Реферат на тему электронно лучевая трубка

Обновлено: 05.07.2024

Совсем недавно электронно-лучевая трубка была распространена в самых различных устройствах, например, аналоговых осциллографах, а также в отраслях радиотехники – телевидении и радиолокации. Но прогресс не стоит на месте, и электронно-лучевые трубки начали постепенно вытесняться более современными решениями. Но в некоторых устройствах их все же применяют.

Основная группа электронно-лучевых трубок – осциллографические трубки, основным назначением которых является исследование быстрых изменений тока и напряжения.

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)

ЭЛТ - электронный электровакуумный прибор, в котором используется поток электронов, сконцентрированный в форме луча, и создающий на специальном экране видимое изображение.

Катод служит источником электронов, которые собираются в узкий луч фокусирующей системой, разгоняются в ускоряющем поле, создаваемом анодами и попадают на экран, покрытый люминофором - веществом, способным светиться при бомбардировке его электронами.

Модулятор (управляющий электрод) имеет отрицательный относительно катода потенциал, который регулирует плотность потока электронов, а следовательно - яркость свечения экрана.

Первый анод (фокусирующий электрод) - фокусирует пучок электронов и определяет его диаметр. Кроме того, первый и второй аноды создают для электронов ускоряющее поле, достаточное для вызывания свечения люминофора. Для этого на аноды подается высокое напряжение: на первый анод от сотен вольт до нескольких киловольт, на второй - от единиц кВ до десятков кВ.

Для управления положением светящегося пятна на экране применяют отклоняющую систему, которая может быть:

- электростатической - две пары пластин; разность потенциалов между пластинами X определяет положение луча по горизонтали, между пластинами Y-по вертикали.

- магнитной - две пары отклоняющих катушек, размещенных на горловине трубки; при протекании тока по катушкам возникает магнитное поле, отклоняющее электронный луч.

ЭЛТ применяются:

- в осциллографах – для наблюдения электронных процессов;

- в телевидении (кинескопах)- для преобразования электрического сигнала, содержащего информацию о яркости и цвете передаваемого изображения;

- в индикаторных устройствах РЛС - для преобразования электрических сигналов, содержащих информацию об окружающем пространстве, в видимое изображение.

Устройство электронно-лучевой трубки

Электронно-лучевая трубка представляет собой стеклянную колбу, в которой создан вакуум.

В суженном конце колбы находится электронная пушка, предназначенная для получения узкого пучка электронов (электронного луча).

Электронная пушка состоит из подогретого катода, управляющего электрода (модулятора), и двух анодов.

Кроме электронной пушки в трубке находится две пары отклоняющих пластин( горизонтальные и вертикальные).

Экран трубки с внутренней сторны покрыт люминофором.

Катод- это металлический цилиндр с оксидным покрытием торца, чем достигается излучение электронов в одном направлении. Цилиндр надевается на форфоровую трубку, внутри которой помещается нить подогрева.

Управляющий электрод имеет форму цилиндра с отверстием в торце и служит для регулирования количества электронов в луче.

Для придания ускорения электронам и дальнейшей фокусировки луча применяются два цилиндрических анода.

Оба анода имеют положительный потенциал относительно катода. Первый из них меньший, второй - больший.

Электроны, попав в электрическое поле анодов отклоняются в направлении к оси луча и получают ускорение в направлении движения.

Фокусировка производится регулировкой потенциала первого анода.

Допустим, что электронный луч совпадает с осью трубки, приложив к отклоняющим пластинам постоянное напряжение, получим между ними электрическое поле, которое вызовет отклонение луча и луч встретится с экраном уже в другой точке, отстоящей от осевой линии.

Принципы работы мониторов на электронно-лучевой трубке

Мониторы с электронно-лучевой трубкой нашли широкое применение в составе компьютерных систем.

Простота конструкции, высокая надежность, точная цветопередача и отсутствие задержек (тех самых миллисекунд реакции матрицы в ЖК) – вот их основные преимущества.

Однако в последнее время ЭЛТ вытесняется более экономными и эргономичными ЖК-мониторами.

Принцип работы такого монитора основан на испускании потока электронов электронно-лучевой пушкой.

