Vaizdo vamzdeliuose su plokščiu pistoletų išdėstymu reguliavimas atliekamas naudojant specialius magnetus, esančius ant vaizdo vamzdžio kaklelio. Laikui bėgant, ypač vaizdo kineskopuose su trikampio formos elektronų patrankų išdėstymu, konvergencija sutrinka ir reikalauja papildomo reguliavimo. Dauguma kompiuterių remonto įmonių siūlo monitorių atkūrimo paslaugą.

Išmagnetinimas

Būtinas spalvotuose vaizdo vamzdeliuose, kad būtų pašalintas liekamasis arba atsitiktinis šešėlių kaukės ir elektrostatinio ekrano įmagnetinimas, turintis įtakos vaizdo kokybei.

Išmagnetinimas atsiranda dėl atsiradimo vadinamojoje išmagnetinimo kilpoje - žiedo formos lanksčios didelio skersmens ritės, esančios kineskopo paviršiuje - greitai kintančio slopinamo magnetinio lauko impulso. Siekiant užtikrinti, kad ši srovė palaipsniui mažėtų įjungus televizorių, naudojami termistoriai. Daugelyje monitorių, be termistorių, yra relė, kuri, pasibaigus kineskopo išmagnetinimo procesui, išjungia šios grandinės maitinimą, kad termistorius atvėstų. Po to galite naudoti specialų klavišą arba, dažniau, specialią komandą monitoriaus meniu, kad suaktyvintumėte šią relę ir bet kuriuo metu atliktumėte pakartotinį išmagnetinimą, neišjungdami ir neįjungdami monitoriaus maitinimo.

Trineskopas

Trineskopas – tai dizainas, sudarytas iš trijų nespalvotų vaizdo vamzdžių, šviesos filtrų ir peršviečiamų veidrodžių (arba dichroinių veidrodžių, kurie sujungia permatomų veidrodžių ir filtrų funkcijas), naudojami spalvotam vaizdui gauti.

Taikymas

CRT naudojami rastrinio vaizdo formavimo sistemose: įvairių tipų televizoriuose, monitoriuose, vaizdo sistemose.

Oscilografiniai CRT dažniausiai naudojami funkcinių priklausomybių rodymo sistemose: osciloskopuose, vobuloskopuose, taip pat kaip rodymo įrenginys radarų stotyse, įrenginiuose. specialus tikslas; V Tarybiniai metai taip pat buvo naudojami kaip vaizdinės priemonės tiriant elektronų pluošto prietaisų konstrukciją apskritai.

Simbolių spausdinimo CRT naudojami įvairiose specialios paskirties įrangoje.

Pažymėjimas ir žymėjimas

Buitinių CRT žymėjimą sudaro keturi elementai:

Pirmasis elementas: skaičius, nurodantis stačiakampio įstrižainę arba apvalaus ekrano skersmenį centimetrais;
Antrasis elementas: dvi raidės, nurodančios, kad CRT priklauso tam tikram dizaino tipui. LC - kineskopas, LM - vamzdis su elektromagnetinio pluošto nukreipimu, LO - vamzdis su elektrostatinio pluošto nukreipimu, LN - vamzdeliai su atmintimi (indikatorius ir oscilografinis);
Trečiasis elementas: skaičius, nurodantis tam tikro vamzdžio modelio numerį su tam tikra įstrižaine, o osciloskopo vamzdžių mikrobangų diapazone numeracija prasideda skaičiumi 101;
Ketvirtasis elementas: raidė, nurodanti ekrano švytėjimo spalvą. C - spalvotas, B - baltas švytėjimas, I - žalias švytėjimas, B - geltonai žalias švytėjimas, C - oranžinis švytėjimas, P - raudonas švytėjimas, A - mėlynas švytėjimas. X – žymi pavyzdį, kurio apšvietimo parametrai yra prastesni, palyginti su prototipu.

Ypatingais atvejais prie pavadinimo gali būti pridėtas penktasis elementas, kuriame pateikiama papildoma informacija.

Pavyzdys: 50LK2B – juodai baltas kineskopas, kurio ekrano įstrižainė 50 cm, antrasis modelis, 3LO1I – osciloskopo vamzdis, kurio žalio ekrano skersmuo 3 cm, pirmasis modelis.

Poveikis sveikatai

Elektromagnetinė radiacija

Šią spinduliuotę sukuria ne pats kineskopas, o nukreipimo sistema. Vamzdžiai su elektrostatiniu įlinkiu, ypač osciloskopai, jo neišskiria.

Monitoriaus vaizdo vamzdeliuose, siekiant slopinti šią spinduliuotę, nukreipimo sistema dažnai yra padengta ferito kaušeliais. Televizijos vaizdo vamzdeliams toks ekranavimas nereikalingas, nes žiūrovas paprastai sėdi daug didesniu atstumu nuo televizoriaus nei nuo monitoriaus.

Jonizuojanti radiacija

CRT yra dviejų tipų jonizuojančiosios spinduliuotės.

Pirmasis iš jų yra pats elektronų pluoštas, kuris iš esmės yra mažos energijos beta dalelių (25 keV) srautas. Ši spinduliuotė nepatenka į lauką ir nekelia pavojaus naudotojui.

Antrasis yra bremsstrahlung rentgeno spinduliuotė, kuri atsiranda, kai ekranas yra bombarduojamas elektronais. Siekiant sumažinti šios spinduliuotės išeigą iki visiškai saugaus lygio, stiklas yra legiruotas švinu (žr. toliau). Tačiau sugedus televizoriui ar monitoriui, dėl kurio labai padidėtų anodo įtampa, šios spinduliuotės lygis gali padidėti iki pastebimo lygio. Siekiant užkirsti kelią tokioms situacijoms, linijos nuskaitymo įrenginiai aprūpinti apsauginiais blokais.

Namų ir užsienio spalvotuose televizoriuose, pagamintuose iki aštuntojo dešimtmečio vidurio, gali būti papildomų šaltinių rentgeno spinduliuotė- stabilizuojantys triodai, sujungti lygiagrečiai su kineskopu ir padedantys stabilizuoti anodo įtampą, taigi ir vaizdo dydį. Raduga-5 ir Rubin-401-1 televizoriai naudoja 6S20S triodus, o ankstyvieji ULPTsT modeliai naudoja GP-5. Kadangi tokio triodo indo stiklas yra daug plonesnis nei kineskopo ir nėra legiruotas švinu, tai yra daug intensyvesnis rentgeno spinduliuotės šaltinis nei pats kineskopas, todėl dedamas į specialų plieną. ekranas. Vėlesniuose ULPTST televizorių modeliuose naudojami kiti aukštos įtampos stabilizavimo metodai ir šis rentgeno spinduliuotės šaltinis neįtraukiamas.

Mirgėjimas

Mitsubishi Diamond Pro 750SB monitorius (1024x768, 100 Hz), nufilmuotas 1/1000 s užrakto greičiu. Ryškumas dirbtinai didelis; rodo tikrąjį vaizdo ryškumą skirtinguose ekrano taškuose.

CRT monitoriaus spindulys, formuojantis vaizdą ekrane, sukelia fosforo dalelių švytėjimą. Prieš formuojant kitą kadrą, šios dalelės turi laiko užgesti, todėl galite stebėti „ekrano mirgėjimą“. Kuo didesnis kadrų dažnis, tuo mažiau pastebimas mirgėjimas. Žemas dažnis sukelia akių nuovargį ir kenkia sveikatai.

Daugumoje televizorių, pagrįstų katodinių spindulių vamzdžiu, kas sekundę keičiasi 25 kadrai, o tai, atsižvelgiant į susipynę skenavimą, yra 50 laukų (pusių kadrų) per sekundę (Hz). Šiuolaikiniuose televizorių modeliuose šis dažnis dirbtinai padidinamas iki 100 hercų. Dirbant už monitoriaus ekrano, mirgėjimas jaučiamas stipriau, nes atstumas nuo akių iki kineskopo yra daug mažesnis nei žiūrint televizorių. Mažiausias rekomenduojamas monitoriaus atnaujinimo dažnis yra 85 Hz. Ankstyvieji monitorių modeliai neleidžia dirbti su didesniu nei 70–75 Hz nuskaitymo dažniu. CRT mirgėjimas gali būti aiškiai matomas esant periferiniam regėjimui.

