Катодна трубка з екраном
Роботу виконав Сергійчук Олексій
Зміст
Загальний опис (принцип дії)
Катодна трубка з екраном — електронно-променевий прилад, що перетворює електричні сигнали в світло. Застосовується абревіатура ЕПТ (електронно-променева трубка). Широко застосовується в пристрої телевізорів, до 1990-х років використовувалися телевізори виключно на основі кінескопа.
Принцип дії: Трубка являє собою вакуумний балон, одна із стінок якого є екраном. У вузькому кінці трубки міститься джерело швидких електронів – електронна гармата. Вона складається з катода, діафрагми і анода. За допомогою діафрагми з електронів, які випускає катод, виділяється вузький електронний пучок. В електричному полі, створюваному між катодом і циліндричним анодом, електрони розганяються до швидкості порядку 104 км/с. Електронний промінь проходить через два конденсатори, пластини яких розміщені у взаємно перпендикулярних площинах, і попадає на екран, покритий речовиною, яка світиться під дією падаючих на нього електронів. У місці падіння променя на екрані з’являється світна точка. Якщо подати на горизонтальні пластини конденсатора постійну напругу, напрям електронного променя зміниться і світна точка зміститься вздовж вертикалі. У випадку змінної напруги електронний промінь коливатиметься у вертикальній площині, а на екрані з’явиться світна вертикальна лінія, довжина якої залежить від значення прикладеної напруги. За довжиною цієї лінії можна знаходити значення дуже слабких напруг і сил струму. На вертикальні пластини конденсатора подається змінна напруга пилкоподібної форми. Під дією такої напруги світна точка рівномірно переміщатиметься вздовж горизонталі, наприклад вправо, а потім стрибком повертатиметься в крайнє ліве положення. Цей періодично повторюваний процес, названий горизонтальною розгорткою променя, дає на екрані горизонтальну світну лінію. Якщо на вертикальне коливання променя, зумовлене досліджуваною залежності напругою, накласти горизонтальну розгортку, то промінь описуватиме на екрані криву досліджуваної напруги від часу. Коли ж ця напруга змінюється періодично , можна, дібравши відповідну частоту горизонтальної розгортки. Дістати на екрані нерухомий графік досліджуваної напруги і сфотографувати його.
Історична довідка
У 1859 році Юліус Плюккер відкрив катодні промені. У 1879 році Вільям Крукс створив прообраз електронної трубки. Він встановив, що катодні промені поширюються лінійно, але можуть відхилятися магнітним полем, а також виявив, що при попаданні катодних променів на деякі речовини останні починають світитися. У 1895 році німецький фізик Карл Фердинанд Браун на основі трубки Крукса створив катодну трубку, яка дістала назви трубки Брауна. Промінь відхилявся з допомогою електромагніту тільки в одному вимірі, другий напрямок розгорталося за допомогою обертового дзеркала. Браун вирішив не патентувати свій винахід, але виступав з безліччю публічних демонстрацій і публікацій в науковій пресі. Трубка Брауна використовувалася й удосконалювалася багатьма вченими. У 1903 році Артур Венельт помістив в трубці циліндричний електрод (циліндр Венельта), що дозволяє змінювати інтенсивність електронного променя, а відповідно і яскравість світіння люмінофора. У 1906 році співробітники Брауна М. Дікман і Р. Глаге отримали патент на використання трубки Брауна для передачі зображень, а в 1909 році М. Дікман запропонував ідею фототелеграфного пристрої для передачі зображень з допомогою трубки Брауна; пристрої для розгортки застосовувався диск Ніпкова. З 1902 року з трубкою Брауна працює Борис Львович Розінг. 25 липня 1907 року він подав заявку на винахід «Спосіб електричної передачі зображень на відстань». Розгортка променя в трубці проводилася магнітними полями, а модуляція сигналу (зміна яскравості) — з допомогою конденсатора, який міг відхиляти промінь по вертикалі, змінюючи тим самим число електронів, що проходять на екран через діафрагму. 9 травня 1911 року на засіданні Російського технічного товариства Розінг продемонстрував передачу телевізійних зображень простих геометричних фігур і прийом їх з відтворенням на екрані ЕПТ. На початку та в середині XX століття значну роль у розвитку ЕПТ зіграли Володимир Зворикін, Аллен Дюмонт та інші.