Поток электронов представляет из себя узкий луч.

Отклоняющая система кинескопа перемещает этот луч по горизонтали и вертикали, обеспечивая формирование изображения на всей поверхности экрана монитора.

Яркость изображения регулируется изменением интенсивности этого потока.

В цветных мониторах используются три пушки, и изображение формируется из сочетания трех цветов: красного, зеленого и синего.

Электронно-лучевая трубка представляет собой электронно-лучевой прибор для осциллографии, приёма телевизионных изображений, электронно-лучевых коммуникаторов и ряда других областей техники. Во всех этих приборах создается тонкий пучок электронов (электронный луч), управляемый с помощью электрических или магнитных полей. Существует большое разнообразие электронно-лучевых трубок. Они могут быть с фокусировкой электронного луча электрическим или магнитным полем и с электрическим или магнитным отклонением луча; электронно-лучевые трубки бывают с различными цветами изображения на люминесцирующем экране; с различной длительностью свечения экрана (так называемое послесвечение). Они различаются также по размерам экрана, материалом баллона и другим признакам.

Содержание

Введение 3
1 Как устроена электронно-лучевая трубка 4
2 Классификация мониторов ЭЛТ по типу маски 6
2.1 ЭЛТ-мониторы с трёхточечной теневой маской 6
2.2 ЭЛТ-мониторы с щелевой апертурной решёткой 7
2.3 ЭЛТ-мониторы с гнездовой маской 8
3
4
5
5.1 Классификация электронно-лучевых трубок
Устройство электростатической электронно-лучевой трубки
Запоминающая электронно-лучевая трубка (трубка Уильямса)
Принцип работы трубки Уильямса 9
10
15
15
6
Принцип работы электронно-лучевой трубки
Заключение
Список использованных источников 16
17
18

Прикрепленные файлы: 1 файл

Электронно-лучевая трубка Ишанов.docx

Содержание

Как устроена электронно-лучевая трубка

Классификация мониторов ЭЛТ по типу маски

ЭЛТ-мониторы с трёхточечной теневой маской

ЭЛТ-мониторы с щелевой апертурной решёткой

ЭЛТ-мониторы с гнездовой маской

Классификация электронно-лучевых трубок

Устройство электростатической электронно-лучевой трубки

Запоминающая электронно-лучевая трубка (трубка Уильямса)

Принцип работы трубки Уильямса

Принцип работы электронно-лучевой трубки

Список использованных источников

Введение

Электронно-лучевая трубка представляет собой электронно-лучевой прибор для осциллографии, приёма телевизионных изображений, электронно-лучевых коммуникаторов и ряда других областей техники. Во всех этих приборах создается тонкий пучок электронов (электронный луч), управляемый с помощью электрических или магнитных полей. Существует большое разнообразие электронно-лучевых трубок. Они могут быть с фокусировкой электронного луча электрическим или магнитным полем и с электрическим или магнитным отклонением луча; электронно-лучевые трубки бывают с различными цветами изображения на люминесцирующем экране; с различной длительностью свечения экрана (так называемое послесвечение). Они различаются также по размерам экрана, материалом баллона и другим признакам.

1 Как устроена электронно-лучевая трубка

Цвет ‒ одно из свойств объектов материального мира, воспринимаемое зрительное ощущение. Зрительные ощущения возникают под действием на органы зрения излучений видимого диапазона, длины волн которых находятся примерно в пределах 380-780 мкм. Физические свойства излучения тесно связаны со свойствами вызываемого ими ощущения: с изменением мощности изменяется светлота, а с изменением длины волны ‒ цветность (характеристиками цвета являются цветовой тон, насыщенность и светлота). Таким образом, восприятие цвета - продукт нашего мозга, поэтому у каждого человека оно индивидуально и может отличаться от других.

Экран монитора представляет собой матрицу, состоящую из гнезд-триад, определенной структуры и формы (зависящей от конкретной технологии изготовления ‒ см. далее). Каждое такое гнездо состоит из трех элементов (точек, полос или других структур), формирующих RGB-триаду, в которой основные цвета располагаются настолько близко друг к другу, что отдельные элементы неразличимы для глаза. Таким образом, электронно-лучевые трубки, используемые в современных мониторах, имеют следующие основные элементы:

-электронные пушки (по одной на каждый цвет RGB-триады или одну, но испускающую три пучка);

-отклоняющую систему, то есть набор электронных "линз", формирующих пучок электронов;

-теневую маску, обеспечивающую точное попадание электронов от пушки каждого цвета в "свои" точки экрана;

-слой люминофора, формирующий изображение при попадании электронов в точку соответствующего цвета.

С этими элементами и связана непрерывная борьба производителей за качество изображения. Электронная пушка состоит из подогревателя, катода, испускающего поток электронов, и модулятора, ускоряющего и фокусирующего электроны. В современных кинескопах применяются оксидные катоды, в которых электроны испускаются эмиссионным покрытием из редкоземельных элементов, нанесенным на никелевый колпачок с расположенной внутри него нитью накала. Подогреватель обеспечивает нагревание катода до температуры 850-880 С, при которой и происходит испускание (эмиссия) электронов с поверхности катода. Остальные электроды трубки используются для ускорения и формирования пучка электронов. Соответственно каждая из трех электронных пушек создаёт пучок электронов для формирования своего цвета. При этом различают ЭЛТ с дельтовидным и планарным расположением пушек.

В случае дельтовидного расположения электронные пушки размещаются в вершинах равностороннего треугольника под углом 1 градус к оси кинескопа. Ошибка в значении угла наклона не должна превышать 1'. Наклон пушек выбирается таким образом, чтобы электронные лучи пересекались в некоторой точке (точке схождения) и дальше, расходясь на определенный угол, образовывали на маске небольшой круг, в пределах которого одновременно может находиться только одно отверстие теневой маски и одна RGB-триада (три точки люминофора основных цветов). Соответственно точки люминофора при этом также располагают по вершинам равностороннего треугольника, образующего эту триаду. Центр каждого отверстия в теневой маске расположен напротив оси симметрии данной триады точек люминофора. Электронные лучи, расходясь после теневой маски, попадают на точки люминофора соответствующего цвета и заставляют их светиться.

2 Классификация мониторов ЭЛТ по типу маски

Современные мониторы с любой маской имеют практически плоскую форму экрана, благодаря которой существенно снижаются искажения геометрии, особенно по углам. Поэтому тип маски по форме экрана определить не так просто. На сегодняшний день в ЭЛТ-дисплеях используются три основные технологии формирования матриц и масок для RGB-триад:

- трехточечная теневая маска (DOT-TRIO SHADOW-MASK CRT);

- щелевая апертурная решетка (APERTURE-GRILLE CRT);

- гнездовая маска (SLOT-MASK CRT).

Тип маски можно определить, посмотрев на экран в 10-20-кратную лупу. Однако при создании мониторов помимо масок используются различные отклоняющие системы и другая электроника. Хотя сам экран и является наиболее важным фактором, определяющим эксплуатационные параметры дисплея, отклоняющая система и видеоусилитель также играют важную роль. Поэтому не следует думать, что при использовании одного и того же типа матрицы изготовители получают мониторы с одинаковыми параметрами. Изготовители различных моделей говорят о больших преимуществах именно своей технологии, но тот факт, что на рынке предлагается несколько моделей и, кроме того, многие производители мониторов выпускают модели с различными типами матриц, показывает, что однозначного выбора не бывает. Предпочтения определяются только вкусами пользователя и его задачами.

2.1 ЭЛТ-мониторы с трёхточечной теневой маской

Наиболее старая и широко используемая технология с так называемой теневой маской использует перфорированную металлическую пластину, помещаемую перед люминофором. Она маскирует три отдельных луча, каждый из которых управляется собственной электронной пушкой. Маскирование обеспечивает необходимую концентрацию каждого луча и обеспечивает его попадание только на нужный цветовой участок люминофора. Однако практика показывает, что ни один из мониторов не обеспечивает идеального выполнения этой задачи по всей поверхности экрана. Ранние ЭЛТ-дисплеи с теневой маской имели выраженную криволинейную (сферическую) поверхность. Это позволяло добиваться лучшей фокусировки и уменьшало нежелательные эффекты и отклонения, вызываемые нагревом. В настоящее время большинство профессиональных и специализированных мониторов имеет практически плоский прямоугольный экран (типа FST). Мониторы с теневой маской имеют свои преимущества:

-текст выглядит лучше (особенно при малом размере точек);

-отлаженная технология обеспечивает лучшее соотношение стоимости и эксплуатационных качеств.

Из недостатков можно отметить меньшую яркость таких мониторов, недостаточную контрастность изображения и более короткий срок службы, по сравнению с другими типами дисплеев.

2.2 ЭЛТ-мониторы с щелевой апертурной решёткой

Новую технологию изготовления CRT-дисплеев ‒ с апертурной решеткой вместо традиционной точечной маски ‒ впервые предложила фирма Sony, выпустив мониторы с трубкой Trinitron. В электронных пушках этих трубок используются динамические квадрупольные магнитные линзы, позволяющие формировать очень тонкий и точно направленный пучок электронов. Благодаря такому решению значительно снижается астигматизм ‒ рассеивание электронного пучка, приводящее к недостаточной резкости и контрастности изображения (особенно по горизонтали). Но главное отличие от технологии с теневой маской здесь состоит в том, что вместо металлической пластины с круглыми отверстиями, выполняющей функции маски, здесь используется вертикальная проволочная сетка (апертурная решетка) и люминофор наносится не в виде точек, а в виде вертикальных полос. Мониторы с апертурной решеткой имеют следующие преимущества:

-в тонкой сетке меньше металла, что позволяет использовать больше энергии электронов на реакцию с люминофором, а значит, меньше рассеивается на решетке и уходит в тепло;

-увеличенная площадь покрытия люминофором позволяет повысить яркость излучения при той же интенсивности пучка электронов;

-в связи со значительным общим повышением яркости можно использовать более темное стекло и получать на экране более контрастное изображение;

-экран монитора с апертурной решеткой более плоский, чем у дисплеев с теневой маской, а в последних моделях даже не цилиндрический, как раньше, а почти абсолютно ровный, что гораздо удобнее в работе и уменьшает количество бликов и отражений.

2.3 ЭЛТ-мониторы с гнездовой маской

3 Классификация электронно-лучевых трубок

По способу отклонения электронного луча все ЭЛТ делятся на две группы: с электромагнитным отклонением (индикаторные ЭЛТ и кинескопы) и с электростатическим отклонением (осциллографические ЭЛТ и очень небольшая часть индикаторных ЭЛТ).

По способности сохранять записанное изображение ЭЛТ делят на трубки без памяти, и трубки с памятью (индикаторные и осциллографические), в конструкции которых предусмотрены специальные элементы (узлы) памяти, с помощью которых единожды записанное изображение может многократно воспроизводиться.

По цвету свечения экрана ЭЛТ подразделяются на монохромные и многоцветные. Монохромные могут иметь разный цвет свечения: белый, зелёный, синий, красный и другие. Многоцветные подразделяются по принципу действия на двухцветные и трёхцветные. Двухцветные ‒ индикаторные ЭЛТ, цвет свечения экрана которых меняется или за счет переключения высокого напряжения, или за счет изменения плотности тока электронного луча. Трёхцветные (по основным цветам) ‒ цветные кинескопы, многоцветность свечения экрана которых обеспечивается специальными конструкциями электронно-оптической системы, цветоделительной маски и экрана.

Осциллографические ЭЛТ подразделяют на трубки низкочастотного и СВЧ диапазонов. В конструкциях последних применена достаточно сложная система отклонения электронного луча.

Кинескопы подразделяют на телевизионные, мониторные и проекционные (применяются в видеопроекторах). Мониторные кинескопы имеют меньший шаг маски, чем телевизионные, а проекционные кинескопы имеют повышенную яркость свечения экрана. Они являются монохромными и имеют красный, зелёный и синий цвет свечения экрана.

