Джакония В.Е. и др. Телевидение (2-е изд., 2002) (1143030), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Вещества, обладающие такими свойствами, называются люмиио4аорами (1шпеп — свет (лат.), рпопоз — несущий ( греч.)). Возбуждение атомов некоторых веществ может быть вызвано электрическим полем нлн током, при этом возникает электролюмниесцеиция. Вещества, обладающие свойством электролюминесценции, называются элекгролюмино4аорами В телевидении используется катодолюмннесцеиция — свечение, вызванное ударамн быстролетящих электронов. Бомбардировка люминофора быстрыми электронами приводит его в возбужденное состояние, прн котором электроны атомов люминофора оказываются переведенными на более высокие энергетические уровни внешних орбит.
Возвращаясь с внешних орбит на прежние уровни, электроны излучают кванты света. Люминофоры, применяемые для экранов кинескопов, представляют собой кристаллические вещества различного химического состава. Это могут быть окислы, снликаты, сульфиды и фосфаты цинка, кадмия, магния, кальция, активированные разлнчнымн металламн. Активацией добиваются повышения эффективности н необходимого спектрального состава излучения. Электрооптнческие характеристики люминофорных экранов зависят от химического состава вещества люминофора, технологии его нанесения и условий возбуждения. Химический состав люминофора обозначается обычными символами: на первом месте — основное вещество, затем — в скобках — активатор.
Например, сульфнд цинка, активи рова нный медью, записывается как Хп8 (Сп), а активнрованный серебром — как Тп5 (Ац). Важнейшими характеристиками экрана являются цвет свечения, инерционность и световая отдача. Цвет свечения экрана определяется типом выбранного люминофора. Для экранов черно-белых кинескопов используется люминофор БМ-5, являющийся смесью сульфнда цинка (активированного серебром н цинком) и сульфида кадмия (активированного серебром): ЕпЬ (АВХп) 47 %; Об 5 (Ац) 53 %. Спектральная характеристика излучения данной смеси имеет два максимума (рис.7.3, кривая 71 Первый максимум находится в области излучения, соответствующего ощущению синего цвета, а второй максимум совпадает с кривой стандартной относительной видности глаза (штриховая линия), что увеличивает светоотдачу экрана.
Цвет свечения люминофора БМ-5 имеет голубоватый оттенок и соответствует цветовой температуре 9700 К. Одной из важных характеристик работы экрана кинескопа является его инерционность, определяющая длительности возгорания и 138 с=г(ОЛйтсламм р Да 4Д дб А им Рнс. 7.3. Спектральные характернстн- Рнс ЕК Характернстнка послесаечекнлюнннофора черно белых кннеско- ннн лвнннофора поа послесвечения люминофора. Длительность возгорания люминофора с, достаточно мала. Основным параметром инерционности люминофора является длительность послесвечения Т , в течение которой яркость экрана уменьшается до 0,0! максимального значения после прекращения'возбуждения люминофора (рнс?.4, кривая Т).
Длительность послесвечения является существенным параметром прн выборе люминофора для экранов электронно-лучевых приборов различного назначения. Например, для приемных ТВ трубок желательно иметь длительность послесвечения, равную времени передачи одного кадра изображения. Требование это становится очевидным, если вспомнить, что визуальная яркость ТВ экрана определяется по закону Тальбота (см. $2.2): т /.. -'~ЦОй, о где 7.(1) — функция изменения яркости элемента изображения во времени, которой в данном случае соответствует кривая, характеризующая возгорание и затухание люминофора; Т вЂ” период повторения световых импульсов, равный времени передачи кадра Т„. Если Щ) аппроксимировать треугольной функцией (см.рис. 7.4, штриховая линия), что в первом приближении допустимо, то к И т.е. визуальная яркость экрана складывается нз двух слагаемых— яркости элемента при возгорании люминофора н яркости элемента прн его затухании.
Учитывая, что т,/Т„= 1/К, где Ф вЂ” число элементов в кадре, примерно равное для вещательноготелевизионногостандарта %=05.10е,а Т 7'7„=1,можемзаписать| =025 1О ах.,+ +0,51. 139 Рнс. 7.5. Ванн нне дымчатого стекла на контраст нелкнх дета- леа 1г !4! Таням образом, основная доля визуальной яркостн определяется послесвеченмем люминофора, всвязи с чем длительность послесвече-. ния для приемных телевизионных трубок Т желательно иметь равной длительности кадра Т„.
Увелнченне длительности послесвечения приводят также к уменьшению заметности мельканий прн смене кадров. Дальнейшее увеличение длмтельностн послесвеченмя нежелательно, так как приводит к смазыванию (размытостн) изображения движущихся объектов из-за снгналз, остающегося от предыдущего кадра. Установлено, что размытие практически незаметно. если остаточный сигнал не превышает 5%. Более жесткие требования предъявляются к инерционным свойствам кинескопов, работающих в системе бегухцего луча. Люминофоры экранов этих кннескопов должны иметь малую длительность послесвечения, не превышающую время коммутацмн одного элемента изображения (около 7 7. 1О ' с). Такое жесткое требование связано с тем, что в системе бегущего луча коммутацня элементов изображения осуществляется не электронным, а световым лучом. Телевизионный сигнал на выходе фотоэлектронного усилителя (ФЭУ) определяется яркостью луча в коммутируемой точке, промодулированного по амплитуде в соответствии с коэффициентом отражения илм пропускання передаваемого элемента изображения.
Прм Т ) т,снгнал на выходе ФЭУ будет определяться не только яркостью пятма передаваемого элемента нзображенмя, но яркостями соседних, уже скоммутнрованных элементов, что и рмведет к потере четкости м контрастности мелких деталей изображения. Так как получить необходимую длительность послесвечення для экранов, излучающих в видимом диапазоне, не удается, в трактах передачи снстем с бегущим лучом предусматривается схема коррекции послесвечения. Эффектнвность преобразования энергия электронов луча в световое излучение характеризуется светоотдачей экрана й, определяемой отношением силы света 1, кд, излучаемой экраном, к мощности Р, Вт, электронного луча.
Светоотдача зависит от энергии электронов луча, тнпа люминофора, способов его нанесения н может изменяться от десятых долей канделлы на ватт до 15 кд/Вт. Снла света, излучаемая экраном кинескопа, определяется эмпнрмческой завнсммостью 1 = й1„(ит — и )", (7.1) где й — светоотдача; г„— ток луча; ит — напряжемме второго анода кнмескопа; ио — пороговое напряжение второго анода, прн котором пронсходнт возбуждение люминофора. Для современных люминофорных экранов и = 1...2 кВ; и — показатель степени„определяемый физмческимм свойствами люминофоров м условиями его возбуждення. Прм токе луча с„= К!0...150 м кА н ускоряющем напряжения и ~ 10 кВ; и = 1.
Современные кинескопы работают прн их = 12...18 кВ м более, поэтому напряжение ио ~ ит м им можно пренебречь. Принимая и = 1, с достаточной для практики точностью можно считать, что сила света 1=К„и =йР„ (7.2) где Р, — мощность электронного луча. Прн прннятых условиях светоотдача й оказывается постоянной величиной. Поэтому сила света 1, а следовательно, н яркость экрана 1.
=1/8 = ИР /8, (где 5 — площадь экрана кинескопа, мт) могут быть увеличены повышением мощности электронного луча Р,. Поскольку увеличение тока луча свыше 100...150 мкА приводит к заметной расфокусмроике, яркость экрана увеличивают путем повышения ускоряющего напряженна и Потенциал экрана необходимо принудительно поддерживать равным потенциалу второго анода кинескопа (для черно-белых кинескопов 12...18 кВ, для цветных — 25 кВ). Для выполнения этого условия на слой люминофора наносится проводящее покрытие, электрнчески соединенное со вторым анодом прожектора. Это позволяет эффективно отводить вторичные электроны с экрана ям нескоп а, обеспечивая необходимую яркость экрана.
Таким образом, экран современного кинескопа представляет собой слой люминофора, нанесенный на дно колбы кинескопа. Люминофор, в свою очередь, покрыт пленкой алюминия толщиной 0,05...0,5 мкм, обеспечивающей электрический контакт между люминофорам н вторым анодом прожектора. Пленка практически прозрачна для электронов луча, которые прн ускоряющих напряжениях свыше 8...10 кВ беспрепятственно проммкают на люминофор и возбуждают его, вызывая световое излучение.
.Для световых лучей алюминиевая пленка не прозрачна. Онз, кзк зеркало, отражает световое излучение люминофора, повышая свето- отдачу экрана более чем в 1,5 раза. Кроме увеличения эффективности металлнзированный экран позволяет увелнчнть контраст крупных деталей изображения прн устранении подсветки экрана от вмутренних поверхностей колбы, деталей электронного прожектора и соседних участков, расположенных на сферической поверхностн. Он также предохраняет люмннофор от бомбардировок тяжелыми отрицательными ионами, устраняя необходимость введения в электронный прожектор ионных ловушек. Существенно снижает контраст мелких и средних деталей изображения явление ореола. Ореол образуется вследствие того, что часть расходящихся световых лучей, пройдя из точки возбуждения люминофора (рис 7 5, точка А) сквозь толщу стекла экрана трубки, на границе стекло — воздух отражается обратно, освещая соседние с точкой участки (рис.7.5, точка Г).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