Технічні характеристики
Основними параметрами ЕПТ є яскравість, роздільна здатність, чутливість відхилення, швидкодія. Яскравість зображення на екрані ЕПТ визначають за формулою: Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): C=kJ(U_t-U_m )^m кд/m2, де k=const; Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): J – щільність струму променю; Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): U_t – потенціал екрана в момент t; Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): U_m – мінімальний потенціал екрана; m=1,5…2,5. Роздільну здатність визначають кількістю можливих світлових розрізнених точок в 1 см2 екрана. Роздільна здатність залежить від товщини променю. Чутливість відхилення Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): (h^')
визначають відношенням відхилення проекції променя на екран (h) до напруги відхилення Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): U
Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): h^'=h/U
Вона є більшою, якщо відхилення променю буде більшим при меншій напрузі Неможливо розібрати вираз (невідома помилка): U
Для підвищення чутливості необхідно наблизити пластини відхилення та збільшити їх довжину.
Швидкодія ЕПТ залежить від швидкості прольоту електронів
Класифікація
За способом відхилення електронного променя всі ЕПТ поділяються на дві групи: з електромагнітним відхиленням (індикаторні ЕПТ і кінескопи) і з електростатичним відхиленням. По здатності зберігати записане зображення ЕПТ ділять на трубки без пам'яті, і трубки з пам'яттю (індикаторні та осцилографічні), в конструкції яких передбачені спеціальні елементи (вузли) пам'яті, з допомогою яких неодноразово записане зображення може багаторазово відтворювати. За кольором світіння екрана ЕПТ поділяються на монохромні та багатоколірні. Монохромні можуть мати різний колір світіння: білий, зелений, синій, червоний та інші. Багатоколірні поділяються за принципом дії на двоколірні та триколірні. Двоколірні — індикаторні ЕПТ, колір світіння екрана яких змінюється або за рахунок переходу високої напруги, або за рахунок зміни щільності струму електронного променя. Триколірні (за основним кольорам) — кольорові кінескопи, багатокольоровість світіння екрана яких забезпечується спеціальними конструкціями електронно-оптичної системи, цветоделительной маски і екрану. Осцилографічні ЕПТ підрозділяють на трубки низькочастотних і НВЧ діапазонів. В останніх конструкціях застосована досить складна система відхилення електронного променя. Катодні трубки з екраном підрозділяють на телевізійні, моніторні і проекційні. Моніторні кінескопи мають менший крок маски, ніж телевізійні. Проекційні кінескопи мають розмір від 7 до 12", підвищену яскравість світіння екрана, є монохромними і відтворюють один з трьох базових кольорів RGB — червоний, зелений, синій. (див. CRT-проектор).
Сфера застосування
Катодні трубки з екраном використовуються в системах формування растрового зображення: різного роду телевізорах, моніторах, відеосистем. Осцилографічні ЕПТ найбільш часто використовуються в системах відображення функціональних залежностей: осцилографах, вобулоскопах, також в якості пристрою відображення на радіолокаційних станціях, у пристрої спеціального призначення; в радянські роки використовувалися і в якості наочних посібників при вивченні пристрою електронно-променевих приладів в цілому. Знакопечатающие ЕПТ використовуються в різній апаратурі спеціального призначення.
Фото, відео-матеріали
Список використаних джерел
- Вержиковский А. П. и др. Краткий словарь по радиоэлектронике / Под ред. Г. П. Попова, В. Г. Григорьянца. — Москва: Воениздат, 1980. — 512 с.(рос.)
- Український радянський енциклопедичний словник. У 3-х т. Т. 1. — 2-ге вид. — К., 1986.
- Бурак Я. І., Огірко І. В. Про визначення термопружності стану оболонки екрану кінескоп з урахуванням температурної залежності характеристик матеріалу / / Якість, міцність, надійність і технологічність електровакуумних приладів. — Київ: Наук. думка, 1976. — С.59-62.
- Все про монітори
- [1]
- [2]
