Oscillografisk katodestrålerør. Sådan fungerer et katodestrålerør

elektrostatisk kontrol

Overvej en CRT-enhed med elektrostatisk styring (fig. 2.12.) :

Fig 2.12. Elektrostatisk styret katodestrålerør.

Sammensætningen af ​​den enkleste elektronpistol inkluderer: en katode, en kontrolelektrode, den første og anden anoder.

Katode designet til at skabe en strøm af elektroner. Typisk bruger en CRT en oxidopvarmet katode, lavet i form af en lille nikkelcylinder, indeni hvilken der er en varmelegeme. Det aktive lag påføres bunden af ​​cylinderen. Katoden har således en flad udstrålende overflade, og elektronerne udsendes i en smal stråle mod skærmen. Katodeledningen er normalt forbundet inde i pæren til en af ​​enderne af glødetråden.

Kontrolelektrode, eller modulator, er designet til at justere lysstyrken af ​​det glødende sted på skærmen. Styreelektroden er lavet i form af en nikkelcylinder, der omgiver katoden. Cylinderen har et hul (membran), hvorigennem de elektroner, der udsendes af katoden, passerer.

En lille negativ spænding påføres styreelektroden i forhold til katoden. Ved at ændre denne spænding er det muligt at regulere størrelsen af ​​strålestrømmen og følgelig ændre lysstyrken af ​​det lysende sted på rørets skærm.

Første anode er en cylinder med to eller tre membraner.

Styreelektrodens og den første anodes indflydelse på strålestrømmen svarer til virkningen af ​​styregitteret og anoden på anodestrømmen i elektronrør.

Anden anode også lavet i form af en cylinder, men en lidt større diameter end den første. Denne anode har normalt en enkelt membran.

En spænding af størrelsesordenen 300-1000V(i forhold til katoden). En højere spænding påføres den anden anode ( 1000-16000 V).

Overvej princippet om rørets drift. Den opvarmede katode udsender elektroner. Under påvirkning af et elektrisk felt mellem den første anode og katoden accelereres elektronerne og flyver gennem membranerne i den første anode. Elektronerne forlader den første anode i form af en smal divergerende stråle.

Det elektriske felt mellem den første og anden anode kaldes fokusering. Det ændrer elektronernes bane, så når de forlader den anden anode, bevæger elektronerne sig og nærmer sig rørets akse. I rummet mellem den anden anode og skærmen bevæger elektronerne sig ved inerti på grund af den energi, der optages i elektronkanonens accelererende felter.

Ved at ændre potentialet af den første anode kan intensiteten af ​​fokuseringsfeltet justeres, så banerne for alle elektroner skærer hinanden på skærmen. Når elektroner falder på skærmene, omdannes den kinetiske energi delvist til lysenergi, hvorved der opnås et lysende punkt (plet) på skærmen.

De elektroner, der falder ind på skærmen, slår sekundære elektroner ud fra skærmmaterialet, som fanges af det ledende grafitlag ( aquadag) påført den indvendige overflade af cylinderen. Derudover spiller aquadag rollen som en elektrostatisk skærm og beskytter rørets elektronstrøm mod virkningerne af eksterne elektriske felter, da den er forbundet med rørets anden anode og jordet sammen med den.

Membraner inde i anoder bidrage til indsnævring af elektronstrålen, da de opsnapper elektroner, der afviger kraftigt fra rørets akse.

To par afbøjningsplader når de anvender kontrol (modulerende) spændinger på dem, sikrer de forekomsten mellem de tilsvarende plader X-X og U-U potentialforskelle, der styrer bevægelsen af ​​en fokuseret elektronstråle til det ønskede punkt på skærmen for at opnå det ønskede billede. Når to modulerende spændinger påføres denne strøm samtidigt, er det muligt at opnå afbøjning af elektronstrålen til et hvilket som helst punkt på skærmens arbejdsflade.

Konklusion: Fordelen ved en elektrostatisk styret CRT er, at strømforbruget til strålestyring er lille i dem, elektronstråleafbøjningskontrolkredsløbet er meget enklere end i en magnetisk styret CRT. Mængden af ​​stråleafbøjning i rør af denne type er praktisk talt uafhængig af frekvensen af ​​afbøjningsspændingen.

Send dit gode arbejde i videnbasen er enkel. Brug formularen nedenfor

Studerende, kandidatstuderende, unge forskere, der bruger videnbasen i deres studier og arbejde, vil være dig meget taknemmelig.

opslået på http://www.allbest.ru/

DEN RUSSISKE FØDERATIONS KULTURMINISTERIE

FORBUNDSSTATS BUDGET UDDANNELSESINSTITUTION

HØJERE PROFESSIONEL UDDANNELSE

"SAINT PETERSBURG STATSINSTITUTT

FILM OG TV»

KURSUSARBEJDE

om emnet «PRINCIPPET FOR DRIFT AF ET CATHONY RAY TUBE. FORDELE OG ULEMPER"

efter disciplinFysisk grundlag for at indhente information

gennemført: 3. års elev Viktorovich A.I.

FTKiT Instrumentation 1 gruppe

Tjekkede Gazeeva I.V.

Sankt Petersborg 2017

  • 1. Generel information
  • 2. Funktionsprincippet for det modtagende katodestrålerør (kinescope)
  • 3. Farve kinescopes
  • 4. Fordele og ulemper ved CRT
  • 1. Generelintelligens
  • stråleafbøjning kinescope farve

PÅ katodestråleapparater der skabes en tynd stråle af elektroner (stråle), som styres af et elektrisk eller magnetisk felt, eller begge felter. Disse enheder omfatter katodestrålerør af radarindikatoranordninger til oscillografi, modtagelse af tv-billeder (kinescopes), transmission af tv-billeder, såvel som hukommelsesrør, katodestråleomskiftere, elektronmikroskoper, elektroniske billedkonvertere osv. De fleste katodestråler enheder bruges til at opnå synlige billeder på en fluorescerende skærm; de kaldes elektronisk grafik. De mest almindelige oscilloskop og modtagende fjernsynsrør betragtes, som også er tæt på indikatorrørene på radar- og hydroakustiske stationer.

Rørene kan være med fokusering af elektronstrålen ved elektrisk eller magnetisk felt og med elektrisk eller magnetisk afbøjning af strålen. Afhængigt af farven på billedet på den fluorescerende skærm er der rør med en grøn, orange eller gul-orange glød - til visuel observation, blå - til fotografering af oscillogrammer, hvid eller tricolor - til modtagelse af tv-billeder. Derudover laves rørene med forskellig varighed af skærmens glød efter ophør af elektronpåvirkninger (den såkaldte efterglød). Rør adskiller sig også i skærmstørrelse, ballonmateriale (glas eller glas til metal) og andre tegn.

2. Princippet for drift af det modtagende katodestrålerør (kinescope)

Driften af ​​et katodestrålerør (CRT) eller bare et kineskop, som ethvert elektronrør, er baseret på princippet om elektronemission.Som vi allerede ved, skyldes et stofs ledningsevne tilstedeværelsen af ​​frie elektroner i det. Under påvirkning af varme forlader disse frie partikler selve lederen og danner så at sige en "sky" af elektroner. Denne egenskab kaldes "termionisk emission". Hvis der i nærheden af ​​denne leder, yderligere opvarmet af en glødetråd (lad os kalde det en katode), placeres en anden elektrode med et positivt potentiale, så vil frie partikler frigivet fra katoden ved termisk emission begynde at bevæge sig i rummet (tiltrækning) mod denne elektrode og vil der opstå en elektrisk strøm. Og hvis yderligere elektroder (normalt mesh) placeres mellem hovedelektroderne (anode og katode), så får vi også mulighed for at regulere denne elektronstrøm. Dette princip bruges i vakuumrør, og selvfølgelig i kineskoper I et tv-kineskop (eller katodestrålerør i et oscilloskop) fungerer et særligt lag (fosfor) som anode, der rammer hvilke elektroner, der forårsager en glød. kinescope til et tv i denne form, som beskrevet ovenfor, vil vi se på skærmen kun en lysende prik. For at opnå et fuldgyldigt billede er det nødvendigt at afvise strålen af ​​flyvende elektroner.

For det første vandret: vandret scanning, for det andet vertikalt: lodret scanning.

Et afbøjningssystem bruges til at afbøje strålen. (OS), som er et sæt spoler: to til lodret afbøjning og to til vandret afbøjning. Signalet påført disse spoler skaber et magnetfelt i dem, som afbøjer strålen. Selve afbøjningssystemet sættes på halsen af ​​kinescope.

Linjespolen afbøjer elektronstrålen vandret. (i øvrigt på udenlandske ordninger bruges udtrykket "HORIZONTAL" oftere end "linjescanning"). Og det sker med en ret høj frekvens: omkring 15 kHz.

For at folde rasteret helt ud, bruges også bjælkens lodrette (ramme) afvigelse. I dette tilfælde er frekvensen i rammespolen meget lavere (50 Hz).

Følgende billede vil vise sig: i en fuld ramme formår strålen at løbe fra venstre mod højre flere gange (eller rettere 625), idet den tegner en linje på skærmen, som det var.

For at forhindre tilbageløbslinjer i at blive set på skærmen, anvendes et særligt stråleundertrykkelsesskema.

Ved at justere spændingen på kineskopets elektroder kan du justere lysstyrken af ​​gløden (elektronstrålestrømningshastighed), dens kontrast og også fokusere strålen. I praksis (under virkelige forhold) føres billedsignalet til kineskopets katode, og lysstyrken justeres ved at ændre spændingen på modulatoren. Det ovenfor beskrevne eksempel er i det væsentlige kun en enkeltfarvet version af kineskopet, hvor billedsignalet adskiller sig kun i graduering (forskel i lysstyrkeområder) billede.

Stråleafbøjningsvinkel

Afbøjningsvinklen for CRT-strålen er den maksimale vinkel mellem to mulige positioner af elektronstrålen inde i pæren, hvor et lysende punkt stadig er synligt på skærmen. Forholdet mellem skærmens diagonal (diameter) og længden af ​​CRT afhænger af vinklen. For oscillografiske CRT'er er det normalt op til 40 °, hvilket er forbundet med behovet for at øge strålens følsomhed over for virkningerne af afbøjningsplader og sikre lineariteten af ​​afbøjningskarakteristikken. For de første sovjetiske tv-kineskoper med en rund skærm var afbøjningsvinklen 50 °, for sort-hvide kinescopes af senere udgivelser var den 70 °, fra 1960'erne steg den til 110 ° (et af de første sådanne kinescopes er 43LK9B). For husholdningsfarve kinescopes er det 90 °.

Med en stigning i bjælkens afbøjningsvinkel falder kineskopets dimensioner og masse dog:

Strømforbruget af sweep-noderne stiger. For at løse dette problem blev diameteren af ​​kinescope-halsen reduceret, hvilket dog krævede en ændring af elektronkanonens design.

· kravene til nøjagtigheden af ​​fremstilling og montering af afbøjningssystemet er stigende, hvilket blev implementeret ved at samle kinescope med afbøjningssystemet til et enkelt modul og samle det på fabrikken.

· antallet af nødvendige elementer til justering af rasterets geometri og information stiger.

Alt dette har ført til, at 70-graders kinescopes stadig bruges i nogle områder. Også en vinkel på 70 ° bliver fortsat brugt i sort-hvide kinescopes i små størrelser (for eksempel 16LK1B), hvor længden ikke spiller så stor en rolle.

Ionfælde

Da det er umuligt at skabe et perfekt vakuum inde i en CRT, forbliver nogle af luftmolekylerne inde. Når de kolliderer med elektroner, dannes der ioner af dem, som med en masse, der er mange gange større end massen af ​​elektroner, praktisk talt ikke afviger, idet de gradvist brænder fosforen ud i midten af ​​skærmen og danner den såkaldte ionplet. For at bekæmpe dette, indtil midten af ​​1960'erne, blev "ionfælde"-princippet brugt: elektronkanonens akse var placeret i en vinkel i forhold til kineskopets akse, og en justerbar magnet placeret udenfor gav et felt, der drejede elektronen strømme mod aksen. Massive ioner, der bevægede sig i en lige linje, faldt i selve fælden.

Denne konstruktion tvang imidlertid til at øge diameteren af ​​kineskopets hals, hvilket førte til en stigning i den nødvendige kraft i afbøjningssystemets spoler.

I begyndelsen af ​​1960'erne blev der udviklet en ny måde at beskytte fosforet på: desuden aluminisere skærmen, hvilket gjorde det muligt at fordoble kineskopets maksimale lysstyrke, og behovet for en ionfælde forsvandt.

Forsinkelse i påføring af spænding til anoden eller modulatoren

I et tv, hvis vandrette scanning er lavet på lamper, vises spændingen ved kineskopets anode først, efter at den horisontale scanningsudgangslampe og spjælddioden er varmet op. Gløden fra kinescope på dette tidspunkt har tid til at varme op.

Introduktionen af ​​hel-halvlederkredsløb i horisontale skanningsknuder har skabt problemet med accelereret slid på kineskopets katoder på grund af spændingen, der påføres kineskopets anode samtidig med tænding. For at bekæmpe dette fænomen blev der udviklet amatørknudepunkter, der gav en forsinkelse i forsyningen af ​​spænding til anode- eller kinescope-modulatoren. Interessant nok, i nogle af dem, på trods af at de var beregnet til installation i halvleder-tv'er, blev et radiorør brugt som et forsinkelseselement. Senere begyndte man at producere industrielle tv'er, hvor en sådan forsinkelse oprindeligt blev leveret.

3. Farve kinescopes

Farve kinescope enhed. 1 --Elektroniske kanoner. 2 - Elektronstråler. 3 -- Fokuseringsspole. 4 -- Afbøjningsspoler. 5 -- Anode. 6 - Maske, på grund af hvilken den røde stråle rammer den røde fosfor osv. 7 - Røde, grønne og blå korn af fosforen. 8 -- Maske og fosforkorn (forstørret).

Et farvekinescope adskiller sig fra et sort-hvidt ved, at det har tre kanoner - "rød", "grøn" og "blå" (1). Følgelig påføres tre typer fosfor på skærm 7 i en eller anden rækkefølge - rød, grøn og blå ( 8 ).

Afhængigt af den anvendte masketype er kanonerne i kineskopets hals arrangeret delta-formet (ved hjørnerne af en ligesidet trekant) eller plane (på samme linje). Nogle elektroder af samme navn fra forskellige elektronkanoner er forbundet med ledere inde i kineskopet. Disse er accelererende elektroder, fokuseringselektroder, varmelegemer (parallelt forbundet) og ofte modulatorer. En sådan foranstaltning er nødvendig for at gemme antallet af udgange af kinescope på grund af dens begrænsede størrelse.

Kun strålen fra den røde pistol rammer den røde phosphor, kun strålen fra den grønne pistol rammer den grønne osv. Dette opnås ved, at der mellem pistolerne og skærmen er en metalrist kaldet maske (6 ). I moderne kinescopes er masken lavet af Invar, en stålkvalitet med en lille termisk udvidelseskoefficient.

CRT med skyggemaske

For denne type CRT er masken et metalnet (normalt invar) med runde huller modsat hver triade af fosforelementer. Kriteriet for billedkvalitet (klarhed) er den såkaldte grain eller dot pitch (dot pitch), som karakteriserer afstanden i millimeter mellem to elementer (prikker) af en fosfor af samme farve. Jo mindre denne afstand er, jo bedre billede vil skærmen være i stand til at gengive. En CRT-skærm med en skyggemaske er normalt en del af en kugle med en tilstrækkelig stor diameter, hvilket kan ses ved bulen af ​​skærmen på skærme med denne type CRT (eller måske ikke kan ses, hvis kuglens radius er meget stor ). Ulemperne ved en CRT med en skyggemaske omfatter det faktum, at et stort antal elektroner (ca. 70%) tilbageholdes af masken og ikke falder på fosforelementerne. Dette kan føre til varme og termisk deformation af masken (som igen kan forårsage farveforvrængning på skærmen). Derudover er det i denne type CRT nødvendigt at bruge en fosfor med et højere lysudbytte, hvilket fører til en vis forringelse af farvegengivelsen. Hvis vi taler om fordelene ved en CRT med en skyggemaske, skal vi bemærke den gode klarhed af det resulterende billede og deres relative billighed.

CRT med blændegitter

I sådan en CRT er der ingen nålehuller i masken (normalt lavet af folie). I stedet blev der lavet tynde lodrette huller i den fra den øverste kant af masken til bunden. Det er således et gitter af lodrette linjer. På grund af at masken er lavet på denne måde, er den meget følsom over for enhver form for vibration (som f.eks. kan opstå ved let bankning på monitorskærmen. Den holdes desuden af ​​tynde vandrette ledninger. I skærme med en størrelse på 15 tommer, sådan en ledning er en i 17 og 19 to ", og i stor tre eller flere. På alle sådanne modeller er skygger fra disse ledninger mærkbare, især på en lys skærm. I starten kan de være noget irriterende , men med tiden vænner du dig til det. Sandsynligvis kan dette tilskrives de største ulemper ved en CRT med et blændegitter. Skærmen på sådanne CRT'er er en del af en cylinder med stor diameter. Som et resultat er den helt flad lodret og let konveks vandret.En analog af prikafstanden (som for en CRT med en skyggemaske) her er strimmelafstanden - minimumsafstanden mellem to strimler af en fosfor af samme farve (målt i millimeter).Fordelen ved sådanne CRT'er i sammenligning med den forrige er mere mættede farver og mere mere kontrasterende billede, og

samt en fladere skærm, som reducerer mængden af ​​blænding på den markant. Ulemperne omfatter lidt mindre klarhed af teksten på skærmen.

CRT med spaltemaske

Spaltemasken CRT er et kompromis mellem de to teknologier, der allerede er beskrevet. Her er hullerne i masken, svarende til en triade af fosforen, lavet i form af aflange lodrette slidser af lille længde. Tilstødende lodrette rækker af sådanne slidser er lidt forskudt fra hinanden. Det menes, at CRT'er med denne type maske har en kombination af alle de fordele, der er forbundet med det. I praksis er forskellen mellem billedet på en CRT med slids- eller blændegitter næppe mærkbar. Slidmaske CRT'er omtales almindeligvis som Flatron, DynaFlat osv.

4. Fordele og ulemper ved CRT

Fordele ved kinescope:

1. Bredt farveskala af CRT-baseret skærm ved at bruge fosfor med høj renhed af udsendt farve.

2. Tilstrækkelig lysstyrke og kontrast til de fleste applikationer.

3. Relativt lave omkostninger.

4. Billedet kan ses i direkte sollys, i modsætning til LCD-skærme (hvorpå det bliver mørkere og forsvinder).

5. Lille inerti. Elektronstrålen kan styres ved høj hastighed, og derfor bruges CRT'er i oscilloskoper, telecine-projektorer (til at overføre et billede fra en film til et tv-signal i realtid).

Ulemper ved et kinescope:

1. Store mål og vægt.

2. Kompleksiteten ved fremstilling af CRT store diagonaler.

3. Øget strømforbrug.

4. Forringelse af farvegengivelse over tid på grund af ældning af fosfor- og katodematerialet.

5. Billedflimren.

6. Skadelig elektromagnetisk stråling.

7. Hvis CRT-displayet er indstillet forkert, kan der forekomme geometriske forvrængninger, uoverensstemmelser og defokusering.

8. CRT'er er udsat for eksterne magnetfelter.

9. Øgede krav til elsikkerhed. Tilstedeværelsen af ​​højspændingskredsløb inde i displayet stiller særlige krav til deres isolering og kvaliteten af ​​de elektroniske komponenter i disse kredsløb.

10. Når et stillbillede vises på skærmen i lang tid, "hitter" elektronstrålen pletterne ("korn") af fosforet millioner af gange. I dette tilfælde er fosforet "brændt ud", og et permanent "spøgelsesagtigt" billede vises på skærmen.

11. CRT'er er eksplosive (fordi der er et vakuum inde i pæren). Derfor har de en tyk glaskolbe. Bortskaffelse af sådanne displays skal ske på en sikker måde.

Bibliografi

1. Fysisk grundlag for at indhente oplysninger: et referenceabstrakt / I.V. Gazeev. - St. Petersborg: SPbGIKiT, 2017. - 211 s.

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Kinescope

3. http://megabook.ru

Hostet på Allbest.ru

Lignende dokumenter

    Begrebet elektrisk strøm. Elektronstrømmens opførsel i forskellige medier. Driftsprincipper for et vakuum-elektronstrålerør. Elektrisk strøm i væsker, i metaller, halvledere. Konceptet og typerne af ledningsevne. Fænomenet elektron-hul overgang.

    præsentation, tilføjet 11/05/2014

    Organisering af processen med elektronstrålefordampning. Formlen for den elektrostatiske spænding mellem katoden og anoden, stigningen i temperaturen på måloverfladen på et sekund. Beregning af strålestrøm og temperatur på overfladen af ​​det bombarderede materiale.

    artikel, tilføjet 31/08/2013

    Indretning, funktionsprincip og formål med en elektronisk kommuteret ventilator med indbygget elektronik. Dens fordel og test af arbejde. Forskellen mellem synkrone og asynkrone motorer. Princippet om proportional-integral-differentiel controller.

    laboratoriearbejde, tilføjet 14/04/2015

    Oversigt over Xtress 3000 G3/G3R og røntgenrøret TFS-3007-HP brugt i den, analyse af pakken og dokumentation. Udvikling af røntgenrør 0.3RSV1-Cr: design og termisk beregning af anode- og katodenheder, isolator, kappe.

    afhandling, tilføjet 17.06.2012

    Konceptet og omfanget af praktisk anvendelse af elektron-optiske konvertere som enheder, der konverterer elektroniske signaler til optisk stråling eller til et billede, der er tilgængeligt for menneskelig perception. Enhed, mål og målsætninger, funktionsprincip.

    præsentation, tilføjet 11/04/2015

    Beskrivelse af teknologien til fremstilling af elektron-hul overgangen. Klassificering af den udviklede elektron-hul overgang ved afskæringsfrekvens og effekttab. Studiet af hovedtræk ved brugen af ​​diodestrukturer i integrerede kredsløb.

    semesteropgave, tilføjet 14.11.2017

    Billedoptagelse i monokrome katodestrålerør. Flydende krystallers egenskaber. Teknologier til fremstilling af flydende krystalmonitorer. Fordele og ulemper ved skærme baseret på plasmapaneler. Få et stereoskopisk billede.

    præsentation, tilføjet 03/08/2015

    Studiet af en lysemitterende diode som en halvlederenhed med en elektron-hul overgang, som skaber optisk stråling, når en elektrisk strøm føres igennem den. Opfindelsens historie, fordele og ulemper, omfanget af LED.

    præsentation, tilføjet 29.10.2014

    Princippet for enheden og driften af ​​Grover varmerør. De vigtigste metoder til at overføre termisk energi. Fordele og ulemper ved loop varmerør. Perspektiv typer af kølere på varmerør. Designegenskaber og karakteristika for varmerør.

    abstrakt, tilføjet 08/09/2015

    Sammenlignende egenskaber for sensorer. Valget af en frekvensniveausensor og den anbefalede målemetode, dens fordele og ulemper. Parametre og profil af niveaumålerrøret. Excitation-fjernelsessystem, ikke-linearitet og temperaturfejl.

Katodestrålerøret (CRT) er en termionisk enhed, der ikke ser ud til at gå ud af brug i den nærmeste fremtid. En CRT bruges i et oscilloskop til at observere elektriske signaler og selvfølgelig som et kinescope i en tv-modtager og en skærm i en computer og radar.

En CRT består af tre hovedelementer: en elektronkanon, som er kilden til elektronstrålen, et stråleafbøjningssystem, som kan være elektrostatisk eller magnetisk, og en fluorescerende skærm, der udsender synligt lys på det punkt, hvor elektronstrålen rammer. Alle de væsentlige egenskaber ved en CRT med en elektrostatisk afbøjning er vist i fig. 3.14.

Katoden udsender elektroner, og de flyver mod den første anode A v som forsynes med en positiv spænding på flere tusinde volt i forhold til katoden. Strømmen af ​​elektroner reguleres af et gitter, hvis negative spænding bestemmes af den nødvendige lysstyrke. Elektronstrålen passerer gennem hullet i midten af ​​den første anode og også gennem den anden anode, som har en lidt højere positiv spænding end den første anode.

Ris. 3.14. CRT med elektrostatisk afbøjning. Et forenklet diagram forbundet til en CRT viser lysstyrke- og fokuskontrollerne.

Formålet med de to anoder er at skabe et elektrisk felt mellem dem, med kraftlinjer buede, så alle elektronerne i strålen konvergerer på samme sted på skærmen. Potentielle forskel mellem anoder A 1 og L 2 vælges ved hjælp af fokuskontrollen på en sådan måde, at der opnås et klart fokuseret sted på skærmen. Dette design af to anoder kan betragtes som en elektronisk linse. På samme måde kan en magnetisk linse skabes ved at påføre et magnetfelt; i nogle CRT'er sker fokusering på denne måde. Dette princip bruges også med stor effekt i elektronmikroskopet, hvor en kombination af elektronlinser kan bruges til at give meget høj forstørrelse med en opløsning tusind gange bedre end et optisk mikroskop.

Efter anoderne passerer elektronstrålen i CRT mellem afbøjningsplader, hvortil der kan påføres spændinger for at afbøje strålen i lodret retning i tilfælde af plader Y og vandret i tilfælde af plader X. Efter afbøjningssystemet rammer strålen den selvlysende skærm, det vil sige overfladen fosfor.

Ved første øjekast har elektronerne ingen steder at tage hen, efter at de rammer skærmen, og man tror måske, at den negative ladning på den vil vokse. I virkeligheden sker dette ikke, da energien af ​​elektronerne i strålen er tilstrækkelig til at forårsage "sprøjt" af sekundære elektroner fra skærmen. Disse sekundære elektroner opsamles derefter af en ledende belægning på rørets vægge. Faktisk forlader så meget ladning normalt skærmen, at et positivt potentiale på flere volt i forhold til den anden anode vises på den.

Elektrostatisk afbøjning er standard på de fleste oscilloskoper, men dette er ubelejligt for store TV CRT'er. I disse rør med deres enorme skærme (op til 900 mm diagonalt), for at sikre den ønskede lysstyrke, er det nødvendigt at accelerere elektronerne i strålen til høje energier (typisk spænding for en højspænding

Ris. 3.15. Funktionsprincippet for det magnetiske afbøjningssystem, der bruges i fjernsynsrør.

kilde 25 kV). Hvis et elektrostatisk afbøjningssystem blev brugt i sådanne rør, med deres meget store afbøjningsvinkel (110°), ville der være behov for for store afbøjningsspændinger. Til sådanne applikationer er magnetisk afbøjning standarden. På fig. 3.15 viser et typisk design af et magnetisk afbøjningssystem, hvor par af spoler bruges til at skabe et afbøjningsfelt. Bemærk venligst, at spolernes akser vinkelret retningen, hvori afbøjningen sker, i modsætning til pladernes midterlinjer i et elektrostatisk afbøjningssystem, som er parallelle afbøjningsretning. Denne forskel understreger, at elektroner opfører sig forskelligt i elektriske og magnetiske felter.

Katodestrålerør(CRT) - en elektronisk enhed i form af et rør, langstrakt (ofte med en konisk forlængelse) i retning af elektronstrålens akse, som er dannet i CRT. En CRT består af et elektron-optisk system, et afbøjningssystem og en fluorescerende skærm eller mål. TV reparation i Butovo, kontakt os venligst for hjælp.

CRT klassificering

Klassificeringen af ​​CRT'er er ekstremt vanskelig på grund af deres ekstreme

om bred anvendelse inden for naturvidenskab og teknologi og muligheden for at modificere designet for at opnå de tekniske parametre, der er nødvendige for implementeringen af ​​en specifik teknisk idé.

Afhængigheder af CRT-elektronstrålestyringsmetoden er opdelt i:

elektrostatisk (med et elektrostatisk stråleafbøjningssystem);

elektromagnetisk (med elektromagnetisk stråleafbøjningssystem).

Afhængigt af formålet med CRT er opdelt i:

elektrongrafiske rør (modtagelse, fjernsyn, oscilloskop, indikator, fjernsynsskilte, kodning osv.)

optisk-elektroniske konverteringsrør (transmitterende fjernsynsrør, elektron-optiske omformere osv.)

katodestråleafbrydere (kommutatorer);

andre CRT'er.

Elektronisk grafisk CRT

Elektronisk grafisk CRT - en gruppe katodestrålerør, der bruges inden for forskellige teknologiområder til at konvertere elektriske signaler til optiske (signal-til-lys konvertering).

Elektroniske grafiske CRT'er er underopdelt:

Afhængigt af applikationen:

tv-modtagelse (kinescopes, CRT med ultrahøj opløsning til specielle tv-systemer osv.)

modtageoscilloskop (lavfrekvent, højfrekvent, superhøjfrekvent, puls højspænding osv.)

modtagelsesindikator;

huske;

badges;

kodning;

andre CRT'er.

Strukturen og driften af ​​en CRT med et elektrostatisk stråleafbøjningssystem

Katodestrålerøret består af en katode (1), en anode (2), en nivelleringscylinder (3), en skærm (4), plan (5) og højde (6) justeringer.

Under påvirkning af foto eller termisk emission slås elektroner ud af katodemetallet (tynd lederspiral). Da der opretholdes en spænding (potentialforskel) på flere kilovolt mellem anoden og katoden, bevæger disse elektroner sig i retning af anoden (hul cylinder). Ved at flyve gennem anoden kommer elektronerne til flyregulatorerne. Hver regulator er to metalplader, modsat ladede. Hvis den venstre plade er ladet negativt og den højre plade positivt, så vil elektronerne, der passerer gennem dem, afvige til højre og omvendt. Højdekontrollen fungerer på samme måde. Hvis der påføres en vekselstrøm til disse plader, vil det være muligt at styre strømmen af ​​elektroner både i det vandrette og lodrette plan. For enden af ​​sin vej rammer elektronstrømmen skærmen, hvor den kan forårsage billeder.

Brugt til både transmission og modtagelse er katodestrålerøret udstyret med en enhed, der udsender en elektronstråle, samt enheder, der styrer dens intensitet, fokus og afbøjning. Alle disse operationer er beskrevet her. Afslutningsvis ser professor Radiol ind i fremtiden for tv.

Så min kære Neznaikin, jeg må forklare dig enheden og principperne for driften af ​​katodestrålerøret, som det bruges i tv-sendere og -modtagere.

Katodestrålerøret eksisterede længe før fjernsynets fremkomst. Det blev brugt i oscilloskoper - måleinstrumenter, der giver dig mulighed for visuelt at se former for elektriske spændinger.

elektronkanon

Katodestrålerøret har en katode, normalt med indirekte opvarmning, som udsender elektroner (fig. 176). Sidstnævnte tiltrækkes af anoden, som har et positivt potentiale i forhold til katoden. Intensiteten af ​​elektronstrømmen styres af potentialet af en anden elektrode installeret mellem katoden og anoden. Denne elektrode kaldes en modulator, har form som en cylinder, der delvist omslutter katoden, og i dens bund er der et hul, hvorigennem elektroner passerer.

Ris. 176. En katodestrålerørpistol, der udsender en stråle af elektroner. Jeg er glødetråden; K - katode; M - modulator; A er anoden.

Jeg føler, at du nu oplever en vis utilfredshed med mig. "Hvorfor fortalte han mig ikke, at det bare var en triode?!" - måske, tænker du. Faktisk spiller modulatoren samme rolle som gitteret i trioden. Og alle disse tre elektroder danner tilsammen en elektrisk pistol. Hvorfor? Skyder hun noget? Ja. Der laves et hul i anoden, hvorigennem en betydelig del af de elektroner, som anoden tiltrækker, passerer.

I senderen "beskuer" elektronstrålen de forskellige elementer i billedet, der løber hen over den lysfølsomme overflade, som dette billede projiceres på. Ved modtageren skaber strålen et billede på en fluorescerende skærm.

Vi vil se nærmere på disse funktioner lidt senere. Og nu skal jeg præsentere dig for to hovedproblemer: hvordan elektronstrålen er koncentreret, og hvordan den tvinges til at afvige for at sikre, at alle elementerne i billedet er synlige.

Fokuseringsmetoder

Fokusering er nødvendig, så tværsnittet af strålen ved kontaktpunktet med skærmen ikke overstiger billedelementets størrelse. Strålen på dette kontaktpunkt kaldes normalt en plet.

For at stedet skal være lille nok, skal strålen føres gennem en elektronisk linse. Dette er navnet på en enhed, der bruger elektriske eller magnetiske felter og virker på en elektronstråle på samme måde som en bikonveks glaslinse på lysstråler.

Ris. 177. På grund af virkningen af ​​flere anoder fokuseres elektronstrålen til ét punkt på skærmen.

Ris. 178. Fokuseringen af ​​en elektronstråle er tilvejebragt af et magnetfelt skabt af en spole, på hvilken der påføres en konstant spænding.

Ris. 179. Afbøjning af en elektronstråle med et vekselfelt.

Ris. 180. To par plader giver dig mulighed for at afbøje elektronstrålen i lodret og vandret retning.

Ris. 181. En sinusformet på skærmen af ​​et elektronisk oscilloskop, hvor en vekselspænding påføres de vandrette afbøjningsplader, og en lineær spænding af samme frekvens påføres de lodrette plader.

Fokusering udføres af elektriske kraftledninger, for hvilke en anden (også udstyret med et hul) er installeret bag den første anode, hvortil der påføres et højere potentiale. Du kan også installere en tredje bag den anden anode og anvende et endnu højere potentiale på den end på den anden. Potentialeforskellen mellem anoderne, som elektronstrålen passerer igennem, påvirker elektronerne som elektriske kraftlinjer, der går fra en anode til en anden. Og denne handling har en tendens til at dirigere til strålens akse alle de elektroner, hvis bane har afviget (fig. 177).

Anodepotentialer i katodestrålerør, der bruges i fjernsyn, når ofte op på flere titusinder af volt. Størrelsen af ​​anodestrømmene er tværtimod meget lille.

Ud fra det, der er blevet sagt, bør du forstå, at den kraft, der skal gives i røret, ikke er noget overnaturligt.

Strålen kan også fokuseres ved at udsætte elektronstrømmen for det magnetiske felt, der skabes af strømmen, der flyder gennem spolen (fig. 178).

Afbøjning af elektriske felter

Så det lykkedes os at fokusere strålen så meget, at dens plet på skærmen har små dimensioner. Et fast sted i midten af ​​skærmen giver dog ingen praktisk fordel. Du skal få stedet til at løbe gennem skiftende linjer i begge halve rammer, som Luboznaikin forklarede dig under din sidste samtale.

Sådan sikrer du, at pletten afbøjes, for det første vandret, så den hurtigt løber gennem linjerne, og for det andet lodret, så pletten flytter sig fra en ulige linje til den næste ulige linje, eller fra en lige linje til den næste selv en? Derudover er det nødvendigt at give en meget hurtig retur fra slutningen af ​​en linje til begyndelsen af ​​den, som stedet skal løbe igennem. Når pletten afslutter den sidste linje i en halvramme, bør den meget hurtigt rejse sig og indtage sin oprindelige position i begyndelsen af ​​den første linje i den næste halvramme.

I dette tilfælde kan afbøjningen af ​​elektronstrålen også udføres ved at ændre de elektriske eller magnetiske felter. Senere vil du lære, hvilken form de spændinger eller strømme, der styrer sweep, skal have, og hvordan du får dem. Og lad os nu se, hvordan rørene er arrangeret, hvor afvigelsen udføres af elektriske felter.

Disse felter skabes ved at anvende en potentialforskel mellem to metalplader placeret på den ene side og den anden af ​​strålen. Vi kan sige, at pladerne er kondensatorplader. Foringen, der er blevet positiv, tiltrækker elektroner, og den, der er blevet negativ, frastøder dem (fig. 179).

Du vil let forstå, at to vandrette plader bestemmer afbøjningen af ​​elektronstrålen, men den lodrette. For at flytte strålen vandret skal du bruge to plader placeret lodret (fig. 180).

Oscilloskoper bruger bare denne afbøjningsmetode; både vandrette og lodrette plader er installeret der. Periodiske spændinger påføres de første, hvis form kan bestemmes - disse spændinger afbøjer stedet lodret. En spænding påføres de lodrette plader, som afbøjer stedet vandret med konstant hastighed og næsten øjeblikkeligt returnerer det til begyndelsen af ​​linjen.

Samtidig viser kurven, der vises på skærmen, formen af ​​ændringen i den undersøgte spænding. Når stedet bevæger sig fra venstre mod højre, får den pågældende stress det til at stige eller falde afhængigt af dets øjeblikkelige værdier. Betragter man AC-spændingen på denne måde, vil man se en smuk sinusformet kurve på katodestrålerørets skærm (fig. 181).

Skærmfluorescens

Og nu er det tid til at forklare dig, at skærmen på et katodestrålerør er belagt på indersiden med et lag af fluorescerende stof. Dette er navnet på et stof, der lyser under påvirkning af elektronpåvirkninger. Jo kraftigere disse påvirkninger, jo højere lysstyrke forårsager de.

Forveksle ikke fluorescens med phosphorescens. Sidstnævnte er iboende i et stof, der under påvirkning af dagslys eller lys fra elektriske lamper selv bliver lysende. Sådan lyser viserne på dit vækkeur om natten.

Fjernsyn er udstyret med katodestrålerør, hvis skærm er lavet af et gennemskinnelig fluorescerende lag. Under påvirkning af elektronstråler bliver dette lag lysende. I sort-hvide fjernsyn er lyset, der produceres på denne måde, hvidt. Hvad angår farvefjernsyn, består deres fluorescerende lag af 1.500.000 elementer, hvoraf en tredjedel udsender rødt lys, en anden tredjedel lyser blåt og den sidste tredjedel grønt.

Ris. 182. Under indflydelse af magnetfeltets magnetfelt (tynde pile) afbøjes elektroner i en retning vinkelret på den (tykke pile).

Ris. 183. Spoler, der skaber magnetiske felter, giver afbøjning af elektronstrålen.

Ris. 184. Efterhånden som afbøjningsvinklen øges, gøres røret kortere.

Ris. 185. Placering af det ledende lag, der er nødvendigt for fjernelse af primære og sekundære elektroner fra skærmen til det eksterne kredsløb.

Senere vil det blive forklaret for dig, hvordan kombinationer af disse tre farver giver dig mulighed for at få hele farveskalaen af ​​de mest forskelligartede farver, inklusive hvidt lys.

Magnetisk afbøjning

Lad os vende tilbage til problemet med elektronstråleafbøjning. Jeg beskrev for dig en metode baseret på at ændre elektriske felter. I øjeblikket bruger tv-katodestrålerør stråleafbøjning af magnetiske felter. Disse felter er skabt af elektromagneter placeret uden for røret.

Lad mig minde dig om, at magnetiske kraftlinjer har tendens til at afbøje elektroner i en retning, der danner en ret vinkel med dem. Derfor, hvis magnetiseringspolerne er placeret til venstre og højre for elektronstrålen, så går kraftlinjerne i vandret retning og afbøjer elektronerne fra top til bund.

Og polerne placeret over og under røret forskyder elektronstrålen vandret (fig. 182). Ved at føre vekselstrømme af den passende form gennem sådanne magneter, tvinges strålen til at fuldføre den nødvendige vej for en fuld scanning af billederne.

Så som du kan se, er katodestrålerøret omgivet af en masse spoler. Omkring den er en solenoide, der giver fokusering af elektronstrålen. Og afvigelsen af ​​denne stråle styres af to par spoler: i det ene er vindingerne placeret i det vandrette plan, og i det andet - i det lodrette plan. Det første par spoler afbøjer elektroner fra højre til venstre, det andet - op og ned (Fig. 183).

Afbøjningsvinklen for strålen fra rørets akse oversteg ikke tidligere , mens den samlede afbøjning af strålen var 90°. I dag fremstilles rør med en total stråleafbøjning på op til 110°. På grund af dette faldt rørets længde, hvilket gjorde det muligt at fremstille tv'er med et mindre volumen, da dybden af ​​deres sag faldt (fig. 184).

Retur af elektroner

Du spørger måske dig selv, hvad er den endelige vej for elektronerne, der rammer skærmens fluorescerende lag. Så ved, at denne vej ender med et slag, der forårsager emission af sekundære elektroner. Det er absolut uacceptabelt, at skærmen akkumulerer primære og sekundære elektroner, da deres masse ville skabe en negativ ladning, som ville begynde at frastøde andre elektroner, der udsendes af elektronkanonen.

For at forhindre en sådan ophobning af elektroner er de ydre vægge af kolben fra skærmen til anoden dækket af et ledende lag. Elektronerne, der ankommer til det fluorescerende lag, tiltrækkes således af anoden, som har et meget højt positivt potentiale, og absorberes (fig. 185).

Anodekontakten bringes til rørets sidevæg, mens alle andre elektroder er forbundet til stifterne på basen, der er placeret i enden af ​​røret modsat skærmen.

Er der en eksplosionsfare?

Et andet spørgsmål er uden tvivl født i din hjerne. Du må spørge dig selv, hvor hårdt atmosfæren presser mod de store vakuumrør, der er i fjernsyn. Du ved, at på niveau med jordens overflade er atmosfærisk tryk ca. Arealet af skærmen, hvis diagonal er 61 cm, er . Det betyder, at luften skubber mod denne skærm med en kraft på . Hvis vi tager hensyn til resten af ​​overfladen af ​​kolben i dens koniske og cylindriske dele, kan vi sige, at røret kan modstå et samlet tryk på over 39-103 N.

De konvekse sektioner af røret er lettere end de flade og tåler højt tryk. Derfor blev tidligere rør lavet med en meget konveks skærm. I dag har vi lært at gøre skærme stærke nok til, at selv når de er flade, kan de med succes modstå lufttrykket. Derfor er risikoen for en eksplosion rettet indad udelukket. Jeg sagde bevidst en indadgående eksplosion, ikke bare en eksplosion, for hvis et katodestrålerør går i stykker, så skynder dets fragmenter indad.

I ældre tv blev der for en sikkerheds skyld installeret et tykt beskyttelsesglas foran skærmen. I øjeblikket undvære det.

Fremtidens fladskærm

Du er ung, Neznaykin. Fremtiden åbner sig for dig; du vil se udviklingen og udviklingen af ​​elektronik på alle områder. Der kommer helt sikkert en dag i fjernsynet, hvor katodestrålerøret i fjernsynet bliver erstattet af en fladskærm. Sådan en skærm vil blive hængt på væggen som et simpelt billede. Og alle kredsløbene i den elektriske del af tv'et, takket være mikrominiaturisering, vil blive placeret i rammen af ​​dette billede.

Brugen af ​​integrerede kredsløb vil gøre det muligt at minimere størrelsen af ​​de mange kredsløb, der udgør den elektriske del af tv'et. Brugen af ​​integrerede kredsløb er allerede udbredt.

Endelig, hvis alle knapper og knapper til at styre TV'et skal placeres på rammen omkring skærmen, så er det højst sandsynligt, at fjernbetjeninger vil blive brugt til at styre TV'et. Uden at rejse sig fra stolen vil seeren være i stand til at skifte tv'et fra et program til et andet, ændre lysstyrken og kontrasten i billedet og lydstyrken. Til dette formål vil han have en lille boks ved hånden, der udsender elektromagnetiske bølger eller ultralyd, hvilket vil få tv'et til at foretage alle de nødvendige skift og justeringer. Sådanne enheder eksisterer imidlertid allerede, men er endnu ikke blevet udbredt ...

Og nu tilbage fra fremtiden til nutiden. Jeg overlader det til Luboznaikin at forklare dig, hvordan katodestrålerør i øjeblikket bruges til at sende og modtage tv-billeder.