Электронно-лучевые приборы являются преобразователями информации (сигналов) и по виду преобразования разделяются на следующие группы: преобразующие электрический сигнал в видимое изображение - приёмные ЭЛТ (осциллографы, телевизионные кинескопы) и индикаторные, используемые в радиолокационных системах и в устройствах вывода информации из ЭВМ; преобразующие видимое изображение в электрический сигнал-передающие ЭЛТ, используемые для передачи телевизионного изображения, запоминающие ЭЛТ, предназначенные для записи сигналов и последующего воспроизведения записанной информации в виде электрических сигналов, оптического изображения или того и другого. К электронно-лучевым приборам относят также электронно-оптические преобразователи, предназначенные для смещения изображения из одной спектральной области в другую с помощью электронного пучка.

Файлы: 1 файл

EL_pribory.docx

Электронно-лучевые приборы - электровакуумные приборы, в которых для индикации, коммутации и др. целей используется поток электронов, сконцентрированный в форме луча или пучка лучей. Электронно-лучевые приборы, имеющие форму трубки, вытянутой в направлении луча, наз. электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ).

Широкое распространение электронно- лучевые приборы имеют благодаря ряду свойств, присущих электронному пучку. Наиболее важным является его практическая безынерционность, позволяющая использовать электронно-лучевые приборы для исследования быстропротекающих процессов: с помощью электронного осциллографа можно зарегистрировать раздельно два импульса с интервалом 0,1 мкс. Это свойство объясняется очень малой массой электрона, что позволяет небольшим изменением электрического поля сообщать электронам очень большие ускорения. Воздействием поперечных электрических и магнитных полей можно практически мгновенно изменять направление движения электронов, отклонять или поворачивать электронный луч - управлять им.

Одним из основных показателей качества электронно-лучевых приборов является объём информации, преобразуемой без существенных искажений. Максимальный объём информации, воспроизводимой на экране приёмной трубки или воспринимаемой мишенью передающей и запоминающей трубки, определяется разрешающей способностью прибора. Например, разрешающая способность кинескопа оценивае тся кол-вом отдельно различимых светящихся строк, укладывающихся на рабочей поверхности экрана. Разрешающая способность, при прочих равных условиях, будет тем выше, чем меньше сечение электронного луча в плоскости приёмника.

В электронно-лучевых приборах можно выделить три основных конструктивных узла: электронный прожектор, формирующий электронный луч; отклоняющие системы, перемещающие электронный луч в пространстве; экран или мишень, являющиеся приёмником электронов луча.

Принцип работы электронно-лучевой пушки.

Кинескоп или электронно-лучевая трубка - электровакуумный прибор, преобразующий электрические сигналы в световые. Основные работы ЭЛТ были разработаны немецким физиком Карлом Брауном в 1895 году.

В основу работы электронно-лучевой трубки или просто кинескопа, как и любой электронной лампы, положен принцип электронной эмиссии. Как известно, нагретые тела испускают электроны. Концентрация свободных электронов в металлах достаточно высока, поэтому даже при средних температурах вследствие распределения электронов по скоростям (по энергии) некоторые электроны обладают энергией, достаточной для преодоления потенциального барьера на границе металла.

В баллоне ЭЛТ создан глубокий вакуум. Для создания электронного луча применяется устройство, именуемое электронной пушкой. Электронная пушка состоит из катода, управляющего электрода (модулятора), ускоряющего электрода, и одного и более анодов. При наличии двух и более анодов, первый анод называется фокусирующим электродом.

Катод создает поток электронов, которые исходят с его нагретой поверхности вследствие термоэлектронной эмиссии. В электронных пушках, применяемых в современных ЭЛТ, используется оксидный катод косвенного накала. Он обеспечивает достаточную эмиссию при относительно невысокой температуре 780—820 °С. При такой температуре катод обладает достаточной долговечностью, и для его подогрева требуется небольшая мощность. Катод и подогреватель образуют катодно-подогревный узел (КПУ).

КПУ представляет собой полую гильзу с плоским дном. На внешнюю поверхность дна гильзы нанесён оксидный слой, а внутри гильзы расположен подогреватель в виде спирали из проволоки с высоким удельным сопротивлением. Цепь подогревателя электрически изолирована от катода.

