Vuodesta 1902 lähtien Boris Lvovich Rosing on työskennellyt Brownin piipun parissa. 25. heinäkuuta 1907 hän haki keksintöä "Method sähköinen voimansiirto kuvia etäältä. Säde pyyhkäistiin putkessa magneettikentillä ja signaalia moduloitiin (kirkkautta muutettiin) käyttämällä kondensaattoria, joka pystyi kääntämään säteen pystysuunnassa, mikä muutti kalvon läpi näytölle kulkevien elektronien määrää. Toukokuun 9. päivänä 1911 Rosing esitteli Venäjän teknisen seuran kokouksessa yksinkertaisten geometristen muotojen televisiokuvien lähettämistä ja niiden vastaanottoa toistona CRT-näytöllä.

1900-luvun alussa ja puolivälissä Vladimir Zworykinilla, Allen Dumontilla ja muilla oli merkittävä rooli CRT:n kehityksessä.

Luokittelu

Elektronisuihkupoikkeutusmenetelmän mukaan kaikki CRT:t on jaettu kahteen ryhmään: sähkömagneettisella poikkeutuksella (indikaattori CRT:t ja kineskoopit) ja sähköstaattisella poikkeutuksella (oskillografiset CRT:t ja hyvin pieni osa indikaattori CRT:t).

Tallennetun kuvan tallennuskyvyn mukaan CRT:t jaetaan putkiin ilman muistia ja putkiin, joissa on muisti (indikaattori ja oskilloskooppi), joiden suunnittelussa on erityiset muistielementit (solmut), joiden avulla kerran tallennettu kuva voidaan toistaa monta kertaa.

Näytön hehkun värin mukaan CRT:t jaetaan yksivärisiin ja monivärisiin. Yksivärinen voi olla eri väriä hehku: valkoinen, vihreä, sininen, punainen ja muut. Moniväriset jaetaan toimintaperiaatteen mukaan kaksivärisiin ja kolmivärisiin. Kaksiväriset - indikaattori CRT:t, joiden näytön hehkun väri muuttuu joko korkean jännitteen kytkemisen tai elektronisäteen virrantiheyden muutoksen vuoksi. Kolmiväri (perusvärien mukaan) - värikineskoopit, joiden näytön monivärinen hehku varmistetaan elektronioptisen järjestelmän, värin erottavan maskin ja näytön erikoismalleilla.

Oskillografiset CRT:t on jaettu matalataajuisiin ja mikroaaltoputkiin. Jälkimmäisen malleissa käytetään melko monimutkaista elektronisäteen poikkeutusjärjestelmää.

Kineskoopit jaetaan televisioon, näyttöön ja projektioon (käytetään videoprojektoreissa). Näyttökineskooppien maskiväli on pienempi kuin televisioissa, ja projektiokineskoopeissa on suurempi näytön kirkkaus. Ne ovat yksivärisiä ja niissä on punainen, vihreä ja Sininen väri näytön hehku.

Laite ja toimintaperiaate

Yleiset periaatteet

Mustavalkoinen kineskooppilaite

ilmapallossa 9 syntyy syvä tyhjiö - ensin ilma pumpataan ulos, sitten kaikki kineskoopin metalliosat lämmitetään induktorilla imeytyneiden kaasujen vapauttamiseksi, getteriä käytetään asteittain absorboimaan jäljellä oleva ilma.

Elektronisuihkun luomiseksi 2 , käytetään elektronipistooliksi kutsuttua laitetta. Katodi 8 lämmitetään hehkulangalla 5 , lähettää elektroneja. Elektronien emission lisäämiseksi katodi päällystetään aineella, jolla on vähäinen toimintakyky (suurimmat CRT-valmistajat käyttävät tähän omia patentoituja tekniikoitaan). Muuttamalla ohjauselektrodin jännitettä ( modulaattori) 12 voit muuttaa elektronisäteen intensiteettiä ja vastaavasti kuvan kirkkautta (on myös malleja, joissa on katodiohjaus). Nykyaikaisten CRT-aseessa on ohjauselektrodin lisäksi tarkennuselektrodi (vuoteen 1961 asti sähkömagneettista tarkennusta käytettiin kotimaisissa kineskoopeissa tarkennuskelan avulla 3 ydin 11 ), joka on suunniteltu tarkentamaan kineskoopin näytössä oleva piste pisteeseen, kiihdytyselektrodi pistoolin ja anodin elektronien lisäkiihdytykseen. Aseesta poistuttuaan anodi kiihdyttää elektroneja 14 , joka on kineskooppikartion sisäpinnan metalloitu pinnoite, joka on yhdistetty samannimiseen pistoolin elektrodiin. Värikineskoopeissa, joissa on sisäinen sähköstaattinen näyttö, se on kytketty anodiin. Useissa varhaisten mallien kineskoopeissa, kuten 43LK3B, kartio tehtiin metallista ja edusti anodia sellaisenaan. Anodin jännite on 7-30 kilovolttia. Useissa pienikokoisissa oskillografisissa CRT:issä anodi on vain yksi elektronipistoolin elektrodeista, ja se saa virtaa useiden satojen volttien jännitteistä.

Seuraavaksi palkki kulkee taittojärjestelmän läpi 1 , joka voi muuttaa säteen suuntaa (kuvassa on magneettinen poikkeutusjärjestelmä). Televisio CRT:issä käytetään magneettista poikkeutusjärjestelmää, koska se tarjoaa suuret poikkeutuskulmat. Oskilloskooppi CRT:ssä käytetään sähköstaattista poikkeutusjärjestelmää, koska se tarjoaa nopeamman vasteen.

Elektronisuihku osuu näyttöön 10 päällystetty fosforilla 4 . Elektronien pommituksesta loisteaine hehkuu ja nopeasti liikkuva vaihteleva kirkkauspiste luo kuvan näytölle.

Elektronien loisteaine kerääntyy negatiivinen varaus, ja toissijainen emissio alkaa - loisteaine itse alkaa lähettää elektroneja. Tämän seurauksena koko putki saa negatiivisen varauksen. Tämän välttämiseksi putken koko pinnalla on anodiin yhdistetty aquadag-kerros - johtava seos, joka perustuu grafiittiin ( 6 ).

Kineskooppi on kytketty johtojen kautta 13 ja korkeajännitepistorasia 7 .

Mustavalkoisissa televisioissa fosforin koostumus valitaan siten, että se hehkuu neutraalin harmaan värisenä. Videopäätteissä, tutkaissa jne. fosfori tehdään usein keltaiseksi tai vihreäksi silmien väsymisen vähentämiseksi.

Palkin taipumakulma

CRT-säteen poikkeutuskulma on maksimikulma elektronisuihkun kahden mahdollisen sijainnin välillä polttimossa, jossa valopiste on edelleen näkyvissä näytöllä. Näytön diagonaalin (halkaisijan) suhde CRT:n pituuteen riippuu kulmasta. Oskillografisissa CRT:issä se on yleensä jopa 40 °, mikä liittyy tarpeeseen lisätä säteen herkkyyttä taipuvien levyjen vaikutuksille ja varmistaa taipumaominaisuuden lineaarisuus. Ensimmäisten pyöreällä näytöllä varustettujen Neuvostoliiton televisiokineskooppien poikkeutuskulma oli 50 °, myöhempien julkaisujen mustavalkoisten kineskooppien kohdalla se oli 70 °, 1960-luvulta alkaen se nousi 110 °:een (yksi ensimmäisistä tällaisista kineskoopeista - 43LK9B). Kotimaisissa värikineskoopeissa se on 90 °.

Kun säteen taipumakulma kasvaa, kineskoopin mitat ja massa pienenevät kuitenkin:

• pyyhkäisysolmujen käyttämä teho kasvaa. Tämän ongelman ratkaisemiseksi kineskoopin kaulan halkaisijaa pienennettiin, mikä kuitenkin edellytti muutosta elektronitykin suunnittelussa.
• vaatimukset poikkeutusjärjestelmän valmistuksen ja asennuksen tarkkuudelle kasvavat, mikä toteutettiin kokoamalla kineskooppi poikkeutusjärjestelmän kanssa yhdeksi moduuliksi ja kokoamalla se tehtaalla.
• rasterin ja tiedon geometrian asettamiseen tarvittavien elementtien määrä kasvaa.

Kaikki tämä on johtanut siihen, että joillakin alueilla käytetään edelleen 70 asteen kineskooppeja. Lisäksi 70 °:n kulmaa käytetään edelleen pienikokoisissa mustavalkoisissa kineskoopeissa (esimerkiksi 16LK1B), joissa pituudella ei ole niin merkittävää roolia.

Ioniloukku

Koska CRT:n sisään on mahdotonta luoda täydellistä tyhjiötä, osa ilmamolekyyleistä jää sisälle. Törmäyksessä elektronien kanssa niistä muodostuu ioneja, jotka, joiden massa on monta kertaa suurempi kuin elektronien massa, eivät käytännössä poikkea, polttaen vähitellen loisteaineen näytön keskellä ja muodostaen niin sanotun ionipisteen. Tämän torjumiseksi käytettiin "ioniloukku"-periaatetta 1960-luvun puoliväliin asti: elektronipyssyn akseli oli jossain kulmassa kineskoopin akseliin nähden ja ulkopuolella sijaitseva säädettävä magneetti tarjosi kentän, joka käänsi elektronivirtaa. kohti akselia. Massiiviset ionit, jotka liikkuivat suorassa linjassa, putosivat varsinaiseen ansaan.

Tämä rakenne pakotti kuitenkin kasvattamaan kineskoopin kaulan halkaisijaa, mikä johti tarvittavan tehon kasvuun taittojärjestelmän keloissa.

Se kehitettiin 1960-luvun alussa uusi tapa loisteainesuojaus: lisäksi näytön aluminointi, joka mahdollisti kineskoopin maksimikirkkauden kaksinkertaistamisen ja ioniloukun tarve poistui.

Viive jännitteen syöttämisessä anodiin tai modulaattoriin

Televisiossa, jonka vaakapyyhkäisy tehdään lampuilla, kineskoopin anodin jännite ilmaantuu vasta, kun vaakapyyhkäisylähtölamppu ja vaimennusdiodi ovat lämmenneet. Tällä hetkellä kineskoopin hehkulla on aikaa lämmetä.

Täyspuolijohdepiiristön käyttöönotto vaakasuuntaisissa pyyhkäisysolmuissa on aiheuttanut kineskoopin katodien kiihtyneen kulumisen ongelman, joka johtuu jännitteestä, joka kohdistuu kineskoopin anodiin samanaikaisesti päällekytkennän kanssa. Tämän ilmiön torjumiseksi on kehitetty amatöörisolmuja, jotka viivästävät anodi- tai kineskooppimodulaattorin jännitteen syöttämistä. Mielenkiintoista on, että joissakin niistä huolimatta siitä, että ne on tarkoitettu asennettaviksi täysin puolijohdetelevisioihin, radioputkea käytetään viiveelementtinä. Myöhemmin alettiin valmistaa televisioita teollisuustuotanto, jossa tällainen viive on alun perin säädetty.

Skannata

Kuvan luomiseksi näytölle elektronisäteen on jatkuvasti kuljettava näytön yli korkealla taajuudella - vähintään 25 kertaa sekunnissa. Tätä prosessia kutsutaan lakaista. Kuvan skannaamiseen on useita tapoja.

Rasterskannaus

Elektronisuihku kulkee riveinä koko näytön läpi. Vaihtoehtoja on kaksi:

• 1-2-3-4-5-… (progressiivinen skannaus);
• 1-3-5-7-… sitten 2-4-6-8-… (lomitettu).

Vektorin purkaminen

Elektronisuihku kulkee kuvan viivoja pitkin. Vector-skannausta käytettiin Vectrex-pelikonsolissa.

Pyyhkäise tutkanäytössä

Surround-näkymää käytettäessä ns. typotron, elektronisuihku kulkee ruudun säteitä pitkin (näytöllä on ympyrän muotoinen). Palvelutiedot useimmissa tapauksissa (numerot, kirjaimet, topografisia merkkejä) levitetään lisäksi merkkimatriisin kautta (sijaitsee elektronisuihkutykissä).

Värikineskoopit

Värillinen kineskooppilaite. 1 - Elektroniaseet. 2 - Elektronisäteet. 3 - Tarkennuskela. 4 - Taittokelat. 5 - Anodi. 6 - Maski, jonka vuoksi punainen säde osuu punaiseen loisteaineeseen jne. 7 - Punaiset, vihreät ja siniset loisteaineen rakeet. 8 - Naamio ja fosforirakeita (suurennettu).

Värikineskooppi eroaa mustavalkoisesta siinä, että siinä on kolme pistoolia - "punainen", "vihreä" ja "sininen" ( 1 ). Vastaavasti näytöllä 7 kolmea tyyppistä loisteainetta levitetään jossain järjestyksessä - punainen, vihreä ja sininen ( 8 ).

Käytetyn maskin tyypistä riippuen kineskoopin kaulassa olevat aseet on järjestetty delta-muotoon (tasasivuisen kolmion kulmiin) tai tasomaisesti (samalle viivalle). Jotkut samannimiset elektrodit eri elektroniaseista on yhdistetty johtimilla kineskoopin sisällä. Näitä ovat kiihdytyselektrodit, fokusointielektrodit, lämmittimet (kytketty rinnan) ja usein modulaattoreita. Tällainen toimenpide on välttämätön kineskoopin lähtöjen määrän säästämiseksi sen kaulan rajoitetun koon vuoksi.

Vain punaisen aseen säde osuu punaiseen loisteaineeseen, vain vihreän aseen säde osuu vihreään loisteaineeseen jne. Tämä saavutetaan sillä, että pistoolien ja näytön väliin on asennettu metalliritilä, ns. naamio (6 ). Nykyaikaisissa kineskoopeissa maski on valmistettu Invarista, teräslaadusta, jolla on pieni lämpölaajenemiskerroin.

Maskien tyypit

Maskeja on kahdenlaisia:

Näiden maskien joukossa ei ole selkeää johtajaa: varjomaski tarjoaa korkealaatuisia viivoja, aukkomaski tarjoaa kylläisempiä värejä ja korkean tehokkuuden. Slotted yhdistää varjon ja aukon edut, mutta on taipuvainen moireelle.

Mitä pienemmät fosforielementit ovat, sitä korkeamman kuvanlaadun putki pystyy tuottamaan. Kuvanlaadun indikaattori on maski askel.

• Varjosilassa maskin väli on kahden lähimmän maskin reiän välinen etäisyys (vastaavasti kahden lähimmän samanvärisen loisteaineelementin välinen etäisyys).
• Aukon ja rakoritilöiden kohdalla maskin nousu on määritelty vaakasuuntaiseksi etäisyydeksi maskin rakojen välillä (vastaavasti samanvärisen loisteaineen pystysuorien raitojen välinen vaakaetäisyys).

Nykyaikaisissa CRT-näytöissä maskin jako on 0,25 mm:n tasolla. Televisiokineskoopit, joita katsotaan kauempaa, käyttävät 0,8 mm:n luokkaa.

säteiden lähentyminen

Koska näytön kaarevuussäde on litteissä kineskoopeissa paljon suurempi kuin etäisyys siitä elektronioptiseen järjestelmään äärettömyyteen asti ja ilman erikoismittauksia, värikineskoopin säteiden leikkauspiste on n. jatkuvalla etäisyydellä elektronitykistä, on varmistettava, että tämä piste on täsmälleen varjomaskin pinnalla, muuten muodostuu kuvan kolmen värikomponentin virhekohdistus, joka kasvaa näytön keskeltä reunoihin. Tämän estämiseksi on välttämätöntä siirtää elektronisäteitä oikein. Kineskoopeissa, joissa on delta-muotoinen pistoolijärjestely, tämä tehdään erityisellä sähkömagneettisella järjestelmällä, jota ohjataan erikseen laitteella, joka vanhoissa televisioissa sijoitettiin erilliseen yksikköön - sekoitusyksikköön - säännöllisiä säätöjä varten. Kineskoopeissa, joissa on tasomainen asejärjestely, säätö tehdään erityisillä magneeteilla, jotka sijaitsevat kineskoopin kaulassa. Ajan myötä, erityisesti kineskoopeissa, joissa on delta-muotoinen elektronitykkien järjestely, konvergenssi häiriintyy ja vaatii lisäsäätöä. Useimmat tietokonekorjausyritykset tarjoavat näytön säteen korjauspalvelua.

Demagnetointi

Värikineskoopeissa on tarpeen poistaa kuvanlaatuun vaikuttava varjostamion ja sähköstaattisen näytön jäännös tai tahaton magnetoituminen.

Demagnetisoituminen johtuu ns. demagnetointisilmukan esiintymisestä - kineskoopin pinnalla sijaitseva rengasmainen joustava kela, jonka halkaisija on suuri - nopeasti muuttuva vaimennettu pulssi magneettikenttä. Jotta tämä virta pienenisi vähitellen television päällekytkemisen jälkeen, käytetään termistoreja. Monet monitorit sisältävät termistorien lisäksi releen, joka kineskoopin demagnetointiprosessin lopussa katkaisee virran tähän piiriin, jotta termistori jäähtyy. Sen jälkeen voit käyttää erityistä näppäintä tai useammin erityistä näyttövalikon komentoa laukaistaksesi tämän releen ja demagnetoidaksesi uudelleen milloin tahansa ilman, että sinun tarvitsee sammuttaa ja kytkeä näytön virta.

Trineskooppi

Trineskooppi on malli, joka koostuu kolmesta mustavalkoisesta kineskoopista, valosuodattimesta ja läpikuultavista peileistä (tai dikroisista peileistä, jotka yhdistävät läpikuultavien peilien ja suodattimien toiminnot), joita käytetään värikuvan saamiseksi.

Sovellus

Kineskooppeja käytetään rasterikuvausjärjestelmissä: monenlaisia televisiot, näytöt, videojärjestelmät.

Oskillografisia CRT:itä käytetään useimmiten toiminnallisissa riippuvuusnäyttöjärjestelmissä: oskilloskoopit, vaappuskoopit, myös näyttölaitteena tutka-asemilla, erikoislaitteissa; V Neuvostoliiton vuodet Käytettiin myös visuaalisina apuvälineinä katodisädelaitteiden suunnittelun tutkimuksessa yleensä.

Merkkipainattavia CRT-laitteita käytetään erilaisissa erikoislaitteissa.

Nimitys ja merkintä

Kotimaisten CRT-laitteiden nimitys koostuu neljästä osasta:

• Ensimmäinen elementti: numero, joka ilmaisee suorakaiteen tai pyöreän näytön lävistäjän senttimetreinä;
• Toinen elementti: kaksi kirjainta, jotka osoittavat, että CRT kuuluu tietylle rakentava muoto. LK - kineskooppi, LM - putki sähkömagneettisella säteen taipumalla, LO - putki sähköstaattisella säteen taipumalla, LN - putket muistilla (indikaattori ja oskilloskooppi);
• Kolmas elementti: numero, joka ilmaisee tietyn putken mallinumeron tietyllä diagonaalilla, kun taas mikroaaltooskilloskooppiputkien numerointi alkaa numerosta 101;
• Neljäs elementti: kirjain, joka ilmaisee näytön hehkun värin. C - väri, B - valkoinen hehku, I - vihreä hehku, C - kelta-vihreä hehku, C - oranssi hehku, P - punainen hehku, A - sininen hehku. X - tarkoittaa esiintymää, jolla on huonommat valaistusparametrit prototyyppiin verrattuna.

SISÄÄN Erikoistilanteet nimitykseen voidaan lisätä viides elementti, joka sisältää lisätietoa.

Esimerkki: 50LK2B - mustavalkoinen kineskooppi, jonka näytön lävistäjä on 50 cm, toinen malli, 3LO1I - oskilloskooppiputki, jonka vihreän hehkunäytön halkaisija on 3 cm, ensimmäinen malli.

Terveysvaikutus

Elektromagneettinen säteily

Tätä säteilyä ei synny kineskooppi itse, vaan poikkeutusjärjestelmä. Putket, joissa on sähköstaattinen taipuma, erityisesti oskilloskooppiputket, eivät säteile sitä.

Monitorin kineskoopeissa tämän säteilyn vaimentamiseksi ohjausjärjestelmä peitetään usein ferriittikupeilla. Televisiokineskoopit eivät vaadi tällaista suojausta, koska katsoja istuu yleensä paljon kauempana televisiosta kuin näytöstä.

ionisoiva säteily

Kineskoopeissa on kahden tyyppistä ionisoivaa säteilyä.

Ensimmäinen näistä on itse elektronisuihku, joka on itse asiassa matalaenergisten beetahiukkasten (25 keV) virta. Tämä säteily ei mene ulos, eikä aiheuta vaaraa käyttäjälle.

Toinen on X-ray Bremsstrahlung, joka tapahtuu, kun näyttöä pommitetaan elektroneilla. Tämän säteilyn ulostulon vähentämiseksi täysin turvallisiin arvoihin lasi seostetaan lyijyllä (katso alla). Kuitenkin, jos televisiossa tai näytössä ilmenee toimintahäiriö, joka johtaa anodijännitteen merkittävään nousuun, tämän säteilyn taso voi nousta havaittaviin arvoihin. Tällaisten tilanteiden estämiseksi vaakasuuntaiset skannausyksiköt on varustettu suojasolmuilla.

Ennen 1970-luvun puoliväliä valmistetuissa kotimaisissa ja ulkomaisissa väritelevisioissa saattaa olla ylimääräisiä röntgensäteilyn lähteitä - kineskoopin rinnalle kytkettyjä stabilointitriodeja, jotka stabiloivat anodijännitettä ja siten kuvan kokoa. 6S20S-triodeja käytetään Raduga-5- ja Rubin-401-1-televisioissa ja GP-5:tä varhaisissa ULPCT-malleissa. Koska tällaisen triodin sylinterin lasi on paljon ohuempi kuin kineskoopin eikä se ole seostettu lyijyllä, se on paljon voimakkaampi röntgensäteiden lähde kuin itse kineskooppi, joten se sijoitetaan erityiseen teräsverkkoon. . Myöhemmät ULPCT-televisioiden mallit käyttävät muita suurjännitteen stabilointimenetelmiä, ja tämä röntgenlähde on suljettu pois.

välkkyä

Mitsubishi Diamond Pro 750SB -näyttö (1024x768, 100 Hz) kuvattiin 1/1000 s. Kirkkaus on keinotekoisen korkea; näyttää kuvan todellisen kirkkauden näytön eri kohdissa.

CRT-näytön säde, joka muodostaa kuvan näytölle, saa loisteainehiukkaset hehkumaan. Ennen seuraavan kehyksen muodostumista näillä hiukkasilla on aikaa sammua, joten voit tarkkailla "näytön välkkymistä". Mitä suurempi kuvataajuus, sitä vähemmän havaittavaa välkyntä. Matala taajuus johtaa silmien väsymiseen ja on haitallista terveydelle.

Useimmissa katodisädeputkitelevisioissa on 25 kuvaa sekunnissa, mikä lomituksen kanssa on 50 kenttää (puolikehystä) sekunnissa (Hz). Nykyaikaisissa TV-malleissa tämä taajuus on lisätty keinotekoisesti 100 hertsiin. Näytön takana työskennellessä välkyntä tuntuu voimakkaammin, koska etäisyys silmistä kineskooppiin on paljon pienempi kuin televisiota katseltaessa. Näytön minimivirkistystaajuus on 85 hertsiä. Varhaiset näyttömallit eivät anna sinun työskennellä yli 70–75 Hz:n virkistystaajuudella. CRT:n välkkyminen voidaan selvästi havaita ääreisnäön yhteydessä.

sumea kuva

Katodisädeputken kuva on epäselvä verrattuna muuntyyppisiin näyttöihin. Epäselvien kuvien uskotaan olevan yksi käyttäjän silmien väsymiseen vaikuttavista tekijöistä. Toisaalta korkealaatuisia näyttöjä käytettäessä hämärtymisellä ei ole voimakasta vaikutusta ihmisten terveyteen, ja itse sumennustehosteen ansiosta voit olla käyttämättä näyttöfonttien antialiasointia näytössä, mikä näkyy näytön laadussa. kuvan havaitsemiseen, LCD-näytöille ei ole ominaista fonttivääristymiä.

Korkea jännite

CRT käyttää korkeajännitettä. Jos toimenpiteisiin ei ryhdytä, satojen volttien jäännösjännite voi viipyä CRT- ja "vanteista"-piireissä viikkoja. Siksi virtapiireihin lisätään purkausvastuksia, jotka tekevät television täysin turvalliseksi muutamassa minuutissa sen sammuttamisen jälkeen.

Vastoin yleistä käsitystä CRT:n anodijännite ei voi tappaa ihmistä jännitteenmuuntimen alhaisen tehon vuoksi - siitä tulee vain konkreettinen isku. Se voi kuitenkin myös olla kohtalokasta, jos henkilöllä on sydänvikoja. Se voi myös aiheuttaa epäsuorasti vamman, kuoleman mukaan lukien, kun henkilö koskettaa sisään vedettynä kädellä muita televisio- ja näyttöpiirejä, joissa on erittäin hengenvaarallisia jännitteitä – ja tällaisia ​​piirejä on kaikissa CRT:tä käyttävissä televisio- ja näyttömalleissa, kuten sekä puhdasta mekaaninen vamma liittyy sähköisen kouristuksen aiheuttamaan äkilliseen hallitsemattomaan putoamiseen.

Myrkylliset aineet

Kaikki elektroniikka (mukaan lukien CRT) sisältää terveydelle haitallisia aineita ympäristöön. Niistä: bariumyhdisteet katodeissa, fosforit.

Käytettyjä CRT-putkia pidetään vaarallisena jätteenä useimmissa maissa, ja ne on kierrätettävä tai hävitettävä erillisille kaatopaikoille.

CRT-räjähdys

Koska CRT:n sisällä on tyhjiö, ilmanpaineesta johtuen, pelkkä 17 tuuman näytön näytöllä on noin 800 kg:n kuorma - pienen auton paino. Suunnitteluominaisuuksista johtuen CRT:n suojukseen ja kartioon kohdistuva paine on positiivinen, kun taas paine suojuksen sivulla on negatiivinen, mikä aiheuttaa räjähdysvaaran. Varhaisten kineskooppien kanssa työskennellessä turvallisuusmääräykset vaativat suojakäsineiden, maskin ja suojalasien käyttöä. TV:n kineskoopin näytön eteen asennettiin lasisuoja ja reunoihin metallisuojanaamari.

1960-luvun toisesta puoliskosta lähtien kineskoopin vaarallinen osa on peitetty erityisellä metallisella räjähdyssuojalla, joka on tehty täysmetallisen leimatun rakenteen muodossa tai kiedottu useisiin kerroksiin teippiä. Tällainen side sulkee pois spontaanin räjähdyksen mahdollisuuden. Joissakin kineskooppimalleissa näytön peittämiseen käytettiin lisäksi suojakalvoa.

Suojajärjestelmien käytöstä huolimatta ei ole poissuljettua, että ihmiset joutuvat törmäyksiin, kun kineskooppi rikotaan tarkoituksella. Tältä osin tuhottaessa jälkimmäistä turvallisuuden vuoksi he rikkovat ensin shtengelin - teknologisen lasiputken kaulan päässä muovipohjan alla, jonka läpi ilma pumpataan ulos tuotannon aikana.

Pienet CRT-laitteet ja kineskoopit, joiden näytön halkaisija tai halkaisija on enintään 15 cm, eivät aiheuta vaaraa, eikä niitä ole varustettu räjähdyssuojatuilla laitteilla.

Muut katodisädelaitteet

Kineskoopin lisäksi katodisädelaitteita ovat:

• Kvantoskooppi (laserkinescope), eräänlainen kineskooppi, jonka näyttö on elektronisäteen pumppaamien puolijohdelaserien matriisi. Kvantoskooppeja käytetään kuvaprojektoreissa.
• Elektroninen kylttitulostus säteen putki.
• Tutka-asemien indikaattoreissa käytetään indikaattorikatodisädeputkea.
• Muisti katodisädeputki.
  • graphecon
• Lähettävä televisioputki muuntaa valokuvat sähköisiksi signaaleiksi.
• Monoskooppilähetys katodisädeputki, joka muuntaa yhden suoraan valokatodille tehdyn kuvan sähköiseksi signaaliksi. Sitä käytettiin television testipöydän kuvan lähettämiseen (esimerkiksi TIT-0249).
• Kadroskooppi on katodisädeputki, jossa on näkyvä kuva ja joka on suunniteltu säätämään skannereita ja kohdistamaan säde laitteissa, joissa käytetään katodisädeputkia ilman näkyvä kuva(grafekonit, monoskoopit, potentiaaliskoopit). Kadroskoopin pinout- ja sidontamitat ovat samanlaiset kuin laitteessa käytetyn katodisädeputken. Lisäksi pää CRT ja runkoputki valitaan parametrien mukaan erittäin tarkasti ja toimitetaan vain sarjana. Asennusvaiheessa pääputken sijasta liitetään kehysputki.

Katso myös

Huomautuksia

Kirjallisuus

• D. Diamonds, F. Ignatov, V. Vodychko. Yksisäteinen värikineskooppi - kromoskooppi 25LK1Ts. Radio nro 9, 1976. S. 32, 33.

Linkit

• S. V. Novakovski. 90 vuotta elektronista televisiota // Electrosvyaz nro 6, 1997
• P. Sokolov. Näytöt // iXBT, 1999
• Mary Bellis. Katodisädeputken historia // Tietoja:Keksijät
• Jevgeni Kozlovsky. Vanha ystävä on parempi kuin Computerra #692, 27. kesäkuuta 2007
• Mukhin I. A. CRT-näytön valitseminen Tietokoneliiketoiminnan markkinat nro 49 (286), marras-joulukuu 2004. S. 366-371

Passiivinen kiinteä tila	Vastus Muuttuva vastus Trimmerin vastus Varistori Kondensaattorin induktanssi Kvartsi resonaattori Sulake Nollattava sulake Muuntaja
Aktiivinen kiinteä tila	Diodi· LED · Valodiodi · puolijohdelaser · Schottky diodi· Zener-diodi · Stabistori · Varicap · Varicond

katodisädeputket(CRT) - sähkötyhjiölaitteet, jotka on suunniteltu muuttamaan sähköinen signaali valokuvaksi ohuella elektronisäteellä, joka on suunnattu erityiselle näytölle, joka on peitetty loisteaine- koostumus, joka pystyy hehkumaan, kun sitä pommitetaan elektroneilla.

Kuvassa Kuva 15 esittää katodisädeputken laitetta sähköstaattisella laitteella keskittyminen ja sähköstaattinen säteen taipuma. Putki sisältää oksidilla lämmitetyn katodin, jonka emittoiva pinta on modulaattorissa olevaa reikää kohti. Modulaattoriin asetetaan pieni negatiivinen potentiaali suhteessa katodiin. Edelleen putken akselia (ja sädettä pitkin) pitkin on fokusoiva elektrodi, jota kutsutaan myös ensimmäiseksi anodiksi, jonka positiivinen potentiaali edistää elektronien poistamista katodiläheisestä tilasta modulaattorin reiän läpi ja kapeaan säde niistä. Elektronien lisätarkennus ja kiihdytys suoritetaan toisen anodin (kiihdytyselektrodin) kentällä. Sen potentiaali putkessa on positiivisin ja on yksiköitä - kymmeniä kilovoltteja. Katodin, modulaattorin ja kiihdytyselektrodin yhdistelmä muodostaa elektronitykin (elektronivalon). Elektrodien välisessä tilassa oleva epähomogeeninen sähkökenttä vaikuttaa elektronisäteeseen kollektiivisena sähköstaattisena linssinä. Tämän linssin toiminnan alaiset elektronit suppenevat näytön sisäpuolella olevaan pisteeseen. Näyttö on peitetty sisältäpäin fosforikerroksella - aineella, joka muuttaa elektronivirran energian valoksi. Ulkopuolella paikka, jossa elektronivirta putoaa näytölle, hehkuu.

Valopisteen paikan säätämiseksi näytöllä ja siten kuvan saamiseksi elektronisäde taivutetaan kahta koordinaattia pitkin käyttämällä kahta litteää elektrodiparia - taittolevyt X ja Y. Säteen taipumakulma riippuu levyihin syötetystä jännitteestä. Levyjen vaihtelevien taipumisjännitysten vaikutuksesta palkki kiertää näytön eri pisteitä. Pisteen hehkun kirkkaus riippuu sädevirran voimakkuudesta. Kirkkauden säätämiseksi syötetään vaihtojännite modulaattorin Z sisääntuloon. Jaksottaisen signaalin vakaan kuvan saamiseksi se skannataan ajoittain näytöllä synkronoimalla lineaarisesti muuttuva vaakasuuntainen pyyhkäisyjännite X tutkittavan signaalin kanssa, joka tulee samanaikaisesti pystysuuntaisiin poikkeutuslevyihin Y. Tällä tavalla kuva muodostuu näytölle CRT. Elektronisuihkulla on pieni inertia.

Sähköstaattisen lisäksi sitä käytetään myös magneettinen tarkennus elektronisuihku. Sitä varten käytetään DC-käämiä, johon CRT asetetaan. Magneettisen tarkennuksen laatu on korkeampi (pienempi pistekoko, vähemmän vääristymiä), mutta magneettinen tarkennus on hankalaa ja kuluttaa jatkuvasti virtaa.

Laajalti käytetty (kineskoopeissa) on säteen magneettinen poikkeutus, joka suoritetaan kahdella käämiparilla virroilla. Magneettikentässä elektroni poikkeaa ympyrän sädettä pitkin ja poikkeutuskulma voi olla paljon suurempi kuin sähköstaattisen taipuman omaavassa CRT:ssä. Magneettisen poikkeutusjärjestelmän nopeus on kuitenkin alhainen johtuen virtaa kuljettavien kelojen inertiasta. Siksi oskilloskooppiputkissa käytetään vain sähköstaattista säteen taipumaa vähemmän inertiana.

Näyttö on CRT:n tärkein osa. Kuten elektroluminoforit soveltaa erilaisia epäorgaaniset yhdisteet ja niiden seokset, esimerkiksi sinkki ja sinkki-kadmiumsulfidit, sinkkisilikaatti, kalsium- ja kadmiumvolframi ja vastaavat. aktivoijien epäpuhtauksilla (kupari, mangaani, vismutti jne.). Loisteaineen pääparametrit: hehkun väri, kirkkaus, kohdevalon intensiteetti, valoteho, jälkihehku. Hehkun väri määräytyy fosforin koostumuksen mukaan. Loisteaineen hehkun kirkkaus yksikössä Cd / m 2

B ~ (dn/dt)(U-U 0) m ,

missä dn/dt on elektronin virtaus sekunnissa, eli säteen virta, A;

U 0 - loisteaineen hehkupotentiaali, V;

U on toisen anodin kiihdytysjännite V;

Pisteen valon voimakkuus on verrannollinen kirkkauteen. Valotehokkuus on pisteen valovoimakkuuden suhde säteen tehoon cd/W.

iltarusko- tämä on aika, jonka aikana pisteen kirkkaus laskee säteen sammuttamisen jälkeen 1 prosenttiin alkuperäisestä arvosta. Loisteaineilla on erittäin lyhyt (alle 10 μs) jälkihehku, lyhyt (10 μs - 10 ms), keskipitkä (10 - 100 ms), pitkä (0,1 - 16 s) ja erittäin pitkä (yli 10 ms). 16 s) jälkihehku. Jälkivaloarvon valinta määräytyy CRT:n laajuuden mukaan. Kineskoopeissa käytetään loisteaineita, joissa on pieni jälkihehku, koska kuva kineskoopin näytöllä muuttuu jatkuvasti. Oskilloskooppiputkissa käytetään loisteaineita, joiden jälkihehku on keskipitkä tai erittäin pitkä, riippuen näytettävän signaalin taajuusalueesta.

Tärkeä kysymys, joka vaatii tarkempaa harkintaa, liittyy CRT-näytön mahdollisuuksiin. Kun elektroni osuu näyttöön, se lataa näytön negatiivisella potentiaalilla. Jokainen elektroni lataa näyttöä uudelleen ja sen potentiaali muuttuu yhä negatiivisemmiksi, joten hidastuva kenttä syntyy hyvin nopeasti ja elektronien liike kohti näyttöä pysähtyy. Todellisissa CRT:issä näin ei tapahdu, koska jokainen ruudulle osuva elektroni pudottaa siitä sekundaarielektroneja, eli tapahtuu sekundaarielektroniemissio. Toissijaiset elektronit kuljettavat pois negatiivisen varauksen näytöltä ja poistamaan ne näytön edessä olevasta tilasta sisäseinät CRT:t on peitetty hiilipohjaisella johtavalla kerroksella, joka on kytketty sähköisesti toiseen anodiin. Jotta tämä mekanismi toimisi, toissijainen päästökerroin, eli sekundäärielektronien lukumäärän suhteen primääristen elektronien lukumäärään on oltava suurempi kuin yksi. Loisteaineille toissijainen emissiokerroin Kve riippuu kuitenkin toisen anodin U a jännitteestä. Esimerkki tällaisesta riippuvuudesta on esitetty kuvassa. 16, josta seuraa, että näytön potentiaali ei saa ylittää arvoa

U a max , muuten kuvan kirkkaus ei kasva, vaan vähenee. Loisteainemateriaalista riippuen jännite U a max = 5…35 kV. Rajoituspotentiaalin lisäämiseksi näyttö peitetään sisältä ohuella metallikalvolla, joka läpäisee elektroneja (yleensä alumiinia - aluminoitu näyttö) kytketty sähköisesti toiseen anodiin. Tässä tapauksessa seulan potentiaalia ei määritä loisteaineen sekundäärinen emissiokerroin, vaan jännite toisessa anodissa. Näin voit käyttää toisen anodin suurempaa jännitettä ja saada suuremman näytön kirkkauden. Hehkun kirkkaus kasvaa myös johtuen putken sisällä alumiinikalvosta säteilevän valon heijastuksesta. Jälkimmäinen on läpinäkyvä vain riittävän nopeille elektroneille, joten toisen anodin jännitteen tulee ylittää 7...10 kV.

Katodisädeputkien käyttöikää ei rajoita vain katodista tulevan emission häviäminen, kuten muidenkin sähkötyhjölaitteiden kohdalla, vaan myös näytöllä olevan loisteaineen tuhoutuminen. Ensinnäkin elektronisuihkun tehoa käytetään erittäin tehottomasti. Enintään kaksi prosenttia siitä muuttuu valoksi, kun taas yli 98% vain lämmittää fosforia, kun taas sen tuhoutuminen tapahtuu, mikä ilmenee siinä, että näytön valoteho laskee vähitellen. Burnout tapahtuu nopeammin elektronivirran tehon kasvaessa, kiihdytysjännitteen pienentyessä ja myös voimakkaammin paikoissa, joissa säde putoaa pidempään. Toinen katodisädeputken käyttöikää lyhentävä tekijä on katodioksidipinnoitteen atomeista muodostuneiden negatiivisten ionien pommittaminen kuvaruutuun. Kiihdyttävän kentän kiihdytettynä nämä ionit liikkuvat kohti näyttöä ja kulkevat poikkeutusjärjestelmän läpi. Sähköstaattisissa poikkeutusputkissa ionit poikkeutetaan yhtä tehokkaasti kuin elektronit, joten ne osuvat näytön eri osiin enemmän tai vähemmän tasaisesti. Magneettisen taipuman omaavissa putkissa ionit taipuvat heikommin niiden monikertojen vuoksi suurempi massa kuin elektroneja, ja putoavat pääasiassa näytön keskiosaan muodostaen lopulta näytölle vähitellen tummuvan ns. "ionipisteen". Aluminoidulla näytöllä varustetut putket ovat paljon vähemmän herkkiä ionipommitukselle, koska alumiinikalvo estää ionien tien loisteaineelle.

Yleisimmin käytettyjä katodisädeputkia on kahta tyyppiä: oskilloskooppi Ja kineskoopit. Oskilloskooppiputket on suunniteltu näyttämään erilaisia ​​sähköisten signaalien edustamia prosesseja. Niissä on sähköstaattinen säteen taipuma, koska sen avulla oskilloskooppi pystyy näyttämään korkeamman taajuuden signaaleja. Myös säteen tarkennus on sähköstaattista. Tyypillisesti oskilloskooppia käytetään jaksottaisessa pyyhkäisytilassa: sahanhammasjännite, jolla on vakiotaajuus ( pyyhkäisyjännite), tutkittavan signaalin vahvistettu jännite kohdistetaan pystypoikkeutuslevyihin. Jos signaali on jaksollinen ja sen taajuus on kokonaisluku kertaa pyyhkäisytaajuus, näytölle ilmestyy kiinteä kaavio signaalista ajan suhteen ( aaltomuoto). Nykyaikaiset oskilloskooppiputket ovat rakenteeltaan monimutkaisempia kuin kuvassa 2 esitetty. 15, niissä on myös enemmän elektrodeja kaksipalkkia oskillografiset CRT:t, joissa on kaksinkertainen sarja kaikkia elektrodeja yhdellä yhteisellä näytöllä ja joiden avulla voit näyttää kaksi eri signaalia synkronisesti.

Kineskoopit ovat CRT-laitteita kirkkausmerkki, eli säteen kirkkauden säädöllä modulaattorin potentiaalia muuttamalla; niitä käytetään kotitalouksien ja teollisuuden televisioissa sekä monitorit tietokoneita sähköisen signaalin muuntamiseksi kaksiulotteiseksi kuvaksi näytöllä. Kineskoopit eroavat oskilloskooppi CRT:istä suuret koot näyttö, kuvan luonne ( rasteri koko näytön pinnalla), säteen magneettisen poikkeutuksen käyttö kahdessa koordinaatissa, valopisteen suhteellisen pieni koko, tiukat vaatimukset pistekoon stabiiliudelle ja skannausten lineaarisuudesta. Täydellisimmät ovat tietokonenäyttöjen värikineskoopit, niissä on korkea resoluutio (jopa 2000 riviä), minimaalinen rasterin geometrinen vääristymä ja oikea värintoisto. Eri aikoina kineskooppeja valmistettiin diagonaalisen näytön koolla 6 - 90 cm. Kineskoopin pituus akselillaan on yleensä hieman pienempi kuin diagonaalin koko, säteen maksimipoikkeutuskulma on 110 ... 116 0. Värikineskoopin näyttö on sisäpuolelta peitetty monilla pisteillä tai kapeilla fosforiliuskoilla erilaisia ​​formulaatioita, muuntaa sähkösäteen yhdeksi kolmesta pääväristä: punainen, vihreä, sininen. Värikineskoopissa on kolme elektronitykkiä, yksi kullekin päävärille. Kun skannataan näytön poikki, säteet liikkuvat rinnakkain ja valaisevat vierekkäisiä fosforin alueita. Sädevirrat ovat erilaisia ​​ja riippuvat tuloksena olevan kuvaelementin väristä. Suoraan havainnointiin tarkoitettujen kineskooppien lisäksi on olemassa projektiokineskooppeja, joilla on pieni kokonsa ansiosta korkea kuvan kirkkaus ruudulla. Tämä kirkas kuva heijastetaan sitten optisesti tasaiselle valkoiselle näytölle, jolloin saadaan suuri kuva.

Katodisädeputken käyttö

Katodisädeputkia käytetään oskilloskoopeissa jännitteen ja vaihekulmien mittaamiseen, virran tai jännitteen aaltomuodon muodon analysointiin jne. Näitä putkia käytetään televisio- ja tutka-asennuksissa.

katodisädeputket on erilaisia ​​tyyppejä. Elektronisuihkun hankintamenetelmän mukaan ne jaetaan putkiin, joissa on kylmä ja lämmitetty katodi. Kylmäkatodiputkia käytetään suhteellisen harvoin, koska niiden toiminta vaatii erittäin korkeita jännitteitä (30-70 kV). Kuumakatodiputkia käytetään laajalti. Nämä putket jaetaan myös kahteen tyyppiin elektronisuihkun ohjausmenetelmän mukaan: sähköstaattinen ja magneettinen. Sähköstaattisissa putkissa elektronisuihkua ohjaa sähkökenttä ja magneettiputkissa magneettikenttä.

Sähköstaattisesti ohjatut katodisädeputket Niitä käytetään oskilloskoopeissa ja ne ovat rakenteeltaan erittäin erilaisia. Riittää, että opiskelijat perehtyvät tällaisen putken laitteen periaatteeseen, joka sisältää tärkeimmät tyypilliset elementit. Nämä tavoitteet saavutetaan 13LOZ7-putkella, joka on esitetty taulukossa yksinkertaistettuna.

Katodisädeputki on hyvin tyhjennetty lasisäiliö, jonka sisällä on elektrodit. Leveä putken pääty - näyttö - jossa sisällä päällystetty fluoresoivalla materiaalilla. Näytön materiaali hehkuu, kun elektronit iskevät. Elektronien lähde on epäsuorasti lämmitetty katodi. Katodi koostuu filamentista 7, joka on työnnetty ohueen posliiniputkeen (eriste), jonka päälle on asetettu sylinteri 6, jonka pää (katodi) on oksidipinnoitettu, minkä ansiosta elektroneja emittoidaan vain yhteen suuntaan. Katodista lähtevät elektronit syöksyvät anodeille 4 ja 3, joilla on melko korkea potentiaali katodiin nähden (useita satoja voltteja). Elektronisäteen muokkaamiseksi säteeksi ja sen fokusoimiseksi näytölle, säde kulkee sarjan elektrodeja läpi. Opiskelijoiden tulee kuitenkin kiinnittää huomiota vain kolmeen elektrodiin: modulaattoriin (ohjaussylinteriin) 5, ensimmäiseen anodiin 4 ja toiseen anodiin 3. Modulaattori on putkimainen elektrodi, jolle syötetään negatiivinen potentiaali katodiin nähden. Tästä johtuen modulaattorin läpi kulkeva elektronisuihku supistuu kapeaksi säteeksi (säteeksi) ja ohjataan sähkökentän toimesta anodin reiän kautta näyttöä kohti. Nostamalla tai laskemalla ohjauselektrodin potentiaalia voit säätää säteen elektronien määrää eli näytön hehkun voimakkuutta (kirkkautta). Anodien avulla ei luoda vain kiihdytyskenttää (elektroneja kiihdytetään), vaan muuttamalla yhden niistä potentiaalia on mahdollista tarkentaa elektronisäde näytölle ja saada suurempi valon terävyys. kohta. Yleensä tarkennus suoritetaan muuttamalla ensimmäisen anodin potentiaalia, jota kutsutaan tarkentamiseksi.

Elektronisuihku, joka jättää anodin reiän, kulkee kahden poikkeutuslevyparin 1,2 välistä ja osuu näyttöön, jolloin se hehkuu.

Ohjaamalla jännitettä poikkeutuslevyihin säde voidaan kääntää ja valopiste siirtyä näytön keskeltä. Esijännityksen määrä ja suunta riippuvat levyihin syötetystä jännitteestä ja levyjen napaisuudesta. Taulukossa on esitetty tapaus, jossa jännite kohdistetaan vain pystysuuntaisiin levyihin 2. Levyjen ilmoitetun napaisuuden kanssa elektronisäteen siirtyminen sähkökentän voimien vaikutuksesta tapahtuu oikealle. Jos vaakasuuntaisiin levyihin 1 syötetään jännite, säde siirtyy pystysuunnassa.

Taulukon alaosa näyttää, kuinka sädettä ohjataan kahden keskenään kohtisuoran kelan muodostaman magneettikentän avulla (jokainen kela on jaettu kahteen osaan), joiden akseleilla on pysty- ja vaakasuora suunta. Taulukossa on esitetty tapaus, jossa vaakakelassa ei ole virtaa ja pystykäämi siirtää säteen vain vaakasuunnassa.

Vaakakelan magneettikenttä saa säteen siirtymään pystysuunnassa. Kahden kelan magneettikenttien yhteisvaikutus varmistaa säteen liikkeen koko näytön poikki.

Magneettiputkia käytetään televisioissa.

Miten katodisädeputki toimii?

Katodisädeputket ovat tyhjiölaitteita, joissa muodostuu poikkileikkaukseltaan pieni elektronisuihku, joka voi poiketa haluttuun suuntaan ja saada sen luminoivaan näyttöön osuessaan hehkumaan (kuva 5.24). Katodisädeputki on elektroni-optinen muunnin, joka muuntaa sähköisen signaalin vastaavaksi kuvakseen pulssiaaltomuodossa, joka toistetaan putken näytöllä. Elektronisuihku muodostetaan elektroniprojektorissa (tai elektronitykissä), joka koostuu katodista ja fokusointielektrodeista. Ensimmäinen tarkennuselektrodi, jota kutsutaan myös modulaattori, suorittaa ruudukon tehtäviä negatiivisella biasilla, joka ohjaa elektronit putken akselille. Hilan bias-jännitteen muuttaminen vaikuttaa elektronien määrään ja siten näytölle saadun kuvan kirkkauteen. Modulaattorin takana (näyttöä kohti) ovat seuraavat elektrodit, joiden tehtävänä on tarkentaa ja kiihdyttää elektroneja. Ne toimivat elektronisten linssien periaatteella. Tarkennuskiihdytyselektrodeja kutsutaan anodit ja niihin syötetään positiivinen jännite. Putken tyypistä riippuen anodijännitteet vaihtelevat useista sadoista volteista useisiin kymmeniin kilovoltteihin.

Riisi. 5.24. Katodisädeputken kaavamainen esitys:

1 - katodi; 2 - anodi I: 3 - anodi II; 4 - vaakasuuntaiset taittolevyt; 5 - elektronisuihku; 6 - näyttö; 7 - pystysuuntaiset taittolevyt; 8 - modulaattori

Joissakin putkissa säde fokusoidaan käyttämällä magneettikenttää käyttämällä lampun ulkopuolella olevia keloja putken sisällä olevien elektrodien sijaan, jotka luovat fokusoivan sähkökentän. Säteen taipuminen suoritetaan myös kahdella menetelmällä: käyttämällä sähkö- tai magneettikenttää. Ensimmäisessä tapauksessa putkeen sijoitetaan taittolevyt, toisessa putken ulkopuolelle asennetaan ohjauskelat. Taivutukseen sekä vaaka- että pystysuunnassa käytetään palkin pysty- tai vaakasuuntaisia ​​levyjä (tai keloja).

Putken näyttö on peitetty sisältä materiaalilla - loisteaineella, joka hehkuu elektronipommituksen vaikutuksesta. Loisteaineille on ominaista erilainen hehkuväri ja erilainen hehkuaika herätyksen päättymisen jälkeen, joka on ns. jälkihehkun aika. Yleensä se vaihtelee sekunnin murto-osista useisiin tunteihin putken tarkoituksesta riippuen.

Työtehtävät

1. yleinen tutustuminen laitteeseen ja elektronisten oskilloskooppien toimintaperiaatteeseen,
2. oskilloskoopin herkkyyden määrittäminen,
3. joidenkin mittausten tekeminen vaihtovirtapiirissä oskilloskoopilla.

Yleistä tietoa elektronisen oskilloskoopin suunnittelusta ja toiminnasta

Oskilloskoopin katodisädeputken katodilla saadaan aikaan elektronivirta, joka muodostuu putkessa kapeaksi, näyttöä kohti suunnatuksi säteeksi. Putken näytölle fokusoitu elektronisuihku aiheuttaa iskukohtaan valopisteen, jonka kirkkaus riippuu säteen energiasta (näyttö on peitetty erityisellä luminoivalla yhdisteellä, joka hehkuu elektronisäteen vaikutuksesta ). Elektronisuihku on käytännössä inertiaton, joten valopiste voidaan siirtää lähes välittömästi mihin tahansa suuntaan näytöllä, jos elektronisuihku altistuu sähkökentälle. Kenttä luodaan käyttämällä kahta paria tasasuuntaisia ​​levyjä, joita kutsutaan poikkeutuslevyiksi. Säteen pieni inertia mahdollistaa nopeasti muuttuvien prosessien havainnoinnin taajuudella 10 9 Hz tai enemmän.

Ottaen huomioon olemassa olevat oskilloskoopit, jotka ovat rakenteeltaan ja tarkoitukseltaan erilaisia, niiden toimintakaavio on suunnilleen sama. Tärkeimpien ja pakollisten solmujen tulee olla:

Katodisädeputki tutkittavan prosessin visuaaliseen tarkkailuun;

Virtalähteet tarvittavien jännitteiden saamiseksi putken elektrodeihin;

Laite säteen kirkkauden säätämiseen, tarkentamiseen ja siirtämiseen;

Pyyhkäisygeneraattori elektronisuihkun (ja vastaavasti valopisteen) siirtämiseksi putkinäytön poikki tietyllä nopeudella;

Vahvistimet (ja vaimentimet), joita käytetään vahvistamaan tai vaimentamaan tutkittavan signaalin jännitettä, jos se ei riitä taivuttamaan sädettä huomattavasti putken näytössä tai päinvastoin on liian korkea.

Katodisädeputkilaite

Harkitse ensin katodisädeputken rakennetta (kuva 36.1). Yleensä se on lasipullo 3, joka on tyhjennetty korkeaan tyhjiöön. Sen kapeassa osassa sijaitsee lämmitetty katodi 4, josta elektronit lentävät ulos termionisen emission vaikutuksesta.. Sylinterimäisten elektrodien järjestelmä 5, 6, 7 fokusoi elektronit kapeaksi säteeksi 12 ja säätelee sen intensiteettiä. Tätä seuraa kaksi paria poikkeutuslevyjä 8 ja 9 (vaaka- ja pystysuora) ja lopuksi näyttö 10 - pullon 3 pohja, päällystetty luminoivalla koostumuksella, jonka ansiosta elektronisäteen jälki tulee näkyviin.

Katodi sisältää volframifilamentin - lämmittimen 2, joka sijaitsee kapeassa putkessa, jonka pää (elektronin työfunktion vähentämiseksi) on peitetty barium- tai strontiumoksidikerroksella ja on itse asiassa elektronivirtauksen lähde.

Elektronien muodostaminen kapeaksi säteeksi sähköstaattisten kenttien avulla on monella tapaa samanlainen kuin optisten linssien vaikutus valonsäteeseen. Siksi elektrodijärjestelmää 5,6,7 kutsutaan elektronioptiseksi laitteeksi.

Elektrodi 5 (modulaattori) suljetun sylinterin muodossa, jossa on kapea reikä, on pienen negatiivisen potentiaalin alla suhteessa katodiin ja suorittaa toimintoja, jotka ovat samanlaisia ​​​​kuin elektronilampun ohjausverkko. Muuttamalla moduloivan tai ohjauselektrodin negatiivisen jännitteen arvoa voit muuttaa sen reiän läpi kulkevien elektronien määrää. Siksi moduloivan elektrodin avulla on mahdollista säätää säteen kirkkautta näytöllä. Potentiometri, joka ohjaa modulaattorin negatiivisen jännitteen suuruutta, näkyy oskilloskoopin etupaneelissa merkinnällä "kirkkaus".

Kahden koaksiaalisen sylinterin 6 ja 7 järjestelmä, joita kutsutaan ensimmäiseksi ja toiseksi anodiksi, kiihdyttää ja kohdistaa säteen. Ensimmäisen ja toisen anodin välisessä raossa oleva sähköstaattinen kenttä on suunnattu siten, että se poikkeaa toisistaan ​​poikkeavat elektroniradat takaisin sylinterin akselille, aivan kuten optinen järjestelmä kahdesta linssistä vaikuttaa hajaantuvaan valonsäteeseen. Tässä tapauksessa katodi 4 ja modulaattori 5 muodostavat ensimmäisen elektronisen linssin ja toinen elektroninen linssi vastaa ensimmäistä ja toista anodia.

Tämän seurauksena elektronisuihku fokusoituu pisteeseen, jonka pitäisi olla ruudun tasossa, mikä on mahdollista ensimmäisen ja toisen anodin välisen potentiaalieron sopivalla valinnalla. Tätä jännitettä säätelevä potentiometrin nuppi näkyy oskilloskoopin etupaneelissa merkinnällä "focus".

Kun elektronisuihku osuu ruutuun, siihen muodostuu terävästi ääriviivattu valopiste (vastaa säteen poikkileikkausta), jonka kirkkaus riippuu säteen sisällä olevien elektronien lukumäärästä ja nopeudesta. Suurin osa säteen energia, kun näyttöä pommitetaan, muunnetaan lämpöenergiaksi. Luminesoivan pinnoitteen läpi palamisen välttämiseksi korkeaa kirkkautta ei sallita kiinteässä elektronisuihkussa. Palkin taipuminen suoritetaan käyttämällä kahta paria tasasuuntaisia ​​levyjä 8 ja 9, jotka sijaitsevat suorassa kulmassa toisiinsa nähden.

Jos yhden parin levyillä on potentiaaliero, niiden välinen tasainen sähkökenttä poikkeaa elektronisäteen liikerataa tämän kentän suuruudesta ja etumerkistä riippuen. Laskelmat osoittavat, että säteen taipuman määrä putken seulalla D(millimetreinä) liittyy levyjen rasitukseen U D ja jännite toisella anodilla Ua 2(volteina) seuraavasti.