Princíp činnosti katódovej trubice. Obrazovky katódových trubíc

§ 137. Katódová trubica. Osciloskop

Osciloskopy sa používajú na pozorovanie, zaznamenávanie, meranie a riadenie rôznych meniacich sa procesov v automatizačných zariadeniach, telemechanike a iných oblastiach techniky (obr. 198). Hlavnou časťou osciloskopu je katódová trubica - elektrovákuové zariadenie, najviac jednoduchá forma určené na premenu elektrických signálov na svetlo.

Zvážte, ako sa elektrón a elektrónový lúč vychyľujú v elektrickom poli katódová trubica osciloskop.
Ak je elektrón umiestnený medzi dve rovnobežné dosky (obr. 199, a) s opačnými elektrickými nábojmi, potom pod vplyvom elektrického poľa, ktoré vzniká medzi doskami, bude elektrón vychýlený, pretože je záporne nabitý. Odráža sa od taniera A, ktorý má záporný náboj a je priťahovaný k doske B majúci kladný elektrický náboj. Pohyb elektrónu bude smerovať pozdĺž čiar poľa.

Keď človek pohybujúci sa rýchlosťou vojde do poľa medzi platňami V elektrón (obr. 199, b), potom naň pôsobia nielen sily poľa F, ale aj silu F 1 smerovaný pozdĺž jeho pohybu. V dôsledku pôsobenia týchto síl sa elektrón odchýli od svojej priamočiarej dráhy a bude sa pohybovať pozdĺž čiary OK. - diagonálne.
Ak medzi doskami prechádza úzky lúč pohybujúcich sa elektrónov - elektrónový lúč (obr. 199, c), pod vplyvom elektrického poľa sa odchýli. Uhol vychýlenia elektrónového lúča závisí od rýchlosti elektrónov, ktoré tvoria lúč, a od veľkosti napätia, ktoré vytvára elektrické pole medzi doskami.
Každá katódová trubica (obr. 200) je balón, z ktorého sa odčerpáva vzduch. Kužeľová časť vnútorného povrchu valca je pokrytá grafitom a je tzv aquadag. Vo vnútri balóna 3 je umiestnený elektronický projektor 8 - elektrónové delo, vychyľovacie dosky 4 A 6 a obrazovka 5 . Elektronický reflektor trubice pozostáva z vyhrievanej katódy, ktorá vyžaruje elektróny, a systému elektród, ktoré tvoria elektrónový lúč. Tento lúč, vyžarovaný z katódy elektrónky, postupuje vysokou rýchlosťou smerom k tienidlu a je to v podstate elektrický prúd nasmerovaný v smere opačnom k ​​pohybu elektrónov.

Katóda je niklový valec, ktorého koniec je pokrytý vrstvou oxidu. Valec je nasadený na tenkostennú keramickú trubicu, do ktorej je vložené volfrámové vlákno vo forme špirály na zahrievanie katódy.
Katóda je umiestnená vo vnútri riadiacej elektródy 7 majúci tvar pohára. Na dne misky je vytvorený malý otvor, cez ktorý prechádzajú elektróny emitované z katódy; táto diera sa nazýva bránica. Malé záporné napätie (rádovo niekoľko desiatok voltov) sa aplikuje na riadiacu elektródu vzhľadom na katódu. Vytvára elektrické pole, ktoré pôsobí na elektróny emitované z katódy tak, že sa zhromažďujú v úzkom lúči nasmerovanom na tienidlo trubice. Priesečník dráh letu elektrónov sa nazýva prvé ohnisko trubice. Zvýšením záporného napätia na riadiacej elektróde môžu byť niektoré elektróny natoľko vychýlené, že neprejdú cez otvor, a tým sa zníži počet elektrónov vstupujúcich do obrazovky. Zmenou napätia riadiacej elektródy môžete ovládať počet elektrónov v nej. To vám umožňuje zmeniť jas svetelného bodu na obrazovke katódovej trubice, ktorá je potiahnutá špeciálnou zlúčeninou, ktorá má schopnosť žiariť pod vplyvom dopadajúceho elektrónového lúča.
Elektrónové delo obsahuje aj dve anódy, ktoré vytvárajú urýchľovacie pole: prvá je zaostrovacia. 1 a druhý je manažér 2 . Každá z anód je valec s membránou, ktorá slúži na obmedzenie prierez elektrónový lúč.
Anódy sú umiestnené pozdĺž osi trubice v určitej vzdialenosti od seba. Na prvú anódu je privedené kladné napätie rádovo niekoľko stoviek voltov a druhá anóda, pripojená k aquadag elektrónky, má kladný potenciál niekoľkonásobne väčší ako potenciál prvej anódy.
Elektróny emitované otvorom riadiacej elektródy, ktoré padajú do elektrického poľa prvej anódy, nadobúdajú vysokú rýchlosť. Letiaci vo vnútri prvej anódy sa elektrónový lúč stláča pôsobením síl elektrického poľa a vytvára tenký elektrónový lúč. Ďalej elektróny preletia cez druhú anódu, získajú ešte väčšiu rýchlosť (niekoľko tisíc kilometrov za sekundu), preletia cez membránu na obrazovku. Na druhom z nich sa pod vplyvom nárazov elektrónov vytvorí svetelná škvrna s priemerom menším ako jeden milimeter. Toto miesto sa nachádza druhé zameranie katódová trubica.
Na vychýlenie elektrónového lúča v dvoch rovinách je katódová trubica vybavená dvoma pármi dosiek 6 A 4 umiestnené v rôznych na seba kolmých rovinách.
Prvý pár tanierov 6 , ktorý je v elektrónovom dele bližšie, slúži na vychyľovanie lúča vo vertikálnom smere; tieto dosky sa nazývajú vertikálne vychyľovanie. Druhý pár tanierov 4 , umiestnený bližšie k obrazovke trubice, slúži na vychýlenie lúča v horizontálnom smere; tieto dosky sa nazývajú horizontálne vychyľovanie.
Zvážte princíp činnosti vychyľovacích dosiek (obr. 201).

vychyľovacie dosky IN 2 a G 2 pripojený k posúvačom potenciometra P v a P d) Na konce potenciometrov sa aplikuje konštantné napätie. vychyľovacie dosky IN 1 a G 1, ako aj stredné body potenciometrov sú uzemnené a ich potenciály sú rovné nule.
Keď sú posúvače potenciometra v strednej polohe, potenciál na všetkých platniach je nulový a elektrónový lúč vytvára svetelný bod v strede obrazovky - bod O. Pri pohybe posúvača potenciometra P g zostalo na tanieri G 2 sa aplikuje záporné napätie, a preto sa elektrónový lúč vychádzajúci z tejto platne bude odchyľovať a svetelný bod na obrazovke sa bude pohybovať v smere bodu. A.
Pri pohybe posúvača potenciometra P r pravá potenciálna doska G 2, elektrónový lúč sa tiež zvýši a následne sa svetelný bod na obrazovke posunie horizontálne do bodu B. Teda s kontinuálnou zmenou potenciálu na platni G 2 Elektrónový lúč nakreslí na obrazovku vodorovnú čiaru AB.
Podobne pri zmene potenciometrom P pod tlakom na vertikálne vychyľovacie dosky sa lúč vychýli vertikálne a nakreslí zvislú čiaru na obrazovke VG. Súčasnou zmenou napätia na oboch pároch vychyľovacích dosiek je možné pohybovať elektrónovým lúčom v ľubovoľnom smere.
Obrazovka katódovej trubice je potiahnutá špeciálnou zlúčeninou - fosforom, schopným žiariť pod dopadom rýchlo letiacich elektrónov. Keď teda zaostrený lúč zasiahne konkrétny bod na obrazovke, začne svietiť.
Na prekrytie obrazoviek katódových trubíc sa používajú fosfory vo forme oxidu zinočnatého, berýliumzinku, zmesi síranu zinočnatého so síranom kademnatým a pod. Tieto materiály majú tú vlastnosť, že svoju žiaru ešte nejaký čas po ukončení dopady elektrónov. To znamená, že majú dosvit.
Je známe, že ľudské oko, ktoré získalo vizuálny dojem, ho dokáže udržať asi 1/16 sekundy. V katódovej trubici sa lúč cez obrazovku môže pohybovať tak rýchlo, že sériu po sebe idúcich svetelných bodov na obrazovke vníma oko ako súvislú svetelnú čiaru.
Napätie, ktoré sa má študovať (uvažované) pomocou osciloskopu, sa aplikuje na vertikálne vychyľovacie dosky trubice. Na horizontálne vychyľovacie platne je privedené pílovité napätie, ktorého graf je znázornený na obr. 202, a.

Toto napätie dodáva elektronický generátor pílovitých impulzov, ktorý je namontovaný vo vnútri osciloskopu. Pri pôsobení pílovitého napätia sa elektrónový lúč pohybuje horizontálne po obrazovke. Počas t 1 - t 8 sa lúč pohybuje po obrazovke zľava doprava a v čase t 9 - t 10 sa rýchlo vráti do pôvodnej polohy, potom sa opäť pohne zľava doprava atď.
Poďme zistiť, ako môžete na obrazovke katódovej trubice osciloskopu vidieť tvar krivky okamžitých hodnôt napätia aplikovaného na vertikálne vychyľovacie dosky. Predpokladajme, že pílové napätie s amplitúdou 60 V a s obdobím zmeny 1/50 sek.
Na obr. 202, b je znázornená jedna perióda sínusového napätia, ktorej tvar krivky chceme vidieť a v kruhu (obr. 202, c) je znázornený výsledný pohyb elektrónového lúča na obrazovke osciloskopovej trubice. .
Napätia v rovnakých momentoch majú rovnaké označenia na horných dvoch grafoch.
V danom čase t 1 pílové napätie ( U d), ktorý horizontálne vychyľuje elektrónový lúč, sa rovná 60 V a napätie na zvislých doskách U sa rovná nule a na obrazovke svieti bodka O 1. V danom čase t 2 napätie U r = -50 V a napätie U c = 45 V. Na čas rovný t 2 - t 1 sa elektrónový lúč presunie do polohy O 2 v rade O 1 - O 2. V danom čase t 3 napätie U r = 35 V a napätie U c = 84,6 V. Počas t 3 - t 2 lúč sa presunie do bodu O 3 v rade O 2 - O 3 atď.
Proces pôsobenia elektrických polí vytvorených oboma pármi vychyľovacích dosiek na elektrónový lúč bude pokračovať a lúč sa bude vychyľovať ďalej pozdĺž čiary. O 3 - O 4 - o 6 atď.
Počas t 10 - t 9 sa elektrónový lúč rýchlo odchýli doľava (bude reverzný lúč) a potom sa proces zopakuje: tvar krivky napätia aplikovaný na vertikálne vychyľovacie dosky trubice.
Pretože perióda (a frekvencia) napätí pílovitých impulzov závory a skúmaného napätia sú rovnaké, sínusoida na obrazovke bude nehybná. Ak je frekvencia týchto napätí odlišná a nie je násobkom každého iného, ​​potom sa obraz bude pohybovať po obrazovke trubice.
Po pripojení k obom párom vychyľovacích dosiek dvoch sínusových napätí rovnakých amplitúd a frekvencií, ale fázovo posunutých o 90 °, bude na obrazovke trubice viditeľný kruh. Pomocou osciloskopu teda môžete pozorovať a skúmať rôzne procesy vyskytujúce sa v elektrických obvodoch. Okrem generátora pílovitých impulzov má osciloskop zosilňovače na zosilnenie napätia aplikovaného na vertikálne vychyľovacie dosky lúča a pílovitého napätia aplikovaného na horizontálne vychyľovacie dosky.

Aplikácia katódovej trubice

Katódové trubice sa používajú v osciloskopoch na meranie napätia a fázových uhlov, analýzu tvaru prúdu alebo priebehu napätia atď. Tieto trubice sa používajú v televíznych a radarových inštaláciách.

katódové trubice sú rôznych typov. Podľa spôsobu získavania elektrónového lúča sa delia na elektrónky so studenou a vyhrievanou katódou. Rúry so studenou katódou sa používajú pomerne zriedkavo, pretože ich prevádzka vyžaduje veľmi vysoké napätie (30-70 kV). Rúry s horúcou katódou sú široko používané. Tieto elektrónky sa tiež delia na dva typy podľa spôsobu ovládania elektrónového lúča: elektrostatické a magnetické. V elektrostatických trubiciach je elektrónový lúč riadený elektrickým poľom a v magnetických trubiciach magnetickým poľom.

Elektrostaticky riadené katódové trubice sa používajú v osciloskopoch a majú mimoriadne rôznorodý dizajn. Študentom stačí, aby sa oboznámili s princípom zariadenia takejto trubice obsahujúcej hlavné typické prvky. Tieto ciele spĺňa trubica 13LOZ7, ktorá je s určitými zjednodušeniami uvedená v tabuľke.

Katódová trubica je dobre evakuovaná sklenená nádoba s elektródami vo vnútri. Široký koniec trubice - clona - je zvnútra pokrytý fluorescenčnou látkou. Materiál obrazovky sa pri náraze elektrónov rozžiari. Zdrojom elektrónov je nepriamo vyhrievaná katóda. Katóda pozostáva z vlákna 7 vloženého do tenkej porcelánovej trubice (izolátora), na ktorom je nasadený valec 6 s oxidovým povlakom konca (katóda), vďaka ktorému sú elektróny emitované len jedným smerom. Elektróny emitované z katódy sa vrhajú na anódy 4 a 3, ktoré majú pomerne vysoký potenciál v porovnaní s katódou (niekoľko stoviek voltov). Na tvarovanie elektrónového lúča do lúča a jeho zaostrenie na tienidlo prechádza lúč cez sériu elektród. Študenti by však mali venovať pozornosť iba trom elektródam: modulátor (riadiaci valec) 5, prvá anóda 4 a druhá anóda 3. Modulátor je trubicová elektróda, ktorá je napájaná záporným potenciálom voči katóde. Vďaka tomu sa elektrónový lúč prechádzajúci modulátorom stiahne do úzkeho lúča (lúča) a usmerní elektrické pole cez otvor v anóde smerom k obrazovke. Zvýšením alebo znížením potenciálu riadiacej elektródy môžete upraviť počet elektrónov v lúči, t.j. intenzitu (jas) žiaru obrazovky. Pomocou anód sa vytvára nielen urýchľovacie pole (zrýchľujú sa elektróny), ale zmenou potenciálu jednej z nich je možné presnejšie zamerať elektrónový lúč na obrazovke a získať tak väčšiu ostrosť svietivosti. bod. Zvyčajne sa zaostrovanie vykonáva zmenou potenciálu prvej anódy, čo sa nazýva zaostrovanie.

Elektrónový lúč, ktorý opúšťa otvor v anóde, prechádza medzi dvoma pármi vychyľovacích dosiek 1, 2 a dopadá na tienidlo, čo spôsobuje jeho žiaru.

Privedením napätia na vychyľovacie platne môže byť lúč vychýlený a svetelný bod posunutý zo stredu obrazovky. Veľkosť a smer predpätia závisí od napätia aplikovaného na dosky a polarity dosiek. Tabuľka ukazuje prípad, keď je napätie privedené len na zvislé dosky 2. Pri naznačenej polarite dosiek dochádza k posunutiu elektrónového lúča pôsobením síl elektrického poľa doprava. Ak sa na vodorovné dosky 1 privedie napätie, lúč sa posunie vo vertikálnom smere.

Spodná časť tabuľky ukazuje, ako je lúč riadený pomocou magnetického poľa vytvoreného dvoma navzájom kolmými cievkami (každá cievka je rozdelená na dve sekcie), ktorých osi majú vertikálny a horizontálny smer. Tabuľka ukazuje prípad, keď v horizontálnej cievke nie je prúd a vertikálna cievka zabezpečuje posun lúča iba v horizontálnom smere.

Magnetické pole horizontálnej cievky spôsobuje posun lúča vo vertikálnom smere. Kombinované pôsobenie magnetických polí dvoch cievok zabezpečuje pohyb lúča po celej obrazovke.

Magnetické trubice sa používajú v televízoroch.

Katódová trubica(CRT) - elektronické zariadenie vo forme trubice, predĺženej (často s kónickým predĺžením) v smere osi elektrónového lúča, ktorý je vytvorený v CRT. CRT pozostáva z elektrónovo-optického systému, vychyľovacieho systému a fluorescenčnej clony alebo terča. Oprava TV v Butove, kontaktujte nás a požiadajte o pomoc.

CRT klasifikácia

Klasifikácia CRT je mimoriadne náročná vzhľadom na ich extrémnosť

o širokom uplatnení vo vede a technike a možnosti úpravy návrhu za účelom získania technických parametrov, ktoré sú potrebné na realizáciu konkrétneho technického nápadu.

Závislosti na metóde riadenia elektrónovým lúčom CRT sa delia na:

elektrostatické (so systémom elektrostatického vychyľovania lúča);

elektromagnetické (so systémom elektromagnetického vychyľovania lúča).

V závislosti od účelu sa CRT delia na:

elektrónové elektrónky (prijímacie, televízne, osciloskopy, indikátory, televízne tabule, kódovanie atď.)

opticko-elektronické konvertory (vysielacie televízne elektrónky, elektrónovo-optické konvertory atď.)

katódové spínače (komutátory);

iné CRT.

Elektronická grafická CRT

Elektronická grafická CRT - skupina katódových trubíc používaných v rôznych oblastiach techniky na konverziu elektrických signálov na optické (premena signálu na svetlo).

Elektronické grafické CRT sa delia na:

V závislosti od aplikácie:

televízny príjem (kinoskopy, CRT s ultravysokým rozlíšením pre špeciálne televízne systémy atď.)

prijímací osciloskop (nízkofrekvenčný, vysokofrekvenčný, supervysokofrekvenčný, pulzný vysokonapäťový atď.)

indikátor príjmu;

zapamätanie si;

odznaky;

kódovanie;

iné CRT.

Štruktúra a prevádzka CRT so systémom elektrostatického vychyľovania lúča

Obrazovka pozostáva z katódy (1), anódy (2), vyrovnávacieho valca (3), sita (4), roviny (5) a nastavovača výšky (6).

Pôsobením foto alebo tepelnej emisie sú elektróny vyrazené z katódového kovu (špirála tenkého vodiča). Pretože medzi anódou a katódou je udržiavané napätie (rozdiel potenciálov) niekoľko kilovoltov, tieto elektróny, zarovnané s valcom, sa pohybujú v smere anódy (dutý valec). Preletovaním cez anódu sa elektróny dostanú k regulátorom roviny. Každý regulátor sú dve kovové platne, opačne nabité. Ak je ľavá platňa nabitá negatívne a pravá platňa pozitívne, potom sa elektróny, ktoré cez ne prechádzajú, odchýlia doprava a naopak. Ovládanie výšky funguje rovnakým spôsobom. Ak sa na tieto dosky aplikuje striedavý prúd, potom bude možné riadiť tok elektrónov v horizontálnej aj vertikálnej rovine. Na konci svojej dráhy prúd elektrónov narazí na obrazovku, kde môže spôsobiť obrazy.

katódové trubice (CRT) s elektrostatické ovládanie, teda so zaostrovaním a vychyľovaním lúča elektrickým poľom, skrátene nazývaným elektrostatické trubice, používa sa najmä v osciloskopoch.

Ryža. 20.1. Princíp zariadenia (a) a symbolické grafické označenie (b) elektrostatickej katódovej trubice

Na obr. 20.1 je znázornený princíp zariadenia elektrostatickej trubice najjednoduchšieho typu a jej znázornenie v schémach. Rúrkový balónik má valcový tvar s predĺžením v tvare kužeľa alebo v tvare valca väčšieho priemeru. Na vnútorný povrch základne sa nanáša expandovaná časť luminiscenčná obrazovka LE- vrstva látok schopná pri dopade elektrónov vyžarovať svetlo. Vo vnútri trubice sú elektródy, ktoré majú vodiče spravidla na kolíkoch základne (pre jednoduchosť na obrázku vodiče prechádzajú priamo cez sklo valca).

Katóda TO zvyčajne existuje oxidový nepriamy ohrev vo forme valca s ohrievačom. Katódová svorka je niekedy kombinovaná s jednou svorkou ohrievača. Vrstva oxidu je nanesená na dne katódy. Okolo katódy je riadiaca elektróda tzv modulátor (M), valcového tvaru s otvorom na dne. Táto elektróda slúži na riadenie hustoty elektrónového lúča a na jeho predbežné zaostrenie. Na modulátor sa aplikuje záporné napätie (zvyčajne desiatky voltov). Ako sa toto napätie zvyšuje, stále viac a viac elektrónov sa vracia na katódu. Pri určitom zápornom napätí modulátora je trubica zablokovaná.

Nasledujúce elektródy, tiež valcové, sú anódy. V najjednoduchšom prípade sú dve. Zapnuté druhá anóda A 2 napätie je od 500 V do niekoľkých kilovoltov (niekedy 10 - 20 kV) a na prvá anóda A 1 napätie je niekoľkonásobne nižšie. Vo vnútri anód sú priečky s otvormi (membrány). Pôsobením urýchľovacieho poľa anód získavajú elektróny značnú rýchlosť. Konečné zaostrenie elektrónového lúča sa uskutočňuje pomocou nerovnomerného elektrického poľa v priestore medzi anódami, ako aj v dôsledku membrán. Zložitejšie zaostrovacie systémy obsahujú viac valcov.

Systém pozostávajúci z katódy, modulátora a anód sa nazýva elektronický projektor (elektrónová zbraň) a slúži na vytvorenie elektrónového lúča, teda tenkého prúdu elektrónov letiacich vysokou rýchlosťou z druhej anódy na luminiscenčnú clonu.

Na dráhe elektrónového lúča sú dva páry vychyľovacie dosky R X A P r . Napätie, ktoré sa na ne aplikuje, vytvára elektrické pole, ktoré vychyľuje elektrónový lúč smerom ku kladne nabitej doske. Pole platní je pre elektróny priečne. V takomto poli sa elektróny pohybujú po parabolických trajektóriách a po opustení sa pohybujú priamočiaro zotrvačnosťou, t.j. elektrónový lúč dostane uhlovú odchýlku. Čím väčšie je napätie na platniach, tým viac je lúč vychýlený a tým viac svietiaca, tzv. elektronický spot, vznikajúce pri nárazoch elektrónov.

taniere P r vychyľujú lúč vertikálne a sú tzv vertikálne vychyľovacie dosky (Y-dosky), a taniere P X - dosky vodorovného vychýlenia (dosky "x"). Jedna doska z každého páru je niekedy pripojená k skrini zariadenia (šasi), t.j. má nulový potenciál. Toto začlenenie platní sa nazýva asymetrické. Aby sa medzi druhou anódou a puzdrom nevytváralo elektrické pole, ktoré by ovplyvňovalo let elektrónov, je k puzdru zvyčajne pripojená aj druhá anóda. Potom pri absencii napätia na vychyľovacích doskách medzi nimi a druhou anódou nebude pôsobiť žiadne pole na elektrónový lúč.

Ryža. 20.2. Napájanie elektrostatickej trubice z dvoch zdrojov

Keďže druhá anóda je pripojená k puzdru, katóda, ktorá má vysoký záporný potenciál rovný napätiu druhej anódy, musí byť dobre izolovaná od puzdra. Keď je napájanie zapnuté, dotyk vodičov katódy, modulátora a vláknového obvodu je nebezpečný. Pretože vonkajšie elektrické a magnetické polia môžu ovplyvňovať elektrónový lúč, trubica je často umiestnená v tieniacom puzdre z mäkkej ocele.

Žiara luminiscenčnej obrazovky sa vysvetľuje excitáciou atómov látky obrazovky. Elektróny dopadajúce na tienidlo prenášajú svoju energiu na atómy tienidla, v ktorých jeden z elektrónov prechádza na obežnú dráhu vzdialenejšiu od jadra. Keď sa elektrón vráti späť na svoju obežnú dráhu, kvantum žiarivej energie (fotón) a je pozorovaná žiara. Tento jav sa nazýva katodoluminiscencia, a látky, ktoré žiaria pod dopadom elektrónov, sa nazývajú katodoluminofory alebo jednoducho fosfory.

Elektróny dopadajúce na obrazovku ju môžu negatívne nabiť a vytvoriť spomaľovacie pole, ktoré zníži ich rýchlosť. Z toho sa zníži jas obrazovky a elektróny na obrazovke sa môžu úplne zastaviť. Preto je potrebné odstrániť záporný náboj z obrazovky. Za týmto účelom sa na vnútorný povrch valca aplikuje vodivá vrstva. Zvyčajne ide o grafit a je tzv aquadag. Aquadag je pripojený k druhej anóde. Sekundárne elektróny, vyrazené z obrazovky nárazmi primárnych elektrónov, letia k vodivej vrstve. Po odchode sekundárnych elektrónov je potenciál tienenia zvyčajne blízky potenciálu vodivej vrstvy. Niektoré trubice majú vývod z vodivej vrstvy ( PS na obrázku), ktorý možno použiť ako prídavnú anódu s vyšším napätím. V tomto prípade sú elektróny po vychýlení v sústave vychyľovacích platní (tzv. dodatočné zrýchlenie).

Vodivá vrstva tiež vylučuje tvorbu záporných nábojov na stenách balóna z elektrónov, ktoré tam vstupujú. Tieto poplatky môžu vytvoriť ďalšie polia, ktoré porušujú normálna práca rúrky. Ak v trubici nie je vodivá vrstva, sekundárne elektróny opúšťajú tienidlo k vychyľovacím doskám a druhej anóde.

Všetky trubicové elektródy sú zvyčajne namontované s kovovými držiakmi a izolátormi na sklenenej nohe trubice.

Potravinové reťazce. Napájacie obvody elektrostatickej trubice sú znázornené na obr. 20.2. Konštantné napätia sú privádzané do elektród z dvoch usmerňovačov E 1 A E 2 . Prvý by mal poskytnúť vysoké napätie (stovky a tisíce voltov) pri prúde miliampérov, zdroj E 2 - napätie, niekoľkonásobne menšie. Ostatné kaskády, ktoré pracujú v spojení s trubicou, sú napájané z rovnakého zdroja. Preto je určený na prúd desiatok miliampérov.

Elektronický projektor je napájaný cez delič pozostávajúci z rezistorov R 1 R 2 , R 3 a R 4. Ich odpor je zvyčajne veľký (stovky kiloohmov), takže delič spotrebúva malý prúd. Samotná elektrónka tiež odoberá malé množstvo prúdu: vo väčšine prípadov desiatky alebo stovky mikroampérov.

Variabilný odpor R 1 je ovládanie jasu. Reguluje záporné napätie modulátora, ktoré sa odoberá z pravej časti R 1 Zvýšenie tohto napätia v absolútnej hodnote znižuje počet elektrónov v lúči a následne aj jas žiary.

Pre nastavenie zaostrenia lúča slúži ako premenlivý odpor R 3 , s ktorým sa mení napätie prvej anódy. Tým sa mení potenciálny rozdiel, a tým aj intenzita poľa medzi anódami. Ak sa napríklad zníži potenciál prvej anódy, potom sa potenciálny rozdiel medzi anódami zvýši, pole zosilnie a zvýši sa jeho zaostrovací efekt. Od napätia prvej anódy U a 1 by sa nemalo znížiť na nulu alebo zvýšiť na napätie druhej anódy U a 2 , odpory sú vložené do deliča R 2 A R 4

Napätie druhej anódy U a 2 len o niečo menej ako napätie E 1 (rozdiel je pokles napätia na rezistore R 1 ). Malo by sa pamätať na to, že rýchlosť elektrónov emitovaných z reflektora závisí iba od napätia druhej anódy, ale nie od napätia modulátora a prvej anódy. K anódam sa dostane určitý počet elektrónov, najmä ak sú anódy s membránami. Preto prúdy v zlomkoch miliampérov tečú v anódových obvodoch a uzatvárajú sa cez zdroj E 1 . Napríklad prúdové elektróny prvej anódy sa pohybujú v smere od katódy k anóde, potom cez pravú časť rezistora R 3 a cez odpor R 4 plus zdroj E 1 ďalej vo vnútri a cez odpor R 1 ku katóde.

Variabilné odpory sa používajú na počiatočné nastavenie svetelného bodu na obrazovke. R 5 a R 6 , pripojený k zdroju E 2 . Posúvače týchto odporov cez odpory R 7 a R 8 s vysokým odporom sú spojené s vychyľovacími doskami. Navyše s odpormi R 9 A R 10 , s rovnakým odporom sa vytvorí bod nulového potenciálu spojený s telom. Rezistory R 5 a R 6 na koncoch sa získa potenciál +0,5 E 2 a -0,5 E 2 a ich stredy majú nulový potenciál. Keď sa posúvače odporu R 5 , R 6 sú v strednej polohe, potom je napätie na vychyľovacích doskách nulové. Posunutím posúvačov zo strednej polohy je možné aplikovať rôzne napätia na platne, ktoré vychyľujú elektrónový lúč vertikálne alebo horizontálne a vytvárajú svetelný bod v akomkoľvek bode obrazovky.

Na vychyľovacie dosky cez spojovacie kondenzátory C 1 a S 2 je privádzané aj striedavé napätie, napríklad skúmané napätie pri použití osciloskopickej trubice. Bez kondenzátorov by vychyľovacie dosky posúvali jednosmerné napätie vnútorným odporom zdroja striedavého napätia. Pri malom vnútornom odpore by sa konštantné napätie na vychyľovacích doskách prudko znížilo. Na druhej strane zdroj striedavého napätia niekedy poskytuje aj konštantné napätie, ktoré je nežiaduce aplikovať na vychyľovacie dosky. V mnohých prípadoch je tiež neprijateľné, aby sa jednosmerné napätie dostupné v obvodoch vychyľovacích dosiek dostalo do zdroja striedavého napätia.

Rezistory R 7 a R 8 zaradiť za účelom zvýšenia vstupného odporu vychyľovacieho systému pre zdroje striedavého napätia. Bez takýchto rezistorov by boli tieto zdroje zaťažené oveľa menším odporom, vytvoreným len rezistormi. R 5 , R 6 a odpory R 9 , R 10 . Zatiaľ čo odpory R 7 a R 8 neznižujte jednosmerné napätie aplikované na vychyľovacie dosky, pretože cez ne nepretekajú jednosmerné prúdy.

Užitočný prúd je prúd elektrónového lúča. Elektróny tohto prúdu sa pohybujú z katódy na luminiscenčnú obrazovku a vyraďujú z nej sekundárne elektróny, ktoré letia do vodivej vrstvy a potom sa pohybujú smerom k plusu zdroja. E 1 , potom cez jeho vnútorný odpor a rezistor R 1 ku katóde.

Ryža. 20.3. Prvá šošovka elektronického vyhľadávača

Rúrkové elektródy môžu byť napájané aj inými možnosťami, napríklad z jedného vysokonapäťového zdroja.

Elektronické reflektory. Elektronický projektor predstavuje elektrónovo-optický systém, pozostávajúce z niekoľkých elektrostatických elektronické šošovky. Každá šošovka je tvorená nehomogénnym elektrickým poľom, ktoré spôsobuje ohýbanie dráh elektrónov (podobne ako lom svetelných lúčov v optických šošovkách), a tiež urýchľuje alebo spomaľuje elektróny.

Najjednoduchší reflektor obsahuje dve šošovky. Prvá šošovka, príp šošovka s predostrením, tvorený katódou, modulátorom a prvou anódou. Na obr. 20.3 ukazuje pole v tejto časti reflektora. Ekvipotenciálne plochy sú znázornené plnými čiarami a siločiary sú prerušované. Ako je možné vidieť, časť siločiar z prvej anódy ide do priestorového náboja v blízkosti katódy a zvyšok do modulátora, ktorý má nižší negatívny potenciál ako katóda. Linka BB' podmienečne rozdeľuje pole na dve časti. Ľavá strana poľa sústreďuje tok elektrónov a dáva im rýchlosť. Pravá strana poľa ďalej urýchľuje elektróny a trochu ich rozptyľuje. Ale rozptylový efekt je slabší ako zaostrovací, keďže na pravej strane poľa sa elektróny pohybujú vyššou rýchlosťou.

Ryža. 20.4. Trajektórie elektrónov v prvej šošovke elektrónového projektora

Uvažované pole je podobné systému dvoch šošoviek - zhromažďovanie A rozptyl. Konvergovaná šošovka je silnejšia ako divergujúca a vo všeobecnosti systém zaostruje. Pohyb tokov elektrónov sa však deje podľa iných zákonov, ako je lom svetelných lúčov v šošovkách.

Na obr. 20.4 ukazuje trajektórie elektrónov pre extrémne elektrónové lúče vychádzajúce z katódy. Elektróny sa pohybujú po krivočiarych trajektóriách. Ich toky sa sústreďujú a pretínajú na malom území tzv prvý prechod alebo prechod a vo väčšine prípadov je umiestnený medzi modulátorom a prvou anódou.

Prvý objektív krátky hod pretože rýchlosť elektrónov v ňom je relatívne malá a ich trajektórie sú pomerne silne ohnuté.

Keď sa záporné napätie modulátora v absolútnej hodnote zvyšuje, potenciálna bariéra v blízkosti katódy sa zvyšuje a čím ďalej menší počet elektrónov ju dokáže prekonať. Katódový prúd klesá a následne prúd elektrónového lúča a jas obrazovky. Potenciálna bariéra stúpa v menšej miere v blízkosti centrálnej časti katódy, pretože tu pôsobí silnejšie urýchľovacie pole, ktoré preniká z prvej anódy cez otvor modulátora. Pri určitom zápornom napätí modulátora potenciálová bariéra na okrajoch katódy stúpne natoľko, že ju elektróny už nedokážu prekonať. Funkčná zostáva iba stredná časť katódy. Ďalšie zvýšenie záporného napätia zmenšuje plochu pracovnej časti katódy a nakoniec ju zníži na nulu, t.j. elektrónka je zablokovaná. Regulácia jasu je teda spojená so zmenou plochy pracovnej plochy katódy.

Ryža. 20.5. Druhá zaostrovacia šošovka elektronického projektora

Ryža. 20.6. Elektronický projektor s urýchľovacou (tienením) elektródou

Zvážte zaostrenie elektrónového lúča v druhej šošovke, t.j. v systéme dvoch anód (obr. 20.5, a). Linka BB' rozdeľuje pole medzi anódami na dve časti. Divergujúci elektrónový tok vstupuje do ľavej strany poľa, ktorá je zameraná, a tok je rozptýlený na pravej strane poľa. Účinok rozptylu je slabší ako zaostrovací, pretože rýchlosť elektrónov na pravej strane poľa je vyššia ako na ľavej strane. Celé pole je ako optický systém pozostávajúci z konvergujúcej a divergentnej šošovky (obr. 20.5, b). Pretože rýchlosti elektrónov v poli medzi anódami sú vysoké, systém sa ukazuje ako taký teleobjektív. To je potrebné, pretože je potrebné zaostriť elektrónový lúč na tienidlo umiestnené dosť ďaleko.

S nárastom potenciálneho rozdielu medzi anódami (pokles napätia prvej anódy) sa zvyšuje intenzita poľa a zvyšuje sa zaostrovací efekt. V zásade je možné zaostrovanie ovládať zmenou napätia druhej anódy, čo je však nepohodlné, pretože sa zmení rýchlosť elektrónov emitovaných z reflektora, čo povedie k zmene jasu žiary na obrazovke a ovplyvniť vychýlenie lúča vychyľovacími doskami.

Nevýhodou popisovaného reflektora je vzájomné ovplyvňovanie regulácie jasu a zaostrovania. Zmena potenciálu prvej anódy ovplyvňuje jas, pretože táto anóda svojím poľom ovplyvňuje potenciálnu bariéru v blízkosti katódy. Zmena napätia modulátora posúva oblasť prvého priesečníka elektronických trajektórií pozdĺž osi trubice, čo narúša zaostrovanie. Okrem toho regulácia jasu mení prúd prvej anódy a keďže v jej obvode sú zahrnuté odpory s vysokými odpormi, mení sa napätie na nej, čo vedie k rozostreniu. Zmena prúdu druhej anódy neovplyvňuje zaostrovanie, pretože odpory nie sú zahrnuté v obvode tejto anódy, a preto sa napätie na nej nemôže meniť.

V súčasnosti sa používajú svetlomety, v ktorých je medzi modulátor a prvú anódu umiestnený ďalší, zrýchľovanie (tienenie) elektróda(obr. 20.6). Je pripojený k druhej anóde a napätie na nej je konštantné. Vďaka tieniacemu efektu tejto elektródy zmena potenciálu prvej anódy pri nastavovaní zaostrovania prakticky nemení pole na katóde.

Funguje zaostrovací systém pozostávajúci z urýchľovacej elektródy a dvoch anód nasledujúcim spôsobom. Pole medzi prvou a druhou anódou je rovnaké ako na obr. 20,5 hod. Vykonáva zaostrovanie, ako bolo vysvetlené vyššie. Medzi urýchľovacou elektródou a prvou anódou je nehomogénne pole podobné poľu medzi anódami, ale nie zrýchľujúce, ale spomaľujúce. Elektróny letiace do tohto poľa v divergentnom toku sú rozptýlené v ľavej polovici poľa a zaostrené v pravej polovici. V tomto prípade je zaostrenie silnejšie ako rozptylové, pretože rýchlosť elektrónu je nižšia v pravej polovici poľa. K zaostrovaniu teda dochádza aj v oblasti medzi urýchľovacou elektródou a prvou anódou. Čím nižšie je napätie prvej anódy, tým vyššia je intenzita poľa a tým silnejšie je zaostrenie.

Ryža. 20.7. Elektrostatické vychýlenie lúča

Aby mala regulácia jasu menší vplyv na zaostrovanie, je prvá anóda vyrobená bez membrán (obr. 20.6). Elektróny na ňu nedopadajú, t.j. prúd prvej anódy je nulový. Moderné elektronické projektory vytvárajú svetelný bod na obrazovke s priemerom nepresahujúcim 0,002 priemeru obrazovky.

Elektrostatické vychýlenie lúča. Vychýlenie elektrónového lúča a svetelný bod na obrazovke je úmerný napätiu na vychyľovacích doskách. Koeficient proporcionality v tejto závislosti je tzv citlivosť trubice. Ak vertikálnu odchýlku škvrny označíme ako y, a napätie na Y platniach cez U r , To

r = S r U r , (20.1)

Kde S r - citlivosť trubice na Y-platne.

Podobne aj horizontálna odchýlka škvrny

X = S X U X . (20.2)

Citlivosť elektrostatickej trubice je teda pomer vychýlenia svetelného bodu na obrazovke k príslušnému vychyľovaciemu napätiu:

S X = x/U X A S r =y/U r . (20.3)

Inými slovami, citlivosť je odchýlka svetelného bodu na 1 V vychyľujúceho napätia. Citlivosť uveďte v milimetroch na volt. Niekedy sa citlivosť chápe ako recipročná S X alebo S r , a vyjadrené vo voltoch na milimeter.

Vzorce (20.3) neznamenajú, že citlivosť je nepriamo úmerná vychyľovaciemu napätiu. Ak niekoľkokrát zvýšite U r , zvýši sa o rovnakú sumu y, a hodnotu S r zostane nezmenená. teda S r nezávisí od U r . Citlivosť je v rozsahu 0,1 - 1,0 mm/V. Závisí to od režimu prevádzky a niektorých geometrické rozmery rúrky (obr. 20.7):

S = l pl l /(2dU a 2) , (20.4)

Kde l pl - dĺžka vychyľovacích dosiek; l- vzdialenosť od stredu dosiek k obrazovke; d - vzdialenosť medzi doskami; U a 2 - napätie druhej anódy.

Tento vzorec sa dá ľahko vysvetliť. S nárastom l pl elektrón letí dlhšie vo vychyľovacom poli a dostáva väčšiu výchylku. Pri rovnakej uhlovej odchýlke sa s narastajúcou vzdialenosťou zväčšuje aj posunutie svietiaceho bodu na obrazovke l. Ak zvýšite d, potom sa intenzita poľa medzi doskami a následne odchýlka zníži. Zvýšenie napätia U a 2 vedie k zníženiu vychýlenia, pretože rýchlosť, ktorou elektróny preletia poľom medzi doskami, sa zvyšuje.

Zvážte možnosť zvýšenia citlivosti na základe vzorca (20.4). Zväčšenie vzdialenosti l nežiaduce, pretože príliš dlhá trubica je nepohodlná na použitie. Ak zvýšite l pl alebo znížiť d, potom nie je možné dosiahnuť významné vychýlenie lúča, pretože spadne na dosky. Aby sa tomu zabránilo, dosky sú ohnuté a umiestnené voči sebe navzájom, ako je znázornené na obr. 20.8. Citlivosť môžete zvýšiť znížením napätia U a 2 . Je to však spôsobené znížením jasu žiary, čo je v mnohých prípadoch neprijateľné, najmä pri vysokej rýchlosti lúča cez obrazovku. Zníženie anódového napätia tiež zhoršuje zaostrovanie. Pri vyššom napätí U a 2 elektróny sa pohybujú s vysoké rýchlosti, vzájomné odpudzovanie elektrónov je menej ovplyvnené. Ich trajektórie v elektrónovom svetlomete sú umiestnené v malom uhle k osi trubice. Takéto trajektórie sa nazývajú paraxiálne. Poskytujú lepšie zaostrenie a menšie skreslenie na obrazovke.

Zníženie jasu žiary s poklesom anódového napätia U a 2 kompenzované v rúrach s po zrýchlení. V týchto trubiciach elektronický projektor dodáva elektrónom energiu nie väčšiu ako 1,5 keV. S takouto energiou lietajú medzi vychyľovacími doskami a potom padajú do zrýchľovacieho poľa vytvoreného treťou anódou. Posledne menovaná je vodivá vrstva pred obrazovkou, oddelená od zvyšku vrstvy pripojenej k druhej anóde (obr. 20.9, a). V čom U a 3 > U a 2 . Pole medzi týmito dvoma vrstvami tvorí šošovku, ktorá urýchľuje elektróny. Zároveň však dochádza k určitému zakriveniu trajektórií elektrónov. Výsledkom je zníženie citlivosti a skreslenie obrazu. Tieto nedostatky sú do značnej miery odstránené pri viacnásobnom zrýchlení, keď existuje niekoľko vodivých krúžkov s postupne sa zvyšujúcim napätím: U a 4 > U a 3 > U a 2 > U a1 (obr. 20.9, b).

Ryža. 20.8. vychyľovacie dosky

Ryža. 20.9. Prídavné anódy pre dodatočné zrýchlenie

Ak sa vychyľovacie napätie mení s veľmi vysokou frekvenciou, dochádza k skresleniu obrazu, pretože doba letu elektrónov v poli vychyľovacích dosiek je úmerná perióde oscilácie vychyľovacieho napätia. Počas tejto doby sa namáhanie platničiek citeľne mení (dokonca môže zmeniť aj znamienko). Na zníženie takýchto skreslení sa vychyľovacie dosky skrátia a použijú sa vyššie urýchľovacie napätia. So zvyšujúcou sa frekvenciou sa navyše čoraz viac prejavuje vplyv vlastnej kapacity vychyľovacích dosiek.

V súčasnosti sa na mikrovlnnú oscilografiu používajú špeciálne elektrónky so zložitejšími vychyľovacími systémami.

Meranie a pozorovanie premenných napätí. Ak je na vychyľovacie dosky „y“ privedené striedavé napätie, elektrónový lúč osciluje a na obrazovke je viditeľná vertikálna svetelná čiarka (obr. 20.10, A) Jeho dĺžka je úmerná dvojnásobnej amplitúde použitého napätia 2 U m . Poznanie citlivosti trubice a meranie y, možno definovať U m podľa vzorca

U m =y/(2S y) . (20.5)

Ryža. 20.10. Meranie striedavého napätia pomocou CRT

Ryža. 20.11. Napätie pílových zubov pre lineárne zametanie

Ryža. 20.12. Oscilogramy sínusového napätia pri viacnásobnom pomere frekvencií

Napríklad, ak S r = 0,4 mm/V a pri= 20 mm, potom U m \u003d 20 / (2 0,4) \u003d 25 V.

Ak je citlivosť trubice neznáma, určí sa. Aby ste to dosiahli, musíte na dosky priviesť známe striedavé napätie a zmerať dĺžku svetelnej pomlčky. Napätie je možné pripojiť zo siete a merať voltmetrom. Malo by sa pamätať na to, že voltmeter zobrazí efektívnu hodnotu napätia, ktorá sa musí previesť na amplitúdu, vynásobenú 1,4.

Ako vidíte, CRT možno použiť ako amplitúdový voltmeter. Výhodou takéhoto meracieho prístroja je veľká vstupná impedancia a možnosť merania na veľmi vysokých frekvenciách.

Opísaná metóda umožňuje merať špičkové hodnoty nesínusových napätí, ako aj amplitúdy kladných a záporných polovičných vĺn striedavého napätia. Za týmto účelom si zapamätajte polohu svetelného bodu pri absencii nameraného napätia, potom sa aplikuje a merajú sa vzdialenosti. pri 1 a pri 2 od počiatočnej polohy bodu po konce svetelnej čiary (obr. 20.10, b). V tomto prípade amplitúdy polovičných vĺn

U m1 = pri 1 /S r A U m2 = pri 2 /S r . (20.6)

Na pozorovanie premenlivých napätí platní P pri napätie, ktoré sa skúma, a na dosky P X - sweep napätie U vyvinuté, majúce tvar pílových zubov (obr. 20.11) a získané zo špeciálneho generátora. Toto napätie vytvára časovú základňu. Na istý čas t 1 keď napätie stúpa, elektrónový lúč sa pohybuje rovnomerne horizontálne v jednom smere, napríklad zľava doprava, t.j. rovný, alebo robotník, presťahuj sa. S prudkým poklesom napätia v priebehu času t 2 lúč robí rýchlo spätný pohyb. Toto všetko sa opakuje s frekvenciou rozmietacieho napätia.

Pri absencii skúmaného napätia je na obrazovke viditeľná horizontálna svetelná pomlčka, ktorá hrá úlohu časovej osi. Ak použijete skúmané striedavé napätie na platničky P pri , potom bude bod na obrazovke súčasne vertikálne oscilovať a opakovane sa rovnomerne pohybovať so spätným pohybom horizontálne. V dôsledku toho sa pozoruje žiariaca krivka skúmaného napätia (obr. 20.12). Obrázok ukazuje oscilogramy sínusového napätia, ale môžete pozorovať napätie v akejkoľvek forme.

Aby bola krivka stacionárna, obdobie rozvíjania stresu T unv by sa malo rovnať perióde skúmaného napätia T alebo celé číslo, ktoré je viackrát väčšie ako:

T rozvinúť = nT, (20.7)

Kde P je celé číslo.

Ryža. 20.13. Oscilogramy sínusového napätia s pomerom zlomkovej frekvencie

V súlade s tým musí byť frekvencia rozmietania V a z V celé číslo, koľkokrát je menšia ako frekvencia skúmaného napätia:

f rozvinúť = f /n. (20.8)

Potom v čase T akonáhle prejde celočíselný počet kmitov skúmaného napätia a na konci spätného zdvihu bude bod na obrazovke v mieste, z ktorého sa pri doprednom zdvihu začal pohybovať. Obrázok ukazuje pozorované oscilogramy pri n = 1, príp T rozvinúť = T, A P= 2, t.j. T razv = 2 T Obrátený čas t 2 je žiaduce mať čo najmenšie, pretože vďaka tomu sa časť krivky nereprodukuje (ťahy na obrázku). Navyše, čím menej t 2 , čím rýchlejší je návrat lúča a tým slabší je viditeľný. Mal by byť nainštalovaný P aspoň 2, aby bolo možné úplne vidieť aspoň jedno celé kmitanie. Výber hodnoty P vytvorené zmenou frekvencie generátora rozmietania. Ak P nie je celé číslo, potom oscilogram nezostane nehybný a namiesto jednej krivky sa ich pozoruje niekoľko, čo je nepohodlné. Na obr. 20.13 ukazuje oscilogramy sínusového napätia pri P = 1 / 2 A P= 3/4. Pre jednoduchosť sa tu predpokladá, že čas návratu t 2 = 0. Šípky s číslami na obrázku označujú postupnosť pohybu bodu na obrazovke.

Zhodné celé číslo P zvyčajne sa udržiava len krátky čas, pretože generátor rozmietania má nestabilnú frekvenciu a frekvencia skúmaného napätia sa môže tiež meniť. Ak chcete uložiť vybrané P po dlhú dobu sa používa synchronizácia generátora rozmietania so skúmaným napätím. Synchronizácia spočíva v tom, že skúmané napätie sa privádza do generátora rozmietania a generuje pílovité napätie s frekvenciou, ktorá je o celé číslo menšia ako frekvencia skúmaného napätia.

Skúmané napätia sa zvyčajne privádzajú na vychyľovacie dosky cez väzbové kondenzátory (pozri obr. 20.2). Preto konštantná zložka nedopadá na platne a pozoruje sa iba premenná. Časová os (nulová os) tohto komponentu je vodorovná čiara, ktorá zostane na obrazovke, ak sa zastaví dodávka skúmaného napätia. Na získanie skutočného oscilogramu napätia obsahujúceho konštantnú zložku je potrebné ho aplikovať priamo na platne a nie cez kondenzátory.

Ak potrebujete sledovať priebeh prúdu, potom je v jeho obvode zahrnutý odpor R. Napätie na ňom, úmerné skúmanému prúdu, sa privádza na platne P pri . Toto napätie je určené zo známej citlivosti elektrónky. Rozdelenie na odpor R, nájsť prúd. Aby sa prúd pri zapnutí odporu výrazne nezmenil R, ten druhý by mal mať relatívne malý odpor. Ak je napätie nedostatočné, potom bude musieť byť napájané cez zosilňovač so známym ziskom.

Skreslenie obrazu. V elektrostatických elektrónkach sú skreslenia oscilogramu pozorované hlavne vtedy, keď sú vychyľovacie dosky zapnuté asymetricky, to znamená, keď je jedna doska z každého páru pripojená k druhej anóde (pozri obr. 20.2). Nechajte s takýmto začlenením na taniere P pri aplikované striedavé napätie s amplitúdou U m . Potom na jednej doske je potenciál nulový vzhľadom na puzdro a na druhej doske sa mení z + U m predtým - U m (Obr. 20.14, A). Podľa toho sa menia aj potenciály. rôzne body v priestore medzi platňami. Pri kladnej polvlne napätia prelietavajú elektróny bodmi s potenciálmi vyššími ako U a2. V dôsledku toho sa ich rýchlosť zvyšuje a citlivosť trubice sa znižuje. Pri zápornej polvlne sa rýchlosť elektrónov znižuje, pretože potenciál bodov medzi doskami je nižší U a2. Tým sa zvýši citlivosť trubice. V dôsledku toho odchýlka r 1 s kladnou polvlnou bude menšia ako odchýlka pri 2 s negatívnou polovičnou vlnou. Oscilogram sínusového napätia sa stane nesínusovým, t.j. dôjde k nelineárnemu skresleniu.

Ryža. 20.14. Vychýlenie elektrónového lúča s asymetrickým (a) a symetrickým (b) zahrnutím vychyľovacích dosiek

Pri symetrickej inklúzii nie je žiadna z vychyľovacích dosiek pripojená priamo k telesu a druhej anóde a body nulového potenciálu sú v strednej rovine medzi doskami (obr. 20.14, b). Potenciály dosiek majú v každom okamihu rovnakú hodnotu a opačné znamienka. Na jednej doske má potenciál extrémne hodnoty ±0,5 U m , a na druhej strane − + 0,5U m . K vychýleniu elektrónového lúča na ktorúkoľvek z platní dochádza za rovnakých podmienok, a teda pri 1 = pri 2 . Na obr. 20.15 je znázornené symetrické začlenenie vychyľovacích dosiek. Jednosmerné napätie pre počiatočné bodové nastavenie sa odoberá z dvojitého odporu R 6 , R 6 ´. Pri súčasnom pohybe ich posúvačov pomocou jednej rukoväte sa potenciály vychyľovacích dosiek menia rovnako v hodnote, ale v opačnom znamienku.

Ryža. 20.15. Symetrické zahrnutie vychyľovacích dosiek

Symetrické začlenenie doštičiek redukuje aj ďalšie nepríjemné javy, ako je zhoršenie ostrosti pri posune bodu k okraju obrazovky.

Asymetrické zahrnutie tanierov vzdialenejších od reflektora vytvára lichobežníkový skreslenie. Vznikajú v dôsledku prítomnosti poľa na ceste elektrónov z jedného páru platní k druhému. Nechajte napríklad na tanieroch najbližšie k žiareniu reflektorov P pri , zapnuté akýmkoľvek spôsobom, je aplikované striedavé napätie, a na platniach P X , zapojené asymetricky, napätie je nulové. Potom je na obrazovke viditeľná vertikálna svietiaca pomlčka 1 (obr. 20.16).

Ryža. 20.16. Keystone

Ryža. 20.17. Princíp zariadenia a konvenčné grafické označenie magnetickej katódovej trubice

Ak sa aplikuje na platňu P X , nie je pripojený k puzdru, kladný potenciál, potom sa pomlčka posunie smerom k tejto doske (čiara 2 ), ale bude o niečo kratší. Je to preto, že medzi kladne nabitou doskou P X a taniere P pri vytvorilo sa dodatočné urýchľovacie pole, ktoré trochu ohýba trajektórie elektrónov a znižuje ich odchýlku spôsobenú napätím na platniach P pri . Pri zápornom potenciáli tej istej platne P X na elektrónoch emitovaných z platní P pri , existuje ďalšie spomaľovacie pole, ktoré mierne zvýši ich odchýlku; pomlčka na obrazovke sa posunie doľava a bude dlhšia (riadok 3 ). Uvažované svetelné čiarky tvoria obrazec vo forme lichobežníka, ktorý vysvetľuje názov týchto skreslení. Na zníženie skreslenia sú medzi platňami inštalované obrazovky. P X A P pri a dať tanierom vzdialenejším od reflektora zvláštny tvar.

V súčasnosti sa spravidla používa symetrické zahrnutie dosiek, pretože znižuje mnohé typy skreslenia. Asymetrické začlenenie je možné použiť v prípade, že lúč bude vychýlený iba jedným smerom.

Princíp činnosti katódovej trubice je založený na emisii elektrónov záporne nabitou termionickou katódou, ktoré sú následne priťahované kladne nabitou anódou a zbierané na nej. Toto je princíp fungovania starej termionickej vákuovej trubice.

V CRT sú vysokorýchlostné elektróny emitované elektrónovým delom (obr. 17.1). Sú zaostrené elektronickou šošovkou a nasmerované na obrazovku, ktorá sa správa ako kladne nabitá anóda. Obrazovka je zvnútra pokrytá fluorescenčným práškom, ktorý pod dopadom rýchlych elektrónov začne žiariť. Elektrónový lúč (lúč) vyžarovaný elektrónovým delom vytvára pevné miesto na obrazovke. Aby elektrónový lúč zanechal na obrazovke stopu (čiaru), musí byť vychýlený v horizontálnom aj vertikálnom smere – X a Y.

Ryža. 17.1.

Metódy vychyľovania lúča

Existujú dva spôsoby vychyľovania elektrónového lúča v CRT. IN elektrostatické metóda využíva dve rovnobežné dosky, medzi ktorými vzniká rozdiel v elektrických potenciáloch (obr. 17.2 (a)). Elektrostatické pole vytvorené medzi doskami vychyľuje elektróny, ktoré vstupujú do poľa. IN elektromagnetické Pri tejto metóde je elektrónový lúč riadený magnetickým poľom vytvoreným elektrickým prúdom pretekajúcim cievkou. Súčasne, ako je znázornené na obr. 17.2(b) sa používajú dve sady riadiacich cievok (v televízoroch sa nazývajú vychyľovacie cievky). Obe metódy poskytujú lineárnu odchýlku.

Ryža. 17.2. Elektrostatické (a) a elektromagnetické (b)

metódy vychyľovania elektrónového lúča.

Metóda elektrostatického vychýlenia má však širšie frekvenčný rozsah, a preto sa používa v osciloskopoch. Elektromagnetická výchylka je vhodnejšia pre vysokonapäťové elektrónky (kinoskopy) používané v televízoroch a je tiež kompaktnejšia v implementácii, pretože obe cievky sú umiestnené na rovnakom mieste pozdĺž hrdla televíznej trubice.

CRT dizajn

Na obr. Obrázok 17.3 je schematické znázornenie vnútorných častí katódovej trubice s elektrostatickým vychyľovacím systémom. Sú zobrazené rôzne elektródy a ich príslušné potenciály. Elektróny emitované katódou (alebo elektrónovým delom) prechádzajú cez malý otvor (otvor) v mriežke. Mriežka, ktorej potenciál je negatívny vzhľadom na potenciál katódy, určuje intenzitu alebo počet emitovaných elektrónov a tým aj jas bodu na obrazovke.

Ryža. 17.3.

Ryža. 17.4.

Elektrónový lúč potom prechádza cez elektrónovú šošovku, ktorá zaostruje lúč na obrazovku. Koncová anóda And 3 má potenciál niekoľko kilovoltov (vzhľadom na katódu), čo zodpovedá rozsahu ultravysokého napätia (SVN). Dva páry vychyľovacích dosiek D 1 a D 2 poskytujú elektrostatické vychyľovanie elektrónového lúča vo vertikálnom a horizontálnom smere.

Vertikálne vychýlenie je zabezpečené Y-platničkami (vertikálne vychyľovacie dosky) a horizontálne vychýlenie X-doskami (horizontálne vychyľovacie dosky). Vstupný signál sa privádza na Y-platne, ktoré vychyľujú elektrónový lúč hore a dole v súlade s amplitúdou signálu.

X-platne spôsobujú, že sa lúč pohybuje horizontálne od jedného okraja obrazovky k druhému (sweep) konštantnou rýchlosťou a potom sa veľmi rýchlo vráti do svojej pôvodnej polohy (reverse). Na X - doska sa aplikuje pílový signál (obr. 17.4), generovaný generátorom. Tento signál sa nazýva signál časovej základne.

Dávať vhodné signály X - a Y-platne je možné získať taký posun elektrónového lúča, pri ktorom sa na CRT obrazovke „vykreslí“ presný tvar vstupného signálu.

Toto video vysvetľuje základné princípy fungovania katódovej trubice: