Zasady działania i parametry kineskopu (CRT)

Zadania robocze

ogólna znajomość z urządzeniem i zasadą działania oscyloskopów elektronicznych,
wyznaczenie czułości oscyloskopu,
wykonanie pewnych pomiarów w obwodzie prądu przemiennego za pomocą oscyloskopu.

Ogólne informacje o budowie i działaniu oscyloskopu elektronicznego

Za pomocą katody lampy elektronopromieniowej oscyloskopu powstaje strumień elektronów, który w lampie formuje się w wąską wiązkę skierowaną w stronę ekranu. Wiązka elektronów skupiona na ekranie tuby powoduje powstanie w miejscu uderzenia świecącej plamki, której jasność zależy od energii wiązki (ekran pokryty jest specjalną substancją luminescencyjną, która świeci pod wpływem wiązki elektronów ). Wiązka elektronów jest praktycznie bezwładnościowa, więc plamka świetlna może zostać przesunięta niemal natychmiast w dowolnym kierunku na ekranie, jeśli wiązka elektronów zostanie wystawiona na działanie pola elektrycznego. Pole jest tworzone za pomocą dwóch par płasko-równoległych płytek zwanych płytkami odchylającymi. Mała bezwładność wiązki umożliwia obserwację szybkozmiennych procesów o częstotliwości 10 9 Hz lub większej.

Biorąc pod uwagę istniejące oscyloskopy, które różnią się konstrukcją i przeznaczeniem, można zauważyć, że ich schemat funkcjonalny jest w przybliżeniu taki sam. Głównymi i obowiązkowymi węzłami powinny być:

Lampa elektronopromieniowa do wizualnej obserwacji badanego procesu;

Zasilacze do uzyskania niezbędnych napięć przyłożonych do elektrod rury;

Urządzenie do regulacji jasności, ogniskowania i przesuwania wiązki;

Generator przemiatania do przesuwania wiązki elektronów (i odpowiednio świecącej plamki) po ekranie lampy z określoną prędkością;

Wzmacniacze (i tłumiki) służą do wzmacniania lub tłumienia napięcia badanego sygnału, jeśli nie wystarcza ono do zauważalnego odchylenia wiązki na ekranie lampy lub wręcz przeciwnie, jest zbyt wysokie.

Urządzenie z lampą katodową

Przede wszystkim rozważ projekt lampy elektronopromieniowej (ryc. 36.1). Zwykle jest to szklana kolba 3, odpompowana do wysokiej próżni. W jej wąskiej części znajduje się podgrzewana katoda 4, z której w wyniku emisji termojonowej wylatują elektrony.System cylindrycznych elektrod 5, 6, 7 skupia elektrony w wąską wiązkę 12 i kontroluje jej intensywność. Dalej są dwie pary płytek odchylających 8 i 9 (pozioma i pionowa) i wreszcie ekran 10 - dno kolby 3 pokryte kompozycją luminescencyjną, dzięki której ślad wiązki elektronów staje się widoczny.

Katoda zawiera żarnik wolframowy - grzejnik 2, umieszczony w wąskiej rurce, której koniec (w celu zmniejszenia pracy wyjścia elektronu) jest pokryty warstwą tlenku baru lub strontu i jest w rzeczywistości źródłem przepływu elektronów.

Proces formowania elektronów w wąską wiązkę za pomocą pól elektrostatycznych jest pod wieloma względami podobny do działania soczewek optycznych na wiązkę światła. Dlatego układ elektrod 5,6,7 nazywany jest urządzeniem elektronowo-optycznym.

Elektroda 5 (modulator) w postaci zamkniętego cylindra z wąskim otworem znajduje się pod niewielkim ujemnym potencjałem w stosunku do katody i pełni funkcje podobne do siatki kontrolnej lampy elektronowej. Zmieniając wartość ujemnego napięcia na elektrodzie modulującej lub sterującej, można zmienić liczbę elektronów przechodzących przez jej otwór. Dlatego za pomocą elektrody modulującej można sterować jasnością wiązki na ekranie. Potencjometr kontrolujący wielkość ujemnego napięcia na modulatorze jest wyświetlany na przednim panelu oscyloskopu z napisem „jasność”.

Układ dwóch współosiowych cylindrów 6 i 7, zwanych pierwszą i drugą anodą, służy do przyspieszania i ogniskowania wiązki. Pole elektrostatyczne w szczelinie między pierwszą i drugą anodą jest skierowane w taki sposób, że odchyla rozbieżne trajektorie elektronów z powrotem do osi cylindra, tak jak układ optyczny dwóch soczewek działa na rozbieżną wiązkę światła. W tym przypadku katoda 4 i modulator 5 tworzą pierwszą soczewkę elektroniczną, a druga soczewka elektroniczna odpowiada pierwszej i drugiej anodzie.

W efekcie wiązka elektronów jest skupiana w punkcie, który powinien leżeć w płaszczyźnie ekranu, co jest możliwe przy odpowiednim doborze różnicy potencjałów między pierwszą a drugą anodą. Pokrętło potencjometru regulujące to napięcie jest wyświetlane na przednim panelu oscyloskopu z napisem „focus”.

Kiedy wiązka elektronów uderza w ekran, tworzy się na nim ostro zarysowana plamka świetlna (odpowiadająca przekrojowi poprzecznemu wiązki), której jasność zależy od liczby i prędkości elektronów w wiązce. Większość energia wiązki, gdy ekran jest bombardowany, jest przekształcana w energię cieplną. Aby uniknąć przepalenia powłoki luminescencyjnej, wysoka jasność nie jest dozwolona w przypadku stacjonarnej wiązki elektronów. Ugięcie wiązki odbywa się za pomocą dwóch par płasko-równoległych płytek 8 i 9, umieszczonych względem siebie pod kątem prostym.

Jeżeli na okładkach jednej pary występuje różnica potencjałów, to jednorodne pole elektryczne między nimi odchyla trajektorię wiązki elektronów w zależności od wielkości i znaku tego pola. Z obliczeń wynika, że wielkość ugięcia wiązki na ekranie rury D(w milimetrach) jest związana z naprężeniem na płytach U D i napięcie na drugiej anodzie Ua 2(w woltach) w następujący sposób:

(36.1),

Lampy katodowe(CRT) – urządzenia elektropróżniowe przeznaczone do przetwarzania sygnału elektrycznego na obraz świetlny za pomocą cienkiej wiązki elektronów skierowanej na specjalny ekran pokryty fosfor- kompozycja zdolna do świecenia po bombardowaniu elektronami.

na ryc. 15 pokazuje urządzenie lampy elektronopromieniowej z elektrostatyką skupienie i elektrostatyczne ugięcie wiązki. Rura zawiera ogrzewaną tlenkiem katodę z powierzchnią emitującą skierowaną w stronę otworu w modulatorze. Na modulatorze ustawiony jest mały potencjał ujemny względem katody. Dalej wzdłuż osi tuby (i wzdłuż wiązki) znajduje się elektroda skupiająca, zwana też pierwszą anodą, której dodatni potencjał przyczynia się do ekstrakcji elektronów z przestrzeni przykatodowej przez otwór modulatora i powstania wąskiej wiązki od nich. Dalsze skupianie i przyspieszanie elektronów odbywa się za pomocą pola drugiej anody (elektrody przyspieszającej). Jego potencjał w lampie jest najbardziej dodatni i wynosi w jednostkach - kilkadziesiąt kilowoltów. Połączenie katody, modulatora i elektrody przyspieszającej tworzy działo elektronowe (reflektor elektronowy). Niejednorodne pole elektryczne w przestrzeni między elektrodami działa na wiązkę elektronów jak zbiorcza soczewka elektrostatyczna. Elektrony pod działaniem tej soczewki zbiegają się do punktu na wewnątrz ekran. Ekran pokryty jest od wewnątrz warstwą luminoforu - substancji przetwarzającej energię przepływu elektronów w światło. Na zewnątrz miejsce, w którym przepływ elektronów pada na ekran, świeci.

