И.П. Жеребцов - Основы электроники (1115520), страница 87
Текст из файла (страница 87)
В однородном поле траектории были бы винтовыми линиями, но в данном случае вследствие неоднородности поля они более сложны. В первой половине поля магнитная индукция возрастает. Поэтому искривление траекторий усиливается и становится наибольшим нв границе областей 1 и П. Далее магнитная индукция убывает и искривление траекторий ослабевает. Когда электроны выходят за пределы поля, они продолжают свой путь по инерции — по прямым линиям ', которые пересекают ось трубки в точке Б,. Как видно, электроны летят по сложным пространственным кривым, которые условно можно назвать винтовыми линиями с переменным радиусом.
Чтобы лучше представить себе траекторию электрона, на рис. 20.19 даны проекции траектории на три взаимно перпендикулярные плоскости. Так как скорость электронов велика, то эти траектории являются лишь небольшой частью одного оборота винтовой линии. Для усиления действия фокусирующую катушку помещают в экран, нли панцирь, из мягкой стали (рис. 20.20). Тогда магнитная нндукция увеличивается. Магнитодвижущая сила фокусирующей катушки, необходимая для фокусировки, приближенно определяется по формуле Г = 1и 240 )/У.,0/1, (20.9) где И вЂ” средний диаметр катушки, см; 1 — расстояние от катушки до экрана, см; У, — напряжение анода, кВ; зк— число витков катушки; 1 — ток, А.
Обычно число витков составляет несколько сотен или тысяч. Например, при 1=0,1 А, й=б см, 1=18 см и У, = 3 кВ магнитодвнжущая сила Рм — — 240 ),/3 б/18 = 240 А и в = 240/0,1 = = 2400. ' В литературе иногда ошибочно показывают, что за пределами поля электроны движутся ио криволинейным траекториям. а) б) Рнс. 20.20. Фокусирующне катушки в стальном панцире с широкой (а) и узкой (б) щелью Прн стальном панцире требуется значительно меньшее число витков. Правильная фокусировка достигается регулировкой тока в катушке с помощью переменного резистора.
Направление тока в фокусирующей катушке не играет роли. Вместо фокусирующей катушки иногда применяют постоянный магнит в виде кольца с регулировкой фокусировки передвижением магнита вдоль трубки нли перемещением магнитного шунта, ответвляющего часть магнитного потока. Для магнитного отклонения электронного луча служат две пары отклоняющих катушек, расположенные под прямым углом друг к другу. На рис. 20.17 для упрощения показана только одна пара катушек Е„с вертикально направленным вектором поля. Это поле отклоняет луч по горизонтали.
Другая пара катушек Е создает поле с гориЗонтально направленным вектором магнитной индукции и отклоняет луч пО вертикали. Если считать приближенно, что поле каждой пары катушек внутри трубки однородно, то электроны в этом поле движутся по дуге окружности с центром в точке О, а выйдя из поля,— по прямой линии (рнс. 20.21). Электронный луч получает угловое отклонение и, и светящееся пятно на экране смешается на расстояние у.
Чувствительностью магнитной шрубки можно назвать отношение отклонения светящегося пятна на экране к намагничивающей силе, вызвавшей это отклонение: 5„= у/Р, = у/(),зв„); (20.10) аналогичная формула есть и для 5„. У современных трубок чувствительность не превышает десятых долей миллиметра на ампер. Она зависит от конструкции трубки и отклоняющих катушек, а также от режима трубки. Эта зависимость имеет вид 5„= 7Ц~'(7„ где 1 — расстояние от оси катушки до экрана, мм, а коэффициент 7, характеризующий конструкцию отклоняющих катушек, обычно равен (0,1 — 0,2) В"'/А. Например, если у = 0,15, 1 = 200 мм и (7, = 2500 В, то Я = 0,15 200ф 2500= = 0,6 мм/А.
Коэффициент 7 для данного типа отклоняющих катушек может быть определен на опыте. Находят Я„по формуле (20.10), а затем, зная 1 и Вм определяют у из формулы (20,11), Рис. 20.21. Отклонение электронного луча в магнитном поле катушек Чувствительность магнитных трубок меньше зависит от анодного напряжения ((/ь под знаком корня), нежели у электростатических. Не следует сравнивать чувствительность электростатических и магнитных ЭЛТ, так как она выражается в различных единицах. Для усиления магнитного поля применяют замкнутые сердечники из мягкой стали или других фЕрромагнитных материалов.
На более высоких частотах сердечники обычно не применяют и делают катушки специальной формы. Они охватывают трубку и создают более однородное поле. Для уменьшения магнитного рассеяния катушки помещают в ферромагнитный экран. 277 В прошлом магнитная фокусировка давала лучшие результаты, нежели электростатическая. Но в современных трубках электростатическая фокусировка по качеству не уступает магнитной. Сравним обе системы. Электростатическая фокусировка экономична, так как не требуется мощности на создание тока в фокусируюшей катушке.
При магнитном же отклонении источники, питающие отклоняющие катушки, должны иметь довольно большую мощность. Но зато магнитное отклонение позволяет упростить конструкцию трубки (поскольку фокусируюшая катушка или фокусируюший магнит устанавливается снаружи трубки, а не монтируется внутри в вакууме) и дает возможность отклонять луч на очень большие углы. Это приводит к значительному уменьшению длины трубок даже при больших размерах экрана. При магнитном отклонении отсутствуют также рассмотренные в з 20.2 искажения изображений. Следует, однако, отметить, что индуктивность отклоняющих катушек увеличивает инерционность процесса отклонения, и поэтому магнитная отклоняюшая система не может хорошо работать на очень высоких частотах. Кроме того, входное сопротивление отклоняюших катушек мало на низких частотах, а на высоких частотах оно снижается из-за влияния собственной емкости катушек.
А входное сопротивление электростатической отклоняющей системы достаточно велико даже на высоких частотах. 20.4. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЙ ЭКРАН Для получения нужной яркости, цвета свечения и длительности послесвечения к люминофору добавляют активаторы. Ими обычно служит серебро, марганец или медь. Длительное после- свечение у радиолокационных трубок достигается применением меди в качестве активатора.
Активация серебром обеспечивает в кинескопах среднее после- свечение. Наиболее часто применяемые люминофоры имеют следующие свойства. Оксид цинка дает фиолетовое или зеленое свечение и обладает коротким после- свечением, что необходимо для осциллографии. Различные смеси сернистого цинка и сернистого кадмия дают яркое свечение любого цвета, в частности белого, с послесвечением от долей микросекунды до минут. Для визуального наблюдения служат люминофоры из искусственного или естественного (минерал виллемит) кремнекислого цинка с марганцем в качестве активатора.
Они имеют цвет свечения от зеленого до желто-оранжевого и небольшое после- свечение. Сине-фиолетовое свечение с коротким послесвечением дают экраны из вольфрамово-кислого бария, кальция, магния, кадмия, цинка и стронция (вольфраматы). Яркость свечения приблизительно пропорциональна квадрату разности потенциалов между экраном и катодом, т.е. возрастает при увеличении скорости электронов в луче. Существует некоторая минимальная энергия электронов, необходимая для возникновения свечения. Она составляет десятки — сотни электрон-вольт. При меньших энергиях электроны не проникают в кристаллическую решетку люминофора.
При энергиях электронов в несколько килозлектрон-вольт глубина проникновения не превышает 1 мкм. Для малых токов луча яркость пропорциональна плотности тока, но с увеличением последней выше некоторого значения яркость не возрастает (эффект насыщения). Коэффициент полезного действия люминофора т. е. отношение энергии видимого излучения к общей энергии бомбардирующих электронов, не превышает нескольких процентов. Большая часть энергии луча расходуется на нагревание экрана, выбивание вторичных электронов и непускание ультрафиолетовых и рентгеновских лучей. Люминесцентный экран характеризуется светоотдаией, т.е. силой' света на 1 Вт мошности электронного луча.
Светоотдача максимальна при температуре люминофора от 0 до 80'С. С дальнейшим повышением температуры свето- отдача падает; при 400'С свечение вообше прекрашается. 11арастание свечения, или разгорание экрана, после начала его бомбардировки электронами происходит не мгновенно. После прекращения бомбардировки наблюдается постепенное затухание люминесценции, т. е. послесеечение экрана. В начале затухания резко уменьшается яркость свечения, а затем спад ее замедляется. Временем послесвечения экрана считают интервал между моментом прекращения электронной бомбардировки и моментом, когда яркость свечения уменьшается до 1% начального значения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
