zlobina_af01 (Учебник Злобина), страница 12

3) экран с длительным послесвечением.

Поэтому трубки имеют:

1) высокие ускоряющие напряжения;

2) магнитную фокусировку;

3) магнитную отклоняющую систему.

Находят применение трубки с записью темной трассой – скиатроны. Эти трубки имеют экраны, покрытые солями калия, обладающие очень длительным временем сохранения темного следа электронного луча (несколько дней и даже месяцев). По мере надобности след необходимо стирать. Обесцвечивание экрана достигается кратковременным прогревом путем пропускания электрического тока через прозрачный проводящий слой, служащий подложкой для слоя хлористого калия.

Дисплей

Для изображения знаков на экране ЭЛТ применяется матричный метод генерации знаков. Дисплей снабжен матричным знакогенератором, который преобразует код символа (т.е. изображение буквы, цифры) на клавише в определенную последовательность электрических сигналов. Эти сигналы поступают в схемы управления работой ЭЛТ. Блок развертки обеспечивает движение луча по экрану. Символ на экране ЭЛТ состоит из набора светящихся точек.

Дисплеи могут быть текстовыми и графическими. Количество символов составляет 5004000.

Появились цветные дисплеи. У нас чаще для дисплеев применяют кинескопы (и цветные тоже).

Существуют ЭЛТ, в которых для генерации различных цветов используется один электронный луч. Экран при этом изготовлен в виде «бутерброда» из нескольких слоев люминофора. Луч в зависимости от энергии вызывает свечение одного из слоев.

4.9 Запоминающие трубки (потенциалоскопы)

Исследуемый сигнал в приборе записывается не только в виде светящегося изображения на экране, но и одновременно в виде потенциального рельефа на поверхности помещенного перед экраном диэлектрика, способного длительное время сохранять данный рельеф. Это позволяет многократно воспроизводить осциллограмму или увеличивать время ее свечения.

3 2

Х Y 1

записывающий

прожектор 4

Рис. 4.19 – Потенциалоскоп:

1– экран; 2 – мишень; 3 – коллектор;

4 – воспроизводящий катод

Люминофор экрана потенциалоскопа (рис. 4.19) покрыт проводящим слоем, на который можно подавать +4 кВ. Перед экраном, нанесенном на тонкое токопроводящее покрытие (прозрачное), находится запоминающая секция – мишень, коллектор.

Мишень – мелкоструктурная сетка с шагом 100 мкм, покрытая со стороны прожектора тонким слоем высококачественного диэлектрика. Коллекторная сетка находится в непосредственной близости от мишени и электрически соединена с металлической подложкой или имеет отдельный вывод. Перед запоминающей секцией находится прямонакальный воспроизводящий катод зигзагообразной формы.

Запись сигнала

Перед записью сигнала поверхность диэлектрика мишени должна быть подготовлена: ей должен быть сообщен одинаковый для всех точек отрицательный потенциал (по отношению к воспроизводящему катоду). Для этого на мишень подается небольшое (порядка 25 В) положительное напряжение и поверхность мишени облучается равномерным потоком медленных электронов с воспроизводящего катода. Поскольку , отрицательные электроны скапливаются до тех пор, пока = и поступление новых электронов прекратится. После этого положительное напряжение с мишени снимают.

Запись сигнала осуществляется электронным лучом. При этом и попадающие на мишень электроны выбивают из диэлектрика вторичные электроны, которые уходят на коллектор. В результате место падения приобретает положительный потенциал .

При перемещении луча по мишени на ней образуется воспроизводящий траекторию луча с координатами Х и Y потенциальный рельеф (х,y), который при хорошем качестве диэлектрика может сохраняться несколько суток.

Воспроизведение и стирание сигнала

Чтобы воспроизвести записанную осциллограмму на люминесцентном экране, мишень облучают широким несфокусированным пучком медленных электронов от воспроизводящего катода. Сетчатая поверхность мишени в местах, имеющих положительный , т.е. вдоль траектории записанного луча, пропускает электроны к экрану, где они воспроизводят кривую в течение одной минуты и более. Ускоряются электроны напряжением +4 кВ на подложке экрана.

Для стирания записи подается положительный импульс на мишень, и диэлектрик везде приобретает потенциал, равный .

Скорость записи. Глубина потенциального рельефа определяется выражением

где – плотность тока записывающего луча;

– время нахождения луча на данном элементе мишени;

– удельная емкость мишени.

Отечественные трубки выпускаются со скоростью записи 1200 км/с.

Есть трубки, где в качестве потенциалоносителя используется тонкое диэлектрическое покрытие поверхности люминесцентного экрана. Такие бессеточные запоминающие трубки обладают более высокой разрешающей способностью.

4.10 Кинескоп

Картина на экране кинескопа формируется за счет различной яркости точек экрана. Это тоже ЭЛТ, но появляются новые требования:

1) достаточная яркость, чтобы смотреть в освещенной комнате;

2) высокая контрастность;

3) высокая разрешающая способность.

Попадая на точку экрана, электроны возбуждают свечение люминофора в этой точке. Яркость свечения зависит от интенсивности луча. Управляет количеством электронов (током луча) видеосигнал, поступающий от передающей телевизионной станции. Этот сигнал подается на модулятор кинескопа и в зависимости от амплитуды изменяет ток луча, следовательно, и яркость пятна, создаваемого им на экране. Одна точка не создает изображения, оно состоит из множества точек, имеющих различную яркость свечения. Поэтому луч надо смещать. Электронный луч движется так, как мы читаем книгу (построчно). Чтобы осуществить такое движение луча, на горизонтально отклоняющую катушку подается пилообразный сигнал, а на вертикальную катушку пилообразный сигнал, изменяющийся гораздо медленнее.

Для вещания телевизионная система имеет стандарт  625 строк в кадре. Отклоняющие токи подобраны так, чтобы во время, пока пучок прочертит 625 строк, он сместился на всю высоту кадра.

Сетчатка глаза в течение 1/15 с сохраняет изображение предмета. Если изображения на экране меняются реже 15 раз в секунду, то глаз будет замечать смену кадров.

Подают 25 кадров в секунду. Удобнее передавать 50 полукадров в секунду, тогда каждый кадр состоит из двух последовательных полей, содержащих четные и нечетные строки кадра. Поэтому f =50 кадров.

От частоты, с которой будет меняться яркость луча, зависит передача мелких деталей. В одном кадре может быть 250 000 изменений яркости луча (точек). f=6,25 МГц – с такой частотой может быть промодулирован сигнал, поступающий на модулятор кинескопа.

Для достижения необходимой яркости кВ. Диаметр пятна  0,4 мм.

Экраны современных кинескопов алюминируются, и пленка Al надежно защищает люминофор от разрушения ударами отрицательных ионов, образующихся в межэлектродном пространстве.

Цветные кинескопы

Человек способен различить 1013 тыс. цветовых оттенков. Установлено, что цветовое зрение человека трехкомпонентно. Т.е. наименьшее количество цветов, из которых могут быть получены реальные цвета, равно трем (красный, зеленый и синий).

Глаз наиболее чувствителен к зеленому, потом к красному и менее к синему.

На передающей станции достаточно сложное многоцветье необходимо разложить на три цветовых потока, преобразовать их в электрические сигналы и передать. В кинескопе цветного телевизора надо принять три сигнала, смешать их в одно цветное изображение.

Значит на экране должны получаться три изображения передаваемой картинки.

Это возможно, если элетронно-лучевая система состоит из трех пушек и интенсивность электронного луча каждой из них управляется одним сигналом цветности, а экран изготовлен из трех люминофоров, светящихся красным, зеленым и синим цветом, причем каждый только под действием своей пушки. Из изображений на экране одной и той же картинки в трех цветах глаз синтезирует цветное изображение, соответствующее оригиналу.

Сейчас используют две разновидности цветных кинескопов:

1) с «дельтовидным» расположением пушек и мозаичным экраном

( – дельтовидное);

2) с планарным расположением пушек и линейчатым, штриховым экраном (оси прожекторов в одной плоскости).

Первый принцип использует:

1) дельтовидное расположение пушек;

2) теневую металлическую маску;

3) мозаичный экран.

Надо, чтобы луч попадал на экран только на «свои» зерна люминофора. Это достигается:

1) специальной технологией изготовления экрана;

2) выбором угла наклона пушек к оси кинескопа;

3) теневой маской;

4) системой магнитов, корректирующих движение электронных лучей.

За счет наклона осей и действия «сводящей» системы все три луча пересекаются (сводятся) в одной плоскости. В этой плоскости помещается теневая маска – тонкая (0,15 мм) стальная пластина, в которой имеется около полумиллиона отверстий диаметром 0,250,3 мм. Отклонение всех трех лучей осуществляется одной магнитной отклоняющей системой. При любом угле отклонения в пределах экрана обеспечивается прохождение всех трех лучей через одно из отверстий маски.

За отверстием лучи несколько расходятся, и попадая на экран, расположенный примерно в 15 см от маски, высвечивают на нем небольшие круги, центры которых являются вершинами равностороннего треугольника. На места, куда попадают лучи от красной, зеленой и синей пушки, надо нанести люминофоры, светящиеся именно этими цветами. Каждая группа из трех различных люминофоров образует триаду. Число триад около полумиллиона. Триада – элемент изображения.

На маске оседает 5/6 пучка без пользы.

Если i_чб=100 мкА, U_уск=16 кВ;

i_цв=600 мкА, U_цв=25 кВ.

При планарной системе используется маска щелевая. Сдвиг луча по вертикали не нарушает свечения. Наводить надо по горизонтали. Этот прием реализуется в кинескопах с самосведением, автоматическим сведением лучей. Они лучше, но сложнее и дороже.

4.11 Передающие телевизионные трубки

Передающая трубка преобразует оптическое изображение в видеосигнал. В простейшем случае это фотоэлемент, на катод которого попеременно проецируются отдельные элементы передаваемого изображения. Или много фотоэлементов, сигналы от каждого из которых передаются поочередно.

Наибольшее распространение получили трубки, в которых электронный луч развертывает оптическое изображение, спроецированное на фоточувствительную поверхность – это трубки без переноса изображения (иконоскоп, ортикон); или луч развертывает электронное изображение, перенесенное с фотокатода на специальную мишень (супериконоскоп, суперортикон).

Рис. 4.20 – Суперортикон:

1 – полупрозрачный фотокатод; 2, 5, 6, 7 – ускоряющие электроды;

3 – сетка; 4 – мишень; 8 – фокусирующая катушка;

9 – отклоняющие катушки; 10 – корректирующие катушки;

11 – модулятор, катод; 12 – коллектор вторичных электронов, он же

анод электронной пушки; 13 – диноды фотоумножителя;

14 – анод фотоумножителя

Суперортикон