Aby kontrolować położenie świecącego punktu na ekranie, a tym samym uzyskać obraz, wiązka elektronów jest odchylana wzdłuż dwóch współrzędnych za pomocą dwóch par płaskich elektrod - płyty odchylające X i Y. Kąt odchylenia wiązki zależy od napięcia przyłożonego do płytek. Pod wpływem zmiennych naprężeń odchylających na płytach wiązka okrąża różne punkty na ekranie. Jasność świecenia kropki zależy od natężenia prądu wiązki. Aby kontrolować jasność, na wejście modulatora Z przykładane jest napięcie przemienne. Aby uzyskać stabilny obraz sygnału okresowego, jest on okresowo skanowany na ekranie, synchronizując zmieniające się liniowo napięcie skanowania poziomego X z badanym sygnałem, która jednocześnie wchodzi na płytki odchylania pionowego Y. W ten sposób na ekranie CRT powstają obrazy. Wiązka elektronów ma małą bezwładność.

Oprócz elektrostatyki jest również używany skupienie magnetyczne wiązka elektronów. W tym celu stosuje się cewkę prądu stałego, do której wkładany jest CRT. Jakość ogniskowania magnetycznego jest wyższa (mniejszy rozmiar plamki, mniej zniekształceń), ale ogniskowanie magnetyczne jest uciążliwe i stale zużywa energię.

Szeroko stosowane (w kineskopach) jest magnetyczne ugięcie wiązki, realizowane przez dwie pary cewek z prądami. W polu magnetycznym elektron jest odchylany wzdłuż promienia koła, a kąt odchylenia może być znacznie większy niż w CRT z odchyleniem elektrostatycznym. Jednak prędkość magnetycznego układu odchylającego jest niska ze względu na bezwładność cewek przewodzących prąd. Dlatego w lampach oscyloskopowych stosuje się tylko ugięcie wiązki elektrostatycznej jako mniej bezwładnościowe.

Ekran jest najważniejszą częścią CRT. Jak elektroluminofory stosować różne związki nieorganiczne oraz ich mieszaniny, na przykład siarczki cynku i cynku-kadmu, krzemian cynku, wolframiany wapnia i kadmu i tym podobne. z zanieczyszczeniami aktywatorów (miedź, mangan, bizmut itp.). Główne parametry luminoforu: barwa blasku, jasność, natężenie światła punktowego, strumień świetlny, poświata. Kolor blasku zależy od składu luminoforu. Jasność blasku luminoforu w Cd / m2

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

gdzie dn/dt to przepływ elektronów na sekundę, czyli prąd wiązki, A;

U 0 - potencjał jarzenia luminoforu, V;

U jest napięciem przyspieszającym drugiej anody, V;

Intensywność światła plamki jest proporcjonalna do jasności. Skuteczność świetlna to stosunek natężenia światła plamki do mocy wiązki w cd/W.

poświata- jest to czas w którym jasność plamki po wyłączeniu wiązki spada do 1% wartość początkowa. Istnieją luminofory z poświatą bardzo krótką (mniej niż 10 μs), krótką (od 10 μs do 10 ms), średnią (od 10 do 100 ms), długą (od 0,1 do 16 s) i bardzo długą (ponad 16 s) poświata poświata. Wybór wartości poświaty zależy od zakresu kineskopu. W przypadku kineskopów stosuje się luminofory z niewielką poświatą, ponieważ obraz na ekranie kineskopu stale się zmienia. W lampach oscyloskopowych stosuje się luminofory o średniej lub bardzo długiej poświacie, w zależności od zakresu częstotliwości wyświetlanych sygnałów.

Ważnym zagadnieniem wymagającym dokładniejszego rozważenia jest potencjał ekranu CRT. Kiedy elektron uderza w ekran, ładuje ekran ujemnym potencjałem. Każdy elektron ładuje ekran, a jego potencjał staje się coraz bardziej ujemny, tak że bardzo szybko powstaje pole zwalniające i ruch elektronów w kierunku ekranu zatrzymuje się. W prawdziwych kineskopach tak się nie dzieje, ponieważ każdy elektron, który trafia w ekran, wybija z niego elektrony wtórne, czyli następuje wtórna emisja elektronów. Elektrony wtórne są usuwane z ekranu ładunek ujemny Aby usunąć je z przestrzeni przed ekranem, wewnętrzne ścianki CRT pokrywa się warstwą przewodzącą na bazie węgla, połączoną elektrycznie z drugą anodą. Aby ten mechanizm zadziałał, współczynnik emisji wtórnej, czyli stosunek liczby elektronów wtórnych do liczby elektronów pierwotnych musi być większy niż jeden. Natomiast dla luminoforów współczynnik emisji wtórnej Kve zależy od napięcia na drugiej anodzie U a . Przykład takiej zależności pokazano na rys. 16, z którego wynika, że potencjał ekranu nie powinien przekraczać wartości

U a max , w przeciwnym razie jasność obrazu nie wzrośnie, ale spadnie. W zależności od materiału luminoforu napięcie U a max = 5…35 kV. Aby zwiększyć potencjał ograniczający, ekran jest pokryty od wewnątrz cienką warstwą metalu przepuszczalnego dla elektronów (zwykle aluminium - aluminiowane ekran) połączony elektrycznie z drugą anodą. W tym przypadku potencjał ekranu jest określony nie przez współczynnik emisji wtórnej luminoforu, ale przez napięcie na drugiej anodzie. Pozwala to na zastosowanie wyższego napięcia drugiej anody i uzyskanie większej jasności ekranu. Jasność blasku zwiększa się również z powodu odbicia światła emitowanego wewnątrz tubusu od folii aluminiowej. Ta ostatnia jest przezroczysta tylko dla odpowiednio szybkich elektronów, więc napięcie drugiej anody musi przekraczać 7...10 kV.

