электровакуум.приборы (1084498), страница 40
Текст из файла (страница 40)
В зависимости от рода поля различают электростатические и магнитные отклоняющие системы (ОС), выполненные соответственно в виде отклоняющих пластин или отклоняющих катушек. К отклоняющим системам предъявляется ряд общих требований: система должна иметь возможно большую чувствительность к отклонению, т. е. отклонение пучка обеспечивается при возможно малом отклоняющем факторе — напряжении на отклоняющих пластинах при электростатическом отклонении луча или тока, протекающего по катушкам (магннтном отклонении); 194 Ркс.
17.1. Откпопспкс электронного луча па- раппспьпымп пластинами ! сЕ 2 у — х м у со Уравнение показывает, что в поле пластин электрон движется по параболе, направляясь к положительно заряженной пластине. По выходу из поля пластин электронный пучок смещается от оси Ох на еЕ ! 2 1 гмс"о Подставляя в (17,1) значение Е= 1?'а и (17.1) е ро = 2 1!э !пс получаем 1~ 17 /!! = —, ! 4 Гть!Г (17.2) ГдЕ 17 — ОтКЛОНявщЕЕ НаПряжЕНИЕ, ПрИЛОжЕННОЕ К ПЛаСтИНаМ; 17э— ускоряющее напряжение (разность потенциалов между катодом и вторым анодом) . Отклонение Ьг определяется как /!2 1218а (17.3) 195 система должна быть линейной, т.
е. отклонение луча пропорционально отклоняющему фактору в любой части поверхности экрана; система должна обеспечивать необходимый угол отклонения луча и по возможности не влиять на его фокусировку. Простейшая электростатическая отклоняющая система состоит из двух плоских параллельных пластин (рис. 17.1) . Полагая, что поле между пластинами однородно и не выходит за пределы пластин, вычислим отклонение луча /2 на экране. На рис. 17.1 обозначено: с/ — расстояние между пластинами; 1! — длина пластин; 12 — расстояние пластин до экрана. Рассматривая в $ 4.2 движение электрона в поперечном электрическом поле для случая, когда вектор начальной скорости уо перпендикулярен вектору напряженности Е, мы получили уравнение траектории электрона вида (17.4) усу = аут (17.5) влу х уоу = шв сох (17.6) Учитывая, что Еу = 1Г/17, получаем Н х "оу = шв б сох (17.7) 18а= — —— и б и, и, следовательно, 1112 Н /12 ги4 ' (17.8) Полное отклонение л равно: И ~1+ й2 477еб 171112 + 2ГГнт 11Е Ь = — сг, ыи (17.9) 197 Танг ангенс угла а вычисляется из условия (рис.
4.3) 18а "оу/тох где уоу — вертикальная составляющая скорости у ' „— р тельная составляющая скорости уо. о' тох — горизон- В направлении оси у электрон движется равноускоренно: Величины ау и г определяются уравнениями ау = (еуе)/222в, г = х/то . Тогда (17.5) можно записать в виде Подставляя это значение в (17,4) и заменяя х на 1 и в его значение, пол ем х на, и вместо уох— учаем угол отклонения траектории электрона воначального направления а от пер- где Ь = 11/2+ / 2 — расстояние от центра пластин до экрана.
19о Рис. 17.2. Конструкнил отклонлюлшх ллаепеи: а — косо поставленных; б — с изломом; в — оптимальных Дпя характеристики отклоняюшей системы вводИтся параметр 5откл — чувствительность трубки к отклонению, показывающий на сколько миллиметров сместится пятно в плоскости экрана при изменении отклоняющего напряжения (7 на 1 В. Для рассматриваемой системы (рис. 17.1) чувствительность равна 5 „= 71/17 = 1,2/2сгг7.
(17.10) Чувствительность по отклонению современных ЭЛТ изменяется от 0,1 до 3 мм/В. Реальная чувствительность из-за действия краевых полей больше рассчитанной по (17.10) на !Π— 15%. Тем не менее чувствительность плоскопараллельньм пластин (рис. 17.1) невелика. Из (17.10) видно, что для увеличения чувствительности необходимо увеличивать длину пластин 1, и уменьшать расстояние между ними аг, но при этом уменьшится угол отклонения а. Для увеличения угла а в электронно-лучевых трубках применяют косо поставленные, согнутые под углом или изогнутые пластины (рис. 17.2). Конструкция и расчет этих систем приведены в э 32.4. 17.2.
МАГНИТНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ ЛУЧА Для вертикального и горизонтального отклонения электронного луча магнитным полем используются дне пары катушек З и Г, расположенных взаимно перпендикулярно друг другу и оси трубки (рис. 17.3,а) . При протекании по ним тока образуются магнитные поля, под действием которых электронный луч будет перемещаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Катушки с магнитопроводом (внутренним нли внешним) образуют отклоняющую систему, которая располагается на горловине баллона трубки. Внешний вид современных отклоняющих систем показан на рис. 32.6 — 32.9.
Определим отклонение Ь электронного луча поперечным магнитным полем короткой катушки. При этом предположим, что магнитное поле на участке отклоняющих катушек однородно и за пределами этого участка отсутствует (рис. 17.3, б) ° Рис. 17.3. К выводу чуиствительности м ного отклонения: е — расположение катушек; б — схема от., клоиения В 8 4.3 (4.14) было показано, чзуу, электрон, влетающий в однородное мат- ' нитное поле со скоростью уо под пряг мым углом к вектору В движется по окружности, радиус которой равен: й = лгего/еВ, где уо — скорость, выраженная через ускоряющее напряжение, = ЛеГ( При выходе за пределы области а электрон движется прямолинейно, отклоняясь нз угол а по отношению к осн х. Угол отклонения а согласно рнс.
17,3, б определяется как а/11 = Мпа. (17.11) Считаем, что угол отклонения а мзл, т. е. а ее Мпа. Используя выражение для Я и подставляя в него уо, получаем а= аВ,/е/2т~У,. (17.12) Отклонение луча на экране /1 = 2,1я а. (17.13) Учитывая, что та а= а, получаем приближенно Ь=Аа, (17. 14) откуда (17.15) й =2аВ 2 иве Нв где /. = а/2 + 1 — расстояние от центра отклонения до экрана. Чувствительность магнитного отклонения (в миллиметрах на теслу) определяется отношением отклонения электронного луча к индукции магнитного поля: Так как индукция магнитного поля пропорциональна току 7 в катуш- ках и числу витков ю, т, е.
МДС катушки, то чувствительность трубки к отклонению, мм/А, равна 1в е Х ом= =7 / е 2лве (17. 17) 17.3, ИСКАЖЕНИЯ НРИ ОТКЛОНЕНИИ где у = 1//с — коэффициент, зависящий от геометрических размеров катушек н нх конфигурации, для данной системы постоянный и определяемыйй экспериментально. Чувствительность 5„„как правило, составляет единицы миллиметров на ампер.
Оценим основные характеристики отклоняющих систем. Чувствительности электростатического и магнитного отклонения соответственно пропорциональны 1/11е н 1/ъув/„и, следовательно, при магнитном отклонении изменение ускоряющего напряжения 11е влияет на чувствительность в меньшей степени, чем при электростатическом. Этим объясняется более частое применение магнитных отклоняющих систем в высоковольтных трубках.
Иш1уктнвностн катушек электромагнитных отклоняющих систем ограничивают скорость изменения тока в катушках. Поэтому такие системы инерционны. Инерционность при магнитном отклонении начинает сказываться на частотах в несколько десятков кнлогерц, в то время как электростатические системы позволяют использовать диапазон частот до десятков — сотен мегагерц отклоняющих напряжений. Чувствительность при магнитном отклонении зависит от отношения заряда к массе частицы, поэтому ионы, как более тяжелые частицы, будут отклоняться в магнитном поле меньше, чем электроны. Существенным преимуществом магнитного отклонения являются меньшие аберрации.
Это позволяет в несколько раз увеличивать угол отклонения и соответственно уменьшить длину трубки, Электростатические отклоняющие системы более экономичны, онн потребляют незначительную мощность от источника питания, имеют малые габаритные размеры и массу. Недостатком их является малый предельный угол отклонения и, как указывалось выше, зависимость чувствительности от ускоряющего напряжения. Из сказанного следует, что каждая система обладает определенными достоинствами н недостатками.
В одних случаях целесообразно использовать электростатическое отклонение, например в осциллографических трубках, в других, например в кинескопах, — магнитное. (17.16) в„„. =Ев- в lпм,в— 198 В 8 4.4 были рассмотрены аберрапнн, связанные с несовершенством электронных линз. Отклоняющие системы также вносят искажения 199 псткл ) Ркс. 17,4 С хсмы несимметричного га) л симметричного 10) ляющлх пластин с включслия сгклс- а) электронного изображения.
В ЭЛТ с электростатическим отклонением искажение изображений существенно зависит от способа подачи напряжения на отклоняющие пластины. При несимметричном способе питания отклоняющее напряжение ()сгкл подается на одну пару пластин, а вторая пластина соединяется с анодом трубки (рис. 17.4, а) . Отклоняющее поле в этом случае получается несимметричным относительно оси, а средний потенциал отличается от потенциала второго анода Уя на з ()сгкл/2.
Следовательно, чувствительность можно определить так: 1 111 Я 5сткл = — — огкл Г)сткл ') 21) "э фор~у ы ~~дует, что при положи женин чувствительносп падает, а при отрицательном — увеличивается. Если подать на горизонтальные пластины напряжение развертки, то луч будет перемещаться по экрану с неравномерной скоростью. В е- зультате появятся нелинейные искажения, увеличивающиеся с увели- чением отклоняющего напряжения.
При несимметричном способе питания возникают также искажения, пе и . Эт называемые трвлецеидальными (на экране растр принимает фо ает форму тра- пеции). ти искажения обусловлены взаимным проникновением от- клоняющих полей двух пар пластин. Для их устранения между пласти- нами устанавливают электростатические экраны, Для устранения нелинейных и трапецегщальных искажений применя- ют симметричный способ питания отклоняющих пластин, при котором опслоняющие напряжения подаются на обе пластины, соединенные со вторым анодом через высокоомные (1 — 10 МОм) резисторы (р, б).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
