Главная - Литература

0 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 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233

и заметного действия на свечение экрана не оказывает.

Отклоняющее напряжение может быть приложено к отклоняющим пластинам либо путем заземления одной пластины и подачи отклоняющего напряжения на другую, либо путем подачи отклоняющего напряжения на обе пластины в противоположной фазе. Последний способ предпочтительнее, так как при этом не изменяется средний потенциал отклоняющих пластин. При несимметричном питании средний потенциал отклоняющих пластин изменяется как функция отклоняющего напряжения, изменяя тем самым разность потенциалов между вторым анодом и отклоняющими пластинами. Это в свою очередь вызывает расфокусировку электронного луча. Таким образом, наилучшую фокусировку на экране электронно-лучевой трубки можно получить только в одном месте.

Яркость пятна на экране электронно-лучевой трубки при определенном материале покрытия экрана зависит от числа ударяющихся об экран электронов в единицу времени и от их скорости. С другой стороны, чувствительность к отклонению обратно пропорциональна аксиальной скорости электронов. При значительном отклонении луча на экране требуется большая скорость электронов в пучке, чтобы создать достаточную яркость траектории движения луча на экране, необходимую для визуального наблюдения. Однако увеличение скорости электронного пучка снижает чувствительность к отклонению. Эту трудность можно частично обойти, если применить ускорение электронного луча после отклонения. В трубках этого типа потенциал второго анода достаточно низкий, чтобы получить удовлетворительную чувствительность к отклонению. Дополнительный электрод, увеличивающий яркость, располагается вблизи экрана на внутренней части трубки и имеет форму кольца. Потенциал этого электрода примерно в 2,3 раза больше, чем потенциал второго анода Таким образом, скорость электронов и, следовательно, яркость пятна на экране значительно увеличиваются без снижения чувствительности трубки к отклонению. Еще большие скорости электронов можно получить, если ввести в трубку несколько дополнительных ускоряющих электродов, чтобы постепенно довести ускоряющее напряжение до величины, превышающей напряжение второго анода примерно в 10 раз. Таким путем сводятся к минимуму искажения при отклонении, возникающие благодаря существованию полей между электродами, увеличивающими яркость, вторым анодом и отклоняющими пластинами.

Так как чувствительность к отклонению прямо пропорциональна расстоянию от экрана до отклоняющих пластин, то чувствительность по одной паре пластин будет несколько больше, чем по другой. Пара пластин, дающая большую чувствительность к отклонению, обычно используется для вертикального отклонения, а другая пара для горизонтального отклонения. Исследуемый сигнал подается на пластины вертикального отклонения, а на пластины горизонтального отклонения подается напряжение развертки. Расстояние и длину отклоняющих пла-

стин можно подобрать так, чтобы получить по существу одинаковую чувствительность в обеих плоскостях.

Основными преимуществами электростатической отклоняющей системы являются: 1) большое входное сопротивление отклоняющих элементов и, следовательно, малый расход мощности в их цепях; 2) большая скорость движения луча; 3) линейная зависимость отклонения луча от отклоняющего напряжения.

2-7д. Магнитная отклоняющая система. Отклонение электронного луча в электроннолучевой трубке можно также получить с помощью поперечного магнитного поля. Так как сила, действующая на электрон, перпендикулярна направлению движения электрона и направлению магнитного поля, то отклонение электронного луча будет в плоскости, перпендикулярной магнитному полю. Электроны, попадающие в магнитное поле, Движутся по окружности, радиус которой г определяется из выражения

г= [м], (2-59)

кг;

где т - масса электрона, равная 9,11 • 10 v - скорость электронов, м/сек; е - заряд электрона, равный -1,6-10~19 к; В - магнитная индукция, еб/л*2. При выходе из магнитного поля электроны имеют аксиальную и радиальную составляющие скорости. Отклонение пропорционально

*\ Улуоресаи-


Злектронтш луч

Рис. 2-54. Отклонение электронного луча в магнитном поле.

радиальной скорости и времени, которое требуется, чтобы электрон достиг экрана. Отклонение любой заряженной частицы в однородном поперечном магнитном поле определенной длины без учета краевого эффекта (рис. 2-54) равно:

h = 100/ LB

2MU,

(2-60)

где h

отклонение луча на экране, см; I - аксиальная длина магнитного поля, см;

L - расстояние от экрана до середины

магнитного поля, см; В - магнитная индукция, вб/м2;



q - заряд частицы, к;

М - масса частицы, кг;

£/а - ускоряющий потенциал, равный напряжению между анодом и катодом.

Из уравнения (2-60) видно, что величина отклонения заряженной частицы в магнитном поле пропорциональна отношению заряда частицы к ее массе. При отклонении заряженной частицы в электростатическом поле, как это следует из уравнения (2-58), величина отклонения не зависит от заряда или массы частицы.

Горловина электронно-лучевой трубки


дой из вертикальных обмоток, и наоборот-Поэтому взаимодействие между вертикальными и горизонтальными отклоняющими катушками будет очень слабое. Отклоняющие катушки могут быть намотаны без сердечника, как показано на рис. 2-55, в. Катушки наматываются в виде плоских рамок и затем им придается форма, удобная для насадки на горловину электронно-лучевой трубки. Чтобы получить в сечении трубки магнитное поле, близкое к однородному, вместо сосредоточен-



Рис. 2-55. Типичные отклоняющие катушки для электронно-лучевой тр>бки с магнитной

системой отклонения.

а - отклоняющие катушки на четырехполюсном стальном сердечнике, б - отклоняющие катушки на стальном сердечнике, создающие параллельные магнитные поля, в - отклоняющие катушки без сердечника со сосредоточенной намоткой, г - отклоняющие катушки без сердечника с распределенной намоткой, д - полураспределенная намотка с загнутыми

наружу краями катушек.

£сли в уравнение (2-60) подставить заряд и массу электрона, то получим:

h = 2,96 • 107 -L [см]. (2-61)

Отклоняющие катушки, создающие магнитное поле, могут иметь различную форму. Некоторые из них представлены на рис. 2-55. На рис. 2-55, а дана отклоняющая система, состоящая из круглого ярма с четырьмя стальными полюсными наконечниками. Отклоняющие катушки намотаны на полюсные наконечники, как показано на рисунке. Ярмо и полюсные наконечники могут быть изготовлены из листовой стали, из порошкового железа или из ферритов. На рис. 2-55, б катушки намотаны непосредственно на прямоугольное ярмо, направление магнитных полей показано на рисунке. Так как конструкция симметрична, две горизонтальные обмотки наводят равные и противоположные по фазе напряжения в каж-

ной намотки, изображенной на рис. 2-55, в, применяют многослойную распределенную намотку, как показано на рис. 2-55, г. Однородность магнитного поля достигается специальным распределением витков обмотки отклоняющих катушек, при котором плотность витков от середины к боковым краям возрастает пропорционально синусу угла 8 (рис. 2-55, г). Компромиссное решение между простотой сосредоточенной рамочной намотки (рис. 2-55, в) и распределенной намоткой, обеспечивающей более однородное магнитное поле (рис. 2-55, г), представлено на рис. 2-55, д. Для получения горизонтального и вертикального отклонения электронного луча на горловине баллона электронно-лучевой трубки располагают одну на другой две пары отклоняющих катушек во взаимно-перпендикулярных направлениях друг к другу.

Магнитная отклоняющая система может быть использована не во всех типах электроннолучевых трубок. Однако там, где она исполь-



зуется, это дает большие преимущества. В трубках с магнитной системой отклонения обычно применяется и магнитная фокусировка. Комбинация этих двух систем управления требует меньше места по сравнению с электростатической фокусировкой и отклонением при том же диаметре экрана, что позволяет уменьшить длину горловины и, следовательно, длину всей трубки. Сравнение уравнений (2-58) и (2-60) показывает, что величина магнитного отклонения обратно пропорциональна квадратному корню из ускоряющего потенциала, а величина электростатического отклонения обратно пропорциональна первой степени ускоряющего потенциала. При увеличении размера экрана нужно увеличивать ускоряющий потенциал, чтобы сохранить ту же яркость пятна, так как при том же угле отклонения электронный луч в течение меньшего времени воздействует на данный участок экрана. В больших трубках магнитное отклонение луча дает еще одно существенное преимущество по сравнению с электростатическим отклонением. В трубках с электростатическим отклонением большой угол отклонения может быть получен в ущерб чувствительности, так как сближение отклоняющих пластин недопустимо из-за попадания электронного пучка на их поверхность при большом отклонении. Во всех современных телевизионных электронно-лучевых трубках, которые имеют диаметр экрана более 25 см, применяется магнитная система отклонения.

В трубках с магнитной отклоняющей системой приходится сталкиваться с проблемой зашиты экрана от ионного пятна. Из уравнений (2-58) и (2-60) видно, что величина электростатического отклонения любой отрицательно заряженной частицы не зависит от ее массы, в то время как при одновременном действии электростатического и магнитного отклонений величина отклонения пропорциональна квадратному корню из отношения заряда к массе отклоняемой частицы. Масса отрицательных ионов, которые всегда в небольших количествах имеются в баллоне электронно-лучевой трубки, по крайней мере в 1 800 раз больше массы электрона, заряд же их обычно такой же, как заряд электрона. В результате ионы фактически не отклоняются магнитной отклоняющей системой и бомбардируют центр экрана. Ионная бомбардировка вызывает также изменение свечения люминофора и ослабление светового излучения, если она продолжается в течение какого-то промежутка времени. Для защиты экрана от ионной бомбардировки электронные пушки трубок с электромагнитным отклонением обычно имеют системы так называемых ионных ловушек. Существует несколько различных типов ионных ловушек, два из которых показаны на рис. 2-56 Все ионные ловушки разделяют поток электронов и поток ионов, используя то обстоятельство, что электроны отклоняются и магнитным и электростатическим полем, в то время как ионы заметно отклоняются только электростатическим полем.

2-7е. Экраны электронно-лучевых трубок. Положение электронного луча отмечается свечением люминофора, нанесенного на внутреннюю поверхность дна колбы трубки. Это явле-

ние свечения ряда веществ под действием электронной бомбардировки называется флуоресценцией. Имеется много различных типов люминофоров, дающих различный цвет свечения, имеющих разную длительность послесвечения и разную эффективность. В электронно-лучевых трубках обычного назначения, ис-


Рис. 2-56. Ионные ловушки для трубок с электростатическим и магнитным отклонением, й - ионная ловушка с двойным магнитом, б - наклонная электронная пушка.

пользуемых в большинстве осциллоскопов, в качестве люминофора применяется виллемит. Виллемит представляет собой ортосиликат цинка с очень небольшой примесью марганца. В качестве люминофоров используются также оксиды и сульфиды цинка, кадмия и магния. Для увеличения эффективности люминофоров и для получения свечения нужного цвета к ним добавляются очень небольшие количества некоторых веществ, называемых активаторами.

Сила света, отдаваемая экраном, может быть приближенно определена из выражения

/„ =KI (U- Uo), (2-62)

где /св - сила света в свечах;

К - постоянная, зависящая от материала экрана, св/вт, равная примерно 2; / - ток луча, а;

U - потенциал последнего ускоряющего

электрода, в; Uo - пороговый потенциал флуоресценции, в.

Световая отдача люминофора не исчезает мгновенно после прекращения воздействия на него электронов, а уменьшается постепенно по экспоненциальному закону. Это явление известно как фосфоресценция. В зависимости от состава люминофора длительность послесвечения может меняться от нескольких микросекунд до нескольких секунд. Экраны электроннолучевых трубок характеризуются спектральным составом свечения и длительностью послесвечения. Кривые послесвечения для некоторых люминофоров представлены на рис. 2-57.

Чтобы на экране электронно-лучевой трубки не накапливался отрицательный заряд, создающий тормозящее поле для движущихся к экрану электронов, необходимо, чтобы экран эмиттировал один или более вторичных электронов на каждый ударяющийся о него первичный электрон. Для любого материала отношение числа вторичных электронов к первичным является функцией энергии первичных электронов. Поэтому экран будет нормально рабо-



0 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 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233



0.0022