Оксидный слой представляет собой кристаллы твердого раствора окислов щёлочноземельных металлов — бария, кальция и стронция (BaO, CaO, SrO). Он окончательно формируется в процессе термовакуумной обработки ЭЛТ. В процессе откачки, при достижении необходимого уровня вакуума, катод прогревается с помощью внешнего индуктора, а затем и обычным путём, с помощью подогревателя, работающего в форсированном режиме. В результате в исходных веществах, нанесённых на поверхность катода, протекают химические реакции и выделяются газы. Этот процесс называют активацией и тренировкой катода. В свою очередь, неправильный температурный режим в процессе эксплуатации (питание подогревателя повышенным или пониженным напряжением), а также ухудшение вакуума, ведёт к деструктивным механическим и химическим процессам в оксидном слое катода, что ускоряет наступление отказа электронной пушки из-за потери эмиссии (невозможности получить необходимый ток катода). Максимальный ток катода, который должна обеспечивать электронная пушка, применяемая в кинескопах, составляет порядка 200—300 мкА.

Модулятор представляет собой цилиндрический стакан, накрывающий катод. В центре его дна имеется калиброванное отверстие, которое называется несущая диафрагма. С её помощью начинается формирование нужной толщины электронного пучка. Модулятор ближе всех остальных электродов расположен к катоду (расстояние между оксидной поверхностью катода и отверстием модулятора составляет 0,08—0,20 ± 0,01 мм), поэтому его потенциал наиболее значительно влияет на ток электронного луча, отсюда и его название.

Назначение и действие модулятора подобно назначению и действию управляющей сетки в электронной лампе. Зависимость тока электронного луча от потенциала модулятора называется модуляционной характеристикой электронной пушки. На модуляторе в каждый момент времени должен быть отрицательный потенциал относительно катода. Его постоянная составляющая задаёт постоянную составляющую тока электронной пушки и, следовательно, яркость свечения экрана ЭЛТ. Если абсолютное значение отрицательного потенциала на модуляторе будет превышать величину запирающего напряжения, ток электронного луча будет равен нулю.

Ускоряющий электрод представляет собой полый цилиндр, расположенный на оси электронной пушки. На него подаётся положительный потенциал в несколько сотен вольт, он располагается между модулятором и фокусирующим электродом, и выполняет несколько функций:

-сообщает электронам начальную скорость в пределах электронной пушки.

-между ускоряющим электродом и анодом образуется дополнительная электростатическая линза, уменьшающая угол расхождения пучка перед входом в главную линзу, которую образуют аноды.

-экранирует прикатодное пространство от поля анода (действует подобно экранной сетке в электронной лампе), вследствие чего колебания анодного напряжения не сказываются на токе пучка и не приводят к колебаниям яркости свечения экрана ЭЛТ.

Конструкция анодов аналогична конструкции ускоряющего электрода. Цилиндр второго анода имеет выходную диафрагму. Она пропускает электроны, траектория которых имеет малое отклонение от оси электронной пушки. Высокие положительные потенциалы, приложенные к анодам, придают пролетающим сквозь них электронам необходимую скорость. В ЭЛТ с электростатической фокусировкой луча фокусирующий электрод и анод образуют главную электростатическую линзу, которая фокусирует электронный пучок на экран. Фокусное расстояние этой линзы зависит от их геометрии, расстояния между ними и соотношения их потенциалов. Оно регулируется путем изменения потенциала на фокусирующем электроде для достижения максимально резкого изображения.

По способу отклонения электронного луча все ЭЛТ делятся на две группы: с электромагнитным отклонением и с электростатическим отклонением.

По способности сохранять записанное изображение ЭЛТ делят на трубки без памяти, и трубки с памятью, в конструкции которых предусмотрены специальные элементы (узлы) памяти, с помощью которых единожды записанное изображение может многократно воспроизводиться.

По цвету свечения экрана ЭЛТ подразделяются на монохромные и многоцветные. Монохромные могут иметь разный цвет свечения: белый, зелёный, синий, красный и другие. Многоцветные подразделяются по принципу действия на двухцветные и трёхцветные. Двухцветные — индикаторные ЭЛТ, цвет свечения экрана которых меняется или за счет переключения высокого напряжения, или за счет изменения плотности тока электронного луча. Трёхцветные (по основным цветам) — цветные кинескопы, многоцветность свечения экрана которых обеспечивается специальными конструкциями электронно-оптической системы, цветоделительной маски и экрана.

Важнейшим прибором для отображения информации является дисплей. Основой его является либо электронно-лучевая трубка, либо специальная светящаяся матрица. Познакомимся кратко с устройством электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Принцип работы ЭЛТ.

В конце XIXв, при исследовании проводимости разреженных газов, были открыты катодные лучи. Их испускал в вакууме нагретый катод. Эти лучи невидимы, однако, они могут вызывать свечение веществ-люминофоров, попадая на них.

Рис. 1. Катодные лучи.

При дальнейших исследованиях строения вещества был открыт электрон, а катодные лучи были отождествлены с потоком электронов. Если электроны собрать в узкий пучок, то, направив его на поверхность, покрытую люминофором (на экран), можно получить свечение небольшого пятнышка – точки.

Точка может менять яркость, в зависимости от энергии и количества электронов. А изменяя направление электронного пучка, можно перемещать светящуюся точку в любое место экрана. Поскольку электроны в пучке движутся с большой скоростью ($10^6-10^7$м/с), такое перемещение можно осуществлять также очень быстро, быстрее инерции человеческого зрения.

Устройство ЭЛТ

Таким образом, для формирования изображения необходимо создавать узкий пучок электронов, направлять его на экран, покрытый люминофором, и иметь возможность менять его интенсивность и направление. Для управления электронными пучками электронно-лучевая трубка(ЭЛТ) содержит следующие компоненты.

Рис. 2. Устройство электронно-лучевой трубки.

Колба ЭЛТ – это главный конструктивный элемент, создающий вакуум, и служащий для крепления всех деталей. Представляет собой трубку, расширяющуюся на одном конце. Боковая поверхность широкой части покрыта изнутри люминофором. С другой стороны этой трубки размещены конструктивные элементы, создающие электронный пучок – электронная пушка.

Электроны внутри пушки генерируются катодом – цилиндром, покрытым веществом, легко испускающим электроны при нагревании. Внутри катода для этого имеется нагревательная спираль.

Затем электроны проходят сквозь узкое отверстие управляющего электрода. На нем имеется некоторый отрицательный потенциал, которым можно ограничивать количество электронов в пучке, меняя его интенсивность (модулировать его).

После выхода из управляющего электрода, поток электронов увлекается положительным полем анода. Анодов в ЭЛТ обычно два. Оба они изготовлены в виде цилиндров, внутри которых имеются отверстия для пролета электронов. Такое устройство позволяет на первом аноде собрать электроны в узкий пучок (сфокусировать его), а второй использовать для окончательного их разгона.

Последний элемент ЭЛТ – отклоняющая система. Она расположена между электронной пушкой и экраном, и предназначена для изменения направления электронного пучка. Отклоняющая система может быть электростатической (две пары пластин, обычно используется в осциллографах) или электромагнитной (две пары катушек индуктивности, обычно используется в телевизорах). В соответствии с законами электродинамики, изучаемыми в 10 классе, с помощью поля, создаваемого отклоняющей системой, можно направлять сформированный электронный пучок в необходимую точку экрана. Сигналы, управляющие модуляцией электронного пучка и его отклонением, формируются специальными электрическими схемами.

ЭЛТ может содержать несколько электронных пушек, и генерировать несколько лучей. Это позволяет в осциллографах исследовать одновременно несколько сигналов, а в телевизорах – управлять одновременно тремя разными цветами изображения.

Рис. 3. Цветной кинескоп.

Что мы узнали?

Электронно-лучевая трубка(ЭЛТ) – это устройство, предназначенное для построения изображения на экране с помощью пучка электронов. Она состоит из трубки, расширенной на одном конце, где располагается экран, и электронной пушки в другом конце, где формируется электронный пучок. Посередине имеется отклоняющая система, управляющая направлением пучка.

Читайте также: