Principiile de funcționare și parametrii unui tub catodic (CRT)

Sarcini de lucru

cunoștință generală cu dispozitivul și principiul de funcționare al osciloscoapelor electronice,
determinarea sensibilității osciloscopului,
efectuarea unor măsurători într-un circuit de curent alternativ cu ajutorul unui osciloscop.

Informații generale despre proiectarea și funcționarea unui osciloscop electronic

Folosind catodul tubului catodic al osciloscopului, se creează un flux de electroni, care se formează în tub într-un fascicul îngust îndreptat către ecran. Un fascicul de electroni focalizat pe ecranul tubului provoacă un punct luminos în punctul de impact, a cărui luminozitate depinde de energia fasciculului (ecranul este acoperit cu un compus luminiscent special care strălucește sub influența fasciculului de electroni). ). Fasciculul de electroni este practic fără inerție, astfel încât punctul de lumină poate fi mutat aproape instantaneu în orice direcție de pe ecran dacă fasciculul de electroni este expus unui câmp electric. Câmpul este creat folosind două perechi de plăci plan-paralele numite plăci de deviere. Inerția mică a fasciculului face posibilă observarea proceselor în schimbare rapidă cu o frecvență de 10 9 Hz sau mai mult.

Având în vedere osciloscoapele existente, care sunt diverse în design și scop, puteți vedea că diagrama lor funcțională este aproximativ aceeași. Nodurile principale și obligatorii ar trebui să fie:

Tub catodic pentru observarea vizuală a procesului studiat;

Surse de alimentare pentru a obține tensiunile necesare aplicate electrozilor tubului;

Un dispozitiv pentru reglarea luminozității, focalizarea și deplasarea fasciculului;

Generator de baleiaj pentru deplasarea fasciculului de electroni (și, în consecință, a punctului luminos) pe ecranul tubului la o anumită viteză;

Amplificatoare (și atenuatoare) folosite pentru a amplifica sau atenua tensiunea semnalului studiat dacă nu este suficient să devieze vizibil fasciculul pe ecranul tubului sau, dimpotrivă, este prea mare.

Dispozitiv cu tub cu raze catodice

În primul rând, luați în considerare proiectarea unui tub catodic (Fig. 36.1). De obicei este un balon de sticlă 3, evacuat la vid înalt. Un catod încălzit 4 este situat în partea sa îngustă, din care electronii zboară din cauza emisiei termoionice.Un sistem de electrozi cilindrici 5, 6, 7 concentrează electronii într-un fascicul îngust 12 și controlează intensitatea acestuia. Urmează două perechi de plăci de deviere 8 și 9 (orizontale și verticale) și, în final, un ecran 10 - fundul balonului 3, acoperit cu o compoziție luminiscentă, datorită căreia devine vizibilă urma fasciculului de electroni.

Catodul include un filament de wolfram - încălzitor 2, situat într-un tub îngust, al cărui capăt (pentru a reduce funcția de lucru a electronilor) este acoperit cu un strat de oxid de bariu sau stronțiu și este de fapt o sursă de flux de electroni.

Procesul de formare a electronilor într-un fascicul îngust folosind câmpuri electrostatice este în multe privințe similar cu acțiunea lentilelor optice asupra unui fascicul de lumină. Prin urmare, sistemul de electrozi 5,6,7 se numește dispozitiv electron-optic.

Electrodul 5 (modulator) sub forma unui cilindru închis cu o gaură îngustă se află sub un potențial negativ mic față de catod și îndeplinește funcții similare cu grila de control a unei lămpi cu electroni. Schimbând valoarea tensiunii negative pe electrodul de modulare sau de control, puteți modifica numărul de electroni care trec prin gaura acestuia. Prin urmare, folosind un electrod modulator, este posibil să controlați luminozitatea fasciculului de pe ecran. Potențiometrul care controlează mărimea tensiunii negative de pe modulator este afișat pe panoul frontal al osciloscopului cu inscripția „luminozitate”.

