Электростатическая фокусировка электронного луча

Глава 3

ПЕРЕДАЮЩИЕ И ПРИЕМНЫЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ТРУБКИ

 

3.1. Общие сведения

Передающие телевизионные трубки служат для преобразования оптических изображений в электрические сигналы изображения, а приемные трубки (кинескопы) для преобразования энергии электронного луча, управляемого сигналом изображения, в световое изображение на люминофорном экране.

Передающие и приемные трубки самых различных типов содержат много аналогичных составных элементов, использующих одинаковые физические явления.

И те и другие трубки заключены в стеклянные колбы определенной формы, из которых откачан воздух до получения высокого вакуума. Таким образом, телевизионные трубки являются разновидностью электровакуумных приборов. Оптическое изображение в сигнал изображения и наоборот преобразуется с помощью сфокусированного электронного луча, который представляет собой сфокусированный поток электронов. В связи с этим передающие и приемные трубки также называют электронно-лучевыми.

Поскольку электронный луч — это упорядоченный поток электрических зарядов (электронов), то фокусировать и управлять траекторией его движения можно с помощью электрических и магнитных полей.

 

Рис. 3.1. Схема основных элементов электронно-лучевых трубок

 

На рис. 3.1 схематически показаны основные элементы электронно-лучевых трубок. Электронный прожектор, представляющий собой систему цилиндрических электродов, является источником электронного луча. Задача фокусирующей системы — превратить довольно широкий расходящийся поток электронов, излучаемых катодом электронного прожектора, в узкий электронный луч. Фокусирующие системы бывают электростатические и электромагнитные. В современных приемных трубках применяется фокусировка электростатическая, а в передающих — электромагнитная, с помощью так называемой длинной фокусирующей катушки. Отклоняющая система служит для изменения траектории (отклонения) электронного луча с тем, чтобы он попадал на различные точки фотомишени передающей трубки или люминофорного экрана кинескопа. В процессе работы электронно-лучевых трубок фотомишень или экран становится источником вторичных электронов, для улавливания и отвода в цепь источника питания которых служит коллектор. Он располагается вблизи поверхности фотомишени или экрана и соединяется с анодом электронного прожектора.

В современных электронно-лучевых трубках преимущественно применяют пентодные электронные прожекторы (рис. 3.2). В состав пентодного электронного прожектора входят: подогревной катод (источник электронов) К, модулятор (управляющий электрод) М, ускоряющий (экранирующий) электрод УЭ, первый (фокусирующий) анод A 1 и второй анод А2. Все электроды имеют цилиндрическую форму и укреплены на траверсах из изоляционного материала. Отверстия в донышках цилиндров (диафрагмы) служат для пропускания только тех электронов, траектории которых близки к оси прожектора, что облегчает фокусировку электронного луча. Скорость движения электронов (их энергия) определяется потенциалом вто­рого анода, который, например, у цветных кинескопов достигает 25 кВ.

Потенциал модулятора всегда поддерживается отрицательным относительно катода. Изменение разности потенциалов между катодом и модулятором позволяет изменять (модулировать) ток электронного луча. При определенной отрицательной разности потенциалов между модулятором и катодом электронный прожектор запирается.

 

Рис. 3.2. Электронный про­жектор

 

Потенциалы ускоряющего электрода и первого анода выбирают исходя из конкретных требований к параметрам электронно-лучевых трубок.

Взрывозащита кинескопа

 

При конструировании кинескопов большое внимание обращается на прочность колбы, так как она испытывает на себе большие нагрузки.

Атмосферное давление действует на кинескоп со всех сторон. Но поверхности экрана и конуса, расположенного напротив экрана, значительно больше, чем поверхность боковых стенок колбы. Поэтому экран и конус сдавливаются атмосферным давлением с такой силой, что боковые стенки начинают растягиваться и стремятся как бы выпучиться наружу (рис. 3.10, а). Если на боковых поверхностях колбы имеются какие-нибудь мелкие дефекты, например царапины, то под действием сил растяжения они могут превратиться в трещины, что приведет к взрыву кинескопа.

Для устранения возможности взрыва на кинескоп надевается металлический бандаж, который сжимает боковые поверхности колбы так, чтобы скомпенсировать усилие растяжения боковых стенок (рис. 3.10, б).

В современных кинескопах дно колбы штампуют отдельно из специального стекла, а затем приваривают к конусной части кинескопа. Но из-за неоднородности стекла сопротивление места сварки резко снижается, а при эксплуатации кинескопа, когда изменяются окружающая температура, влажность, атмосферное давление, в зоне сварки образуются микротрещины, которые могут постепенно углубляться. Этот процесс ослабляет прочность колбы, в результате она может самопроизвольно разрушиться, т. е. произойдет взрыв. Для устранения этого промежуток между металлическим бандажом и стеклом заполняется веществом, которое имеет такой же коэффициент расширения, как и стекло. Если же стекло все-таки в этой зоне деформируется, то расширение трещины будет медленным и незначительным, что разрушает колбу, но устраняет возможность взрыва.

Глава 3

ПЕРЕДАЮЩИЕ И ПРИЕМНЫЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ТРУБКИ

 

3.1. Общие сведения

Передающие телевизионные трубки служат для преобразования оптических изображений в электрические сигналы изображения, а приемные трубки (кинескопы) для преобразования энергии электронного луча, управляемого сигналом изображения, в световое изображение на люминофорном экране.

Передающие и приемные трубки самых различных типов содержат много аналогичных составных элементов, использующих одинаковые физические явления.

И те и другие трубки заключены в стеклянные колбы определенной формы, из которых откачан воздух до получения высокого вакуума. Таким образом, телевизионные трубки являются разновидностью электровакуумных приборов. Оптическое изображение в сигнал изображения и наоборот преобразуется с помощью сфокусированного электронного луча, который представляет собой сфокусированный поток электронов. В связи с этим передающие и приемные трубки также называют электронно-лучевыми.

Поскольку электронный луч — это упорядоченный поток электрических зарядов (электронов), то фокусировать и управлять траекторией его движения можно с помощью электрических и магнитных полей.

 

Рис. 3.1. Схема основных элементов электронно-лучевых трубок

 

На рис. 3.1 схематически показаны основные элементы электронно-лучевых трубок. Электронный прожектор, представляющий собой систему цилиндрических электродов, является источником электронного луча. Задача фокусирующей системы — превратить довольно широкий расходящийся поток электронов, излучаемых катодом электронного прожектора, в узкий электронный луч. Фокусирующие системы бывают электростатические и электромагнитные. В современных приемных трубках применяется фокусировка электростатическая, а в передающих — электромагнитная, с помощью так называемой длинной фокусирующей катушки. Отклоняющая система служит для изменения траектории (отклонения) электронного луча с тем, чтобы он попадал на различные точки фотомишени передающей трубки или люминофорного экрана кинескопа. В процессе работы электронно-лучевых трубок фотомишень или экран становится источником вторичных электронов, для улавливания и отвода в цепь источника питания которых служит коллектор. Он располагается вблизи поверхности фотомишени или экрана и соединяется с анодом электронного прожектора.

В современных электронно-лучевых трубках преимущественно применяют пентодные электронные прожекторы (рис. 3.2). В состав пентодного электронного прожектора входят: подогревной катод (источник электронов) К, модулятор (управляющий электрод) М, ускоряющий (экранирующий) электрод УЭ, первый (фокусирующий) анод A 1 и второй анод А2. Все электроды имеют цилиндрическую форму и укреплены на траверсах из изоляционного материала. Отверстия в донышках цилиндров (диафрагмы) служат для пропускания только тех электронов, траектории которых близки к оси прожектора, что облегчает фокусировку электронного луча. Скорость движения электронов (их энергия) определяется потенциалом вто­рого анода, который, например, у цветных кинескопов достигает 25 кВ.

Потенциал модулятора всегда поддерживается отрицательным относительно катода. Изменение разности потенциалов между катодом и модулятором позволяет изменять (модулировать) ток электронного луча. При определенной отрицательной разности потенциалов между модулятором и катодом электронный прожектор запирается.

 

Рис. 3.2. Электронный про­жектор

 

Потенциалы ускоряющего электрода и первого анода выбирают исходя из конкретных требований к параметрам электронно-лучевых трубок.

Электростатическая фокусировка электронного луча

 

Электростатическая фокусировка электронного луча осуществляется электростатическими линзами, подобно тому, как луч света фокусируется оптическими линзами.

Простейшая электростатическая линза представляет собой пару цилиндрических электродов (анодов), расположенных вдоль оси трубки ДД' (рис. 3.3). Потенциал второго анода А2 должен быть больше потенциала первого анода А1.

Созданное этими электродами электрическое поле будет прижимать электроны к оси трубки, собирая их в точке Д', которая должна находиться на поверхности экрана кинескопа или фотоми­шени передающей трубки.

В пентодном электронном прожекторе (см. рис. 3.2) фокусирующая электростатическая линза образуется между первым (фокусирующим) и вторым анодами. Оптимальная фокусировка электронного луча достигается подбором потенциала фокусирующего электрода.

123456Следующая ⇒

Поделиться: