שלח את העבודה הטובה שלך במאגר הידע הוא פשוט. השתמש בטופס למטה

עבודה טובהלאתר">

סטודנטים, סטודנטים לתארים מתקדמים, מדענים צעירים המשתמשים בבסיס הידע בלימודיהם ובעבודתם יהיו אסירי תודה לכם מאוד.

פורסם ב http://www.allbest.ru/

משרד התרבות של הפדרציה הרוסית

מוסד חינוכי בתקציב המדינה הפדרלית

השכלה מקצועית גבוהה

"מכון מדינת סנט פטרבורג

סרטים וטלוויזיה»

עבודת קורס

בנושא «עקרון הפעולה של צינור CATHONY RAY. יתרונות וחסרונות"

לפי דיסציפלינה בסיס פיזי להשגת מידע

השלים: סטודנט שנה ג' ויקטורוביץ' א.י.

FTKiT Instrumentation 1 קבוצה

בדק את Gazeeva I.V.

סנט פטרסבורג 2017

• 1. מידע כללי
• 2. עקרון הפעולה של האלקטרוני המקבל צינור קרן(קינסקופ)
• 3. קינסקופים צבעוניים
• 4. יתרונות וחסרונות של CRT
• 1. נפוציםאינטליגנציה
• צבע kinescope להטיית קרן

IN התקני קרן קתודית נוצרת אלומה דקה של אלקטרונים (קרן), אשר נשלטת על ידי שדה חשמלי או מגנטי, או שני השדות. התקנים אלה כוללים צינורות קרני קתודיות של התקני חיווי מכ"ם, לאוסילוגרפיה, קליטת תמונות טלוויזיה (קינסקופים), העברת תמונה בטלוויזיה, וכן צינורות זיכרון, מתגי אלומת קתודה, מיקרוסקופים אלקטרונים, ממירי תמונה אלקטרוניים וכו'. רוב התקני הקרניים הקתודיות משמשים לקבלת תמונות גלויותעל מסך פלורסנט; הם נקראים גרפיקה אלקטרונית. נחשבים האוסילוסקופ הנפוצים ביותר וצינורות טלוויזיה קולטים, אשר קרובים גם לצינורות החיווי של מכ"ם ותחנות הידראוקוסטיות.

הצינורות יכולים להיות עם מיקוד של קרן האלקטרונים על ידי שדה חשמלי או מגנטי ועם סטייה חשמלית או מגנטית של הקרן. בהתאם לצבע התמונה במסך הפלורסנט, ישנם שפופרות עם זוהר ירוק, כתום או צהוב-כתום - לצפייה ויזואלית, כחול - לצילום אוסצילוגרמות, לבן או טריקולור - לקליטת תמונות טלוויזיה. בנוסף, הצינורות מיוצרים עם משך זמן שונה של זוהר המסך לאחר הפסקת פגיעות אלקטרונים (מה שנקרא זוהר לאחר). הצינורות נבדלים גם בגודל המסך, בחומר הבלון (זכוכית אוֹ זכוכית למתכת) ועוד סימנים.

2. עקרון הפעולה של המארח שפופרת קרן קתודית(קינסקופ)

פעולתו של שפופרת קרן קתודית (CRT) או סתם קינסקופ, כמו כל שפופרת אלקטרונים, מבוססת על עקרון פליטת האלקטרונים, כפי שאנו כבר יודעים, מוליכות של חומר נובעת מהימצאות אלקטרונים חופשיים בו. בהשפעת החום, חלקיקים חופשיים אלה עוזבים את המוליך עצמו, ויוצרים, כביכול, "ענן" של אלקטרונים. תכונה זו נקראת "פליטה תרמית". אם ליד המוליך הזה, מחומם בנוסף על ידי נימה (בואו נקרא לזה קתודה), תוצב אלקטרודה נוספת עם פוטנציאל חיובי, אז החלקיקים החופשיים הנפלטים מהקתודה בפליטת תרמית יתחילו לנוע בחלל (למשוך) לכיוון האלקטרודה הזו. ויתעורר זרם חשמלי. ואם אלקטרודות נוספות (בדרך כלל רשתיות) ממוקמות בין האלקטרודות הראשיות (אנודה וקתודה), אז נקבל גם את ההזדמנות לווסת את זרימת האלקטרונים הזו. עיקרון זה משמש בשפופרות ואקום, וכמובן בקינסקופים, בקינסקופ של טלוויזיה (או בשפופרת קתודית של אוסילוסקופ), שכבה מיוחדת (זרחן) משמשת כאנודה, הפוגעת בה אלקטרונים גורמים לזוהר. אתה מחבר קינסקופ לטלוויזיה בצורה זו, כפי שתואר לעיל, נראה על המסך רק נקודה זוהרת. על מנת לקבל תמונה מלאה, יש צורך לדחות את אלומת האלקטרונים המעופפים.

ראשית, אופקית: סריקה אופקית. שנית, אנכית: סריקה אנכית.

מערכת הסטה משמשת להסטת הקורה. (OS), שהיא קבוצה של סלילים: שניים להטיה אנכית ושניים להטיה אופקית. האות המופעל על סלילים אלה יוצר בהם שדה מגנטי, שמסיט את האלומה. מערכת ההסטה עצמה מונחת על צוואר הקינסקופ.

סליל הקו מסיט את אלומת האלקטרונים בצורה אופקית. (אגב, בתוכניות זרות משתמשים במונח "HORIZONTAL" לעתים קרובות יותר מאשר ב"סריקת קו"). וזה קורה בתדר גבוה למדי: בערך 15 קילו-הרץ.

על מנת לפרוש את הרסטר לחלוטין, נעשה שימוש גם בהטיה האנכית (המסגרת) של הקורה. במקרה זה, התדר בסליל המסגרת נמוך בהרבה (50 הרץ).

התמונה הבאה תתברר: בפריים מלא אחד, האלומה מצליחה לרוץ משמאל לימין מספר פעמים (או ליתר דיוק 625), משרטטת קו על המסך, כביכול.

כדי למנוע מראה של קווי חזרה על המסך, נעשה שימוש בסכמת דיכוי אלומה מיוחדת.

על ידי התאמת המתח על האלקטרודות של הקינסקופ, ניתן להתאים את בהירות הזוהר (קצב זרימת אלומת האלקטרונים), הניגודיות שלו, וגם למקד את האלומה. בפועל (בתנאים אמיתיים), אות התמונה מוזן לקתודה של הקינסקופ, והבהירות מותאמת על ידי שינוי המתח על המודולטור. הדוגמה שנחשבת לעיל היא למעשה רק גרסה בצבע אחד של הקינסקופ, כאשר אות התמונה שונה רק בהדרגות (הבדל באזורי הבהירות) של התמונה.

זווית הסטת אלומה

זווית ההטיה של אלומת ה-CRT היא הזווית המקסימלית בין שני מצבים אפשריים של אלומת האלקטרונים בתוך הנורה, שבה עדיין נראה נקודה זוהרת על המסך. היחס בין האלכסון (קוטר) המסך לאורך ה-CRT תלוי בזווית. עבור CRTs אוסילוגרפי, זה בדרך כלל עד 40 °, אשר קשור לצורך להגביר את הרגישות של הקרן להשפעות של הסטת לוחות ולהבטיח את הליניאריות של מאפיין הסטייה. עבור קינסקופי הטלוויזיה הסובייטיים הראשונים עם מסך עגול, זווית ההטיה הייתה 50 מעלות, עבור קינסקופים בשחור-לבן של מהדורות מאוחרות יותר היא הייתה 70 מעלות, החל משנות ה-60 היא עלתה ל-110 מעלות (אחד הקינסקופים הראשונים מסוג זה הוא 43LK9B). עבור kinescopes צבע ביתיים זה 90 °.

עם עלייה בזווית הסטייה של האלומה, הממדים והמסה של הקינסקופ יורדים, עם זאת:

הכוח הנצרך על ידי צמתי הסוויפ גדל. כדי לפתור בעיה זו, קוטר צוואר הקינסקופ הצטמצם, מה שדרש, עם זאת, שינוי בעיצוב של אקדח האלקטרונים.

· הולכות וגדלות הדרישות לדיוק הייצור וההרכבה של מערכת ההסטה, אשר בוצעה על ידי הרכבת הקינסקופ עם מערכת ההסטה למודול יחיד והרכבתו במפעל.

· מספר האלמנטים הדרושים להתאמת הגיאומטריה של הרסטר והמידע עולה.

כל זה הוביל לעובדה שעדיין נעשה שימוש בקינסקופים של 70 מעלות באזורים מסוימים. כמו כן, זווית של 70 מעלות ממשיכה לשמש בקינסקופים קטנים של שחור-לבן (לדוגמה, 16LK1B), כאשר האורך אינו ממלא תפקיד כה משמעותי.

מלכודת יונים

מכיוון שאי אפשר ליצור ואקום מושלם בתוך CRT, חלק ממולקולות האוויר נשארות בפנים. כאשר מתנגשים באלקטרונים, נוצרים מהם יונים, אשר, בעלי מסה גדולה פי כמה ממסת האלקטרונים, למעשה אינם סוטים, שורפים בהדרגה את הזרחן במרכז המסך ויוצרים את מה שנקרא כתם היונים. כדי להילחם בכך, עד אמצע שנות ה-60 נעשה שימוש בעקרון "מלכודת יונים": ציר אקדח האלקטרונים היה ממוקם בזווית כלשהי לציר הקינסקופ, ומגנט מתכוונן שנמצא בחוץ סיפק שדה שהפך את האלקטרון. לזרום לכיוון הציר. יונים מסיביות, שנעו בקו ישר, נפלו לתוך המלכודת האמיתית.

עם זאת, בנייה זו אילצה להגדיל את קוטר הצוואר של הקינסקופ, מה שהוביל לעלייה בכוח הנדרש בסלילים של מערכת ההסטה.

בתחילת שנות ה-60 פותחה דרך חדשה להגנה על הזרחן: הבהרת המסך, בנוסף, שאפשרה להכפיל את הבהירות המקסימלית של הקינסקופ, והצורך במלכודת יונים נעלם.

עיכוב בהפעלת מתח על האנודה או המאפנן

בטלוויזיה, שהסריקה האופקית שלה נעשית על מנורות, המתח באנודה של הקינסקופ מופיע רק לאחר שהתחממו מנורת פלט הסריקה האופקית ודיודת המנחת. לזוהר הקינסקופ עד לרגע זה יש זמן להתחמם.

הכנסת מעגלים המוליכים למחצה כולם לצמתי סריקה אופקיים יצרה בעיה של בלאי מואץ של הקתודות של הקינסקופ עקב המתח המופעל על האנודה של הקינסקופ בו-זמנית עם ההפעלה. כדי להילחם בתופעה זו פותחו צמתים חובבים שסיפקו עיכוב באספקת המתח למאפנן האנודה או הקינסקופ. מעניין שבחלקם, למרות העובדה שהם נועדו להתקנה בטלוויזיות המוליכות למחצה, שימש צינור רדיו כאלמנט השהייה. מאוחר יותר החלו לייצר טלוויזיות ייצור תעשייתי, שבו ניתן עיכוב כזה בתחילה.

3. קינסקופים צבעוניים

מכשיר קינסקופ צבעוני. 1 - רובים אלקטרוניים. 2 - קרני אלקטרונים. 3 - סליל מיקוד. 4 - סלילים מסיטים. 5 -- אנודה. 6 - מסכה, שבגללה הקרן האדומה פוגעת בזרחן האדום וכו'. 7 - גרגירים אדומים, ירוקים וכחולים של הזרחן. 8 - מסכה וגרגירי זרחן (מוגדלת).

קינסקופ צבעוני שונה מזה של שחור-לבן בכך שיש לו שלושה אקדחים - "אדום", "ירוק" ו"כחול" (1). בהתאם לכך, שלושה סוגים של זרחן מוחלים על מסך 7 בסדר מסוים - אדום, ירוק וכחול ( 8 ).

בהתאם לסוג המסכה המשמשת, התותחים בצוואר הקינסקופ מסודרים בצורת דלתא (בפינות של משולש שווה צלעות) או מישוריים (על אותו קו). כמה אלקטרודות באותו שם מתותחי אלקטרונים שונים מחוברות על ידי מוליכים בתוך הקינסקופ. אלו הן אלקטרודות מאיץ, אלקטרודות מיקוד, תנורי חימום (מחוברים במקביל) ולעתים קרובות, מאפננים. מידה כזו נחוצה כדי לשמור את מספר הפלטים של הקינסקופ, לאור גדלים מוגבליםהצוואר שלו.

רק הקרן מהאקדח האדום פוגעת בזרחן האדום, רק הקרן מהאקדח הירוק פוגעת בזרחן הירוק וכו'. זה מושג על ידי העובדה שבין הרובים למסך מותקן שבכת מתכת, הנקראת מסכה (6 ). בקינסקופים מודרניים, המסכה עשויה מ-Invar, דרגת פלדה עם מקדם התפשטות תרמית קטן.

CRT עם מסכת צללים

עבור סוג זה של CRT, המסכה היא רשת מתכת (בדרך כלל אינוואר) עם חורים עגולים מול כל שלישיה של אלמנטים זרחניים. הקריטריון של איכות התמונה (בהירות) הוא מה שנקרא גרעין או נקודה (dot pitch), המאפיין את המרחק במילימטרים בין שני אלמנטים (נקודות) של זרחן באותו צבע. ככל שהמרחק הזה קטן יותר, כך התמונה שהצג יוכל לשחזר טוב יותר. המסך של CRT עם מסיכת צל הוא בדרך כלל חלק מכדור בקוטר גדול מספיק, מה שעשוי להיות מורגש על ידי הבליטה של ​​המסך של צגים עם סוג זה של CRT (או שלא ניתן להבחין אם רדיוס הכדור הוא גדול מאוד). החסרונות של CRT עם מסיכת צל כוללים את העובדה מספר גדול שלאלקטרונים (כ-70%) נשמרים על ידי המסכה ואינם נופלים על יסודות הזרחן. זה יכול להוביל לחום ועיוות תרמי של המסכה (אשר בתורו יכול לגרום לעיוות צבע על המסך). בנוסף, ב-CRT מסוג זה יש צורך להשתמש בזרחן בעל תפוקת אור גבוהה יותר, מה שמוביל להידרדרות מסוימת בשחזור הצבע. אם אנחנו מדברים על היתרונות של CRT עם מסכת צל, אז אנחנו צריכים לשים לב לבהירות הטובה של התמונה המתקבלת ואת הזולות היחסית שלהם.

CRT עם סורג צמצם

ב-CRT כזה, אין חורים סיכות במסכה (בדרך כלל עשוי נייר כסף). במקום אותם, נעשו בו חורים אנכיים דקים קצה עליוןמסכות לתחתית. לפיכך, זהו סריג של קווים אנכיים. בשל העובדה שהמסכה עשויה בצורה זו, היא רגישה מאוד לכל סוג של רעידות (שיכולות להופיע למשל בהקשה קלה על מסך הצג. היא מוחזקת בנוסף על ידי חוטים אופקיים דקים. במסכים עם גודל של 15 אינץ', חוט כזה הוא אחד ל-17 ו-19 שניים, ובגדולים שלושה או יותר.בכל הדגמים האלה, צללים מהחוטים האלה מורגשים, במיוחד על מסך בהיר. בהתחלה הם יכולים להיות קצת מעצבנים, אבל עם הזמן אתה מתרגל לזה. כנראה ניתן לייחס את זה לחסרונות העיקריים של CRT עם סורג צמצם. המסך של CRTs כאלה הוא חלק מגליל בקוטר גדול. כתוצאה מכך, הוא שטוח לחלוטין אנכית וקמור מעט אופקית. אנלוגי של גובה הנקודה (כמו עבור CRT עם מסיכת צל) כאן הוא גובה הרצועה - המרחק המינימלי בין שתי רצועות של זרחן מאותו צבע (נמדד במילימטרים). היתרון של כאלה CRTs בהשוואה לקודם הוא יותר צבעים רוויים ועוד

וכן מסך שטוח יותר, מה שמפחית משמעותית את כמות הסנוור עליו. החסרונות כוללים מעט פחות בהירות של הטקסט על המסך.

CRT עם מסכת חריצים

מסכת החריצים CRT היא פשרה בין שתי הטכנולוגיות שתוארו כבר. כאן, החורים במסכה התואמים לטריאדה זרחנית אחת עשויים בצורה של חריצים אנכיים מוארכים באורך קטן. שורות אנכיות שכנות של חריצים כאלה מקוזזים מעט זה מזה. הוא האמין כי CRT עם סוג זה של מסכה יש שילוב של כל היתרונות הגלומים בו. בפועל, ההבדל בין התמונה ב-CRT עם חריץ או סורג צמצם כמעט ולא מורגש. מסכות חריצות CRT מכונות בדרך כלל Flatron, DynaFlat וכו'.

4. יתרונות וחסרונות של CRT

יתרונות הקינסקופ:

1. סולם צבעים רחב של תצוגה מבוססת CRT על ידי שימוש בזרחנים בעלי טוהר גבוה של צבע הנפלט.

2. בהירות וניגודיות מספיקים עבור רוב היישומים.

3. עלות נמוכה יחסית.

4. ניתן לצפות בתמונה באור שמש ישיר, בניגוד למסכי LCD (שעליהם היא מתכהה ונעלמת).

5. אינרציה קטנה. ניתן לשלוט על אלומת האלקטרונים במהירות גבוהה ולכן משתמשים ב-CRT באוסילוסקופים, במקרני טלסין (להעברת תמונה מסרט לאות טלוויזיה בזמן אמת).

החסרונות של קינסקופ:

1. מידות ומשקל גדולים.

2. המורכבות של ייצור אלכסוני CRT גדולים.

3. צריכת חשמל מוגברת.

4. הידרדרות של רביית הצבע לאורך זמן עקב הזדקנות החומר הזרחן והקתודה.

5. תמונה מהבהבת.

6. קרינה אלקטרומגנטית מזיקה.

7. אם תצוגת ה-CRT מוגדרת בצורה שגויה, עלולים להתרחש עיוותים גיאומטריים, אי התאמה וחוסר מיקוד.

8. CRTs כפופים לשדות מגנטיים חיצוניים.

9. דרישות מוגברות לבטיחות חשמל. נוכחותם של מעגלי מתח גבוה בתוך התצוגה מציבה דרישות מיוחדות לבידוד שלהם ולאיכות הרכיבים האלקטרוניים במעגלים אלו.

10. כאשר תמונת סטילס מוצגת על המסך במשך זמן רב, קרן האלקטרונים "פוגעת" בנקודות ("גרגירים") של הזרחן מיליוני פעמים. במקרה זה, הזרחן "נשרף" ותמונה "רוח רפאים" קבועה מופיעה על המסך.

11. CRTs הם חומר נפץ (כי יש ואקום בתוך הנורה). לכן, יש להם בקבוק זכוכית עבה. סילוק תצוגות כאלה חייב להיעשות בצורה בטוחה.

בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה

1. בסיס פיזי לקבלת מידע: תקציר הפניה / I.V. Gazeev. - סנט פטרסבורג: SPbGIKiT, 2017. - 211 עמ'.

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Kinescope

3. http://megabook.ru

מתארח ב- Allbest.ru

מסמכים דומים

הרעיון של זרם חשמלי. התנהגות של זרימת אלקטרונים פנימה סביבות שונות. עקרונות הפעולה של צינור קרן ואקום-אלקטרון. זרם חשמלי בנוזלים, במתכות, מוליכים למחצה. הרעיון וסוגי המוליכות. תופעת מעבר האלקטרון-חור.

מצגת, נוספה 11/05/2014


ארגון תהליך אידוי קרן אלקטרונים. הנוסחה למתח האלקטרוסטטי בין הקתודה לאנודה, העלייה בטמפרטורת פני היעד בשנייה אחת. חישוב זרם אלומה וטמפרטורה על פני החומר המופגז.

מאמר, נוסף 31/08/2013


מכשיר, עיקרון הפעולה ומטרת מאוורר ממועד אלקטרוני עם אלקטרוניקה מובנית. היתרון שלה ומבחן העבודה. ההבדל בין מנועים סינכרוניים לא-סינכרונים. העיקרון של בקר פרופורציונלי-אינטגרלי-דיפרנציאלי.

עבודת מעבדה, נוסף 14/04/2015


סקירה כללית של ה-Xtress 3000 G3/G3R וצינור הרנטגן TFS-3007-HP המשמש בו, ניתוח החבילה ותיעוד. פיתוח צינור רנטגן 0.3RSV1-Cr: תכנון וחישוב תרמי של יחידות האנודה והקתודה, מבודד, מעטפת.

עבודת גמר, נוספה 17/06/2012


קונספט והיקף שימוש מעשיממירים אלקטרוניים-אופטיים כמכשירים הממירים אותות אלקטרוניים לקרינה אופטית או לתמונה נגישה לתפיסה אנושית. מכשיר, מטרות ויעדים, עקרון הפעולה.

מצגת, נוספה 11/04/2015


תיאור הטכנולוגיה של ייצור מעבר האלקטרון-חור. סיווג מעבר האלקטרון-חור המפותח לפי תדירות חיתוך ופיזור הספק. חקר המאפיינים העיקריים של השימוש במבני דיודה במעגלים משולבים.

עבודת קודש, התווספה 14/11/2017


רכישת תמונה בשפופרות קרני קתודיות מונוכרום. מאפיינים של גבישים נוזליים. טכנולוגיות לייצור מסכי גביש נוזלי. יתרונות וחסרונות של צגים המבוססים על לוחות פלזמה. השגת תמונה סטריאוסקופית.

מצגת, נוספה 03/08/2015


חקר דיודה פולטת אור כהתקן מוליכים למחצה עם מעבר אלקטרון-חור, היוצר קרינה אופטית כאשר מועבר דרכה זרם חשמלי. היסטוריה של ההמצאה, יתרונות וחסרונות, היקף ה-LED.

מצגת, נוספה 29/10/2014


עקרון המכשיר והתפעול של צינור החום של גרובר. השיטות העיקריות להעברת אנרגיה תרמית. יתרונות וחסרונות של צינורות חום לולאה. פרספקטיבה סוגי מצננים על צינורות חום. מאפייני עיצובומאפיינים של צינורות חום.

תקציר, נוסף 08/09/2015


מאפיינים השוואתייםחיישנים. בחירת חיישן רמת תדר ושיטת המדידה המומלצת, יתרונותיה וחסרונותיה. פרמטרים ופרופיל של צינור מד המפלס. מערכת הסרת עירור, אי-לינאריות וטעויות טמפרטורה.

יישום של שפופרת קרן קתודית

צינורות קרני קתודה משמשים באוסילוסקופים למדידת מתח וזוויות פאזה, ניתוח צורת גל זרם או מתח וכו'. צינורות אלו משמשים במתקני טלוויזיה ומכ"ם.

צינורות קרן קתודיתיש סוגים שונים. לפי שיטת השגת אלומת אלקטרונים, הם מחולקים לצינורות עם קתודה קרה ומחוממת. צינורות קתודה קרים משמשים לעתים רחוקות יחסית, שכן פעולתם דורשת מתחים גבוהים מאוד (30-70 קילו וולט). צינורות קתודה חמים נמצאים בשימוש נרחב. צינורות אלו לפי שיטת הבקרה קרן אלקטרוניםמתחלק גם לשני סוגים: אלקטרוסטטי ומגנטי. בצינורות אלקטרוסטטיים, קרן האלקטרונים נשלטת באמצעות שדה חשמלי, ובצינורות מגנטיים, באמצעות שדה מגנטי.

צינורות קרן קתודית מבוקרת אלקטרוסטטית משמשים באוסילוסקופים והם מגוונים ביותר בעיצובם. מספיק שהתלמידים יכירו את העיקרון של המכשיר של צינור כזה המכיל את האלמנטים האופייניים העיקריים. מטרות אלו מוגשמות על ידי צינור 13LOZ7, המוצג בטבלה בכמה הפשטות.

שפופרת קרן קתודית היא מיכל זכוכית שפונה היטב ובתוכו אלקטרודות. קצה צינור רחב - מסך - עם בְּתוֹךמצופה בחומר ניאון. חומר המסך זוהר כאשר אלקטרונים פוגעים. מקור האלקטרונים הוא קתודה מחוממת בעקיפין. הקתודה מורכבת מחוט 7 המוחדר לצינור חרסינה דק (מבודד), עליו מונח גליל 6 עם ציפוי תחמוצת של הקצה (קתודה), שבגללו נפלטים אלקטרונים בכיוון אחד בלבד. האלקטרונים הנפלטים מהקתודה ממהרים לאנודות 4 ו-3, בעלות פוטנציאל גבוה למדי ביחס לקתודה (כמה מאות וולט). כדי לעצב את קרן האלקטרונים לקרן ולמקד אותה במסך, הקרן עוברת דרך סדרה של אלקטרודות. עם זאת, על התלמידים לשים לב לשלוש אלקטרודות בלבד: המאפנן (גליל הבקרה) 5, האנודה הראשונה 4 והאנודה השנייה 3. המודולטור הוא אלקטרודה צינורית, אשר מסופקת עם פוטנציאל שלילי ביחס לקתודה. בשל כך, אלומת האלקטרונים העוברת דרך המאפנן תכווץ לאורה צרה (קרן) ותכוון על ידי השדה החשמלי דרך החור באנודה לכיוון המסך. על ידי העלאה או הורדה של הפוטנציאל של אלקטרודת הבקרה, ניתן להתאים את מספר האלקטרונים בקרן, כלומר, את עוצמת (בהירות) זוהר המסך. בעזרת האנודות נוצר לא רק שדה מאיץ (מאיצים את האלקטרונים), אלא על ידי שינוי הפוטנציאל של אחד מהם ניתן למקד בצורה מדויקת יותר את אלומת האלקטרונים על המסך ולקבל חדות גדולה יותר של הזוהר. נְקוּדָה. בדרך כלל, המיקוד מתבצע על ידי שינוי הפוטנציאל של האנודה הראשונה, הנקרא מיקוד.

אלומת האלקטרונים, העוזבת את החור באנודה, עוברת בין שני זוגות של לוחות מסיטה 1,2 ופוגעת במסך, וגורמת לו להאיר.

על ידי הפעלת מתח על לוחות ההסטה, ניתן להסיט את האלומה ולהזיז את הנקודה הזוהרת ממרכז המסך. הכמות והכיוון של ההטיה תלויים במתח המופעל על הלוחות ובקוטביות של הלוחות. הטבלה מציגה את המקרה כאשר המתח מופעל רק על הלוחות האנכיים 2. עם הקוטביות המצוינת של הלוחות, העקירה של קרן האלקטרונים תחת פעולת כוחות השדה החשמלי מתרחשת ימינה. אם מופעל מתח על הלוחות האופקיים 1, הקרן תעבור לכיוון האנכי.

החלק התחתון של הטבלה מראה כיצד הקרן נשלטת באמצעות שדה מגנטי שנוצר על ידי שני סלילים מאונכים זה לזה (כל סליל מחולק לשני חלקים), שלציריהם יש כיוונים אנכיים ואופקיים. הטבלה מציגה את המקרה כאשר אין זרם בסליל האופקי והסליל האנכי מספק תזוזה של קרן רק בכיוון האופקי.

השדה המגנטי של הסליל האופקי גורם להזזת האלומה בכיוון האנכי. הפעולה המשולבת של השדות המגנטיים של שני הסלילים מבטיחה את תנועת האלומה על פני כל המסך.

צינורות מגנטיים משמשים בטלוויזיות.

משימות עבודה

1. היכרות כללית עם המכשיר ועקרון הפעולה של אוסילוסקופים אלקטרוניים,
2. קביעת רגישות האוסילוסקופ,
3. ביצוע מספר מדידות במעגל זרם חילופין באמצעות אוסילוסקופ.

מידע כללי על תכנון ותפעול של אוסילוסקופ אלקטרוני

באמצעות הקתודה של שפופרת הקרן הקתודית של האוסילוסקופ נוצרת זרימת אלקטרונים, שנוצרת בצינור לכדי אלומה צרה המכוונת לכיוון המסך. קרן אלקטרונים הממוקדת במסך הצינור גורמת לכתם זוהר בנקודת הפגיעה, שבהירותו תלויה באנרגיית הקרן (המסך מכוסה בתרכובת זוהרת מיוחדת הזוהרת בהשפעת קרן האלקטרונים ). קרן האלקטרונים היא כמעט חסרת אינרציה, כך שניתן להזיז את כתם האור כמעט מיידי לכל כיוון על המסך אם קרן האלקטרונים נחשפת לשדה חשמלי. השדה נוצר באמצעות שני זוגות של לוחות מקבילים למישור הנקראים לוחות סטייה. האינרציה הקטנה של האלומה מאפשרת לצפות בתהליכים המשתנים במהירות בתדר של 10 9 הרץ או יותר.

בהתחשב באוסילוסקופים הקיימים, המגוונים בעיצוב ובמטרה, ניתן לראות שהתרשים הפונקציונלי שלהם זהה בערך. הצמתים העיקריים והחובה צריכים להיות:

צינור קרני קתודי להתבוננות חזותית בתהליך הנחקר;

ספקי כוח כדי להשיג את המתחים הדרושים המופעלים על האלקטרודות של הצינור;

מכשיר להתאמת בהירות, מיקוד והסטה של ​​האלומה;

מחולל סוויפ להנעת קרן האלקטרונים (ובהתאם, הנקודה הזוהרת) על פני מסך הצינור במהירות מסוימת;

מגברים (ומנחתים) המשמשים להגברה או הנחתה של המתח של האות הנבדק אם זה לא מספיק כדי להסיט באופן ניכר את האלומה על מסך הצינור או, להיפך, גבוה מדי.

מכשיר צינור קתודית

קודם כל, שקול את העיצוב של שפופרת קרן קתודית (איור 36.1). בדרך כלל זה בקבוק זכוכית 3, מפונה לוואקום גבוה. בחלקה הצר ממוקמת קתודה מחוממת 4, ממנה עפים אלקטרונים עקב פליטה תרמיונית מערכת של אלקטרודות גליליות 5, 6, 7 ממקדת אלקטרונים לתוך אלומה צרה 12 ושולטת בעוצמתה. לאחר מכן, שני זוגות של לוחות מסיטים 8 ו-9 (אופקיים ואנכיים) ולבסוף, מסך 10 - תחתית הבקבוק 3, המצופה בהרכב זוהר, שבגללו העקבות של אלומת האלקטרונים נראות לעין.

הקתודה כוללת חוט טונגסטן - מחמם 2, הממוקם בצינור צר, שקצהו (כדי להפחית את פעולת עבודת האלקטרונים) מכוסה בשכבה של תחמוצת בריום או סטרונציום ומהווה למעשה מקור לזרימת אלקטרונים.

תהליך יצירת אלקטרונים לקרן צרה באמצעות שדות אלקטרוסטטיים דומה במובנים רבים לפעולת עדשות אופטיות על קרן אור. לכן, מערכת האלקטרודות 5,6,7 נקראת מכשיר אלקטרוני-אופטי.

אלקטרודה 5 (אפנן) בצורת גליל סגור עם חור צר נמצאת מתחת לפוטנציאל שלילי קטן ביחס לקתודה ומבצעת פונקציות דומות לרשת הבקרה של מנורת אלקטרונים. על ידי שינוי ערך המתח השלילי על האלקטרודה המווסתת או הבקרה, ניתן לשנות את מספר האלקטרונים העוברים דרך החור שלה. לכן, באמצעות אלקטרודה מווסת, ניתן לשלוט בבהירות הקרן על המסך. הפוטנציומטר השולט על גודל המתח השלילי במאפנן מוצג בפאנל הקדמי של האוסילוסקופ עם הכיתוב "בהירות".

מערכת של שני צילינדרים קואקסיאליים 6 ו-7, הנקראת האנודה הראשונה והשנייה, משמשת להאצה ומיקוד הקרן. השדה האלקטרוסטטי במרווח בין האנודה הראשונה והשנייה מכוון בצורה כזו שהוא מסיט את מסלולי האלקטרונים המתפצלים בחזרה לציר הגליל, בדיוק כמו מערכת אופטיתשל שתי עדשות פועלת על אלומת אור מתפצלת. במקרה זה, הקתודה 4 והמאפנן 5 מהווים את העדשה האלקטרונית הראשונה, ועדשה אלקטרונית נוספת מתאימה לאנודה הראשונה והשנייה.

כתוצאה מכך, אלומת האלקטרונים ממוקדת בנקודה שאמורה להיות במישור המסך, מה שמתאפשר עם בחירה מתאימה של הפרש הפוטנציאלים בין האנודה הראשונה והשנייה. כפתור הפוטנציומטר המווסת את המתח הזה מוצג בפאנל הקדמי של האוסילוסקופ עם הכיתוב "פוקוס".

כאשר קרן אלקטרונים פוגעת במסך, נוצרת עליו נקודה זוהרת בעלת קווי מתאר חד (המקבילה לחתך הקרן), שבהירותו תלויה במספר ובמהירות האלקטרונים בקרן. רובאנרגיית האלומה כאשר המסך מופגז מומרת לאנרגיה תרמית. על מנת להימנע מצריבה דרך הציפוי הזוהר, אסור בהירות גבוהה עם אלומת אלקטרונים נייחת. הסטת קרן מתבצעת באמצעות שני זוגות של לוחות מקבילים למישור 8 ו-9, הממוקמים בזווית ישרה זה לזה.

אם יש הבדל פוטנציאל על הלוחות של זוג אחד, שדה חשמלי אחיד ביניהם מסיט את מסלול קרן האלקטרונים, בהתאם לגודלו ולסימן של שדה זה. חישובים מראים שכמות הסטת האלומה על מסך הצינור ד(במילימטרים) קשור ללחץ על הלוחות U Dומתח באנודה השנייה Ua 2(בוולט) באופן הבא:

(36.1),

.
צינורות קרני קתודה, שהפעלתם מבוססת על היווצרות ובקרה של עוצמת ומיקומן של קרן אלקטרונים אחת או יותר, מסווגים לפי מטרת ושיטת השליטה בקרן האלקטרונים. בהתאם למטרה, CRT מחולקים לקבלה, שידור, אחסון וכו'. צינורות קבלה משמשים כמכשירי חיווי. על פי שיטת השליטה בקרן האלקטרונים, CRT מחולקים לצינורות עם בקרה אלקטרוסטטית ומגנטית. בראשון, שדה חשמלי משמש לשליטה בקרן האלקטרונים, ובשני, שדה מגנטי.

צינורות קרן קתודית מבוקרת אלקטרוסטטית מספקים תכונות תדר גבוהות יותר, ולכן הם נמצאים בשימוש נרחב כאינדיקטורים לאוסילוסקופים אלקטרוניים. שקול את פעולתו של שפופרת קרן קתודית מבוקרת אלקטרוסטטית, שעיצובה מוצג באופן סכמטי באיור שלהלן.

זהו בקבוקון זכוכית, שבחלקו הצר יש זרקור אלקטרוני (EP) ומערכת מסיטה (OS). בחלק הקצה של הבקבוק יש מסך (E) מכוסה הרכב מיוחד- זרחן המסוגל להאיר כשהוא מופגז בקרן אלקטרונים. המקרן האלקטרוני מורכב מחומם נימה (H), קתודה (K), מאפנן (M) ושתי אנודות (A ו-A2).

האלקטרונים שיצאו מהקתודה יוצרים ענן אלקטרונים, שתחת פעולת שדה האנודה נע לעבר המסך ויוצר קרן אלקטרונים. אלומה זו עוברת דרך אפנן העשוי בצורה של גליל חלול עם חור וחלק תחתון. על המאפנן מופעל מתח של כמה עשרות וולט, שלילי ביחס לקתודה. מתח זה יוצר שדה מעכב שממקד מראש את אלומת האלקטרונים ומשנה את בהירות זוהר המסך. כדי לקבל את האנרגיה (המהירות) הנדרשת של קרן האלקטרונים, מופעל על האנודות מתח חיובי ביחס לקתודה: ככמה מאות וולט לאנודה A1, וכמה אלפי וולט לאנודה A2. ערך המתח של האנודה A2 נבחר ממצב הגדרת המיקוד של העדשה האלקטרוסטטית השנייה במישור המסך.

מערכת הסטת ה-CRT מורכבת משני זוגות של לוחות מאונכים זה לזה המסודרים באופן סימטרי ביחס לציר הנורה. המתח המופעל על הלוחות מכופף את הנתיב של אלומת האלקטרונים, ובכך גורם להסטת נקודת האור על המסך. הערך של סטייה זו הוא פרופורציונלי ישיר למתח על לוחות מערכת ההפעלה ויחס הפוך למתח Ua באנודה השנייה.

(איור למטה), כמו CRT מבוקר אלקטרוסטטית, כולל EP ומערכת הפעלה. העיצובים של ה-EA של שני הצינורות דומים.

מיקוד ראשוני של קרן האלקטרונים בצינור הנשלט מגנטית מתבצע גם על ידי שתי עדשות אלקטרוסטטיות הנוצרות בהתאמה על ידי שדות חשמליים בין המאפנן לאנודה הראשונה ובין האנודה הראשונה והשנייה. הפונקציה של האנודה הראשונה, הנקראת לפעמים אלקטרודת האצה, כוללת בנוסף את מיגון המאפנן מפני האנודה השנייה, מה שמבטל כמעט לחלוטין את התלות של בהירות זוהר המסך במתח של האנודה השנייה.

בתוך ה-CRT יש אלקטרודה נוספת בשם aquadag (AK). Aquadag מחובר חשמלית לאנודה השנייה. המיקוד העיקרי של קרן האלקטרונים מבוצע על ידי שדה מגנטי לא אחיד של סליל מיקוד (FC), הממוקם מבחינה מבנית על צוואר נורת ה-CRT. שדה זה, שנוצר כאשר זרם ישר זורם דרך המחשב, נותן את האלקטרונים תנועה סיבוביתסביב ציר האלומה, ממקד אותה במישור המסך.

מערכת ההפעלה המגנטית מכילה שני זוגות של פיתולים מאונכים זה לזה המחוברים בסדרה, עשויים בצורה מבנית בצורה של בלוק בודד. השדה שנוצר על ידי פיתולים אלה גורם לאלקטרונים לנוע במעגל שרדיוס שלו עומד ביחס הפוך לעוצמת השדה המגנטי. ביציאה מהשדה, אלקטרוני הקרן נעים באופן משיק למסלול ההתחלתי, בסטייה מהציר הגיאומטרי של הנורה.

במקרה זה, הסטייה של קרן האלקטרונים ב-CRT עם בקרה מגנטית תלויה פחות בערך המתח המאיץ באנודה A2 מאשר הסטייה של הקרן ב-CRT עם בקרה אלקטרוסטטית. לכן, בערך נתון של המתח באנודה השנייה, CRT נשלט מגנטית מספק זווית סטייה גדולה יותר של קרן האלקטרונים מאשר CRT מבוקר אלקטרוסטטית, מה שמאפשר להקטין משמעותית את גודלו. הערך הטיפוסי של זווית הסטייה המקסימלית ב-CRT עם בקרה מגנטית הוא 110°, וב-CRT עם בקרה אלקטרוסטטית הוא אינו עולה על 30°.

בהתאם לכך, עבור ערכים נתונים של הסטייה של אלומת האלקטרונים, CRT עם בקרה מגנטית פועל עם ערכים גדוליםמתח של האנודה השנייה מאשר CRT מבוקר אלקטרוסטטית, מה שמאפשר להגדיל את הבהירות של התמונה המתקבלת. בנוסף לאמור לעיל, יש להוסיף ש-CRT מבוקר מגנטית מספק מיקוד טוב יותר של קרן האלקטרונים, וכתוצאה מכך, איכות מעולהתמונות, אשר קבעו מראש את תפוצתן הרחבה כהתקני חיווי עבור תצוגות מחשב. ה-CRT הנחשבים מספקים מצב מונוכרומטי להצגת מידע. נכון לעכשיו, CRTs עם תמונה צבעונית הופכים נפוצים יותר.

(איור למטה) מיישם את העיקרון של השגת תמונות צבעוניות כסכום התמונות של צבעים אדום, ירוק וכחול.

על ידי שינוי הבהירות היחסית של כל אחד מהם, אתה יכול לשנות את צבע התמונה הנתפסת. לכן, מבחינה מבנית, ה-CRT מכיל שלושה EAs עצמאיים, שהאלומות שלהם ממוקדות במרחק מסוים מהמסך. במישור ההצטלבות של הקרניים ישנה מסכה מפרדת צבעים - לוח מתכת דק עם מספר גדולחורים שקוטרם אינו עולה על 0.25 מ"מ. מסך ה-CRT הצבעוני הוא הטרוגני ומורכב מתאי זוהר רבים, שמספרם שווה למספר חורי המסכה. התא מורכב משלושה יסודות זרחנים עגולים הזוהרים באדום, ירוק או כחול.

לדוגמה, לקינסקופ צבעוני בגודל מסך אלכסוני של 59 ס"מ יש מסכה עם יותר מחצי מיליון חורים, וכן מספר כוללאלמנטים זוהרים של המסך עולה על 1.5 מיליון. לאחר שעברו דרך החורים של המסכה, קרני האלקטרונים מתפצלות. המרחק בין המסכה למסך נבחר כך שלאחר מעבר דרך חור המסכה, האלקטרונים של כל קרן נופלים על אלמנטי המסך שמאירים בצבע מסוים. בשל גודלם הקטן של האלמנטים המאירים של המסך, העין האנושית אינה מסוגלת להבחין ביניהם אפילו במרחק קטן ותופסת את הזוהר הכולל של כל התאים, שצבעיהם האינטגרליים תלויים בעוצמת אלומת האלקטרונים של כל EF.

אם מתחים שווים יופעלו על המאפננים של כל שלושת ה-EP, אז האלמנטים הקלים של המסך יזהרו באותו אופן והצבע המתקבל ייתפס כלבן. עם שינוי סינכרוני במתח על המאפננים, הבהירות צבע לבןשינויים. לכן, על ידי הפעלת מתחים שווים על המאפננים, ניתן לקבל את כל הדרגות של זוהר המסך - מלבן בוהק לשחור. לפיכך, קינסקופים צבעוניים יכולים גם לשחזר תמונה בשחור-לבן ללא עיוות.

Yu.F.Opadchy, אלקטרוניקה אנלוגית ודיגיטלית, 2000

שפופרת קרני קתודה(CRT) - מכשיר אלקטרוני בצורת צינור, מוארך (לעיתים עם שלוחה חרוטית) לכיוון ציר אלומת האלקטרונים, שנוצרת ב-CRT. CRT מורכב ממערכת אלקטרונית-אופטית, מערכת סטיה ומסך ניאון או מטרה. תיקון טלוויזיה ב-Butovo, אנא פנה אלינו לקבלת עזרה.

סיווג CRT

הסיווג של CRTs קשה ביותר, בשל הקיצוניות שלהם

על יישום רחב במדע וטכנולוגיה ואפשרות לשנות את העיצוב על מנת לקבל את הפרמטרים הטכניים הדרושים ליישום רעיון טכני ספציפי.

התלות בשיטת בקרת אלומת אלקטרונים CRT מחולקת ל:

אלקטרוסטטי (עם מערכת הסטת קרן אלקטרוסטטית);

אלקטרומגנטית (עם מערכת הסטת אלומה אלקטרומגנטית).

בהתאם למטרה של ה-CRT מחולקים ל:

צינורות גרפי אלקטרונים (קליטה, טלוויזיה, אוסילוסקופ, מחוון, שלטי טלוויזיה, קידוד וכו')

צינורות המרה אופטית-אלקטרונית (שידורי טלוויזיה, ממירים אלקטרוניים-אופטיים וכו')

מתגי אלומת קתודה (קומוטטורים);

CRTs אחרים.

CRT גרפי אלקטרוני

CRT גרפי אלקטרוני - קבוצה של שפופרות קרני קתודיות המשמשות בתחומי טכנולוגיה שונים להמרת אותות חשמליים לאותות אופטיים (המרת אות לאור).

CRTs גרפי אלקטרוני מחולקים:

בהתאם ליישום:

קליטת טלוויזיה (קינסקופים, CRT ברזולוציה גבוהה במיוחד למערכות טלוויזיה מיוחדות וכו')

אוסילוסקופ מקבל (תדר נמוך, תדר גבוה, תדר על גבוה, מתח גבוה דופק וכו')

מחוון קליטה;

לזכור;

תגים;

סִמוּל;

CRTs אחרים.

המבנה והתפעול של CRT עם מערכת הסטת קרן אלקטרוסטטית

שפופרת הקרן הקתודית מורכבת מקתודה (1), אנודה (2), גליל הרמה (3), מסך (4), מתכווני מישור (5) וגובה (6).

תחת פעולת צילום או פליטה תרמית, אלקטרונים נדפקים מתוך המתכת הקתודה (ספירלת מוליך דק). מאחר ונשמר מתח (הפרש פוטנציאלי) של מספר קילו-וולט בין האנודה לקתודה, האלקטרונים הללו, המתיישרים עם גליל, נעים לכיוון האנודה (גליל חלול). בטיסה דרך האנודה, האלקטרונים מגיעים לווסת המטוס. כל ווסת הוא שני לוחות מתכת, טעונים הפוך. אם הלוח השמאלי טעון שלילי והלוח הימני בחיוב, אז האלקטרונים העוברים דרכם יסטו ימינה, ולהיפך. בקרות הגובה פועלות באותו אופן. אם מופעל זרם חילופין על הלוחות הללו, אז ניתן יהיה לשלוט בזרימת האלקטרונים הן במישור האופקי והן במישור האנכי. בסוף דרכו, זרם האלקטרונים פוגע במסך, שם הוא יכול לגרום לתמונות.