Żywotność lamp elektronopromieniowych jest ograniczona nie tylko utratą emisji z katody, jak w przypadku innych urządzeń elektropróżniowych, ale także zniszczeniem luminoforu na ekranie. Po pierwsze, moc wiązki elektronów jest wykorzystywana wyjątkowo nieefektywnie. Nie więcej niż dwa procent zamienia się w światło, podczas gdy ponad 98% tylko ogrzewa luminofor, podczas gdy następuje jego zniszczenie, co wyraża się stopniowym zmniejszaniem się mocy świetlnej ekranu. Wypalenie następuje szybciej wraz ze wzrostem mocy strumienia elektronów, spadkiem napięcia przyspieszającego, a także intensywniej w miejscach, gdzie wiązka pada przez dłuższy czas. Innym czynnikiem, który skraca żywotność lampy elektronopromieniowej, jest bombardowanie ekranu. jony ujemne utworzone z atomów powłoki tlenkowej katody. Przyspieszane przez pole przyspieszające, jony te poruszają się w kierunku ekranu, przechodząc przez układ odchylający. W elektrostatycznych tubach odchylających jony są odchylane równie skutecznie jak elektrony, więc mniej więcej równomiernie uderzają w różne części ekranu. W tubach z odchylaniem magnetycznym jony są odchylane słabiej ze względu na swoją wielokrotnie większą masę niż elektrony i opadają głównie w centralną część ekranu, ostatecznie tworząc na ekranie stopniowo ciemniejącą tzw. „plamę jonową”. Rury z aluminiowanym ekranem są znacznie mniej wrażliwe na bombardowanie jonami, ponieważ folia aluminiowa blokuje drogę jonów do luminoforu.

Najszerzej stosowane są dwa rodzaje lamp elektronopromieniowych: oscyloskop I kineskopy. Lampy oscyloskopowe są przeznaczone do wyświetlania różnych procesów reprezentowanych przez sygnały elektryczne. Mają elektrostatyczne odchylanie wiązki, ponieważ pozwala oscyloskopowi wyświetlać sygnały o wyższej częstotliwości. Skupianie wiązki jest również elektrostatyczne. Zazwyczaj oscyloskop jest używany w trybie okresowego przemiatania: napięcie piłokształtne o stałej częstotliwości ( napięcie przemiatania), wzmocnione napięcie badanego sygnału jest przykładane do płytek odchylania pionowego. Jeśli sygnał jest okresowy, a jego częstotliwość jest liczbą całkowitą pomnożoną przez częstotliwość przemiatania, na ekranie pojawia się nieruchomy wykres sygnału w czasie ( kształt fali). Nowoczesne lampy oscyloskopowe mają bardziej złożoną konstrukcję niż ta pokazana na ryc. 15, mają więcej elektrod, również mają zastosowanie dwuwiązkowy kineskopy oscylograficzne, które posiadają podwójny zestaw wszystkich elektrod z jednym wspólnym ekranem i umożliwiają synchroniczne wyświetlanie dwóch różnych sygnałów.

Kineskopy to kineskopy z znak jasności, czyli ze sterowaniem jasnością wiązki poprzez zmianę potencjału modulatora; są stosowane w telewizorach domowych i przemysłowych, a także monitory komputery do konwersji sygnału elektrycznego na dwuwymiarowy obraz na ekranie. Kineskopy różnią się od oscyloskopów CRT duże rozmiary ekran, charakter obrazu ( półtony na całej powierzchni ekranu), zastosowanie magnetycznego odchylenia wiązki w dwóch współrzędnych, stosunkowo mały rozmiar plamki świetlnej, rygorystyczne wymagania dotyczące stabilności wielkości plamki i liniowości skanów. Najdoskonalsze są kineskopy kolorowe do monitorów komputerowych, charakteryzują się wysoką rozdzielczością (do 2000 linii), minimalnymi zniekształceniami geometrycznymi rastra i poprawnym odwzorowaniem kolorów. W inny czas kineskopy były produkowane z przekątną ekranu od 6 do 90 cm Długość kineskopu wzdłuż jego osi jest zwykle nieco mniejsza niż przekątna, maksymalny kąt odchylenia wiązki wynosi 110 ... 116 0. Ekran kineskopu kolorowego pokryty jest od wewnątrz wieloma kropkami lub wąskimi paskami luminoforów różne preparaty, przekształcając wiązkę elektryczną w jeden z trzech podstawowych kolorów: czerwony, zielony, niebieski. W kolorowym kineskopie znajdują się trzy działa elektronowe, po jednym dla każdego koloru podstawowego. Podczas skanowania w poprzek ekranu promienie poruszają się równolegle i oświetlają sąsiednie obszary luminoforu. Prądy wiązki są różne i zależą od koloru wynikowego elementu obrazu. Oprócz kineskopów do bezpośredniej obserwacji istnieją kineskopy projekcyjne, które dzięki swoim niewielkim rozmiarom charakteryzują się dużą jasnością obrazu na ekranie. Ten jasny obraz jest następnie rzutowany optycznie na płaski biały ekran, co daje duży obraz.

Fosfory są nakładane na ekran lampy elektronopromieniowej w postaci maleńkich kropek, które są zbierane trójkami; w każdej trójce lub triadzie jest jedna czerwona, jedna niebieska i jedna zielona kropka. Na rysunku pokazałem kilka takich triad. W sumie na ekranie tuby znajduje się około 500 000 triad. Obraz, który widzisz w telewizji, składa się w całości ze świecących kropek. Tam, gdzie szczegóły obrazu są jaśniejsze, więcej elektronów uderza w kropki i świecą one jaśniej. Odpowiednio, mniej elektronów spada na ciemne miejsca obrazu. Jeśli na kolorowym obrazie znajduje się biały szczegół, to wszystkie trzy punkty w każdej triadzie świecą z tą samą jasnością wszędzie w obrębie tego szczegółu. I odwrotnie, jeśli na kolorowym obrazie znajduje się czerwony szczegół, to tylko czerwone kropki każdej triady świecą w tym szczególe, podczas gdy zielone i niebieskie kropki nie świecą wcale.

Czy rozumiesz, co to znaczy stworzyć kolorowy obraz na ekranie telewizora? To po pierwsze, żeby elektrony trafiały w odpowiednie miejsca, czyli do tych kropek luminoforowych, które powinny się świecić, a nie wpadały w inne miejsca, czyli do tych kropek, które nie powinny się świecić. Po drugie, elektrony muszą trafić we właściwe miejsca we właściwym czasie. W końcu obraz na ekranie ciągle się zmienia i tam, gdzie w pewnym momencie pojawiła się np. jasna pomarańczowa plama, po chwili, powiedzmy, ciemnofioletowa powinna się pojawić. Wreszcie po trzecie, odpowiednia ilość elektronów powinna trafić we właściwe miejsce i we właściwym czasie. Więcej - tam, gdzie poświata powinna być jaśniejsza, a mniej - tam, gdzie poświata jest ciemniejsza.

Ponieważ na ekranie umieszczono prawie półtora miliona kropek fosforu, zadanie na pierwszy rzut oka wydaje się niezwykle trudne. Właściwie - nic skomplikowanego. Po pierwsze, w lampie katodowej nie ma jednej, ale trzy oddzielne ogrzewane katody. Dokładnie tak samo, jak w konwencjonalnej lampie próżniowej. Każda katoda emituje elektrony i wokół niej tworzy się chmura elektronów. W pobliżu każdej katody znajduje się siatka i anoda. Liczba elektronów przechodzących przez siatkę do anody zależy od napięcia siatki. Jak dotąd wszystko dzieje się tak, jak w konwencjonalnej lampie trójelektrodowej - triodzie.

Co za różnica? Anoda tutaj nie jest lita, ale z otworem w samym środku. Dlatego większość elektronów przemieszczających się z katody do anody nie zatrzymuje się na anodzie - wylatują przez otwór w postaci okrągłej wiązki. Konstrukcja, składająca się z katody, siatki i anody, nosi nazwę: działa elektronowego. Pistolet niejako strzela wiązką elektronów, a liczba elektronów w wiązce zależy od napięcia na siatce.

Celujące działa elektronowe tak, aby wiązka emitowana z pierwszego działa zawsze trafiała tylko w czerwone kropki triad, wiązka z drugiego działa trafiała tylko w zielone kropki, a wiązka z trzeciego działa trafiała tylko w niebieskie kropki. W ten sposób rozwiązano jedno z trzech zadań tworzenia kolorowego obrazu. Poprzez przyłożenie niezbędnych napięć do siatek każdego z trzech pistoletów ustawia się wymagane natężenia światła czerwonego, zielonego i niebieskiego, co oznacza, że zapewniają one pożądaną kolorystykę każdego szczegółu obrazu.

Od 1902 roku Boris Lvovich Rosing pracuje z fajką Browna. 25 lipca 1907 r. zgłosił wynalazek „Sposób elektrycznego przesyłania obrazów na odległość”. Wiązka była skanowana w tubie za pomocą pól magnetycznych, a sygnał był modulowany (zmiana jasności) za pomocą kondensatora, który mógł odchylać wiązkę w pionie, zmieniając w ten sposób liczbę elektronów przechodzących do ekranu przez diafragmę. 9 maja 1911 roku na spotkaniu Rosyjskiego Towarzystwa Technicznego Rosing zademonstrował transmisję obrazów telewizyjnych prostych figury geometryczne i odbieranie ich z odtwarzaniem na ekranie CRT.

Na początku iw połowie XX wieku Władimir Zworykin, Allen Dumont i inni odegrali znaczącą rolę w rozwoju CRT.

Klasyfikacja

Zgodnie z metodą odchylania wiązki elektronów wszystkie kineskopy dzielą się na dwie grupy: z odchylaniem elektromagnetycznym (kineskopy wskaźnikowe i kineskopy) oraz z odchylaniem elektrostatycznym (kineskopy oscylograficzne i bardzo mała część wskaźnikowe CRT).

Ze względu na możliwość przechowywania zarejestrowanego obrazu kineskopy dzielą się na lampy bez pamięci i lampy z pamięcią (wskaźnik i oscyloskop), których konstrukcja przewiduje specjalne elementy pamięci (węzły), za pomocą których raz zarejestrowany obraz można odtwarzać wiele razy.

W zależności od koloru blasku ekranu, kineskopy dzielą się na monochromatyczne i wielokolorowe. Monochromatyczny może mieć inny kolor blask: biały, zielony, niebieski, czerwony i inne. Multikolory dzielą się zgodnie z zasadą działania na dwukolorowe i trójkolorowe. Dwukolorowy - wskaźnik CRT, którego kolor blasku ekranu zmienia się albo z powodu przełączania wysokiego napięcia, albo z powodu zmiany gęstości prądu wiązki elektronów. Trójkolorowe (według kolorów podstawowych) - kolorowe kineskopy, których wielobarwną poświatę ekranu zapewniają specjalne konstrukcje układu elektronowo-optycznego, maski oddzielającej kolory i ekranu.

Oscylograficzne kineskopy dzielą się na lampy o niskiej częstotliwości i lampy mikrofalowe. W projektach tych ostatnich zastosowano dość złożony system odchylania wiązki elektronów.

Kineskopy dzielą się na telewizyjne, monitorowe i projekcyjne (stosowane w projektorach wideo). Kineskopy monitorowe mają mniejszy odstęp maski niż kineskopy telewizyjne, a kineskopy projekcyjne mają zwiększoną jasność ekranu. Są monochromatyczne i mają czerwony, zielony i Kolor niebieski blask ekranu.

Urządzenie i zasada działania

Ogólne zasady

Czarno-białe urządzenie kineskopowe

w balonie 9 powstaje głęboka próżnia - najpierw powietrze jest wypompowywane, następnie wszystkie metalowe części kineskopu są podgrzewane przez cewkę indukcyjną w celu uwolnienia zaabsorbowanych gazów, a pozostałe powietrze jest stopniowo absorbowane przez getter.

Aby utworzyć wiązkę elektronów 2 , używane jest urządzenie zwane działem elektronowym. Katoda 8 ogrzewany przez włókno 5 , emituje elektrony. Aby zwiększyć emisję elektronów, katoda jest pokryta substancją o niskiej pracy wyjścia (najwięksi producenci kineskopów wykorzystują do tego własne opatentowane technologie). Zmieniając napięcie na elektrodzie sterującej ( modulator) 12 możesz zmienić intensywność wiązki elektronów i odpowiednio jasność obrazu (istnieją również modele z kontrolą katody). Oprócz elektrody kontrolnej pistolet nowoczesnych kineskopów zawiera elektrodę ogniskującą (do 1961 r. W kineskopach domowych stosowano ogniskowanie elektromagnetyczne za pomocą cewki ogniskującej 3 rdzeń 11 ), przeznaczony do ogniskowania plamki na ekranie kineskopu do punktu, elektrody przyspieszającej do dodatkowego przyspieszania elektronów w pistolecie i anodzie. Po opuszczeniu działa elektrony są przyspieszane przez anodę 14 , czyli metalizowana powłoka wewnętrznej powierzchni stożka kineskopu, połączona z elektrodą pistoletową o tej samej nazwie. W kineskopach kolorowych z wewnętrznym ekranem elektrostatycznym jest on połączony z anodą. W wielu kineskopach wczesnych modeli, takich jak 43LK3B, stożek był wykonany z metalu i sam reprezentował anodę. Napięcie na anodzie mieści się w zakresie od 7 do 30 kilowoltów. W wielu małych oscylograficznych kineskopach anoda jest tylko jedną z elektrod wyrzutni elektronowej i jest zasilana napięciem do kilkuset woltów.

Następnie wiązka przechodzi przez układ odchylający 1 , które mogą zmienić kierunek wiązki (rysunek przedstawia układ odchylania magnetycznego). W telewizyjnych kineskopach stosuje się magnetyczny system odchylania, który zapewnia duże kąty odchylenia. W oscyloskopach CRT stosuje się system odchylania elektrostatycznego, ponieważ zapewnia on szybszą reakcję.

Wiązka elektronów uderza w ekran 10 pokryty luminoforem 4 . Od bombardowania elektronami luminofor świeci, a szybko poruszająca się plamka o zmiennej jasności tworzy obraz na ekranie.

Od elektronów luminofor uzyskuje ładunek ujemny i rozpoczyna się emisja wtórna - sam luminofor zaczyna emitować elektrony. W rezultacie cała rura uzyskuje ładunek ujemny. Aby tego uniknąć, na całej powierzchni tuby znajduje się połączona z anodą warstwa aquadagu - przewodzącej mieszanki na bazie grafitu ( 6 ).

Kineskop jest podłączony za pomocą przewodów 13 i gniazdka wysokiego napięcia 7 .

W telewizorach czarno-białych skład luminoforu jest dobrany tak, aby świecił w neutralnym szarym kolorze. W terminalach wideo, radarach itp. luminofor jest często zabarwiony na żółto lub zielono, aby zmniejszyć zmęczenie oczu.

Kąt odchylenia wiązki

Kąt odchylenia wiązki CRT to maksymalny kąt pomiędzy dwoma możliwymi pozycjami wiązki elektronów wewnątrz bańki, przy którym świetlista plamka jest nadal widoczna na ekranie. Stosunek przekątnej (średnicy) ekranu do długości kineskopu zależy od kąta. Dla kineskopów oscylograficznych jest to zwykle do 40°, co wiąże się z koniecznością zwiększenia czułości wiązki na efekty odchylających się płytek i zapewnienia liniowości charakterystyki odchylania. Dla pierwszych radzieckich kineskopów telewizyjnych z okrągłym ekranem kąt odchylenia wynosił 50°, dla kineskopów czarno-białych późniejszych wydań 70°, począwszy od lat 60. 43LK9B). Dla domowych kineskopów kolorowych jest to 90°.

Wraz ze wzrostem kąta ugięcia wiązki zmniejszają się jednak wymiary i masa kineskopu:

wzrasta moc pobierana przez węzły przemiatania. Aby rozwiązać ten problem, zmniejszono średnicę szyjki kineskopu, co jednak wymagało zmiany konstrukcji działa elektronowego.
rosną wymagania dotyczące dokładności wykonania i montażu układu odchylającego, co zostało zrealizowane poprzez złożenie kineskopu z układem odchylającym w jeden moduł i zmontowanie go w fabryce.
wzrasta liczba elementów niezbędnych do ustawienia geometrii rastra i informacji.

Wszystko to doprowadziło do tego, że kineskopy 70-stopniowe są nadal używane w niektórych obszarach. Również kąt 70 ° jest nadal używany w małych czarno-białych kineskopach (na przykład 16LK1B), w których długość nie odgrywa tak znaczącej roli.

Pułapka jonowa

Ponieważ niemożliwe jest wytworzenie idealnej próżni wewnątrz kineskopu, niektóre cząsteczki powietrza pozostają w środku. Podczas zderzenia z elektronami powstają z nich jony, które mając masę wielokrotnie większą niż masa elektronów, praktycznie nie odchylają się, stopniowo wypalając luminofor w centrum ekranu i tworząc tzw. plamkę jonową. Aby temu przeciwdziałać, do połowy lat 60. stosowano zasadę „pułapki jonowej”: oś działa elektronowego znajdowała się pod pewnym kątem do osi kineskopu, a regulowany magnes umieszczony na zewnątrz zapewniał pole obracające elektron płynąć w kierunku osi. Masywne jony, poruszające się po linii prostej, wpadły w właściwą pułapkę.

Jednak ta konstrukcja wymusiła zwiększenie średnicy szyjki kineskopu, co doprowadziło do zwiększenia wymaganej mocy w cewkach układu odchylającego.

Na początku lat 60. został opracowany nowy sposób ochrona luminoforem: dodatkowo aluminiowanie ekranu, co umożliwiło podwojenie maksymalnej jasności kineskopu oraz wyeliminowanie konieczności stosowania pułapki jonowej.

Opóźnienie w podaniu napięcia na anodę lub modulator

W telewizorze, którego skanowanie w poziomie odbywa się na lampach, napięcie na anodzie kineskopu pojawia się dopiero po rozgrzaniu wyjściowej lampy do skanowania w poziomie i diody tłumiącej. Blask kineskopu w tej chwili ma czas się rozgrzać.

Wprowadzenie całkowicie półprzewodnikowych obwodów do poziomych węzłów skanujących stworzyło problem przyspieszonego zużycia katod kineskopu z powodu przyłożenia napięcia do anody kineskopu jednocześnie z włączaniem. Aby zwalczyć to zjawisko, opracowano amatorskie węzły, które zapewniają opóźnienie w dostarczeniu napięcia do modulatora anody lub kineskopu. Co ciekawe, w niektórych z nich, pomimo tego, że są przeznaczone do montażu w telewizorach całkowicie półprzewodnikowych, jako element opóźniający zastosowano lampę radiową. Później zaczęto produkować telewizory przemysłowe, w których początkowo przewidziano takie opóźnienie.

Skanowanie

Aby stworzyć obraz na ekranie, wiązka elektronów musi stale przechodzić przez ekran z wysoką częstotliwością - co najmniej 25 razy na sekundę. Proces ten nazywa się zamiatać. Istnieje kilka sposobów skanowania obrazu.

Skanowanie rastrowe

Wiązka elektronów przechodzi przez cały ekran w rzędach. Istnieją dwie opcje:

1-2-3-4-5-… (skanowanie progresywne);
1-3-5-7-… następnie 2-4-6-8-… (z przeplotem).

Rozpakowywanie wektorów

Wiązka elektronów przemieszcza się wzdłuż linii obrazu. W konsoli do gier Vectrex zastosowano skanowanie wektorowe.

Sweep na ekranie radaru

W przypadku zastosowania ekranu surround tzw. typotron, wiązka elektronów przechodzi wzdłuż promieni ekranu (ekran ma kształt koła). Informacje serwisowe w większości przypadków (cyfry, litery, znaki topograficzne) są rozmieszczane dodatkowo poprzez matrycę znaków (umieszczoną w wyrzutni elektronowej).

Kolorowe kineskopy

Kolorowy kineskop. 1 - Działa elektronowe. 2 - Wiązki elektronów. 3 - Cewka skupiająca. 4 - Cewki odchylające. 5 - Anoda. 6 - Maska, dzięki której czerwona wiązka uderza w czerwony luminofor itp. 7 - Czerwone, zielone i niebieskie ziarna luminoforu. 8 - Ziarna maski i luminoforu (powiększone).

Kolorowy kineskop różni się od czarno-białego tym, że ma trzy pistolety - „czerwony”, „zielony” i „niebieski” ( 1 ). Odpowiednio, na ekranie 7 trzy rodzaje luminoforu są nakładane w pewnej kolejności - czerwony, zielony i niebieski ( 8 ).

W zależności od rodzaju zastosowanej maski, pistolety w szyjce kineskopu ułożone są w kształcie delty (w rogach trójkąta równobocznego) lub płaskiej (na tej samej linii). Niektóre elektrody o tej samej nazwie z różnych dział elektronowych są połączone przewodnikami wewnątrz kineskopu. Są to elektrody przyspieszające, elektrody skupiające, grzejniki (łączone równolegle) i często modulatory. Taki zabieg jest konieczny, aby zaoszczędzić ilość wyjść kineskopu, ze względu na ograniczony rozmiar jego szyjki.

Tylko wiązka z pistoletu czerwonego trafia w luminofor czerwony, tylko wiązka z pistoletu zielonego trafia w luminofor zielony itd. Osiąga się to poprzez zainstalowanie metalowej kratki pomiędzy pistoletami a ekranem, tzw. maska (6 ). W nowoczesnych kineskopach maska wykonana jest z Invaru, gatunku stali o małym współczynniku rozszerzalności cieplnej.

Rodzaje maseczek

Istnieją dwa rodzaje maseczek:

Wśród tych masek nie ma wyraźnego lidera: maska cienia zapewnia wysoką jakość linii, maska apertury zapewnia bardziej nasycone kolory i wysoką wydajność. Szczelinowy łączy w sobie zalety cienia i przysłony, ale jest podatny na efekt mory.

Im mniejsze elementy luminoforowe, tym wyższą jakość obrazu jest w stanie wytworzyć tuba. Wskaźnikiem jakości obrazu jest krok maski.

W przypadku kraty cieniowej podziałka maski to odległość między dwoma najbliższymi otworami maski (odpowiednio odległość między dwoma najbliższymi elementami luminoforowymi tego samego koloru).
W przypadku siatek aperturowych i szczelinowych podziałka maski jest definiowana jako pozioma odległość między szczelinami maski (odpowiednio pozioma odległość między pionowymi paskami luminoforu tego samego koloru).

W nowoczesnych monitorach CRT odstęp maski jest na poziomie 0,25 mm. Kineskopy telewizyjne, które ogląda się z większej odległości, wykorzystują kroki rzędu 0,8 mm.

zbieżność promieni

Ponieważ promień krzywizny ekranu jest znacznie większy niż odległość od niego do układu elektronowo-optycznego aż do nieskończoności w kineskopach płaskich i bez użycia specjalnych miar, punkt przecięcia promieni kineskopu kolorowego znajduje się w stałej odległości od dział elektronowych, należy upewnić się, że punkt ten znajduje się dokładnie na powierzchni maski cienia, w przeciwnym razie powstaje błąd rejestracji trzech składowych koloru obrazu, narastający od środka ekranu do krawędzi. Aby temu zapobiec, konieczne jest odpowiednie przesunięcie wiązek elektronów. W kineskopach z ułożeniem dział w kształcie delty odbywa się to za pomocą specjalnego układ elektromagnetyczny, sterowane oddzielnie przez urządzenie, które w starych telewizorach umieszczane było w osobnym bloku - mieszalniku - do okresowych regulacji. W kineskopach z płaskim układem dział regulacja odbywa się za pomocą specjalnych magnesów umieszczonych na szyjce kineskopu. Z biegiem czasu, zwłaszcza w przypadku kineskopów z ułożeniem dział elektronowych w kształcie delty, zbieżność jest zaburzona i wymaga dodatkowej regulacji. Większość firm zajmujących się naprawą komputerów oferuje usługę wymiany wiązki monitora.

Demagnetyzacja

W kineskopach kolorowych konieczne jest usunięcie szczątkowego lub przypadkowego namagnesowania maski cienia i ekranu elektrostatycznego, które wpływają na jakość obrazu.

Rozmagnesowanie następuje w wyniku pojawienia się w tzw. pętli rozmagnesowania - pierścieniowej elastycznej cewki o dużej średnicy umieszczonej na powierzchni kineskopu - impulsu szybko zmieniającego się tłumionego pola magnetycznego. Aby prąd ten stopniowo spadał po włączeniu telewizora, stosuje się termistory. Wiele monitorów oprócz termistorów zawiera przekaźnik, który pod koniec procesu rozmagnesowania kineskopu wyłącza zasilanie tego obwodu, co powoduje ochłodzenie termistora. Następnie możesz użyć specjalnego klawisza lub częściej specjalnego polecenia w menu monitora, aby wyzwolić ten przekaźnik i ponownie rozmagnesować w dowolnym momencie bez uciekania się do wyłączania i włączania zasilania monitora.

Trinescope

Trinescope to konstrukcja składająca się z trzech czarno-białych kineskopów, filtrów światła i półprzezroczystych zwierciadeł (lub zwierciadeł dichroicznych, które łączą funkcje półprzezroczystych zwierciadeł i filtrów) służących do uzyskania kolorowego obrazu.

Aplikacja

Kineskopy znajdują zastosowanie w rastrowych systemach obrazowania: różnego rodzaju telewizorach, monitorach, systemach wideo.

Oscylograficzne kineskopy są najczęściej stosowane w systemach wyświetlania zależności funkcjonalnych: oscyloskopy, wobbleskopy, także jako urządzenie wyświetlające na stacjach radarowych, w urządzeniach specjalnego przeznaczenia; V lata sowieckie były również używane jako pomoce wizualne w badaniach nad projektowaniem urządzeń katodowych w ogóle.

CRT do drukowania znaków są używane w różnych urządzeniach specjalnego przeznaczenia.

Oznaczenie i oznakowanie

Oznaczenie krajowych kineskopów składa się z czterech elementów:

Pierwszy element: liczba określająca przekątną prostokątnego lub okrągłego ekranu w centymetrach;
Drugi element: dwie litery wskazujące, że CRT należy do określonego typu konstrukcji. LK - kineskop, LM - tuba z odchylaniem wiązki elektromagnetycznej, LO - tuba z elektrostatycznym odchyleniem wiązki, LN - tuby z pamięcią (wskaźnik i oscyloskop);
Trzeci element: liczba oznaczająca numer modelu danej lampy o danej przekątnej, natomiast dla lamp oscyloskopu mikrofalowego numeracja rozpoczyna się od numeru 101;
Czwarty element: litera wskazująca kolor poświaty ekranu. C - kolor, B - blask biały, I - blask zielony, C - blask żółto-zielony, C - blask pomarańczowy, P - blask czerwony, A - blask niebieski. X - oznacza egzemplarz, który ma gorsze parametry świetlne w porównaniu do pierwowzoru.

W szczególnych przypadkach do oznaczenia można dodać piąty element zawierający dodatkowe informacje.

Przykład: 50LK2B - kineskop czarno-biały o przekątnej ekranu 50 cm, model drugi, 3LO1I - tuba oscyloskopowa z ekranem o średnicy 3 cm, model pierwszy.

Wpływ na zdrowie

Promieniowanie elektromagnetyczne

Promieniowanie to nie jest wytwarzane przez sam kineskop, ale przez system odchylający. Lampy z odchylaniem elektrostatycznym, w szczególności lampy oscyloskopowe, nie emitują go.

W kineskopach monitorowych, aby stłumić to promieniowanie, układ odchylający jest często pokryty miseczkami ferrytowymi. Kineskopy telewizyjne nie wymagają takiego ekranowania, ponieważ widz zwykle siedzi w znacznie większej odległości od telewizora niż od monitora.

promieniowanie jonizujące

W kineskopach występują dwa rodzaje promieniowania jonizującego.

Pierwszą z nich jest sama wiązka elektronów, która w rzeczywistości jest strumieniem niskoenergetycznych cząstek beta (25 keV). Promieniowanie to nie wychodzi na zewnątrz i nie stanowi zagrożenia dla użytkownika.

Drugi to bremsstrahlung rentgenowski, który pojawia się, gdy ekran jest bombardowany elektronami. Aby zredukować wyjście tego promieniowania na zewnątrz do całkowicie bezpiecznych wartości, szkło jest domieszkowane ołowiem (patrz poniżej). Jednak w przypadku awarii telewizora lub monitora, prowadzącej do znacznego wzrostu napięcia anodowego, poziom tego promieniowania może wzrosnąć do zauważalnych wartości. Aby zapobiec takim sytuacjom, poziome jednostki skanujące są wyposażone w węzły ochronne.

W krajowych i zagranicznych telewizorach kolorowych wyprodukowanych przed połową lat 70. XX wieku mogą występować dodatkowe źródła promieniowanie rentgenowskie- triody stabilizujące, połączone równolegle z kineskopem i służące do stabilizacji napięcia anodowego, a co za tym idzie rozmiaru obrazu. Triody 6S20S są używane w telewizorach Raduga-5 i Rubin-401-1, a GP-5 we wczesnych modelach ULPCT. Ponieważ szkło cylindra takiej triody jest znacznie cieńsze niż szkło kineskopu i nie zawiera stopu z ołowiem, jest on znacznie intensywniejszym źródłem promieniowania rentgenowskiego niż sam kineskop, dlatego umieszcza się go w specjalnym stalowym ekranie . Późniejsze modele telewizorów ULPCT wykorzystują inne metody stabilizacji wysokiego napięcia, a to źródło promieniowania rentgenowskiego jest wykluczone.

migotanie

Monitor Mitsubishi Diamond Pro 750SB (1024x768, 100 Hz) nakręcony z szybkością 1/1000 s. Jasność jest sztucznie wysoka; pokazuje rzeczywistą jasność obrazu w różnych punktach ekranu.

Wiązka monitora CRT, tworząca obraz na ekranie, powoduje świecenie cząstek luminoforu. Przed utworzeniem kolejnej klatki cząstki te mają czas na zgaśnięcie, dzięki czemu można zaobserwować „migotanie ekranu”. Im wyższa liczba klatek na sekundę, tym mniej zauważalne migotanie. Niska częstotliwość prowadzi do zmęczenia oczu i jest szkodliwa dla zdrowia.

Większość telewizorów z kineskopem ma 25 klatek na sekundę, co z przeplotem daje 50 pól (pół klatek) na sekundę (Hz). W nowoczesnych modelach telewizorów częstotliwość ta jest sztucznie zwiększana do 100 herców. Podczas pracy za ekranem monitora migotanie jest odczuwalne silniej, ponieważ odległość od oczu do kineskopu jest znacznie mniejsza niż podczas oglądania telewizji. Minimalna zalecana częstotliwość odświeżania monitora to 85 Hz. Wczesne modele monitorów nie pozwalają na pracę z częstotliwością odświeżania większą niż 70-75 Hz. Migotanie CRT można wyraźnie zaobserwować przy widzeniu peryferyjnym.

niewyraźny obraz

Obraz na lampie katodowej jest rozmyty w porównaniu z innymi typami ekranów. Uważa się, że rozmyte obrazy są jednym z czynników przyczyniających się do zmęczenia oczu użytkownika. Z drugiej strony przy korzystaniu z wysokiej jakości monitorów rozmycie nie ma dużego wpływu na zdrowie człowieka, a sam efekt rozmycia pozwala nie stosować na monitorze antyaliasingu czcionek ekranowych, co przekłada się na jakość postrzeganie obrazu, nie występują zniekształcenia czcionek charakterystyczne dla monitorów LCD.

Wysokie napięcie

CRT wykorzystuje wysokie napięcie. Napięcie szczątkowe rzędu setek woltów, jeśli nie zostaną podjęte żadne działania, może utrzymywać się na CRT i obwodach „pasujących” przez tygodnie. Dlatego do obwodów dodawane są rezystory rozładowcze, które sprawiają, że telewizor jest całkowicie bezpieczny w ciągu kilku minut po jego wyłączeniu.

Wbrew powszechnemu przekonaniu napięcie anodowe CRT nie może zabić człowieka ze względu na małą moc przetwornicy napięcia - nastąpi tylko namacalny cios. Jednak może to być również śmiertelne, jeśli dana osoba ma wady serca. Może również spowodować obrażenia, w tym śmierć, pośrednio, gdy cofniętą ręką osoba dotknie innych obwodów telewizora i monitora zawierających skrajnie zagrażające życiu napięcia - a takie obwody występują we wszystkich modelach telewizorów i monitorów wykorzystujących kineskop, jak np. jak również w tym czyste uraz mechaniczny związane z nagłym niekontrolowanym upadkiem spowodowanym konwulsjami elektrycznymi.

Substancje toksyczne

Wszelka elektronika (w tym kineskopy) zawiera substancje szkodliwe dla zdrowia i środowisko. Wśród nich: związki baru w katodach, luminofory.

Zużyte kineskopy są w większości krajów uważane za odpady niebezpieczne i muszą być poddawane recyklingowi lub usuwane na oddzielnych składowiskach.

Eksplozja kineskopu

Ponieważ wewnątrz kineskopu panuje próżnia spowodowana ciśnieniem powietrza, sam ekran 17-calowego monitora wytrzymuje obciążenie około 800 kg – czyli tyle, ile waży mały samochód. Ze względu na cechy konstrukcyjne nacisk na ekran i stożek kineskopu jest dodatni, natomiast nacisk na bok ekranu jest ujemny, co stwarza zagrożenie wybuchem. Podczas pracy z wczesnymi kineskopami przepisy bezpieczeństwa wymagały używania rękawic ochronnych, maski i okularów. Przed ekranem kineskopu w telewizorze zamontowano szklany ekran ochronny, a wzdłuż krawędzi zamontowano metalową maskę ochronną.

Począwszy od drugiej połowy lat 60. niebezpieczna część kineskopu jest osłonięta specjalnym metalowym bandażem przeciwwybuchowym, wykonanym w formie całkowicie metalowej wytłoczki lub nawiniętej z kilku warstw taśmy. Taki bandaż wyklucza możliwość samoistnego wybuchu. W niektórych modelach kineskopów zastosowano dodatkowo folię ochronną do zasłaniania ekranu.

Pomimo zastosowania systemów ochronnych nie jest wykluczone, że w przypadku celowego rozbicia kineskopu ludzie zostaną uderzeni odłamkami. W związku z tym, niszcząc te ostatnie, dla bezpieczeństwa najpierw rozbijają sztengel - szklaną rurkę technologiczną na końcu szyjki pod plastikową podstawą, przez którą wypompowywane jest powietrze podczas produkcji.

Niewielkie kineskopy i kineskopy o średnicy ekranu lub przekątnej do 15 cm nie stanowią zagrożenia i nie są wyposażone w urządzenia przeciwwybuchowe.

Inne rodzaje urządzeń katodowych

Oprócz kineskopu urządzenia katodowe obejmują:

Kwantoskop (kineskop laserowy), rodzaj kineskopu, którego ekran jest matrycą laserów półprzewodnikowych pompowanych wiązką elektronów. Kwantoskopy są używane w projektorach obrazu.
Lampa elektronopromieniowa do drukowania znaków.
Wskaźnik kineskopu jest stosowany we wskaźnikach stacji radarowych.
Lampa elektronopromieniowa z pamięcią.
- grafika
Transmisyjna tuba telewizyjna przetwarza obrazy świetlne na sygnały elektryczne.
Monoskop to transmitująca lampa elektronopromieniowa, która przekształca pojedynczy obraz wykonany bezpośrednio na fotokatodzie w sygnał elektryczny. Służył do przesyłania obrazu telewizyjnego stołu testowego (na przykład TIT-0249).
Kadroskop to kineskop z widocznym obrazem, przeznaczony do regulacji skanerów i ogniskowania wiązki w urządzeniach wykorzystujących kineskopy bez widocznego obrazu (grafiki, monoskopy, potencjometry). Kadroskop ma wyprowadzenie i wymiary oprawy zbliżone do zastosowanej w sprzęcie kineskopu. Ponadto główny CRT i framescope dobierane są według parametrów z bardzo dużą dokładnością i dostarczane tylko w zestawie. Podczas ustawiania zamiast głównej tubusu podłącza się lunetę.

Zobacz też

Notatki

Literatura

D. Diamonds, F. Ignatov, V. Vodychko. Jednowiązkowy kineskop kolorowy - chromoskop 25LK1Ts. Radio nr 9, 1976. S. 32, 33.

Spinki do mankietów

SV Nowakowski. 90 lat telewizji elektronicznej // Electrosvyaz nr 6, 1997
P. Sokołow. Monitory // iXBT, 1999
Marii Bellis. Historia kineskopu // About:Inventors
Jewgienij Kozłowski. Stary przyjaciel jest lepszy niż Computerra #692, 27 czerwca 2007
Mukhin I. A. Jak wybrać monitor CRT Rynek biznesowy komputerów nr 49 (286), listopad-grudzień 2004 r. P. 366-371

Pasywny stan stały	Rezystor Rezystor zmienny Rezystor trymera Warystor Kondensator Indukcyjność Rezonator kwarcowy Bezpiecznik Resetowalny bezpiecznik Transformator
Aktywny stan stały	Dioda· LED · Fotodioda · laser półprzewodnikowy · Dioda Schottky'ego· Dioda Zenera · Stabistor · Varicap · Varicond ·

Lampa elektronopromieniowa (CRT) to jedno z urządzeń termionowych, które nie wydaje się wychodzić z użytku w najbliższej przyszłości. CRT jest używany w oscyloskopie do obserwacji sygnałów elektrycznych i oczywiście jako kineskop w odbiorniku telewizyjnym i monitor w komputerze i radarze.

CRT składa się z trzech głównych elementów: wyrzutni elektronowej, która jest źródłem wiązki elektronów, systemu odchylania wiązki, który może być elektrostatyczny lub magnetyczny, oraz ekranu fluorescencyjnego, który emituje światło widzialne w miejscu, w którym pada wiązka elektronów. Wszystkie istotne cechy kineskopu z odchyleniem elektrostatycznym pokazano na ryc. 3.14.

Katoda emituje elektrony, które lecą w kierunku pierwszej anody w który jest zasilany dodatnim napięciem kilku tysięcy woltów względem katody. Przepływ elektronów jest regulowany przez siatkę, której ujemne napięcie zależy od wymaganej jasności. Wiązka elektronów przechodzi przez otwór w środku pierwszej anody, a także przez drugą anodę, która ma nieco wyższe napięcie dodatnie niż pierwsza anoda.

Ryż. 3.14. CRT z odchylaniem elektrostatycznym. Uproszczony schemat podłączony do CRT pokazuje sterowanie jasnością i ostrością.

Zadaniem dwóch anod jest wytworzenie między nimi pola elektrycznego linie siły, zakrzywiony tak, że wszystkie elektrony wiązki skupiają się w jednym miejscu na ekranie. Potencjalna różnica między anodami 1 I L 2 jest wybierany za pomocą regulatora ostrości w taki sposób, aby uzyskać wyraźnie ostry punkt na ekranie. Ten projekt dwóch anod można uznać za soczewkę elektroniczną. Podobnie, soczewkę magnetyczną można stworzyć, stosując pole magnetyczne; w niektórych CRT ustawianie ostrości odbywa się w ten sposób. Zasada ta jest również z powodzeniem stosowana w mikroskopie elektronowym, gdzie kombinacja soczewek elektronowych może zapewnić bardzo duże powiększenie z rozdzielczością tysiąc razy lepszą niż w przypadku mikroskopu optycznego.

Po anodach wiązka elektronów w CRT przechodzi między płytkami odchylającymi, do których można przyłożyć napięcia w celu odchylenia wiązki w kierunku pionowym w przypadku płytek Y oraz poziomo w przypadku płytek X. Po układzie odchylającym wiązka uderza w ekran luminescencyjny, czyli powierzchnię fosfor.

Na pierwszy rzut oka elektrony nie mają gdzie się podziać po uderzeniu w ekran i można by pomyśleć, że ładunek ujemny na nim będzie rósł. W rzeczywistości tak się nie dzieje, ponieważ energia elektronów w wiązce jest wystarczająca, aby spowodować „rozbryzgi” elektronów wtórnych z ekranu. Te wtórne elektrony są następnie zbierane przez przewodzącą powłokę na ściankach rurki. W rzeczywistości tak dużo ładunku zwykle opuszcza ekran, że pojawia się na nim dodatni potencjał kilku woltów w stosunku do drugiej anody.

Odchylenie elektrostatyczne jest standardem w większości oscyloskopów, ale jest to niewygodne w przypadku dużych kineskopowych telewizorów. W tych lampach z ich ogromnymi ekranami (do 900 mm po przekątnej), aby zapewnić pożądaną jasność, konieczne jest rozpędzanie elektronów w wiązce do wysokich energii (typowe napięcie wysokonapięciowej

Ryż. 3.15. Zasada działania układu odchylania magnetycznego stosowanego w lampach telewizyjnych.

źródło 25kV). Gdyby w takich rurach, z ich bardzo dużym kątem odchylenia (110°), zastosowano elektrostatyczny układ odchylający, wymagane byłyby zbyt duże napięcia odchylające. W takich zastosowaniach ugięcie magnetyczne jest standardem. na ryc. 3.15 pokazuje typowy projekt magnetycznego układu odchylającego, w którym pary cewek są używane do wytworzenia pola odchylającego. Należy pamiętać, że osie cewek prostopadły kierunek, w którym następuje ugięcie, w przeciwieństwie do linii środkowych płyt w systemie odchylania elektrostatycznego, który są równoległe kierunek odchylenia. Ta różnica podkreśla, że w elektrycznych i pola magnetyczne elektrony zachowują się inaczej.