Neryškus vaizdas

Vaizdas ant katodinių spindulių vamzdžio yra neryškus, palyginti su kitų tipų ekranais. Manoma, kad neryškūs vaizdai yra vienas iš veiksnių, lemiančių vartotojo akių nuovargį. Kita vertus, naudojant aukštos kokybės monitorius, suliejimas neturi stipraus poveikio žmogaus sveikatai, o pats suliejimo efektas leidžia išvengti ekrano šrifto išlyginimo monitoriuje, kuris atsispindi vaizdo kokybei. suvokimas; nėra LCD monitoriams būdingo šrifto iškraipymo.

Aukštos įtampos

CRT veikimui naudoja aukštą įtampą. Jei nesiimsite jokių priemonių, šimtų voltų liekamoji įtampa CRT ir laidų grandinėse gali išlikti kelias savaites. Todėl į grandines pridedami iškrovos rezistoriai, dėl kurių televizorius per kelias minutes po jo išjungimo tampa visiškai saugus.

Priešingai populiariems įsitikinimams, CRT anodo įtampa negali nužudyti žmogaus dėl mažos įtampos keitiklio galios – bus tik pastebimas smūgis. Tačiau tai gali būti ir mirtina, jei žmogus turi širdies ydų. Jis taip pat gali sukelti sužalojimą, įskaitant mirtį, netiesiogiai, kai žmogus atitraukia ranką ir paliečia kitas televizoriaus ir monitoriaus grandines, kuriose yra itin pavojinga gyvybei įtampa, kuri yra visuose televizorių ir monitorių modeliuose, kuriuose naudojami CRT, taip pat įskaitant grynai mechaniniai sužalojimai, susijęs su staigiu nekontroliuojamu kritimu, kurį sukelia elektros spazmas.

Toksiškos medžiagos

Bet kurioje elektronikoje (taip pat ir CRT) yra sveikatai kenksmingų medžiagų ir aplinką. Tarp jų: bario junginiai katoduose, fosforai.

Naudoti CRT daugelyje šalių laikomi pavojingomis atliekomis ir turi būti perdirbami arba šalinami į atskirus sąvartynus.

CRT sprogimas

Kadangi kineskopo viduje yra vakuumas, dėl oro slėgio vien 17 colių monitoriaus ekranui tenka apie 800 kg apkrova – miniautomobilio svoris. Dėl konstrukcijos slėgis CRT ekrane ir kūgyje yra teigiamas, o ekrano šone – neigiamas, todėl kyla sprogimo pavojus. Dirbant su ankstyvaisiais vaizdo vamzdžių modeliais, saugos taisyklės reikalavo naudoti apsaugines pirštines, kaukę ir akinius. Televizoriuje prieš kineskopo ekraną buvo sumontuotas stiklinis apsauginis ekranas, o kraštuose – metalinė apsauginė kaukė.

Nuo septintojo dešimtmečio antrosios pusės pavojinga vaizdo vamzdžio dalis buvo uždengta specialiu metaliniu sprogimui atspariu tvarsčiu, pagamintu iš metalo štampuotos konstrukcijos arba suvyniotu keliais sluoksniais juostos. Toks tvarstis pašalina savaiminio sprogimo galimybę. Kai kuriuose vaizdo kineskopų modeliuose ekranui uždengti papildomai buvo naudojama apsauginė plėvelė.

Nepaisant to, kad naudojamos apsaugos sistemos, neatmetama galimybė, kad žmonės bus sužaloti nuo skeveldrų, kai tyčia sulaužomas kineskopas. Atsižvelgiant į tai, naikinant pastarąjį, saugumo sumetimais pirmiausia sulaužomas pratęsimas - technologinis stiklinis vamzdis kaklo gale po plastikiniu pagrindu, per kurį gamybos metu išpumpuojamas oras.

