Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Промышленная электроника 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40


Раздел 3.

ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕСКИЕ И ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ

Глава 3.1. ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВЫЕ ТРУБКИ

3.1.1. Электроннолучевая трубка с электростатическим управлением

Электронно-оптические приборы преобразуют электрическую энергию в энергию оптического излучения (световую). К ним, в частности, относятся электроннолучевые приборы.

Электроннолучевой прибор - это электровакуумный прибор, преобразующий электрический сигнал в оптический с помощью формирования электронного луча и управления его интенсивностью и положением. Один из видов элекроннолучевого прибора - элекроннолучевая трубка.

Электроннолучевые трубки предназначены для преобразования электрического сигнала в оптическое изображение, которое получается на специальном экране с люминесцирующим слоем, светящимся под действием направленного на него тонкого электронного луча. Перемещение электронного луча по экрану вызывает перемещение светящегося под действием электронной бомбардировки пятна; луч как бы рисует на экране светящееся изображение. Электроннолучевые трубки могут быть использованы для визуального наблюдения или фотографирования электрических процессов, для отображения информации в виде цифр, букв и других знаков, а также графиков зависимости одной электрической величины от другой или от времени.

Электроннолучевые трубки, предназначенные для светящегося графического воспроизведения электрического сигнала, называют осциллографическими; на их основе построены измерительные приборы, называемые осциллографами. Приемные электроннолучевые трубки, предназначенные для воспроизведения телевизионных изображений, называют кинескопами.

Рассмотрим устройство электроннолучевой трубки (рис. 3.1). Она представляет собой стеклянную колбу вытянутой формы, с расширением к торцу (рис. 3.1, а). В колбе (баллоне) помещены: электронный прожектор, отклоняющая система и люминес-цирующий экран.

Электронный прожектор создает поток электронов, ускоряет их и фокусирует в узкий луч, направленный вдоль оси трубки в

центр экрана, а также позволяет управлять количеством электронов в луче, т. е. интенсивностью свечения экрана.

Отклоняющая система предназначена для управления движением электронного луча по экрану путем одновременного отклонения луча в двух взаимно перпендикулярных направлениях - вертикальном и горизонтальном.

Экран служит для получения на нем светящегося изображения.


Рис. 3.1. Электроннолучевая трубка: а - внешний вид; б - устройство: / - катод; 2 - управляющий электрод; 3- аноды; 4 - отклоняющие пластины; 5 - аквадаг; 6 - экран; 7 - баллон; в - условное графическое обозначение

В зависимости от способа фокусировки и отклонения электронного луча различают три типа электроннолучевых трубок:

с электростатическим управлением, в которых для фокусировки и отклонения луча используется электрическое поле;

с электромагнитным управлением, в которых для фокусировки и отклонения луча используется магнитное поле;

со смешанным управлением, в которых фокусировка осуществляется электрическим полем, а отклонение луча - магнитным.

Устройство элекроннолучевой трубки с электростатическим управлением схематически показано на рис. 3.1, б, а ее условное графическое обозначение - на рис. 3.1, в.

Электронный прожектор состоит из катода косвенного накала, управляющего электрода и двух или трех анодов, ускоряющих и фокусирующих электроны в луче. Катод имеет форму цилиндра, торец которого снаружи покрыт оксидным слоем; внутри цилиндра расположен подогреватель для накала катода и получения термоэлектронной эмиссии с его торца. Управляющий электрод, называемый модулятором, имеет форму цилиндра с от-



верстием в торце и расположен вокруг катода. На него подается отрицательное напряжение порядка нескольких десятков вольт относительно катода.

Электроны, эмиттируемые катодом, движутся под действием ускоряющего поля первого анода сквозь отверстие в торце управляющего электрода, отталкиваясь от его стенок. Количество электронов в луче, проходящем через это отверстие, зависит от величины отрицательного напряжения управляющего электрода: чем оно больше, тем меньше количество электронов в луче, меньше ток луча, а следовательно, и яркость свечения экрана в точке падения на него луча.


0.34-0.8 нв{А,

АаП15ив


Рис. 3.2. Полная система электростатической фокусировки луча (а), фокусирующее электрическое поле между анодами (б) и принцип действия этого поля на траекторию движения электронов луча (в)

Аноды представляют собой полые цилиндры с диафрагмами внутри. Электронный луч проходит сквозь отверстия в этих диафрагмах. Аноды имеют неодинаковые диаметры и разные положительные потенциалы: первый 300-1000 В, второй 1000- 5000 В и более. Эти потенциалы подобраны таким образом, что электрические поля, созданные ими, имеют специальную конфигурацию и собирают пучок летящих с большой скоростью электронов в узкий сходящийся луч (рис. 3.2, а).

В каждой точке неоднородного электрического поля, представленного криволинейными силовыми линиями, идущими в направлении от более высокого потенциала к менее высокому (рис. 3.2, б), на электрон действует сила, направленная по касательной к силовой линии в данной точке в сторону более высо-

кого потенциала, т. е. противоположно силовым линиям. Под действием этих сил изменяется направление движения электронов. Электрические поля между управляющим электродом и первым анодом и между следующими анодами действуют на электронный луч подобно тому, как оптические линзы действуют на световой луч. Пучок электронов фокусируется сначала внутри первого анода, затем расходится и снова собирается по мере выхода из второго анода. Электрическое поле, способное собирать или рассеивать поток электронов, называют электронной линзой.

Рассмотрим подробнее действие электронной линзы на траекторию движения электрона, летящего в ускоряющем поле в направлении к экрану (рис. 3.2, в). Траектория движения электрона изображена толстой линией, а силовая линия электрического поля между анодами А\ и А2 - тонкой пунктирной. В точке В на электрон действует сила Fi, которую можно разложить на две составляющие: горизонтальную F\ гор и вертикальную F\ вер. Первая ускоряет движение электрона вдоль оси трубки, вторая отклоняет его к оси. Аналогично в точке С сила Fq имеет горизонтальную составляющую F2rop, ускоряющую движение электрона, и вертикальную - /2вер, отклоняющую его от оси, но в меньшей степени, так как скорость электрона в точке С выше. В результате траектория данного электрона и всех электронов в луче пересечется с осью трубки в точке F экрана, являющейся фокусом системы электронных линз - рассеивающей и собирательной.

Напряжение на первом аноде регулируется таким образом, чтобы луч фокусировался в плоскости экрана и давал на нем четкое светящееся пятно, диаметр которого для осциллографи-ческих трубок обычно равен 0,5-I мм. Напряжение на втором аноде остается постоянным. Благодаря очень высокому напряжению на анодах создается сильное ускоряющее поле для электронов в луче.

Экран трубки покрыт специальным веществом - люминофором, - светящимся под действием электронного луча. Яркость и длительность свечения экрана, а также цвет свечения зависят от вещества люминофора, от скорости и количества электронов в луче. Чем больше скорость электронов и чем больше их падает на экран, тем ярче светится изображение. С течением времени способность люминесцентного вещества светиться ухудшается. Это явление называют утомляемостью экрана.

Цвет свечения зависит от состава люминофора. Для визуального наблюдения кривых исследуемого сигнала в осциллогра-фических трубках применяют люминофор, дающий желто-зеленое свечение, поскольку глаз человека наиболее чувствителен к излучению в этой области спектра. Для этого в качестве люминофора на экран наносится слой сульфида цинка. В труб-



ках, предназначенных для фотографирования изображения с экрана, используют люминофоры, дающие синее свечение. Для получения черно-белого телевизионного изображения на экранах кинескопов используется белое свечение, а для цветных изображений - сложный экран с точками красного, зеленого и синего свечения.

Электроны, падая с большой скоростью на экран трубки, отдают ему свою энергию, которая частично превращается в световую, а частично поглощается электронами вещества экрана и вызывает из него вторичную эмиссию электронов. Вторичные электроны, эмиттируемые экраном, улавливаются аквадагом.


Рис. 3.3. Действие отклоняющих пластин

который Представляет собой слой графита, нанесенный на внутреннюю поверхность стеклянного баллона электроннолучевой трубки. Аквадаг соединяется со вторым анодом и служит также для защиты электронного луча от воздействия внешних электрических и магнитных полей (см. рис. 3.1, б).

Отклоняющая система состоит из двух пар пластин. Первая пара плоскопараллельных пластин установлена по пути движения электронов луча горизонтально и служит для отклонения луча в вертикальном направлении. Эти пластины при подаче на них напряжения создают электрическое поле, сила которого действует на электроны вертикально, и называются вертикально-отклоняющими пластинами УУ. Вторая пара плоскопараллельных пластин расположена перпендикулярно первой и служит для отклонения электронного луча в горизонтальном направлении. Это горизонтально-отклоняющие пластины XX.

Действие отклоняющих пластин на электронный луч иллюстрирует рис. 3.3. При подаче постоянного напряжения на пластины УУ так, что потенциал верхней из них выше, чем нижней, луч отклонится из центра экрана О вверх в точку а, а при изменении полярности приложенного напряжения - вниз в точку б. При равенстве потенциалов пластин луч останется в точке О

на оси трубки. Чем больше напряжение между пластинами, тем сильнее отклоняется луч. Если на пластины У У подать переменное напряжение, то луч будет перемещаться вверх и вниз между точками а и б. Поэтому световое пятно тоже будет двигаться по отрезку вертикальной линии, непрерывно перемещаясь то вверх, то вниз и многократно прочерчивая этот отрезок. При сравнительно большой частоте переменного напряжения, а также вследствие инерционности зрения и свойства послесвечения экрана на экране будет видна непрерывная светящаяся линия, а не отдельные положения светящегося пятна. Длина светящегося вертикального отрезка пропорциональна амплитуде приложенного к пластинам УУ переменного напряжения.

Аналогично действует на движение электронного луча по горизонтали напряжение между пластинами XX: если выше потенциал передней пластины, то луч попадет в точку в, а если задней - то в точку г. При одновременной подаче переменных напряжений на обе пары пластин на экране наблюдаются разные светящиеся кривые линии, форма которых зависит от амплитуды, частоты и фазы подаваемых на пластины XX и УУ напряжений. Эти кривые носят название фигур Лиссажу и позволяют производить исследования электрических сигналов.

3.1.2. Принцип получения изображения на экране осциллографической трубки

Наличие двух взаимно перпендикулярных пар отклоняющих пластин позволяет получить на экране электроннолучевой трубки график исследуемого процесса в прямоугольной системе координат, т. е. графическую зависимость одной величины от другой.

Рассмотрим в качестве примера получение наиболее распространенных графиков зависимости напряжения сигнала от времени, т. е. временных диаграмм.

Положение светового пятна на экране в любой момент времени зависит от мгновенных значений обоих отклоняющих напряжений, а форма светящейся линии, которую чертит луч при своем движении, - от характера изменения этих напряжений. Если исследуемое изменяющееся напряжение подвести к вертикально-отклоняющим пластинам УУ, то на экране получится вертикальная линия. Для получения формы кривой исследуемого напряжения необходимо, чтобы луч одновременно смещался по горизонтали прямо пропорционально времени. Этот процесс называют разверткой электронного луча. Осью времени в этом случае служит линия развертки, которую прочерчивает луч под действием напряжения развертки Up между горизонтально-отклоняющими пластинами XX.

Для наблюдения электрических процессов, изменяющихся во



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.