Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár
Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.
Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/
MINISTERSTVO KULTÚRY RUSKEJ FEDERÁCIE
VZDELÁVACIA INŠTITÚCIA S FEDERÁLNYM ŠTÁTNYM ROZPOČTOM
VYŠŠIE ODBORNÉ VZDELANIE
„ŠTÁTNY INŠTITÚT ST. PETERBURG
KINO A TELEVÍZIA"
KURZOVÁ PRÁCA
k téme PRINCÍP PREVÁDZKY CHODE RAY TUBE. VÝHODY A NEVÝHODY"
v odbore Fyzický základ získavania informácií
dokončil: študent 3. ročníka Viktorovič A.I.
FTKiT Instrumentation 1 skupina
Skontroloval som Gazeeva I.V.
Petrohrad 2017
- 1. Všeobecné informácie
- 2. Princíp činnosti prijímacej elektroniky lúčová trubica(kinoskop)
- 3. Farebné trubice
- 4. Výhody a nevýhody CRT
- 1. Sú bežnéinteligenciu
- farba kineskopu radiálneho vychýlenia
IN zariadenia s elektrónovým lúčom vytvorí sa tenký zväzok elektrónov (lúč), ktorý je poháňaný elektrickým alebo magnetickým poľom alebo oboma. Medzi tieto zariadenia patria katódové trubice pre radarové indikátorové zariadenia, pre oscilografiu, príjem televíznych obrazov (obrazovky), prenos televíznych obrazov, ako aj pamäťové trubice, katódové spínače, elektrónové mikroskopy, elektronické konvertory obrazu atď. zariadenia sa používajú na príjem viditeľné obrázky na fluorescenčnej obrazovke; nazývajú sa elektronická grafika. Za najbežnejšie sa považujú oscilografické a televízne prijímacie trubice, ku ktorým sú blízko aj indikačné trubice radarových a hydroakustických staníc.
Trubice môžu byť s fokusáciou elektrónového lúča elektrickým alebo magnetickým poľom a s elektrickým alebo magnetickým vychyľovaním lúča. V závislosti od farby obrazu na fluorescenčnej obrazovke existujú trubice so zeleným, oranžovým alebo žltooranžovým žiarením - pre vizuálne pozorovanie, modré - pre fotografovanie oscilogramov, biele alebo trojfarebné - pre príjem televízneho obrazu. Okrem toho sa elektrónky vyrábajú s rôznou dobou trvania žiaru obrazovky po ukončení dopadov elektrónov (tzv. dosvit). Rúry sa líšia aj veľkosťou sita a materiálom valca (sklo alebo kov-sklo) a iné znaky.
2. Princíp fungovania hostiteľa katódová trubica(kinoskop)
Činnosť katódovej trubice (CRT) alebo jednoducho kineskopu, ako každej elektrónovej trubice, je založená na princípe emisie elektrónov.Ako už vieme, vodivosť látky je spôsobená prítomnosťou voľných elektrónov v nej. Pod vplyvom tepla tieto voľné častice opúšťajú samotný vodič a vytvárajú akýsi „oblak“ elektrónov. Táto vlastnosť sa nazýva „termionická emisia“. Ak je v blízkosti tohto vodiča umiestnená ďalšia elektróda s kladným potenciálom, navyše zahrievaná vláknom (nazvime to katóda), voľné častice uvoľnené z katódy tepelnou emisiou sa začnú pohybovať v priestore (priťahované) smerom k tejto elektróde a vznikne elektrický prúd. A ak sa medzi hlavné elektródy (anóda a katóda) umiestnia ďalšie elektródy (zvyčajne sieťové), potom budeme mať možnosť aj tento tok elektrónov regulovať. Tento princíp sa používa vo vákuových trubiciach a samozrejme v obrazovkách.V televíznej obrazovke (alebo katódovej trubici osciloskopu) je anóda špeciálna vrstva (fosfor), pri dopade elektrónov na ňu spôsobia žiaru Ak pripojíte obrazovú trubicu k televízoru v tomto tvare, ako je popísané vyššie, na obrazovke uvidíme iba svietiacu bodku. Na získanie úplného obrazu je potrebné vychýliť lúč letiacich elektrónov.
Po prvé, horizontálne: riadkové skenovanie, po druhé, vertikálne: snímkové skenovanie.
Na vychýlenie lúča sa používa vychyľovací systém. (OS), čo je sada cievok: dve pre vertikálne vychýlenie a dve pre horizontálne vychýlenie. Signál aplikovaný na tieto cievky v nich vytvára magnetické pole, ktoré vychyľuje lúč. Samotný vychyľovací systém pasuje na krk kineskopu.
Cievka čiary vychyľuje elektrónový lúč horizontálne. (mimochodom, na zahraničných diagramoch sa výraz „HORIZONTAL“ používa častejšie ako „line scan“). Navyše sa to deje s pomerne vysokou frekvenciou: asi 15 kHz.
Aby sa raster úplne roztiahol, využíva sa aj zvislé (rámové) vychýlenie lúča. Zároveň je frekvencia v rámcovej cievke oveľa nižšia (50 Hz).
Výsledkom bude nasledujúci obrázok: v jednom celorámčeku sa lúču podarí prejsť niekoľkokrát zľava doprava (presnejšie 625), pričom na obrazovke akoby nakreslil čiaru.
Aby na obrazovke neboli viditeľné spätné čiary, používa sa špeciálny obvod na potlačenie lúčov.
Úpravou napätia na elektródach kineskopu môžete nastaviť jas žiary (prietok elektrónového lúča), jeho kontrast a tiež zaostriť lúč. V praxi (v reálnych podmienkach) sa obrazový signál privádza na katódu kineskopu a jas sa upravuje zmenou napätia na modulátore.Vyššie diskutovaný príklad je v podstate len jednofarebná verzia kineskopu, kde obrazový signál sa líši len v gradáciách (rozdieloch v oblastiach jasu) obrazu.
Uhol lúča
Uhol vychýlenia lúča CRT je maximálny uhol medzi dvoma možnými polohami elektrónového lúča vo vnútri banky, pri ktorom je na obrazovke stále viditeľný svetelný bod. Pomer uhlopriečky (priemeru) obrazovky k dĺžke CRT závisí od uhla. U oscilografických CRT je to zvyčajne do 40°, čo je spôsobené potrebou zvýšiť citlivosť lúča na účinky vychyľovacích dosiek a zabezpečiť linearitu vychyľovacej charakteristiky. U prvých sovietskych televíznych obrazoviek s okrúhlym plátnom bol uhol vychýlenia 50°, u čiernobielych obrazoviek neskorších verzií to bolo 70°; počnúc 60. rokmi sa zvýšil na 110° (jeden z prvých obrazoviek bol 43LK9B). Pre domáce farebné obrazovky je to 90°.
S rastúcim uhlom vychýlenia lúča sa však rozmery a hmotnosť kineskopu zmenšujú:
· spotreba energie skenovacími jednotkami sa zvyšuje. Na vyriešenie tohto problému sa zmenšil priemer hrdla kineskopu, čo si však vyžiadalo zmenu konštrukcie elektrónového dela.
· zvyšujú sa požiadavky na presnosť výroby a montáže vychyľovacieho systému, čo bolo realizované zložením kineskopu s vychyľovacím systémom do jedného modulu a zmontovaním vo výrobe.
· narastá počet potrebných prvkov pre nastavenie rastrovej geometrie a informácií.
To všetko viedlo k tomu, že v niektorých oblastiach sa stále používajú 70-stupňové obrazovky. Uhol 70° sa naďalej používa aj v malých čiernobielych obrazovkách (napríklad 16LK1B), kde dĺžka nehrá takú významnú úlohu.
Iónová pasca
Keďže vo vnútri CRT nie je možné vytvoriť dokonalé vákuum, niektoré molekuly vzduchu zostávajú vo vnútri. Pri zrážke s elektrónmi tvoria ióny, ktoré sa s hmotnosťou mnohonásobne väčšou ako hmotnosť elektrónov prakticky neodchyľujú, pričom postupne vypaľujú fosfor v strede obrazovky a vytvárajú takzvanú iónovú škvrnu. Na boj proti tomu sa až do polovice šesťdesiatych rokov používal princíp „iónovej pasce“: os elektrónovej pištole bola umiestnená v určitom uhle k osi kineskopu a nastaviteľný magnet umiestnený vonku poskytoval pole, ktoré otáčalo tok elektrónov smerom k osi. Masívne ióny, pohybujúce sa priamočiaro, padli do samotnej pasce.
Táto konštrukcia si však vynútila zväčšenie priemeru krku kineskopu, čo viedlo k zvýšeniu potrebného výkonu v cievkach vychyľovacieho systému.
Začiatkom 60. rokov 20. storočia bola vyvinutá nová metóda ochrany fosforu: aluminizácia obrazovky, ktorá tiež zdvojnásobila maximálny jas kineskopu, čím sa eliminovala potreba iónovej pasce.
Oneskorenie napájania anódy alebo modulátora
V televízore, ktorého horizontálne snímanie je realizované pomocou lámp, sa napätie na anóde kineskopu objaví až po zahriatí výstupnej horizontálnej snímacej lampy a tlmiacej diódy. V tomto čase sa teplo kineskopu už zahrialo.
Zavedením celopolovodičových obvodov do horizontálnych snímacích jednotiek vznikol problém zrýchleného opotrebovania katód kineskopu v dôsledku privádzania napätia na anódu obrazovky súčasne so zapínaním. Na boj proti tomuto javu boli vyvinuté amatérske jednotky, ktoré oneskorili dodávku napätia do anódy alebo modulátora kineskopu. Zaujímavosťou je, že v niektorých, napriek tomu, že boli určené na montáž do celopolovodičových televízorov, bola ako oneskorovací prvok použitá rádiová trubica. Neskôr sa začali vyrábať televízory priemyselná produkcia, v ktorom je takéto oneskorenie pôvodne poskytnuté.