Mažo dydžio CRT ir vaizdo kineskopai, kurių ekrano skersmuo ar įstrižainė iki 15 cm, nekelia pavojaus ir neturi sprogimui atsparių įtaisų.

Kitų tipų elektronų pluošto įtaisai

Be kineskopo, katodinių spindulių prietaisai apima:

Kvantoskopas (lazerinis kineskopas), kineskopo tipas, kurio ekranas yra puslaidininkinių lazerių, pumpuojamų elektronų pluoštu, matrica. Kvantoskopai naudojami vaizdo projektoriuose.
Ženklų spausdinimo katodinių spindulių vamzdis.
Radarų indikatoriuose naudojami indikatoriniai katodinių spindulių vamzdžiai.
Sandėliavimo katodinių spindulių vamzdis.
- Graphecon
Perduodantis televizoriaus vamzdis šviesos vaizdus paverčia elektriniais signalais.
Monoskopas yra perduodantis katodinių spindulių vamzdis, kuris paverčia vieną vaizdą, padarytą tiesiai ant fotokatodo, į elektrinį signalą. Naudojamas televizijos bandymo lentelės vaizdams perduoti (pavyzdžiui, TIT-0249).
Kadroscope yra katodinių spindulių vamzdis su matomu vaizdu, skirtas skenavimo blokams reguliuoti ir spinduliui fokusuoti įrangoje naudojant katodinių spindulių vamzdžius be matomo vaizdo (grafekonai, monoskopai, potencialoskopai). Rėmo matmenys yra panašūs į įrangoje naudojamą katodinių spindulių vamzdį. Be to, pagrindinis CRT ir rėminis taikiklis parenkami pagal parametrus labai tiksliai ir tiekiami tik komplekte. Nustatant vietoj pagrindinio vamzdžio prijungiamas rėminis skopas.

taip pat žr

Pastabos

Literatūra

D. Briliantovas, F. Ignatovas, V. Vodyčko. Vieno spindulio spalvotas kineskopas - chromoskopas 25LK1TS. Radijas Nr.9, 1976. P. 32, 33.

Nuorodos

S. V. Novakovskis. 90 metų elektroninei televizijai // Electrosvyaz Nr. 6, 1997
P. Sokolovas. Monitoriai // iXBT, 1999 m
Mary Bellis. Katodinių spindulių vamzdžio istorija // Apie:Išradėjai
Jevgenijus Kozlovskis. Senas draugas geresnis "Computerra" Nr. 692, 2007 06 27
Mukhin I. A. Kaip pasirinkti CRT monitorių Kompiuterių verslo rinka Nr. 49(286), 2004 m. lapkritis-gruodis. P. 366-371

Pasyvi kietoji būsena	Rezistorius Kintamasis rezistorius Žoliapjovės rezistorius Varistorius Kondensatorius Induktyvumas Kvarcinis rezonatorius· Lydusis saugiklis · Savaime atsistatantis saugiklis Transformatorius
Aktyvi kietoji būsena	Diodas· LED · Fotodiodas · Puslaidininkinis lazeris · Schottky diodas· Zener diodas · Stabilizatorius · Varicap · Varicond

Katodinių spindulių vamzdis (CRT) yra vienas termoelektroninis įrenginys, kuris, atrodo, netrukus bus baigtas naudoti. CRT naudojamas osciloskope elektriniams signalams stebėti ir, žinoma, kaip vaizdo vamzdelis televizijos imtuve ir monitorius kompiuteryje bei radare.

CRT sudaro trys pagrindiniai elementai: elektronų pistoletas, kuris yra elektronų pluošto šaltinis, pluošto nukreipimo sistema, kuri gali būti elektrostatinė arba magnetinė, ir fluorescencinis ekranas, skleidžiantis matomą šviesą toje vietoje, kur patenka elektronų pluoštas. . Visos esminės CRT su elektrostatiniu įlinkiu savybės atsispindi Fig. 3.14.

Katodas skleidžia elektronus, ir jie skrenda link pirmojo anodo Av kuriai taikoma kelių tūkstančių voltų įtampa, teigiama katodo atžvilgiu. Elektronų srautas reguliuojamas tinkleliu, kurio neigiama įtampa nustatoma pagal reikiamą ryškumą. Elektronų pluoštas praeina per pirmojo anodo centre esančią skylę, taip pat per antrą anodą, kuriam taikoma šiek tiek didesnė teigiama įtampa nei pirmojo anodo.

Ryžiai. 3.14. CRT su elektrostatiniu nukreipimu. Supaprastinta diagrama, prijungta prie CRT, rodo ryškumo ir fokusavimo valdiklius.

Dviejų anodų tikslas yra sukurti tarp jų elektrinį lauką elektros laidai, išlenktas taip, kad visi pluošto elektronai susilietų vienoje ekrano vietoje. Potencialų skirtumas tarp anodų A 1 Ir L 2 yra pasirinktas naudojant fokusavimo valdiklį, kad ekrane būtų aiškiai sufokusuota vieta. Šis dviejų anodų dizainas gali būti laikomas elektroniniu lęšiu. Panašiai magnetinį lęšį galima sukurti taikant magnetinį lauką; Kai kuriuose CRT fokusavimas atliekamas tokiu būdu. Šis principas taip pat puikiai naudojamas elektroniniame mikroskope, kur elektroninių lęšių derinys gali būti naudojamas labai dideliam padidinimui, kurio skiriamoji geba yra tūkstantį kartų geresnė nei optinio mikroskopo.

Po anodų CRT elektronų pluoštas pereina tarp nukreipimo plokščių, kurioms gali būti įjungta įtampa, kad pluoštas būtų nukreiptas vertikalia kryptimi. Y o horizontalia kryptimi X plokščių atveju.. Po nukreipimo sistemos spindulys atsitrenkia į fluorescencinį ekraną, tai yra į padengtą paviršių fosforo.

Iš pirmo žvilgsnio elektronai neturi kur dingti po to, kai jie atsitrenkia į ekraną, ir galite manyti, kad neigiamas krūvis jame padidės. Tiesą sakant, tai neįvyksta, nes pluošte esančių elektronų energijos pakanka, kad antriniai elektronai „išsitaškytų“ iš ekrano. Tada šie antriniai elektronai surenkami laidžioje dangoje ant vamzdžio sienelių. Tiesą sakant, ekraną paprastai palieka tiek daug krūvio, kad pačiame jame, palyginti su antrojo anodo, atsiranda kelių voltų potencialas.

Elektrostatinis atmetimas yra standartinis daugeliui osciloskopų, tačiau yra nepatogus dideliems televizijoje naudojamiems CRT. Šiuose vamzdeliuose su didžiuliais ekranais (iki 900 mm įstrižai), norint pasiekti norimą ryškumą, reikia pagreitinti pluošte esančius elektronus iki didelės energijos (tipinės aukštos įtampos įtampos).

Ryžiai. 3.15. Televizijos kineskopuose naudojamos magnetinio nukreipimo sistemos veikimo principas.

šaltinis 25 kV). Jeigu tokiuose vamzdeliuose su labai dideliu krypimo kampu (110°) būtų naudojama elektrostatinė nukreipimo sistema, reikėtų pernelyg didelių nukreipimo įtampų. Tokiems pritaikymams magnetinis įlinkis yra standartas. Fig. 3.15 paveiksle parodyta tipinė magnetinio nukreipimo sistemos konstrukcija, kai nukreipimo laukui sukurti naudojamos ritių poros. Atkreipkite dėmesį, kad ritės ašys statmenai kryptis, kuria vyksta deformacija, priešingai nei elektrostatinės deformacijos sistemos plokščių centrinės linijos, kurios lygiagrečiai nukrypimo kryptis. Šis skirtumas pabrėžia, kad elektros ir magnetiniai laukai elektronai elgiasi skirtingai.