Un sistem de doi cilindri coaxiali 6 și 7, numit primul și al doilea anod, servește la accelerarea și focalizarea fasciculului. Câmpul electrostatic din spațiul dintre primul și al doilea anod este direcționat în așa fel încât să devieze traiectoriile electronilor divergente înapoi spre axa cilindrului, la fel cum un sistem optic de două lentile acționează asupra unui fascicul de lumină divergent. În acest caz, catodul 4 și modulatorul 5 constituie prima lentilă electronică, iar o altă lentilă electronică corespunde primului și celui de-al doilea anod.

Ca rezultat, fasciculul de electroni este focalizat într-un punct care ar trebui să se afle în planul ecranului, ceea ce este posibil cu o alegere adecvată a diferenței de potențial dintre primul și al doilea anod. Butonul potențiometrului care reglează această tensiune este afișat pe panoul frontal al osciloscopului cu inscripția „focus”.

Când un fascicul de electroni lovește ecranul, pe acesta se formează un punct luminos conturat ascuțit (corespunzător secțiunii transversale a fasciculului), a cărui luminozitate depinde de numărul și viteza electronilor din fascicul. Majoritatea Energia fasciculului atunci când ecranul este bombardat este convertită în energie termică. Pentru a evita arderea prin stratul luminiscent, luminozitatea ridicată nu este permisă cu un fascicul de electroni staționar. Deviația fasciculului se realizează folosind două perechi de plăci plan-paralele 8 și 9, situate în unghi drept una față de cealaltă.

Dacă există o diferență de potențial pe plăcile unei perechi, un câmp electric uniform între ele deviază traiectoria fasciculului de electroni, în funcție de mărimea și semnul acestui câmp. Calculele arată că cantitatea de deviere a fasciculului pe ecranul tubului D(în milimetri) este legată de solicitarea pe plăci U Dși tensiunea la al doilea anod Ua 2(în volți) după cum urmează:

(36.1),

tuburi catodice(CRT) - dispozitive de electrovacuum concepute pentru a converti un semnal electric într-o imagine luminoasă folosind un fascicul subțire de electroni direcționat către un ecran special acoperit cu fosfor- o compoziție capabilă să strălucească atunci când este bombardată cu electroni.

Pe fig. 15 prezintă dispozitivul unui tub catodic cu un electrostatic focalizareași electrostatic devierea fasciculului. Tubul conține un catod încălzit cu oxid cu o suprafață emițătoare îndreptată spre orificiul din modulator. Un potențial negativ mic este setat pe modulator în raport cu catodul. Mai departe de-a lungul axei tubului (și de-a lungul fasciculului) este un electrod de focalizare, numit și primul anod, potențialul său pozitiv contribuie la extragerea electronilor din spațiul apropiat catodic prin gaura modulatorului și formarea unui fascicul îngust. de la ei. Focalizarea și accelerarea ulterioară a electronilor este realizată de câmpul celui de-al doilea anod (electrodul de accelerare). Potențialul său în tub este cel mai pozitiv și se ridică la unități - zeci de kilovolți. Combinația dintre catod, modulator și electrod de accelerare formează un tun de electroni (proiector de electroni). Câmpul electric neomogen din spațiul dintre electrozi acționează asupra fasciculului de electroni ca o lentilă electrostatică colectivă. Electronii sub acțiunea acestei lentile converg către un punct interior ecran. Ecranul este acoperit din interior cu un strat de fosfor - o substanță care transformă energia fluxului de electroni în lumină. Afară, locul în care fluxul de electroni cade pe ecran strălucește.

Pentru a controla poziția punctului luminos pe ecran și a obține astfel o imagine, fasciculul de electroni este deviat de-a lungul a două coordonate folosind două perechi de electrozi plati - plăci de deviere X și Y. Unghiul de deviere al fasciculului depinde de tensiunea aplicată plăcilor. Sub acțiunea unor tensiuni de deformare variabile asupra plăcilor, fasciculul se deplasează în jurul diferitelor puncte de pe ecran. Luminozitatea strălucirii punctelor depinde de puterea curentului fasciculului. Pentru a controla luminozitatea, se aplică o tensiune alternativă la intrarea modulatorului Z. Pentru a obține o imagine stabilă a unui semnal periodic, acesta este scanat periodic pe ecran, sincronizând tensiunea X de scanare orizontală care se schimbă liniar cu semnalul studiat, care intră simultan în plăcile verticale de deviere Y. În acest fel se formează imagini pe ecranul CRT. Fasciculul de electroni are o inerție redusă.

Pe lângă electrostatic, se mai folosește focalizare magnetică fascicul de electroni. Pentru aceasta, se folosește o bobină DC, în care este introdus un CRT. Calitatea focalizării magnetice este mai mare (dimensiunea spotului mai mică, distorsiunea mai mică), dar focalizarea magnetică este greoaie și consumă continuu energie.

Utilizată pe scară largă (în cinescoape) este deviația magnetică a fasciculului, realizată de două perechi de bobine cu curenți. Într-un câmp magnetic, electronul este deviat de-a lungul razei cercului, iar unghiul de deviere poate fi mult mai mare decât într-un CRT cu deflexie electrostatică. Cu toate acestea, viteza sistemului de deviere magnetică este scăzută datorită inerției bobinelor purtătoare de curent. Prin urmare, în tuburile de osciloscop, numai deviația electrostatică a fasciculului este utilizată ca fiind mai puțin inerțială.

Ecranul este cea mai importantă parte a CRT. La fel de electroluminofori aplica diverse compuși anorganicişi amestecuri ale acestora, de exemplu zinc şi sulfuri de zinc-cadmiu, silicat de zinc, tungstate de calciu şi cadmiu şi altele asemenea. cu impurități de activatori (cupru, mangan, bismut etc.). Parametrii principali ai fosforului: culoarea strălucirii, luminozitatea, intensitatea luminii spot, puterea luminoasă, strălucirea. Culoarea strălucirii este determinată de compoziția fosforului. Luminozitatea strălucirii fosforului în Cd / m 2

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

unde dn/dt este fluxul de electroni pe secundă, adică curentul fasciculului, A;

U 0 - potențialul de strălucire al fosforului, V;

U este tensiunea de accelerare a celui de-al doilea anod, V;

Intensitatea luminii spotului este proporțională cu luminozitatea. Eficacitatea luminoasă este raportul dintre intensitatea luminoasă a spotului și puterea fasciculului în cd/W.

amurg- acesta este timpul în care luminozitatea spotului după oprirea fasciculului scade la 1% valoarea initiala. Există fosfori cu o strălucire foarte scurtă (mai puțin de 10 μs), cu o luminozitate scurtă (de la 10 μs la 10 ms), medie (de la 10 la 100 ms), lungă (de la 0,1 la 16 s) și foarte lungă (mai mult de 16 s) strălucire după strălucire. Alegerea valorii de luminozitate este determinată de domeniul de aplicare al CRT. Pentru cinescoape, se folosesc fosfori cu o mică strălucire, deoarece imaginea de pe ecranul kinescopului se schimbă constant. Pentru tuburile de osciloscop, fosforii sunt utilizați cu o luminozitate medie până la foarte lungă, în funcție de gama de frecvență a semnalelor care urmează să fie afișate.

O problemă importantă care necesită o analiză mai detaliată este legată de potențialul ecranului CRT. Când un electron lovește ecranul, acesta încarcă ecranul cu un potențial negativ. Fiecare electron reîncarcă ecranul, iar potențialul său devine din ce în ce mai negativ, astfel încât apare foarte repede un câmp de decelerare, iar mișcarea electronilor către ecran se oprește. În CRT-urile reale, acest lucru nu se întâmplă, deoarece fiecare electron care lovește ecranul scoate electroni secundari din el, adică are loc emisia de electroni secundari. Electronii secundari sunt transportați de pe ecran sarcina negativa, iar pentru a le îndepărta din spațiul din fața ecranului, pereții interiori ai CRT-ului sunt acoperiți cu un strat conductor pe bază de carbon, conectat electric la al doilea anod. Pentru ca acest mecanism să funcționeze, factorul de emisie secundar, adică raportul dintre numărul de electroni secundari și numărul celor primari trebuie să depășească unu. Totuși, pentru fosfor, coeficientul de emisie secundară Kve depinde de tensiunea la al doilea anod U a . Un exemplu de astfel de dependență este prezentat în Fig. 16, din care rezultă că potențialul ecranului nu trebuie să depășească valoarea

U a max , altfel luminozitatea imaginii nu va crește, ci va scădea. În funcție de materialul fosfor, tensiunea U a max = 5…35 kV. Pentru a crește potențialul limitator, ecranul este acoperit din interior cu o peliculă subțire de metal permeabil la electroni (de obicei aluminiu - aluminizat scut) conectat electric la al doilea anod. În acest caz, potențialul ecranului este determinat nu de coeficientul de emisie secundară al fosforului, ci de tensiunea la al doilea anod. Acest lucru vă permite să utilizați o tensiune mai mare a celui de-al doilea anod și să obțineți o luminozitate mai mare a ecranului. Strălucirea strălucirii crește și datorită reflectării luminii emise în interiorul tubului de la filmul de aluminiu. Acesta din urmă este transparent doar pentru electroni suficient de rapizi, deci tensiunea celui de-al doilea anod trebuie să depășească 7...10 kV.

Durata de viață a tuburilor cu raze catodice este limitată nu numai de pierderea emisiei din catod, ca și în cazul altor dispozitive de electrovacuum, ci și de distrugerea fosforului de pe ecran. În primul rând, puterea fasciculului de electroni este utilizată extrem de ineficient. Nu mai mult de două procente din el se transformă în lumină, în timp ce mai mult de 98% încălzesc doar fosforul, în timp ce are loc distrugerea acestuia, ceea ce se exprimă prin faptul că puterea de lumină a ecranului scade treptat. Burnout-ul are loc mai rapid cu o creștere a puterii fluxului de electroni, cu o scădere a tensiunii de accelerare și, de asemenea, mai intens în locurile în care fasciculul cade mai mult timp. Un alt factor care reduce durata de viață a unui tub catodic este bombardarea ecranului. ioni negativi format din atomii stratului de oxid al catodului. Accelerați de câmpul de accelerare, acești ioni se deplasează spre ecran, trecând prin sistemul de deflectare. În tuburile de deviere electrostatică, ionii sunt deviați la fel de eficient ca și electronii, astfel încât lovesc diferite părți ale ecranului mai mult sau mai puțin uniform. În tuburile cu deviație magnetică, ionii sunt deviați mai slab datorită masei lor de multe ori mai mari decât electronii și cad în principal în partea centrală a ecranului, formând în cele din urmă o așa-numită „pătă ionică” care se întunecă treptat pe ecran. Tuburile cu ecran aluminiu sunt mult mai puțin sensibile la bombardarea ionică, deoarece filmul de aluminiu blochează calea ionilor către fosfor.

Există două tipuri de tuburi catodice cele mai utilizate pe scară largă: osciloscopși kinescoape. Tuburile osciloscopului sunt proiectate pentru a afișa o varietate de procese reprezentate de semnale electrice. Au deflexie electrostatică a fasciculului, deoarece permite osciloscopului să afișeze semnale de frecvență mai mare. Focalizarea fasciculului este, de asemenea, electrostatică. În mod obișnuit, osciloscopul este utilizat într-un mod de măturare periodică: o tensiune dinți de ferăstrău cu o frecvență constantă ( tensiune de baleiere), o tensiune amplificată a semnalului studiat se aplică plăcilor verticale de deviație. Dacă semnalul este periodic și frecvența sa este de un număr întreg de ori mai mare decât frecvența de baleiaj, pe ecran apare un grafic staționar al semnalului în timp ( formă de undă). Tuburile de osciloscop moderne au un design mai complex decât cel prezentat în Fig. 15, au mai mulți electrozi, se aplică și cu două fascicule CRT-uri oscilografice care au un set dublu de toți electrozii cu un ecran comun și vă permit să afișați două semnale diferite în mod sincron.

Kinescoapele sunt CRT-uri cu marca de luminozitate, adică cu controlul luminozității fasciculului prin modificarea potențialului modulatorului; sunt folosite în televizoare de uz casnic și industriale, precum și monitoare calculatoare pentru a converti un semnal electric într-o imagine bidimensională pe un ecran. Kinescoapele diferă de CRT-urile osciloscopului dimensiuni mari ecran, natura imaginii ( semitonuri pe întreaga suprafață a ecranului), utilizarea deviației magnetice a fasciculului în două coordonate, dimensiunea relativ mică a spotului luminos, cerințe stricte pentru stabilitatea dimensiunii spotului și liniaritatea scanărilor. Cele mai perfecte sunt kinescoapele color pentru monitoarele de computer, au rezoluție înaltă (până la 2000 de linii), distorsiune geometrică minimă a rasterului și reproducere corectă a culorilor. LA timp diferit kinescoapele au fost produse cu o dimensiune a ecranului diagonală de 6 până la 90 cm. Lungimea kinescopului de-a lungul axei sale este de obicei puțin mai mică decât dimensiunea diagonalei, unghiul maxim de deviere a fasciculului este de 110 ... 116 0. Ecranul unui cinescop color este acoperit din interior cu multe puncte sau benzi înguste de fosfor diferite formulări, transformând un fascicul electric într-una dintre cele trei culori primare: roșu, verde, albastru. Există trei tunuri de electroni într-un kinescop color, câte unul pentru fiecare culoare primară. Când scanați pe ecran, razele se mișcă în paralel și luminează zonele adiacente ale fosforului. Curenții fasciculului sunt diferiți și depind de culoarea elementului de imagine rezultat. Pe lângă kinescoape pentru observare directă, există cinescoape de proiecție, care, cu dimensiunile lor mici, au o luminozitate mare a imaginii pe ecran. Această imagine luminoasă este apoi proiectată optic pe un ecran plat alb, rezultând o imagine mare.

Fosforii sunt aplicați pe ecranul unui tub catodic sub formă de puncte minuscule, iar aceste puncte sunt colectate în trei; în fiecare triplă, sau triadă, există un punct roșu, unul albastru și unul verde. În figură, ți-am arătat mai multe astfel de triade. În total, sunt aproximativ 500.000 de triade pe ecranul tubului. Imaginea pe care o vedeți la televizor este formată din puncte luminoase. Acolo unde detaliile imaginii sunt mai ușoare, mai mulți electroni lovesc punctele și strălucesc mai puternic. În mod corespunzător, mai puțini electroni cad pe locurile întunecate ale imaginii. Dacă există un detaliu alb într-o imagine color, atunci toate cele trei puncte din fiecare triadă strălucesc cu aceeași luminozitate peste tot în acest detaliu. În schimb, dacă există un detaliu roșu într-o imagine color, atunci numai punctele roșii ale fiecărei triade strălucesc în acest detaliu, în timp ce punctele verzi și albastre nu strălucesc deloc.

Înțelegi ce înseamnă să creezi o imagine color pe ecranul televizorului? Aceasta înseamnă, în primul rând, să forțezi electronii să ajungă în locurile potrivite, adică la acele puncte de fosfor care ar trebui să strălucească, și să nu cadă în alte locuri, adică la acele puncte care nu ar trebui să strălucească. În al doilea rând, electronii trebuie să lovească locurile potrivite la momentul potrivit. La urma urmei, imaginea de pe ecran se schimbă constant și unde la un moment dat, de exemplu, a existat o pată portocalie strălucitoare, după un moment, să zicem, ar trebui să apară violet închis. În cele din urmă, în al treilea rând, cantitatea potrivită de electroni ar trebui să ajungă la locul potrivit și la momentul potrivit. Mai mult - acolo unde strălucirea ar trebui să fie mai strălucitoare și mai puțin - acolo unde strălucirea este mai întunecată.

Deoarece aproape un milion și jumătate de puncte de fosfor sunt plasate pe ecran, sarcina la prima vedere pare a fi extrem de dificilă. De fapt - nimic complicat. În primul rând, într-un tub catodic nu există unul, ci trei catozi încălziți separati. Exact la fel ca într-un tub cu vid convențional. Fiecare catod emite electroni și în jurul lui se creează un nor de electroni. Lângă fiecare catod sunt o grilă și un anod. Numărul de electroni care trec prin rețea către anod depinde de tensiunea rețelei. Până acum, totul se întâmplă, ca într-o lampă convențională cu trei electrozi - o triodă.

Care este diferența? Anodul de aici nu este solid, ci cu o gaură în centru. Prin urmare, majoritatea electronilor care se deplasează de la catod la anod nu rămân pe anod - ei zboară prin gaură sub forma unui fascicul rotund. Designul, constând dintr-un catod, o grilă și un anod, se numește: un tun cu electroni. Pistolul, așa cum spune, trage un fascicul de electroni, iar numărul de electroni din fascicul depinde de tensiunea de pe rețea.

Țintind tunurile cu electroni astfel încât fasciculul emis de la primul pistol lovește întotdeauna doar punctele roșii ale triadelor, fasciculul de la al doilea pistol lovește doar punctele verzi, iar fasciculul de la al treilea pistol lovește doar punctele albastre. Astfel, una dintre cele trei sarcini de formare a unei imagini color este rezolvată. Prin aplicarea tensiunilor necesare pe grilele fiecaruia dintre cele trei tunuri se stabilesc intensitatile necesare de lumina rosie, verde si albastra, ceea ce inseamna ca acestea asigura colorarea dorita a fiecarui detaliu al imaginii.

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

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

Clasificare

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

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

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

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

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

Dispozitiv și principiu de funcționare

Principii generale

Dispozitiv cinescop alb-negru

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

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

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

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

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

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

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

Unghiul de deviere al fasciculului

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

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

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

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

Capcană de ioni

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

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

La începutul anilor 1960, a fost dezvoltat Metoda noua protecție cu fosfor: aluminarea ecranului, în plus, ceea ce a făcut posibilă dublarea luminozității maxime a kinescopului și a fost eliminată necesitatea unei capcane de ioni.

Întârziere în aplicarea tensiunii la anod sau modulator

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

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

Scanează

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

Scanare raster

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

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

Desfacerea vectorului

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

Mătură pe ecranul radarului

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

Kinescoape color

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

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

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

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

Tipuri de măști

Există două tipuri de măști:

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

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

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

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

convergența razelor

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

Demagnetizarea

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

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

Trinescop

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

Aplicație

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

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

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

Desemnare și marcare

Desemnarea CRT-urilor interne constă din patru elemente:

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

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

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

Impactul asupra sănătății

Radiatie electromagnetica

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

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

radiatii ionizante

Există două tipuri de radiații ionizante în cinescoape.

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

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

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

pâlpâie

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

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

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

imagine neclară

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

Tensiune înaltă

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

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

Substante toxice

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

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

Explozie CRT

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

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

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

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

Alte tipuri de dispozitive cu raze catodice

Pe lângă kinescop, dispozitivele cu raze catodice includ:

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

Vezi si

Note

Literatură

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

Legături

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

Stare solidă pasivă	Rezistor Rezistor variabil Rezistor trimmer Varistor Condensator Inductanță Rezonator cu cuarț Siguranță Siguranță resetabilă Transformator
Stare solidă activă	Dioda· LED · Fotodiodă · laser semiconductor · Dioda Schottky· Dioda Zener · Stabistor · Varicap · Varicond ·

Tubul cu raze catodice (CRT) este un dispozitiv termoionic care nu pare să nu mai fie folosit în viitorul apropiat. CRT este folosit într-un osciloscop pentru a observa semnale electrice și, desigur, ca cinescop într-un receptor de televiziune și ca monitor într-un computer și radar.

Un CRT este format din trei elemente principale: un tun de electroni, care este sursa fasciculului de electroni, un sistem de deviere a fasciculului, care poate fi electrostatic sau magnetic și un ecran fluorescent care emite lumină vizibilă în punctul în care lovește fasciculul de electroni. Toate caracteristicile esențiale ale unui CRT cu o deflexie electrostatică sunt prezentate în fig. 3.14.

Catodul emite electroni, iar aceștia zboară spre primul anod A v care este alimentat cu o tensiune pozitivă de câteva mii de volți față de catod. Fluxul de electroni este reglat de o grilă, tensiunea negativă pe care este determinată de luminozitatea necesară. Fasciculul de electroni trece prin gaura din centrul primului anod și, de asemenea, prin al doilea anod, care are o tensiune pozitivă puțin mai mare decât primul anod.

Orez. 3.14. CRT cu deflexie electrostatică. O diagramă simplificată conectată la un CRT arată comenzile pentru luminozitate și focalizare.

Scopul celor doi anozi este de a crea un câmp electric între ei cu linii de forță, curbat astfel încât toți electronii fasciculului să convergă într-un singur loc pe ecran. Diferența potențială între anozi A 1și L 2 este selectat folosind controlul de focalizare astfel încât să se obțină un punct focalizat clar pe ecran. Acest design de doi anozi poate fi considerat ca o lentilă electronică. În mod similar, o lentilă magnetică poate fi creată prin aplicarea unui câmp magnetic; în unele CRT, focalizarea se face în acest fel. Acest principiu este, de asemenea, folosit cu mare efect în microscopul electronic, unde o combinație de lentile electronice poate fi folosită pentru a oferi o mărire foarte mare cu o rezoluție de o mie de ori mai bună decât cea a unui microscop optic.

După anozi, fasciculul de electroni din CRT trece între plăci deflectorale, cărora li se pot aplica tensiuni pentru a devia fasciculul în direcția verticală în cazul plăcilor. Y iar orizontal în cazul plăcilor X. După sistemul de deviere, fasciculul lovește ecranul luminiscent, adică suprafața fosfor.

La prima vedere, electronii nu au unde să meargă după ce lovesc ecranul și ați putea crede că sarcina negativă de pe acesta va crește. În realitate, acest lucru nu se întâmplă, deoarece energia electronilor din fascicul este suficientă pentru a provoca „stropire” de electroni secundari de pe ecran. Acești electroni secundari sunt apoi colectați de o acoperire conductivă pe pereții tubului. De fapt, atât de multă încărcare părăsește ecranul, încât apare un potențial pozitiv de câțiva volți în raport cu al doilea anod.

Deviația electrostatică este standard la majoritatea osciloscoapelor, dar acest lucru este incomod pentru CRT-urile TV mari. În aceste tuburi cu ecranele lor uriașe (până la 900 mm în diagonală), pentru a asigura luminozitatea dorită, este necesar să se accelereze electronii din fascicul la energii mari (tensiunea tipică a unei tensiuni înalte).

Orez. 3.15. Principiul de funcționare al sistemului de deviere magnetică utilizat în tuburile de televiziune.

sursa 25 kV). Dacă astfel de tuburi, cu unghiul lor de deformare foarte mare (110°), ar folosi un sistem de deformare electrostatic, ar fi necesare tensiuni de deformare excesiv de mari. Pentru astfel de aplicații, deviația magnetică este standardul. Pe fig. 3.15 prezintă un design tipic al unui sistem de deviere magnetică, în care perechi de bobine sunt utilizate pentru a crea un câmp de deviere. Vă rugăm să rețineți că axele bobinelor perpendicular direcția în care are loc deviația, spre deosebire de liniile centrale ale plăcilor într-un sistem de deviere electrostatic, care sunt paralele direcția de deviere. Această diferență subliniază faptul că în electrice și campuri magnetice electronii se comportă diferit.