3. Farebné trubice
Farebné kineskopické zariadenie. 1 - Elektrónové zbrane. 2 - Elektrónové lúče. 3 -- Zaostrovacia cievka. 4 -- Vychyľovacie cievky. 5 - Anóda. 6 -- Maska, ktorá umožňuje červenému lúču zasiahnuť červený fosfor atď. 7 -- Červené, zelené a modré fosforové zrná. 8 -- Maska a fosforové zrná (zväčšené).
Farebný kineskop sa líši od čiernobieleho v tom, že má tri pištole – „červenú“, „zelenú“ a „modrú“ (1). V súlade s tým sú na obrazovku 7 aplikované tri typy fosforu v určitom poradí - červená, zelená a modrá ( 8 ).
V závislosti od typu použitej masky sú pištole v krku kineskopu umiestnené v tvare delta (v rohoch rovnostranného trojuholníka) alebo rovinné (na tej istej čiare). Niektoré elektródy s rovnakým názvom z rôznych elektrónových diel sú prepojené vodičmi vo vnútri kineskopu. Sú to urýchľovacie elektródy, zaostrovacie elektródy, ohrievače (zapojené paralelne) a často aj modulátory. Toto opatrenie je potrebné kvôli šetreniu počtu pinov kineskopu obmedzené veľkosti jeho krku.
Len lúč z červenej pištole dopadá na červený fosfor, len lúč zo zelenej pištole dopadá na zelený atď. To sa dosiahne inštaláciou kovovej mriežky medzi pištole a clonu, tzv. maska (6 ). V moderných obrazovkách je maska vyrobená z invaru - druhu ocele s malým koeficientom tepelnej rozťažnosti.
CRT s tieňovou maskou
Pre tento typ CRT je maskou kovová (zvyčajne invarová) mriežka s okrúhlymi otvormi oproti každej trojici fosforových prvkov. Kritériom pre kvalitu obrazu (ostrosť) je takzvaný rozstup zrna alebo rozstup bodov, ktorý charakterizuje vzdialenosť v milimetroch medzi dvoma fosforovými prvkami (bodmi) rovnakej farby. Čím je táto vzdialenosť kratšia, tým kvalitnejší obraz dokáže monitor reprodukovať. Obrazovka CRT s maskou tieňa je zvyčajne súčasťou gule s pomerne veľkým priemerom, čo môže byť viditeľné na konvexnosti obrazovky monitorov s týmto typom CRT (alebo nemusí byť viditeľné, ak je polomer gule veľmi veľký). Medzi nevýhody CRT s tieňovou maskou patrí skutočnosť, že veľké množstvo elektróny (asi 70 %) sú zadržané maskou a nedostanú sa k fosforovým prvkom. To môže spôsobiť zahriatie masky a jej tepelné skreslenie (čo môže spôsobiť skreslenie farieb na obrazovke). Navyše v CRT tohto typu je potrebné použiť luminofor s vyšším svetelným výkonom, čo vedie k určitému zhoršeniu podania farieb. Ak hovoríme o výhodách CRT s maskou tieňa, mali by sme si všimnúť dobrú jasnosť výsledného obrazu a ich relatívnu lacnosť.
CRT s mriežkou clony
V takejto CRT nie sú žiadne dierky v maske (zvyčajne vyrobené z fólie). Namiesto nich sú v ňom vytvorené tenké vertikálne otvory horný okraj masky na dno. Ide teda o mriežku zvislých čiar. Vďaka tomu, že je maska vyrobená týmto spôsobom, je veľmi citlivá na akékoľvek otrasy (ktoré môžu nastať napr. pri ľahkom poklepaní na obrazovku monitora. Na svojom mieste ju navyše držia tenké vodorovné drôtiky. V monitory s veľkosťou 15 palcov, takýto vodič je jeden na 17 a 19 dva a vo veľkých tri alebo viac. Na všetkých takýchto modeloch sú tiene z týchto vodičov viditeľné, najmä na svetlej obrazovke. Spočiatku môžu byť trochu otravné, ale časom si na to zvyknete. Pravdepodobne to možno pripísať hlavným nevýhodám obrazoviek s mriežkou clony. Obrazovka takýchto obrazoviek je súčasťou valca s veľkým priemerom. Výsledkom je, že je úplne ploché vertikálne a mierne konvexné horizontálne. Analógom rozstupu bodov (ako pri CRT s maskou tieňa) je tu rozstup pásikov - minimálna vzdialenosť medzi dvoma fosforovými pásikmi rovnakej farby (merané v milimetroch). CRT v porovnaní s predchádzajúcim je viac nasýtených farieb a kontrastnejší obraz, a
Je to tiež plochejšia obrazovka, ktorá pomerne výrazne znižuje množstvo odleskov na nej. Medzi nevýhody patrí o niečo menšia prehľadnosť textu na obrazovke.
CRT so štrbinovou maskou
Štrbinová maska CRT je kompromisom medzi oboma už popísanými technológiami. Tu sú otvory v maske zodpovedajúce jednej fosforovej trojici vytvorené vo forme predĺžených vertikálnych štrbín krátkej dĺžky. Susedné vertikálne rady takýchto štrbín sú voči sebe mierne posunuté. Predpokladá sa, že CRT s týmto typom masky majú kombináciu všetkých výhod, ktoré sú s tým spojené. V praxi je rozdiel medzi obrazom na CRT so štrbinovou alebo clonovou mriežkou málo badateľný. CRT so štrbinovou maskou sa zvyčajne nazývajú Flatron, DynaFlat atď.
4. Výhody a nevýhody CRT
Výhody kineskopu:
1. Široká farebná škála displeja na báze CRT vďaka použitiu luminoforov s vysokou čistotou vyžarovanej farby.
2. Jas a kontrast obrazu dostatočný pre väčšinu aplikácií.
3. Relatívne nízke náklady.
4. Obraz je možné pozorovať v podmienkach priameho osvetlenia slnečným žiarením, na rozdiel od LCD obrazoviek (na ktorých stmavne a zmizne).
5. Nízka zotrvačnosť. Elektrónový lúč je možné ovládať vysokou rýchlosťou, a preto sa CRT používajú v osciloskopoch a telekine projektoroch (na konverziu obrazu z filmu na televízny signál v reálnom čase).
Nevýhody kineskopu:
1. Veľké rozmery a hmotnosť.
2. Náročnosť výroby obrazoviek CRT s veľkými uhlopriečkami.
3. Zvýšená spotreba energie.
4. Zhoršenie podania farieb v priebehu času v dôsledku starnutia materiálu fosforu a katódy.
5. Blikanie obrazu.
6. Škodlivé elektromagnetické žiarenie.
7. Ak je CRT displej nesprávne nakonfigurovaný, môžu sa vyskytnúť geometrické deformácie, nesprávne zarovnanie a rozostrenie.
8. CRT sú citlivé na vonkajšie magnetické polia.
9. Zvýšené požiadavky na elektrickú bezpečnosť. Prítomnosť vysokonapäťových obvodov vo vnútri displeja kladie špeciálne požiadavky na ich izoláciu a kvalitu výroby elektronických súčiastok v týchto obvodoch.
10. Keď je na obrazovke dlhší čas zobrazený statický obraz, elektrónový lúč miliónkrát „zasiahne“ body („zrnká“) fosforu. V tomto prípade je fosfor „vypálený“ a na obrazovke sa objaví trvalý obraz „duchov“.
11. CRT sú výbušné (pretože vo vnútri žiarovky je vákuum). Preto majú hrubú sklenenú banku. Likvidácia takýchto displejov musí zohľadňovať bezpečnostné požiadavky.
Bibliografia
1. Fyzický základ pre získanie informácií: referenčný abstrakt / I.V. Gazeeva. - Petrohrad: SPbGIKiT, 2017. - 211 s.
2. https://ru.wikipedia.org/wiki/Kinescope
3. http://megabook.ru
Uverejnené na Allbest.ru
Podobné dokumenty
Pojem elektrického prúdu. Správanie toku elektrónov dovnútra rôzne prostredia. Princíp činnosti vákuovej trubice s elektrónovým lúčom. Elektrický prúd v kvapalinách, kovoch, polovodičoch. Pojem a typy vodivosti. Fenomén prechodu elektrón-diera.
prezentácia, pridané 11.5.2014
Organizácia procesu odparovania elektrónového lúča. Vzorec pre elektrostatické napätie medzi katódou a anódou, zvýšenie cieľovej povrchovej teploty za jednu sekundu. Výpočet prúdu lúča a teploty na povrchu bombardovaného materiálu.
článok, pridaný 31.08.2013
Konštrukcia, princíp činnosti a účel elektronicky komutovaného ventilátora so zabudovanou elektronikou. Jeho výhoda a test výkonu. Rozdiel medzi synchrónnymi a asynchrónnymi motormi. Princíp proporcionálno-integrálno-derivačného regulátora.
laboratórne práce, doplnené 14.04.2015
Recenzia prístroja Xtress 3000 G3/G3R a v ňom použitej RTG trubice TFS-3007-HP, rozbor zariadenia a dokumentácie. Vývoj röntgenovej trubice 0,3RSV1-Cr: návrh a tepelný výpočet anódových a katódových jednotiek, izolátor, plášť.
práca, pridané 17.06.2012
Koncept a sféry praktické využitie elektrooptické prevodníky ako zariadenia, ktoré premieňajú elektronické signály na optické žiarenie alebo na obraz prístupný ľudskému vnímaniu. Štruktúra, ciele a zámery, princíp fungovania.
prezentácia, pridané 11.4.2015
Opis technológie výroby prechodu elektrón-diera. Klasifikácia vyvinutého prechodu elektrón-diera podľa medznej frekvencie a straty výkonu. Štúdium hlavných znakov použitia diódových štruktúr v integrovaných obvodoch.
kurzová práca, pridané 14.11.2017
Získavanie obrázkov v monochromatických katódových trubiciach. Vlastnosti tekutých kryštálov. Technológie na výrobu monitorov z tekutých kryštálov. Výhody a nevýhody displejov na báze plazmových panelov. Získanie stereoskopického obrazu.
prezentácia, pridané 03.08.2015
Štúdium svetelnej diódy ako polovodičového zariadenia s prechodom elektrón-diera, ktorý vytvára optické žiarenie, keď ním prechádza elektrický prúd. História vynálezu, výhody a nevýhody, rozsah použitia LED.
prezentácia, pridané 29.10.2014
Princíp konštrukcie a fungovania Groverovej tepelnej trubice. Hlavné spôsoby prenosu tepelnej energie. Výhody a nevýhody slučkových tepelných rúrok. Sľubné typy chladičov heatpipe. Dizajnové prvky a vlastnosti tepelných trubíc.
abstrakt, pridaný 08.09.2015
Porovnávacie charakteristiky senzory Výber frekvenčného snímača úrovne a odporúčaný spôsob merania, jeho výhody a nevýhody. Parametre a profil hladinovej trubice. Excitačno-zberný systém, nelinearita a teplotné chyby.
Aplikácie katódovej trubice
Katódové trubice sa používajú v osciloskopoch na meranie napätia a fázových uhlov, analýzu priebehov prúdu alebo napätia atď. Tieto trubice sa používajú v televíznych a radarových inštaláciách.
Katódové trubice existujú odlišné typy. Podľa spôsobu výroby 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). Rúrky s vyhrievanou katódou sú široko používané. Tieto rúrky podľa spôsobu kontroly elektrónový lúč sú tiež rozdelené do dvoch typov: elektrostatické a magnetické. V elektrostatických trubiciach je elektrónový lúč riadený pomocou elektrického poľa a v magnetických trubiciach - pomocou magnetické pole.
Elektrostaticky riadené katódové trubice Používajú sa v osciloskopoch a majú mimoriadne rôznorodý dizajn. Študentom stačí, aby sa oboznámili s princípom konštrukcie takejto trubice obsahujúcej hlavné štandardné prvky. Rúrka typu 13LOZ7, ktorá je s určitými zjednodušeniami uvedená v tabuľke, tieto ciele spĺňa.
Katódová trubica je dobre evakuovaná sklenená nádoba obsahujúca elektródy. Široký koniec trubice - zástena - s vnútri potiahnuté fluorescenčnou látkou. Materiál obrazovky pri dopade elektrónov žiari. Zdrojom elektrónov je nepriamo vyhrievaná katóda. Katóda pozostáva z vlákna 7 vloženého do tenkej porcelánovej trubice (izolátora), na ktorej je umiestnený valec 6 s oxidovým povlakom na konci (katóda), vďaka ktorému sa dosiahne elektrónové žiarenie len v jednom smere. Elektróny emitované z katódy sa ponáhľajú na anódy 4 a 3, ktoré majú pomerne vysoký potenciál v porovnaní s katódou (niekoľko stoviek voltov). Na tvarovanie lúča elektrónov 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, na ktorú je privedený záporný potenciál vzhľadom na katódu. Vďaka tomu bude elektrónový lúč prechádzajúci modulátorom stlačený do úzkeho lúča (lúča) a smerovaný elektrickým poľom cez otvor v anóde smerom k obrazovke. Zvyšovaním alebo znižovaním potenciálu riadiacej elektródy môžete regulovať počet elektrónov v lúči, teda intenzitu (jas) žiaru obrazovky. Pomocou anód sa nielen vytvorí urýchľovacie pole (zabezpečí sa zrýchlenie elektrónov), ale zmenou potenciálu jednej z nich presnejšie zaostríte elektrónový lúč na tienidle a získate väčšiu ostrosť svetelného bodu. Typicky sa zaostrenie dosiahne zmenou potenciálu prvej anódy, čo sa nazýva zaostrovanie.
Elektrónový lúč, vychádzajúci z otvoru v anóde, prechádza medzi dvoma pármi vychyľovacích dosiek 1, 2 a dopadá na tienidlo, čo spôsobuje jeho žiaru.
Privedením napätia na vychyľovacie dosky je možné vychýliť lúč a posunúť svietiaci bod zo stredu obrazovky. Veľkosť a smer predpätia závisia od napätia aplikovaného na dosky a polarity dosiek. Tabuľka ukazuje prípad, keď je napätie privedené len na zvislé dosky 2. Pri naznačenej polarite dosiek sa elektrónový lúč pod vplyvom síl elektrického poľa posunie doprava. Ak je napätie privedené na horizontálne dosky 1, potom sa lúč posunie vo vertikálnom smere.
V spodnej časti tabuľky je znázornený spôsob ovládania lúča pomocou magnetického poľa vytvoreného dvoma navzájom kolmými cievkami (každá cievka je rozdelená na dve časti), ktorých osi majú zvislý a vodorovný 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 zaisťuje pohyb lúča po celej obrazovke.
Magnetické trubice sa používajú v televízoroch.
Pracovné ciele
- všeobecná znalosť konštrukcie a princípu činnosti elektronických osciloskopov,
- stanovenie citlivosti osciloskopu,
- Vykonanie niektorých meraní v obvode striedavého prúdu pomocou osciloskopu.
Všeobecné informácie o konštrukcii a prevádzke elektronického osciloskopu
Pomocou katódy katódovej trubice osciloskopu vzniká prúd elektrónov, ktorý sa v trubici sformuje do úzkeho lúča smerujúceho k obrazovke. Elektrónový lúč zaostrený na tienidlo trubice spôsobuje v mieste dopadu svietiaci bod, ktorého jas závisí od energie lúča (tienidlo je potiahnuté špeciálnou luminiscenčnou kompozíciou, ktorá žiari vplyvom elektrónového lúča). Elektrónový lúč je prakticky bez zotrvačnosti, takže svetelný bod sa môže pohybovať takmer okamžite v akomkoľvek smere cez obrazovku, ak sa na elektrónový lúč aplikuje elektrické pole. Pole je vytvorené pomocou dvoch párov planparalelných dosiek nazývaných vychyľovacie dosky. Nízka zotrvačnosť lúča umožňuje pozorovať rýchlo sa meniace procesy s frekvenciou 10 9 Hz alebo viac.
Vzhľadom na existujúce osciloskopy, ktoré majú rôzny dizajn a účel, môžete vidieť, že ich funkčný diagram je približne rovnaký. Hlavné a povinné uzly by mali byť:
Katódová trubica na vizuálne pozorovanie skúmaného procesu;
Napájacie zdroje na získanie potrebného napätia dodávaného do elektród trubice;
Zariadenie na nastavenie jasu, zaostrenia a posunu lúča;
Skenovací generátor na pohyb elektrónového lúča (a teda aj svetelného bodu) cez sito trubice pri určitej rýchlosti;
Zosilňovače (a zoslabovače) používané na zosilnenie alebo zoslabenie napätia testovaného signálu, ak nestačí lúč na elektrónkovej clone citeľne vychýliť alebo je naopak príliš vysoké.
Zariadenie s katódovou trubicou
Najprv si predstavme zariadenie katódovej trubice (obr. 36.1). Typicky je to sklenená banka 3, evakuovaná do vysokého vákua. V jej úzkej časti je vyhrievaná katóda 4, z ktorej sú emitované elektróny v dôsledku termionickej emisie.Sústava valcových elektród 5, 6, 7 sústreďuje elektróny do úzkeho zväzku 12 a riadi jeho intenzitu. Potom nasledujú dva páry vychyľovacích dosiek 8 a 9 (horizontálne a vertikálne) a nakoniec clona 10 - spodná časť banky 3, potiahnutá luminiscenčnou kompozíciou, vďaka ktorej je stopa elektrónového lúča viditeľná.
Súčasťou katódy je volfrámové vlákno - ohrievač 2, umiestnený v úzkej trubici, ktorej koniec (pre zníženie funkcie práce elektrónov) je pokrytý vrstvou oxidu bária alebo stroncia a je vlastne zdrojom toku elektrónov.
Proces tvarovania elektrónov do úzkeho lúča pomocou elektrostatických polí je v mnohom podobný účinku optických šošoviek na svetelný lúč. Preto sa systém elektród 5, 6, 7 nazýva elektrooptické zariadenie.
Elektróda 5 (modulátor) vo forme uzavretého valca s úzkym otvorom je pod malým negatívnym potenciálom vzhľadom na katódu a vykonáva funkcie podobné riadiacej mriežke elektrónovej lampy. Zmenou veľkosti záporného napätia na modulačnej alebo riadiacej elektróde môžete zmeniť počet elektrónov prechádzajúcich jej otvorom. Preto pomocou modulačnej elektródy môžete ovládať jas lúča na obrazovke. Potenciometer, ktorý riadi veľkosť záporného napätia na modulátore, je zobrazený na prednom paneli osciloskopu s nápisom „jas“.
Systém dvoch koaxiálnych valcov 6 a 7, nazývaných prvá a druhá anóda, slúži na zrýchlenie a zaostrenie lúča. Elektrostatické pole v medzere medzi prvou a druhou anódou je nasmerované tak, že vychyľuje rozbiehajúce sa dráhy elektrónov späť k osi valca, rovnako ako optický systém dvoch šošoviek pôsobí na rozbiehajúci sa lúč svetla. V tomto prípade katóda 4 a modulátor 5 tvoria prvú elektronickú šošovku a ďalšia elektronická šošovka zodpovedá prvej a druhej anóde.
Výsledkom je, že elektrónový lúč je zaostrený na bod, ktorý by mal ležať v rovine obrazovky, čo je možné pri vhodnej voľbe potenciálneho rozdielu medzi prvou a druhou anódou. Gombík potenciometra, ktorý reguluje toto napätie, je zobrazený na prednom paneli osciloskopu s nápisom „focus“.
Pri dopade elektrónového lúča na tienidlo sa na ňom vytvorí ostro ohraničený svetelný bod (zodpovedajúci prierezu lúča), ktorého jas závisí od počtu a rýchlosti elektrónov v lúči. Väčšina z Energia lúča pri bombardovaní obrazovky sa mení na tepelnú energiu. Aby sa zabránilo prepáleniu luminiscenčného povlaku, pri stacionárnom elektrónovom lúči nie je povolený vysoký jas. Lúč je vychyľovaný pomocou dvoch párov planparalelných dosiek 8 a 9 umiestnených navzájom v pravých uhloch.
Ak je na doskách jedného páru potenciálny rozdiel, rovnomerné elektrické pole medzi nimi vychyľuje trajektóriu elektrónového lúča v závislosti od veľkosti a znamienka tohto poľa. Výpočty ukazujú, že veľkosť vychýlenia lúča na obrazovke trubice D(v milimetroch) vo vzťahu k napätiu platne U D a napätie na druhej anóde Ua 2(vo voltoch) takto:
(36.1),
.
Katódové trubice, ktorých pôsobenie je založené na vytváraní a riadení intenzity a polohy jedného alebo viacerých elektrónových lúčov, sa klasifikujú podľa účelu a spôsobu ovládania elektrónového lúča. Podľa účelu sa CRT delia na prijímacie, vysielacie, ukladacie atď. Prijímacie trubice sa používajú ako indikačné zariadenia. Na základe spôsobu ovládania elektrónového lúča sa CRT delia na elektrónky s elektrostatickým a magnetickým ovládaním. V prvom sa na ovládanie elektrónového lúča používa elektrické pole a v druhom magnetické pole.
Elektrostaticky riadené katódové trubice poskytujú vyššie frekvenčné vlastnosti, a preto sú široko používané ako indikátory v elektronických osciloskopoch. Zvážte fungovanie elektrostaticky riadenej katódovej trubice, ktorej konštrukcia je schematicky znázornená na obrázku nižšie.
Ide o sklenenú banku, v úzkej časti ktorej je elektronický vyhľadávací svetlomet (EP) a vychyľovací systém (OS). Na konci banky je sito (E), zakryté špeciálne zloženie- fosfor schopný pri bombardovaní elektrónovým lúčom žiariť. Elektronický projektor pozostáva z vyhrievaného vlákna (H), katódy (K), modulátora (M) a dvoch anód (A a A2).
Elektróny, ktoré opúšťajú katódu, vytvárajú elektrónový oblak, ktorý sa vplyvom anódového poľa pohybuje smerom k obrazovke a vytvára elektrónový lúč. Tento lúč prechádza cez modulátor vyrobený vo forme plochého valca s otvorom a spodnou časťou. Na modulátor sa aplikuje napätie niekoľko desiatok voltov, záporné vzhľadom na katódu. Toto napätie vytvára spomaľovacie pole, ktoré predbežne zaostruje elektrónový lúč a mení jas obrazovky. Na získanie požadovanej energie (rýchlosti) elektrónového lúča sa na anódy aplikuje kladné napätie vzhľadom na katódu: na anódu A1 - rádovo niekoľko stoviek a na anódu A2 - niekoľko tisíc voltov. Hodnota napätia pre anódu A2 sa volí z podmienky nastavenia ohniska druhej elektrostatickej šošovky v rovine obrazovky.
Vychyľovací systém CRT pozostáva z dvoch párov vzájomne kolmých platní umiestnených symetricky vzhľadom na os bulbu. Napätie aplikované na platne ohýba dráhu elektrónového lúča, čím spôsobuje vychýlenie svetelného bodu na obrazovke. Hodnota tejto odchýlky je priamo úmerná napätiu na OS platniach a nepriamo úmerná napätiu Ua na druhej anóde.
(obrázok nižšie), podobne ako CRT s elektrostatickým ovládaním, obsahuje ED a OS. EP konštrukcie oboch rúr sú podobné.
Predbežné zaostrenie elektrónového lúča v magneticky riadenej trubici sa tiež uskutočňuje pomocou dvoch elektrostatických šošoviek tvorených elektrickými poľami medzi modulátorom a prvou anódou a medzi prvou a druhou anódou. Funkcie prvej anódy, niekedy nazývanej aj urýchľovacia elektróda, navyše zahŕňajú tienenie modulátora od druhej anódy, čím sa takmer úplne eliminuje závislosť jasu obrazovky od napätia druhej anódy.
Vo vnútri CRT je ďalšia elektróda nazývaná aquadag (AK). Aquadag je elektricky spojený s druhou anódou. Hlavné zaostrenie elektrónového lúča sa uskutočňuje nehomogénnym magnetickým poľom zaostrovacej cievky (FC), štrukturálne umiestnenej na hrdle CRT žiarovky. Toto pole, ktoré vzniká, keď cez PC preteká jednosmerný prúd, dáva elektróny rotačný pohyb okolo osi lúča a zaostrí ho v rovine obrazovky.
Magnetický OS obsahuje dva páry vzájomne kolmých vinutí zapojených do série, konštrukčne vyhotovených vo forme jedného bloku. Výsledné pole generované týmito vinutiami spôsobuje, že sa elektróny pohybujú v kruhu, ktorého polomer je nepriamo úmerný sile magnetického poľa. Po opustení poľa sa elektróny lúča pohybujú tangenciálne k počiatočnej trajektórii, pričom sa odchyľujú od geometrickej osi banky.
V tomto prípade vychýlenie elektrónového lúča v CRT s magnetickým riadením závisí menej od hodnoty urýchľovacieho napätia na anóde A2 ako vychýlenie lúča v CRT s elektrostatickým riadením. Preto pri danej hodnote napätia na druhej anóde poskytuje magneticky riadená CRT väčší uhol vychýlenia elektrónového lúča ako elektrostaticky riadená CRT, čo umožňuje výrazne zmenšiť jej veľkosť. Typická hodnota maximálneho uhla vychýlenia v magneticky riadenej CRT je 110° a v elektrostaticky riadenej CRT nepresahuje 30°.
V súlade s tým pre dané hodnoty vychýlenia elektrónového lúča pracuje magneticky riadená CRT veľké hodnoty napätie druhej anódy než elektrostaticky riadená CRT, čo zvyšuje jas výsledného obrazu. K vyššie uvedenému treba dodať, že magneticky riadená CRT poskytuje lepšie zaostrenie elektrónového lúča, a teda najlepšia kvalita obrazov, čo predurčilo ich široké použitie ako indikačných zariadení pre počítačové displeje. Uvažované CRT poskytujú monochromatický režim zobrazovania informácií. V súčasnosti sú CRT s farebnými obrázkami čoraz bežnejšie.
(obrázok nižšie) implementuje princíp získavania farebných obrázkov ako súčtu obrázkov červenej, zelenej a modrej.
Zmenou relatívneho jasu každého z nich môžete zmeniť farbu vnímaného obrazu. Preto štrukturálne CRT obsahuje tri nezávislé elektrónové lúče, ktorých lúče sú zaostrené v určitej vzdialenosti od obrazovky. V rovine priesečníka lúčov je farebná oddeľovacia maska - tenká kovová platňa s Vysoké číslo otvory, ktorých priemer nepresahuje 0,25 mm. Obrazovka farebnej CRT je heterogénna a pozostáva z mnohých luminiscenčných buniek, ktorých počet sa rovná počtu otvorov v maske. Bunka sa skladá z troch kruhových fosforových prvkov, ktoré svietia na červeno, nazeleno alebo namodro.
Napríklad farebný kineskop s uhlopriečkou obrazovky 59 cm má masku s viac ako pol miliónom otvorov a celkový počet Počet luminiscenčných prvkov na obrazovke presahuje 1,5 milióna.Po prechode cez otvory masky sa elektrónové lúče rozchádzajú. Vzdialenosť medzi maskou a obrazovkou je zvolená tak, aby po prechode otvorom v maske dopadali elektróny každého lúča na prvky obrazovky, ktoré luminiscujú v určitej farbe. V dôsledku malej veľkosti svietiacich prvkov obrazovky ich ľudské oko už na krátku vzdialenosť nedokáže rozlíšiť a vníma celkovú žiaru všetkých buniek, ktorých celistvé farby závisia od intenzity elektrónového lúča každé EP.
Ak sa na modulátory všetkých troch EP aplikuje rovnaké napätie, potom budú svetelné prvky obrazovky svietiť rovnako a výsledná farba bude vnímaná ako biela. Pri synchrónnej zmene napätia na modulátoroch jas biely zmeny. V dôsledku toho, privedením rovnakého napätia na modulátory, je možné získať všetky stupne žiary obrazovky - od jasne bielej po čiernu. Farebné obrazovky teda dokážu reprodukovať čiernobiele obrázky bez skreslenia.
Yu.F.Opadchiy, Analógová a digitálna elektronika, 2000
Katódová trubica(CRT) - elektronické zariadenie, ktoré má tvar 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 pre pomoc.
CRT klasifikácia
Klasifikácia CRT je mimoriadne náročná, čo sa vysvetľuje ich extrémnosťou
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 od spôsobu ovládania elektrónového lúča 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 grafické elektrónky (prijímacie elektrónky, televízne elektrónky, osciloskopové elektrónky, indikátorové elektrónky, televízne návestidlá, kódovacie elektrónky atď.)
opticko-elektronické konvertory (vysielacie televízne elektrónky, elektrónovo-optické konvertory atď.)
katódové spínače (komutátory);
iné CRT.
Elektronická grafická CRT
Elektrónové grafické CRT sú skupinou katódových trubíc používaných v rôznych oblastiach technológie na konverziu elektrických signálov na optické (konverzia signálu na svetlo).
Elektronické grafické CRT sa delia na:
V závislosti od aplikácie:
televízny príjem (obrazovky, CRT s ultravysokým rozlíšením pre špeciálne televízne systémy atď.)
prijímací osciloskop (nízkofrekvenčný, vysokofrekvenčný, supervysokofrekvenčný, pulzný vysokonapäťový atď.)
indikátor príjmu;
zapamätanie si;
znaky;
kódovanie;
iné CRT.
Konštrukcia 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). Elektróny, ktoré preletia cez anódu, dosiahnu ovládače lietadla. 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. Regulátory výšky fungujú podobným 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.
