شاشات أنبوب أشعة الكاثود. تطبيقات أنبوب أشعة الكاثود

أنبوب أشعة الكاثود، الذي تم اختراعه في عام 1897، عبارة عن جهاز فراغ إلكتروني يشترك كثيرًا مع الأنبوب المفرغ التقليدي. ومن الخارج، الأنبوب عبارة عن دورق زجاجي ذو رقبة ممدودة وجزء نهاية مسطح - شاشة.

يوجد داخل المصباح والرقبة، وكذلك داخل أسطوانة المصباح الإلكتروني، أقطاب كهربائية، يتم لحام أسلاكها، مثل تلك الخاصة بالمصباح، بأرجل القاعدة.

الغرض الرئيسي من أنبوب أشعة الكاثود هو تكوين صورة مرئية باستخدام الإشارات الكهربائية. من خلال تطبيق الفولتية المناسبة على أقطاب الأنبوب، يمكنك رسم رسوم بيانية للجهود والتيارات المتناوبة، وخصائص أجهزة الراديو المختلفة، وكذلك الحصول على صور متحركة على شاشتها، مواضيع مماثلةالتي نراها على شاشة السينما.

أرز. 1. قلم رصاص رائع.

كل هذا يجعل من أنبوب أشعة الكاثود جزءًا لا غنى عنه في أجهزة التلفزيون والرادارات والعديد من أدوات القياس والحوسبة.

ما هو نوع "قلم الرصاص السريع" الذي يمكنه رسم نبضات التيار على شاشة أنبوب أشعة الكاثود التي تدوم أجزاء من المليون من الثانية؟ كيف يمكنك اختيار نغمات نمط معقد؟ كيف يمكنك "مسح" صورة واحدة على الفور من الشاشة وإنشاء صورة أخرى بنفس السرعة؟ (رسم بياني 1).

شاشة الفلورسنت لشعاع الإلكترون. يعتمد تشغيل أنبوب أشعة الكاثود على قدرة بعض المواد (الويليت، كبريتيد الزنك، ألومينات الزنك:) على التوهج (التألق) تحت تأثير القصف الإلكتروني.

إذا كان أنود أنبوب الإلكترون التقليدي مغطى من الداخل بمثل هذه المادة المضيئة، فسوف يتوهج بشكل ساطع بسبب قصف الإلكترونات التي تشكل تيار الأنود. بالمناسبة، يتم استخدام مثل هذا الأنود الانارة في أحد أنابيب الإلكترون الخاصة - مؤشر الضبط البصري 6E5C. يتم تغليف الجزء الداخلي من الطرف السميك للقارورة بتركيبة مضيئة، وبالتالي تشكيل شاشة مضيئة لأنبوب أشعة الكاثود. باستخدام جهاز خاص- "بندقية الإلكترون" - شعاع ضيق من الأقطاب الكهربائية - "شعاع الإلكترون" - يتم توجيهه من عنق الأنبوب إلى الشاشة.

أرز. 2. تتوهج الشاشة تحت تأثير شعاع الإلكترونات.

في المكان الذي تصطدم فيه الإلكترونات بالطبقة المضيئة، تتشكل نقطة مضيئة على الشاشة، والتي يمكن رؤيتها بوضوح (من النهاية) من خارج الأنبوب عبر الزجاج. كيف كمية كبيرةتشكل الإلكترونات شعاعًا، وكلما تحركت هذه الإلكترونات بشكل أسرع، زادت سطوع النقطة المضيئة على الشاشة المضيئة.

إذا تم تحريك شعاع الإلكترون في الفضاء، فستتحرك النقطة المضيئة أيضًا عبر الشاشة، وإذا تحرك الشعاع بسرعة كافية، فسترى أعيننا خطوطًا مضيئة صلبة على الشاشة بدلاً من نقطة متحركة (الشكل 2).

إذا قمت بتتبع خط الشاشة بالكامل بسرعة باستخدام شعاع الإلكترون وفي نفس الوقت قمت بتغيير تيار الشعاع (أي سطوع النقطة المضيئة) وفقًا لذلك، فيمكنك الحصول على صورة معقدة وواضحة إلى حد ما على الشاشة.

وبالتالي، يتم الحصول على الصورة الموجودة على شاشة الأنبوب المضيئة باستخدام شعاع من الإلكترونات موجه بشكل حاد، وبالتالي، تمامًا كما هو الحال في أنبوب الإلكترون، ترتبط العمليات الرئيسية في الأنبوب بإنتاج وحركة منتظمة للإلكترونات الحرة في الفراغ .

أنبوب أشعة الكاثود والصمام الثلاثي

يشبه أنبوب أشعة الكاثود في كثير من النواحي أنبوب التضخيم - الصمام الثلاثي. تمامًا مثل المصباح، يحتوي الأنبوب على كاثود ينبعث منه الإلكترونات اللازمة لإنتاج شعاع الإلكترون. من كاثود الأنبوب، تنتقل الإلكترونات إلى الشاشة، والتي، مثل أنود الصمام الثلاثي، لديها إمكانات إيجابية عالية بالنسبة للكاثود.

أرز. 3. ظهور الإلكترونات الثانوية

ومع ذلك، فإن تطبيق الجهد الموجب مباشرة على الشاشة أمر صعب، لأن المادة المضيئة هي شبه موصل. ولذلك، يجب إنشاء الفولتية الإيجابية على الشاشة بشكل غير مباشر. الجزء الداخلي من القارورة مغطى بطبقة من الجرافيت، والتي يتم تطبيق جهد إيجابي عليها. الإلكترونات التي تشكل الشعاع ، والتي تضرب المادة المضيئة بقوة ، "تطرد" منها ما يسمى بالإلكترونات "الثانوية" ، والتي تتحرك بطريقة منظمة نحو طلاء الجرافيت تحت تأثير الجهد الموجب عليها (الشكل 1). 3).

في اللحظة الأولى، يكون عدد الإلكترونات الثانوية التي تخرج من الشاشة أكبر بكثير من عدد إلكترونات الشعاع التي تدخلها. وهذا يؤدي إلى تكوين نقص في الإلكترونات في ذرات مادة الانارة، أي تكتسب الشاشة إمكانات إيجابية. لن يتم تحقيق التوازن بين عدد الإلكترونات التي تصل إلى الشاشة وعدد الإلكترونات الثانوية الخارجة منها إلا عندما يكون الجهد الكهربي على شاشة الأنبوب قريبًا من الجهد الموجود على طلاء الجرافيت. وبالتالي فإن التيار الموجود في أنبوب أشعة الكاثود مغلق على طول مسار الكاثود - الشاشة - طلاء الجرافيت، وبالتالي فإن طلاء الجرافيت هو الذي يلعب دور الأنود، على الرغم من أن الأقطاب الكهربائية المتطايرة من الكاثود لا تصطدم به مباشرة .

بالقرب من كاثود الأنبوب يوجد قطب تحكم (مغير) يلعب نفس دور شبكة التحكم في الصمام الثلاثي. من خلال تغيير الجهد الكهربائي على قطب التحكم، يمكنك تغيير مقدار تيار الشعاع، والذي بدوره سيؤدي إلى تغيير في سطوع النقطة المتوهجة على الشاشة.

ومع ذلك، إلى جانب أوجه التشابه بين أنبوب الإلكترون المضخم وأنبوب أشعة الكاثود، هناك ميزات في تشغيل الأخير تميزه بشكل أساسي عن الصمام الثلاثي.

أولاً، تنتقل الإلكترونات من الكاثود إلى شاشة الأنبوب في شعاع ضيق، بينما تتحرك في "جبهة عريضة" إلى أنود المصباح.

ثانيًا، من أجل إنشاء صورة عليها عن طريق تحريك نقطة مضيئة عبر الشاشة، من الضروري تغيير اتجاه حركة الإلكترونات المتطايرة نحو الشاشة، وبالتالي تحريك شعاع الإلكترون في الفضاء.

ويترتب على ذلك أن أهم العمليات التي تميز الأنبوب عن الصمام الثلاثي هي تكوين شعاع إلكتروني رفيع وانحراف هذا الشعاع في اتجاهات مختلفة.

تكوين وتركيز شعاع الإلكترون

يبدأ تكوين شعاع الإلكترون بالفعل بالقرب من كاثود أنبوب أشعة الكاثود، والذي يتكون من أسطوانة نيكل صغيرة بغطاء مغطى بمادة باعثة (انبعاث جيد للإلكترونات عند تسخينها). يتم وضع سلك معزول - سخان - داخل الاسطوانة. بفضل تصميم الكاثود هذا، تنبعث الإلكترونات من مساحة سطحية أصغر بكثير من تلك الموجودة في الأنبوب المفرغ التقليدي. يؤدي هذا على الفور إلى إنشاء اتجاه معين لشعاع الإلكترونات المتطاير من الكاثود.

يتم وضع كاثود أنبوب أشعة الكاثود في درع حراري - أسطوانة معدنية يكون الجزء الأخير منها موجهًا نحو المصباح مفتوحًا. ونتيجة لذلك، فإن الإلكترونات لا تتحرك من الكاثود في جميع الاتجاهات، كما هو الحال في المصباح، ولكن فقط في اتجاه الشاشة المضيئة. ومع ذلك، على الرغم من التصميم الخاص للكاثود والدرع الحراري، فإن تدفق الإلكترونات المتحركة يظل واسعًا بشكل مفرط.

يتم إجراء تضييق حاد لتدفق الإلكترون بواسطة قطب التحكم، والذي، على الرغم من أنه يلعب دور شبكة التحكم، إلا أنه ليس له أي شيء مشترك مع الشبكة من الناحية الهيكلية. يتكون قطب التحكم على شكل أسطوانة تغطي الكاثود، وفي الجزء الأخير يتم عمل ثقب دائري يبلغ قطره عدة أعشار المليمتر.

يتم تطبيق انحياز سلبي كبير (عدة عشرات الفولتات) على قطب التحكم، مما يؤدي إلى صد الإلكترونات، والتي، كما تعلم، لها شحنة سالبة. تحت تأثير الجهد السلبي، يتم "ضغط" مسارات (مسارات الحركة) للإلكترونات التي تمر عبر ثقب ضيق في قطب التحكم باتجاه مركز هذا الثقب وبالتالي يتم تشكيل شعاع إلكتروني رفيع إلى حد ما.

ومع ذلك، لكي يعمل الأنبوب بشكل طبيعي، فمن الضروري ليس فقط إنشاء شعاع إلكتروني، ولكن أيضًا تركيزه، أي التأكد من أن مسارات جميع إلكترونات الشعاع تتلاقى على الشاشة عند نقطة واحدة. إذا لم يتم تركيز الشعاع، فسوف تظهر على الشاشة بقعة مضيئة كبيرة إلى حد ما، ونتيجة لذلك، ستكون الصورة غير واضحة أو، كما يقول المصورون الهواة، "غير حادة".

أرز. 4. المسدس الإلكتروني وتشبيهه البصري.

يتم تركيز الشعاع بواسطة نظام بصري إلكتروني، يعمل على تحريك الإلكترونات بنفس الطريقة التي تعمل بها البصريات التقليدية على أشعة الضوء. يتكون النظام البصري الإلكتروني من عدسات إلكتروستاتيكية (تركيز ثابت) أو عدسات كهرومغناطيسية (تركيز مغناطيسي)، والنتيجة النهائية لها واحدة.

العدسة الكهروستاتيكية ليست أكثر من (الشكل 4 أ) تم تشكيلها باستخدام أقطاب كهربائية خاصة الحقل الكهربائي، تحت تأثيرها تنحني مسارات إلكترونات الشعاع. في الأنبوب ذو التركيز الثابت (الشكل 4، ب) توجد عادةً عدستين، يتم استخدام قطب تحكم معروف بالفعل لتكوينهما، بالإضافة إلى قطبين كهربائيين خاصين: الأنودات الأولى والثانية. كلا هذين القطبين عبارة عن أسطوانات معدنية، أحيانًا بأقطار مختلفة، يتم تطبيق جهد موجب كبير (نسبة إلى الكاثود): الأنود الأول عادة ما يكون 200-500 فولت، والثاني هو 800-15000 فولت.

يتم تشكيل العدسة الأولى بين قطب التحكم والأنود الأول. نظيرتها البصرية عبارة عن عدسة مجمعة ذات تركيز قصير، وتتكون من عنصرين: عدسة ثنائية التحدب وعدسة ثنائية التقعر. تنتج هذه العدسة صورة للكاثود الموجود داخل الأنود الأول، والذي بدوره يتم عرضه على شاشة الأنبوب باستخدام العدسة الثانية.

العدسة الثانية تتكون من المجال الموجود بين الأنود الأول والثاني وهي تشبه العدسة الأولى، إلا أن البعد البؤري لها أطول بكثير. وهكذا، تلعب العدسة الأولى دور المكثف، وتعمل العدسة الثانية كعدسة الإسقاط الرئيسية.

يوجد داخل الأنودات صفائح معدنية رفيعة بها ثقوب في المنتصف - أغشية تعمل على تحسين خصائص تركيز العدسات.

من خلال تغيير الجهد على أي من الأقطاب الكهربائية الثلاثة التي تشكل العدسات الكهروستاتيكية، يمكنك تغيير خصائص العدسات، وتحقيق تركيز جيد للشعاع. يتم ذلك عادةً عن طريق تغيير الجهد عند القطب الموجب الأول.

بضع كلمات عن أسماء الأقطاب الكهربائية "الأنود الأول" و "الأنود الثاني". لقد أثبتنا سابقًا أن دور الأنود في أنبوب أشعة الكاثود يلعبه طلاء الجرافيت الموجود بالقرب من الشاشة. ومع ذلك، فإن الأنودات الأولى والثانية، المخصصة بشكل أساسي لتركيز الشعاع، بسبب وجود جهد إيجابي كبير عليها، تعمل على تسريع الإلكترونات، أي أنها تفعل نفس الشيء مثل أنود المصباح المكثف. ولذلك يمكن اعتبار أسماء هذه الأقطاب الكهربائية مبررة، خاصة وأن بعض الإلكترونات الهاربة من الكاثود تقع عليها.

أرز. 5. أنبوب التركيز المغناطيسي. 1 - قطب التحكم؛ 2 — الأنود الأول؛ 3 - ملف التركيز؛ 4 — طلاء الجرافيت. 5 — شاشة الانارة. 6- قارورة.

في أنابيب أشعة الكاثود ذات التركيز المغناطيسي (الشكل 5)، لا يوجد أنود ثانٍ. يلعب المجال المغناطيسي دور العدسة المجمعة في هذا الأنبوب. يتكون هذا المجال من ملف يغطي عنق الأنبوب الذي يمر من خلاله تيار مباشر. يتم إنشاء المجال المغناطيسي للملف حركة دورانيةالإلكترونات. وفي نفس الوقت تتحرك الإلكترونات بسرعة عالية موازية لمحور الأنبوب باتجاه الشاشة المضيئة تحت تأثير جهد كهربائي موجب عليها. ونتيجة لذلك، تشكل مسارات الإلكترون منحنى “يشبه الحلزون”.

ومع اقترابها من الشاشة، تزداد سرعة الحركة الانتقالية للإلكترونات، ويضعف تأثير المجال المغناطيسي. ولذلك، فإن نصف قطر المنحنى يتناقص تدريجيًا وبالقرب من الشاشة يتم تمديد شعاع الإلكترون إلى شعاع مستقيم رفيع. عادة ما يتم تحقيق التركيز الجيد عن طريق تغيير التيار في ملف التركيز، أي عن طريق تغيير قوة المجال المغناطيسي.

غالبًا ما يُطلق على النظام بأكمله لإنتاج شعاع الإلكترون في الأنابيب اسم "مسدس الإلكترون" أو "كشاف الإلكترون".

انحراف شعاع الإلكترون

يتم انحراف شعاع الإلكترون، وكذلك تركيزه، باستخدام المجالات الكهربائية (انحراف الكهروستاتيك) أو باستخدام المجالات المغناطيسية (الانحراف المغناطيسي).

في الأنابيب ذات الانحراف الكهروستاتيكي (الشكل 6 أ)، يمر شعاع الإلكترون، قبل اصطدامه بالشاشة، بين أربع لوحات قطبية معدنية مسطحة، والتي تسمى لوحات الانحراف.

أرز. 6. التحكم في الشعاع باستخدام. أ- المجالات الكهروستاتيكية و ب- المجالات المغناطيسية.

حديثاً أنبوب أشعة الكاثودكان منتشرا في أغلب الأحيان أجهزة مختلفةعلى سبيل المثال، راسمات الذبذبات التناظرية، وكذلك في الصناعات الهندسية الراديوية - التلفزيون والرادار. لكن التقدم لم يقف ساكناً، وبدأ استبدال أنابيب أشعة الكاثود تدريجياً بالمزيد الحلول الحديثة. ومن الجدير بالذكر أن بعض الأجهزة لا تزال تستخدمها، لذلك دعونا نلقي نظرة على ما هي عليه.

كمصدر للجسيمات المشحونة في أنابيب أشعة الكاثود، يتم استخدام الكاثود الساخن، الذي ينبعث الإلكترونات نتيجة للانبعاث الحراري. يتم وضع الكاثود داخل قطب التحكم، الذي له شكل أسطواني. إذا قمت بتغيير الإمكانات السلبية لقطب التحكم، فيمكنك تغيير سطوع نقطة الضوء على الشاشة. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن تغيير الإمكانات السلبية للقطب يؤثر على حجم تدفق الإلكترون. يوجد خلف قطب التحكم أنودان أسطوانيان، يتم تركيب أغشية بداخلهما (أقسام ذات فتحات صغيرة). يضمن المجال المتسارع الناتج عن الأنودات الحركة الموجهة للإلكترونات نحو الشاشة وفي نفس الوقت "يجمع" تدفق الإلكترون في تيار ضيق (شعاع). بالإضافة إلى التركيز الذي يتم تنفيذه باستخدام المجال الكهروستاتيكي، في أنبوب أشعة الكاثود، يتم أيضًا استخدام التركيز المغناطيسي للشعاع. لتحقيق ذلك، يتم وضع ملف التركيز على عنق الأنبوب. ، الذي يعمل على الإلكترونات الموجودة في المجال المغناطيسي الناتج عن الملف، يضغطها على محور الأنبوب، وبالتالي يشكل شعاعًا رفيعًا. لتحريك أو انحراف شعاع الإلكترون على الشاشة، تمامًا كما هو الحال في التركيز، كهربائيًا و المجالات المغناطيسية.

يتكون نظام انحراف الشعاع الكهروستاتيكي من زوجين من الألواح: الأفقي والرأسي. عند الطيران بين الصفيحتين، تنحرف الإلكترونات نحو الصفيحة الموجبة الشحنة (الشكل أ)):

يسمح زوجان متعامدان من الصفائح بانحراف شعاع الإلكترون في كلا الاتجاهين الرأسي والأفقي. يتكون نظام الانحراف المغناطيسي من زوجين من الملفات 1 – 1 / و 2 – 2 /، يقعان على أسطوانة الأنبوب بزوايا قائمة على بعضهما البعض (الشكل ب)). في المجال المغناطيسي الناتج عن هذه الملفات، ستعمل قوة لورنتز على مرور الإلكترونات.

ستؤدي الحركة الرأسية لتدفق الإلكترون إلى ظهور مجال مغناطيسي للملفات ذات الموقع الأفقي. مجال الملفات ذات الموقع الرأسي أفقي. طبقة شفافة من مادة خاصة يمكن أن تتوهج عند قصفها بالإلكترونات تغطي شاشة أنبوب أشعة الكاثود. وتشمل هذه المواد بعض أشباه الموصلات - حمض التنغستيك الكالسيوم، والويلميت وغيرها.

المجموعة الرئيسية من أنابيب أشعة الكاثود هي أنابيب الذبذبات، والغرض الرئيسي منها هو دراسة التغيرات السريعة في التيار والجهد. وفي هذه الحالة يتم إمداد التيار محل الدراسة إلى نظام الانحراف مما يؤدي إلى انحراف الشعاع الموجود على الشاشة بما يتناسب مع قوة هذا التيار (الجهد).

يعتمد مبدأ تشغيل أنبوب أشعة الكاثود على انبعاث الإلكترونات من الكاثود الحراري سالب الشحنة، والتي تنجذب بعد ذلك بواسطة أنود موجب الشحنة وتتجمع عليه. هذا هو مبدأ تشغيل الأنبوب الحراري القديم.

في CRT، تنبعث الإلكترونات عالية السرعة من مدفع الإلكترون (الشكل 17.1). ويتم تركيزها بواسطة عدسة إلكترونية وتوجيهها نحو الشاشة، التي تتصرف مثل الأنود المشحون بشحنة موجبة. الشاشة مطلية من الداخل بمسحوق الفلورسنت، الذي يبدأ في التوهج عندما تصطدم به الإلكترونات السريعة. شعاع الإلكترون (الشعاع) المنبعث من مسدس الإلكترون يخلق نقطة ثابتة على الشاشة. لكي يترك شعاع الإلكترون أثرًا (خطًا) على الشاشة، يجب أن ينحرف في كلا الاتجاهين الأفقي والرأسي - X وY.

أرز. 17.1.

طرق انحراف الشعاع

هناك طريقتان لتشتيت شعاع الإلكترون في CRT. في كهرباءتستخدم الطريقة لوحتين متوازيتين، يتم إنشاء فرق الجهد الكهربائي بينهما (الشكل 17.2 (أ)). يعمل المجال الكهروستاتيكي المتولد بين اللوحات على انحراف الإلكترونات الداخلة إلى منطقة عمل المجال. في الكهرومغناطيسيالطريقة، يتم التحكم في شعاع من الإلكترونات بواسطة مجال مغناطيسي يتم إنشاؤه صدمة كهربائيةتتدفق من خلال الملف. وفي الوقت نفسه، كما هو موضح في الشكل. 17.2(ب)، يتم استخدام مجموعتين من ملفات التحكم (في أجهزة التلفاز تسمى ملفات الانحراف). كلا الطريقتين توفر الانحراف الخطي.

أرز. 17.2.الكهرباء الساكنة (أ) والكهرومغناطيسية (ب)

طرق انحراف شعاع الإلكترون.

ومع ذلك، فإن طريقة الانحراف الكهروستاتيكي لها نطاق ترددي أوسع، ولهذا السبب يتم استخدامها في راسمات الذبذبات. يعتبر الانحراف الكهرومغناطيسي أكثر ملاءمة لأنابيب الجهد العالي (أنابيب الصورة) العاملة في أجهزة التلفزيون، كما أنه أكثر إحكاما في التنفيذ، حيث أن كلا الملفين يقعان في نفس المكان على طول عنق أنبوب التلفزيون.

تصميم CRT

في التين. 17.3 يعطي تمثيل تخطيطي جهاز داخليأنبوب أشعة الكاثود مع نظام انحراف إلكتروستاتيكي. وتظهر الأقطاب الكهربائية المختلفة وإمكاناتها المقابلة. تمر الإلكترونات المنبعثة من الكاثود (أو مسدس الإلكترون) عبر فتحة صغيرة (فتحة) في الشبكة. تحدد الشبكة، التي يكون جهدها سالبًا بالنسبة إلى جهد الكاثود، شدة أو عدد الإلكترونات المنبعثة وبالتالي سطوع البقعة على الشاشة.

أرز. 17.3.

أرز. 17.4.

ثم يمر شعاع الإلكترون عبر عدسة إلكترونية، والتي تركز الشعاع على الشاشة. يتمتع الأنود النهائي A 3 بقدرة تبلغ عدة كيلو فولت (بالنسبة إلى الكاثود)، وهو ما يتوافق مع نطاق الجهد العالي للغاية (UHV). زوجان من لوحات الانحراف د 1 و د 2 يوفر انحرافًا كهروستاتيكيًا لشعاع الإلكترون في الاتجاهين الرأسي والأفقي على التوالي.

يتم توفير الانحراف الرأسي بواسطة لوحات Y (ألواح انحراف عمودية)، ويتم توفير الانحراف الأفقي بواسطة لوحات X (ألواح انحراف أفقية). يتم تطبيق إشارة الدخل على لوحات Y، والتي تعمل على انحراف شعاع الإلكترون لأعلى ولأسفل وفقًا لسعة الإشارة.

تتسبب لوحات X في تحرك الشعاع أفقيًا من إحدى حواف الشاشة إلى الأخرى (مسح) بسرعة ثابتة ثم يعود بسرعة كبيرة إلى موضعه الأصلي (عكس). على X - يتم تزويد اللوحة بإشارة مسننة (الشكل 17.4) يتم إنشاؤها بواسطة المولد. وتسمى هذه الإشارة إشارة قاعدة زمنية.

تطبيق الإشارات المناسبة على X - ولوحة Y، من الممكن الحصول على مثل هذا الإزاحة لشعاع الإلكترون حيث سيتم "رسم" الشكل الدقيق لإشارة الدخل على شاشة CRT.

يشرح هذا الفيديو المبادئ الأساسية لتشغيل أنبوب أشعة الكاثود:

.
يتم تصنيف أنابيب أشعة الكاثود، التي يعتمد عملها على تكوين ومراقبة شدة وموضع واحد أو أكثر من حزم الإلكترون، حسب الغرض وطريقة التحكم في شعاع الإلكترون. اعتمادًا على الغرض، يتم تقسيم أنابيب CRT إلى استقبال وإرسال وتخزين وما إلى ذلك. وتستخدم أنابيب الاستقبال كأجهزة مؤشر. بناءً على طريقة التحكم في شعاع الإلكترون، يتم تقسيم أنابيب CRT إلى أنابيب ذات تحكم كهروستاتيكي ومغناطيسي. في الأول يُستخدم مجال كهربائي للتحكم في شعاع الإلكترون، وفي الثاني يُستخدم مجال مغناطيسي.

أنابيب أشعة الكاثود التي يتم التحكم فيها كهربائيًا توفر خصائص تردد أعلى، ولهذا السبب يتم استخدامها على نطاق واسع كمؤشرات في راسمات الذبذبات الإلكترونية. خذ بعين الاعتبار تشغيل أنبوب أشعة الكاثود الذي يتم التحكم فيه كهروستاتيكيًا، والذي يظهر تصميمه بشكل تخطيطي في الشكل أدناه.

إنها قارورة زجاجية، يوجد في الجزء الضيق منها ضوء كشاف إلكتروني (EP) ونظام انحراف (OS). يوجد في نهاية القارورة شاشة (E)، مغلفة بمركب خاص - وهو الفوسفور الذي يمكن أن يتوهج عند قصفه بشعاع إلكتروني. يتكون المصباح الكشاف الإلكتروني من فتيل مسخن (H)، وكاثود (K)، ومغير (M)، واثنين من الأنودات (A وA2).

تشكل الإلكترونات التي تترك الكاثود سحابة إلكترونية، والتي تتحرك تحت تأثير مجال الأنود نحو الشاشة، وتشكل شعاعًا إلكترونيًا. يمر هذا الشعاع عبر مُعدِّل مصنوع على شكل أسطوانة مسطحة بها فتحة وجزء سفلي. يتم تطبيق جهد يبلغ عدة عشرات من الفولتات، سلبي بالنسبة للكاثود، على المغير. يخلق هذا الجهد مجالًا مثبطًا، والذي يركز مسبقًا شعاع الإلكترون ويغير سطوع الشاشة. للحصول على الطاقة (السرعة) المطلوبة لشعاع الإلكترون، يتم تطبيق جهد موجب بالنسبة للكاثود على الأنودات: على الأنود A1 - في حدود عدة مئات، وعلى الأنود A2 - عدة آلاف من الفولتات. يتم تحديد قيمة الجهد للأنود A2 من حالة ضبط تركيز العدسة الكهروستاتيكية الثانية على مستوى الشاشة.

يتكون نظام انحراف CRT من زوجين من الصفائح المتعامدة بشكل متبادل بالنسبة لمحور المصباح. يؤدي الجهد المطبق على الصفائح إلى ثني مسار شعاع الإلكترون، مما يؤدي إلى انحراف بقعة الضوء على الشاشة. تتناسب قيمة هذا الانحراف بشكل مباشر مع الجهد الموجود على لوحات نظام التشغيل وتتناسب عكسيًا مع الجهد Ua على القطب الموجب الثاني.

(الشكل أدناه)، مثل CRT مع التحكم الكهروستاتيكي، يتضمن ED ونظام تشغيل. تصميمات EP لكلا الأنبوبين متشابهة.

يتم أيضًا التركيز الأولي لشعاع الإلكترون في أنبوب يتم التحكم فيه مغناطيسيًا بواسطة عدستين إلكتروستاتيكيتين يتم تشكيلهما على التوالي بواسطة المجالات الكهربائية بين المغير والأنود الأول وبين الأنودات الأولى والثانية. تتضمن وظائف الأنود الأول، والتي تسمى أحيانًا القطب الكهربائي المتسارع، بالإضافة إلى ذلك حماية المغير من الأنود الثاني، مما يلغي تمامًا تقريبًا اعتماد سطوع الشاشة على جهد الأنود الثاني.

يوجد داخل CRT قطب كهربائي آخر يسمى aquadag (AK). يتم توصيل Aquadag كهربائيًا بالأنود الثاني. يتم التركيز الرئيسي لشعاع الإلكترون بواسطة المجال المغناطيسي غير المتجانس لملف التركيز (FC)، الموجود هيكليًا على عنق لمبة CRT. هذا هو المجال الذي ينشأ عند التدفق عبر FC التيار المباشر، يضفي حركة دورانية على الإلكترونات حول محور الشعاع، مع تركيزها في مستوى الشاشة.

يحتوي نظام التشغيل المغناطيسي على زوجين من اللفات المتعامدة المتسلسلة والمترابطة، والمصنوعة هيكليًا على شكل كتلة واحدة. يؤدي الحقل الناتج الناتج عن هذه اللفات إلى تحرك الإلكترونات في دائرة نصف قطرها يتناسب عكسيا مع قوة المجال المغناطيسي. بعد مغادرة المجال، تتحرك إلكترونات الشعاع بشكل عرضي إلى المسار الأصلي، منحرفة عن المحور الهندسي للمبة.

في هذه الحالة، يعتمد انحراف شعاع الإلكترون في CRT مع التحكم المغناطيسي بشكل أقل على قيمة الجهد المتسارع عند الأنود A2 من انحراف الشعاع في CRT مع التحكم الكهروستاتيكي. لذلك، بالنسبة لقيمة جهد معينة عند الأنود الثاني، يوفر أنبوب CRT الذي يتم التحكم فيه مغناطيسيًا زاوية انحراف أكبر لشعاع الإلكترون مقارنة بـ CRT الذي يتم التحكم فيه كهروستاتيكيًا، مما يجعل من الممكن تقليل حجمه بشكل كبير. القيمة النموذجية لزاوية الانحراف القصوى في CRT التي يتم التحكم فيها مغناطيسيًا هي 110 درجة، وفي CRT التي يتم التحكم فيها كهروستاتيكيًا لا تتجاوز 30 درجة.

وفقًا لذلك، بالنسبة لقيم انحراف شعاع الإلكترون المحددة، يعمل أنبوب CRT الذي يتم التحكم فيه مغناطيسيًا بقيم جهد أعلى للأنود الثاني مقارنة بجهاز CRT الذي يتم التحكم فيه كهروستاتيكيًا، مما يجعل من الممكن زيادة سطوع الصورة الناتجة. يجب أن نضيف إلى ما سبق أن CRT الذي يتم التحكم فيه مغناطيسيًا يوفر تركيزًا أفضل لشعاع الإلكترون، وبالتالي أفضل جودةالصور، والتي حددت مسبقًا استخدامها على نطاق واسع كأجهزة مؤشر لشاشات الكمبيوتر. توفر شاشات CRT التي تم النظر فيها وضعًا أحادي اللون لعرض المعلومات. في الوقت الحالي، أصبحت شاشات CRT ذات الصور الملونة شائعة بشكل متزايد.

(الشكل أدناه) يطبق مبدأ الحصول على صور ملونة كمجموع صور الأحمر والأخضر والأزرق.

ومن خلال تغيير السطوع النسبي لكل منها، يمكنك تغيير لون الصورة المرئية. لذلك، من الناحية الهيكلية، يحتوي CRT على ثلاثة حزم إلكترونية مستقلة، تتركز حزمها على مسافة معينة من الشاشة. يوجد في مستوى تقاطع الأشعة قناع فصل الألوان - صفيحة معدنية رفيعة بها عدد كبير من الثقوب لا يتجاوز قطرها 0.25 مم. شاشة CRT الملونة غير متجانسة وتتكون من العديد من الخلايا المضيئة، التي يساوي عددها عدد الثقوب الموجودة في القناع. تتكون الخلية من ثلاثة عناصر فوسفورية دائرية تتوهج باللون الأحمر أو الأخضر أو ​​الأزرق.

على سبيل المثال، يحتوي شريط سينمائي ملون بحجم شاشة قطري 59 سم على قناع به أكثر من نصف مليون فتحة، و الرقم الإجمالييتجاوز عدد عناصر الشاشة المضيئة 1.5 مليون عنصر، وبعد مرورها عبر فتحات القناع، تتباعد أشعة الإلكترون. يتم تحديد المسافة بين القناع والشاشة بحيث تسقط إلكترونات كل شعاع، بعد المرور عبر الثقب الموجود في القناع، على العناصر المضيئة في الشاشة لون معين. بسبب صغر حجم العناصر المضيئة في الشاشة، لم تعد العين البشرية قادرة على تمييزها على مسافة قصيرة وتدرك التوهج الكلي لجميع الخلايا، التي تعتمد ألوانها المتكاملة على شدة شعاع الإلكترونات كل EP.

إذا تم تطبيق فولطية متساوية على المعدِّلات لكل EPs الثلاثة، فسوف تتوهج عناصر الشاشة الضوئية بشكل متساوٍ وسيتم إدراك اللون الناتج على أنه أبيض. مع التغيير المتزامن في الجهد على المغيرين، يزداد السطوع أبيضالتغييرات. وبالتالي، من خلال تطبيق الفولتية المتساوية على المغيرات، فمن الممكن الحصول على جميع تدرجات توهج الشاشة - من الأبيض الساطع إلى الأسود. وبالتالي، يمكن لأنابيب الصور الملونة إعادة إنتاج الصور بالأبيض والأسود دون تشويه.

Yu.F.Opadchiy، الإلكترونيات التناظرية والرقمية، 2000

أنابيب أشعة الكاثود (CRT) مع التحكم الكهروستاتيكي,أي مع تركيز وانحراف الشعاع الحقل الكهربائي، دعا باختصار أنابيب كهرباء,تستخدم على نطاق واسع وخاصة في الذبذبات.

أرز. 20.1. مبدأ الجهاز (أ) والتسمية الرسومية التقليدية (ب) لأنبوب أشعة الكاثود الكهروستاتيكي

في التين. يوضح الشكل 20.1 مبدأ تصميم أبسط نوع من الأنابيب الكهروستاتيكية وتمثيله في المخططات. البالون الأنبوبي له شكل أسطواني مع امتداد مخروطي الشكل أو على شكل أسطوانة قطر أكبر. على السطح الداخلييتم تطبيق قاعدة الجزء الموسع شاشة الفلورسنت جنيه- طبقة من المواد القادرة على إصدار الضوء عند اصطدامها بالإلكترونات. يوجد داخل الأنبوب أقطاب كهربائية لها أسلاك، عادة ما تكون على مسامير القاعدة (لتبسيط الشكل، تمر الأسلاك مباشرة عبر زجاج الأسطوانة).

الكاثود لعادة ما يكون هناك أكسيد مسخن بشكل غير مباشر على شكل أسطوانة مع سخان. يتم أحيانًا دمج طرف الكاثود مع طرف سخان واحد. تترسب طبقة الأكسيد في الجزء السفلي من الكاثود. يوجد حول الكاثود قطب تحكم يسمى المغير (م), شكل أسطواني مع وجود ثقب في الأسفل. يعمل هذا القطب على التحكم في كثافة تدفق الإلكترون وتركيزه مسبقًا. يتم توفير جهد سلبي (عادة عشرات الفولتات) إلى المغير. ومع زيادة هذا الجهد، يعود المزيد من الإلكترونات إلى الكاثود. في بعض الجهد المغير السلبي، يتم حظر الأنبوب.

الأقطاب الكهربائية التالية، وهي أيضًا أسطوانية الشكل، هي أنودات. في أبسط الحالات هناك نوعان. على الأنود الثاني أ 2 يتراوح الجهد من 500 فولت إلى عدة كيلو فولت (أحيانًا 10 - 20 كيلو فولت)، وعند الأنود الأول أ 1 الجهد أقل عدة مرات. يوجد داخل الأنودات أقسام ذات ثقوب (أغشية). تحت تأثير مجال تسارع الأنودات، تكتسب الإلكترونات سرعة كبيرة. يتم التركيز النهائي لتدفق الإلكترون باستخدام مجال كهربائي غير منتظم في الفراغ بين الأنودات، وكذلك بفضل الأغشية. تحتوي على أنظمة تركيز أكثر تعقيدًا عدد أكبراسطوانات

يسمى النظام الذي يتكون من الكاثود والمغير والأنودات ضوء كشاف إلكتروني (بندقية إلكترونية)ويعمل على إنشاء شعاع إلكتروني، أي تيار رفيع من الإلكترونات يطير بسرعة عالية من الأنود الثاني إلى شاشة الانارة.

على مسار شعاع الإلكترون، يتم وضع زوجين بزوايا قائمة لبعضهما البعض لوحات انحراف P X و صذ . يخلق الجهد المطبق عليها مجالًا كهربائيًا يحرف شعاع الإلكترون نحو اللوحة الموجبة الشحنة. مجال الصفائح مستعرض بالنسبة للإلكترونات. في مثل هذا المجال، تتحرك الإلكترونات على طول مسارات مكافئة، وبعد تركها، تتحرك بعد ذلك بشكل مستقيم بسبب القصور الذاتي، أي أن شعاع الإلكترون يتلقى انحرافًا زاويًا. كلما زاد الجهد على اللوحات، كلما زاد انحراف الشعاع وزاد ما يسمى بالإضاءة بقعة الإلكترون,الناشئة عن تأثيرات الإلكترون.

لوحات صذ انحراف الشعاع عموديًا ويتم استدعاؤه لوحات انحراف عمودية ("لوحات Y")،واللوحات ص X - لوحات انحراف أفقية (ألواح "X").يتم أحيانًا توصيل لوحة واحدة من كل زوج بجسم المعدات (الهيكل)، أي أن إمكاناتها صفر. يسمى هذا التضمين للوحات غير متماثل.لمنع إنشاء مجال كهربائي بين الأنود الثاني والمبيت، مما يؤثر على رحلة الإلكترونات، عادة ما يتم توصيل الأنود الثاني أيضًا بالمبيت. بعد ذلك، في حالة عدم وجود جهد على الصفائح المنحرفة، بينها وبين الأنود الثاني، لن يكون هناك مجال يعمل على شعاع الإلكترون.

أرز. 20.2. تغذية الأنبوب الكهروستاتيكي من مصدرين

نظرًا لأن الأنود الثاني متصل بالجسم، يجب أن يكون الكاثود، الذي له إمكانات سلبية عالية مساوية لجهد الأنود الثاني، معزولًا جيدًا عن الهيكل. عند تشغيل الطاقة، يكون لمس أسلاك الكاثود والمغير ودائرة الفتيل أمرًا خطيرًا. نظرًا لأن شعاع الإلكترون يمكن أن يتأثر بالمجالات الكهربائية والمغناطيسية الدخيلة، فغالبًا ما يتم وضع الأنبوب في علبة حماية من الفولاذ الطري.

يتم تفسير توهج شاشة الانارة من خلال إثارة ذرات مادة الشاشة. تنقل الإلكترونات، التي تضرب الشاشة، طاقتها إلى ذرات الشاشة، حيث يتحرك أحد الإلكترونات إلى مدار أبعد عن النواة. عندما يعود الإلكترون إلى مداره، يتم تحريره كم الطاقة المشعة (الفوتون)ويلاحظ توهج. وتسمى هذه الظاهرة تلألؤ كاثودي,وتسمى المواد التي تتوهج تحت تأثير الإلكترونات كاثودولومينوفورسأو ببساطة الفوسفور.

يمكن للإلكترونات التي تصطدم بالشاشة أن تشحنها سلبيًا وتخلق مجالًا مثبطًا يقلل من سرعتها. سيؤدي ذلك إلى تقليل سطوع الشاشة وقد يمنع الإلكترونات تمامًا من الوصول إلى الشاشة. ولذلك، فمن الضروري إزالة الشحنة السالبة من الشاشة. للقيام بذلك، تنطبق على السطح الداخلي للاسطوانة طبقة موصلة.عادة ما يكون الجرافيت ويسمى aquadag. Akvadag متصل بالأنود الثاني. تطير الإلكترونات الثانوية، التي يتم طردها من الشاشة بسبب تأثيرات الإلكترونات الأولية، إلى الطبقة الموصلة. بعد مغادرة الإلكترونات الثانوية، عادة ما تكون إمكانات الشاشة قريبة من إمكانات الطبقة الموصلة. تحتوي بعض الأنابيب على رصاص من الطبقة الموصلة ( ملاحظةفي الشكل)، والذي يمكن استخدامه كأنود إضافي بجهد أعلى. في هذه الحالة، يتم تسريع الإلكترونات بشكل أكبر بعد انحرافها في نظام لوحات الانحراف (ما يسمى ما بعد التسارع).

تمنع الطبقة الموصلة أيضًا تكوين شحنات سالبة على جدران الأسطوانة من الإلكترونات التي تدخل هناك. يمكن أن تؤدي هذه الشحنات إلى إنشاء حقول إضافية تعطل التشغيل العادي للأنبوب. إذا لم تكن هناك طبقة موصلة في الأنبوب، فإن الإلكترونات الثانوية تترك الشاشة إلى ألواح الانحراف والأنود الثاني.

عادة ما يتم تركيب جميع الأقطاب الكهربائية الأنبوبية باستخدام حوامل معدنية وعوازل ساق زجاجيةأنابيب.

دوائر الطاقة. تظهر دوائر الطاقة للأنبوب الكهروستاتيكي في الشكل. 20.2. يتم توفير الفولتية DC إلى الأقطاب الكهربائية من مقومين ه 1 و ه 2 . الأول يجب أن ينتج جهدًا عاليًا (مئات وآلاف الفولتات) عند تيار بوحدات المللي أمبير، المصدر ه 2 - الجهد أقل عدة مرات. يتم أيضًا تشغيل الشلالات الأخرى التي تعمل جنبًا إلى جنب مع الأنبوب من نفس المصدر. ولذلك، فهو مصمم لتيار عشرات المللي أمبير.

يتم تشغيل المصباح الإلكتروني من خلال مقسم يتكون من مقاومات ر 1 ر 2 , ر 3 و ر 4 . وتكون مقاومتها عادةً عالية (مئات الكيلو أوم) بحيث يستهلك المقسم تيارًا قليلًا. يستهلك الأنبوب نفسه أيضًا تيارًا قليلًا: في معظم الحالات عشرات أو مئات الميكروأمبير.

مقاومة متغيرة ر 1 يكون سيطرة سطوع.إنه ينظم الجهد السلبي للمغير، والذي يتم إزالته من القسم الأيمن ر 1 زيادة هذا الجهد بنسبة قيمه مطلقهيقلل من عدد الإلكترونات في الشعاع، وبالتالي سطوع التوهج.

ل تعديل تركيز الشعاعبمثابة المقاوم المتغير ر 3 , والتي يتم من خلالها تغيير جهد الأنود الأول. في هذه الحالة، يتغير فرق الجهد، وبالتالي شدة المجال بين الأنودات. على سبيل المثال، إذا تم تخفيض إمكانات الأنود الأول، فإن فرق الجهد بين الأنودات سيزداد، وسيصبح المجال أقوى وسيزداد تأثير تركيزه. منذ الجهد من الأنود الأول شو 1 لا ينبغي تخفيضه إلى الصفر أو زيادته إلى جهد الأنود الثاني ش 2 , يتم إدخال المقاومات في المقسم ر 2 و ر 4

الجهد الأنود الثاني ش 2 فقط أقل قليلا من الجهد ه 1 (الفرق هو انخفاض الجهد عبر المقاوم ر 1 ). يجب أن نتذكر أن سرعة هروب الإلكترونات من دائرة الضوء تعتمد فقط على جهد الأنود الثاني، ولكن ليس على جهد المغير والأنود الأول. تصطدم بعض الإلكترونات بالأنودات، خاصة إذا كانت الأنودات تحتوي على أغشية. لذلك، تتدفق التيارات في أجزاء من الملي أمبير في دوائر الأنود ويتم إغلاقها من خلال المصدر ه 1 . على سبيل المثال، تتحرك إلكترونات تيار الأنود الأول في الاتجاه من الكاثود إلى الأنود، ثم عبر القسم الأيمن من المقاومة ر 3 ومن خلال المقاوم ر 4ـ إلى زائد المصدر ه 1 داخله ومن خلال المقاوم ر 1 إلى الكاثود.

تُستخدم المقاومات المتغيرة لضبط النقطة المضيئة على الشاشة في البداية. ر 5 و ر 6 , متصل بالمصدر ه 2 . محركات هذه المقاومات من خلال المقاومات ر 7 و ر 8 ذات مقاومة عالية متصلة بألواح الانحراف. بالإضافة إلى استخدام المقاومات ر 9 و ر 10 , مع وجود نفس المقاومة، يتم إنشاء نقطة الصفر المحتملة، متصلة بالإسكان. للمقاومات ر 5 و ر 6 في النهايات تكون الإمكانات +0.5 ه 2 و -0.5 ه 2، ونقاط المنتصف لها إمكانات صفر. عندما المتزلجون المقاوم ر 5 , ر 6 في الموضع الأوسط، فإن الجهد على لوحات الانحراف هو صفر. من خلال تحريك أشرطة التمرير من الموضع الأوسط، من الممكن تطبيق فولتات مختلفة على اللوحات، مما يؤدي إلى انحراف شعاع الإلكترون عموديًا أو أفقيًا وإنشاء نقطة مضيئة في أي نقطة على الشاشة.

إلى انحراف لوحات عن طريق المكثفات اقتران ج 1 و مع 2، يتم أيضًا توفير جهد متناوب، على سبيل المثال الجهد الذي يتم اختباره عند استخدام أنبوب رسم الذبذبات. بدون المكثفات، سيتم تحويل لوحات الانحراف إلى جهد التيار المستمر عن طريق المقاومة الداخلية لمصدر الجهد المتردد. مع انخفاض المقاومة الداخلية، فإن جهد التيار المستمر على لوحات الانحراف سينخفض ​​بشكل حاد. من ناحية أخرى، ينتج مصدر الجهد المتردد أحيانًا جهدًا ثابتًا، وهو أمر غير مرغوب فيه لتطبيقه على لوحات الانحراف. في كثير من الحالات، من غير المقبول أيضًا أن يدخل جهد التيار المستمر الموجود في دوائر لوحة الانحراف إلى مصدر جهد التيار المتردد.

المقاومات ر 7 و ر 8 تم تضمينه من أجل زيادة مقاومة الإدخال لنظام الانحراف لمصادر جهد التيار المتردد. وبدون هذه المقاومات، سيتم تحميل هذه المصادر بمقاومة أقل بكثير توفرها المقاومات وحدها ر 5 , ر 6 والمقاومات ر 9 , ر 10 . في هذه الحالة المقاومات ر 7 و ر 8 لا تقلل من جهد التيار المستمر الذي يتم توفيره لألواح الانحراف، حيث أن تيارات التيار المستمر لا تتدفق من خلالها.

التيار المفيد هو تيار شعاع الإلكترون. تنتقل إلكترونات هذا التيار من الكاثود إلى الشاشة المضيئة وتطرد الإلكترونات الثانوية من الأخيرة، والتي تطير إلى الطبقة الموصلة ثم تتحرك نحو زائد المصدر ه 1 , ثم من خلال المقاومة الداخلية والمقاوم ر 1 إلى الكاثود.

أرز. 20.3. أول عدسة كشاف إلكترونية

يمكن تزويد الأقطاب الكهربائية الأنبوبية بالطاقة باستخدام خيارات أخرى، على سبيل المثال، من مصدر واحد عالي الجهد.

كشافات الكترونية. كشاف الكترونييمثل النظام الإلكتروني البصري,تتكون من عدة كهرباء العدسات الإلكترونية.تتكون كل عدسة من مجال كهربائي غير منتظم، مما يتسبب في انحناء مسارات الإلكترون (يذكرنا بانكسار أشعة الضوء في العدسات البصرية)، كما يؤدي أيضًا إلى تسريع أو تباطؤ الإلكترونات.

أبسط ضوء كاشف يحتوي على عدستين. العدسة الأولى أو عدسة ما قبل التركيز،يتكون من الكاثود والمغير والأنود الأول. في التين. يوضح الشكل 20.3 المجال في هذا الجزء من دائرة الضوء. تظهر الأسطح متساوية الجهد بخطوط متصلة، وتظهر خطوط المجال بشرطات. كما ترون، يذهب جزء من خطوط الطاقة من القطب الموجب الأول إلى الشحنة الفضائية بالقرب من الكاثود، والباقي إلى المغير، الذي لديه إمكانات سلبية أقل من الكاثود. خط ب ب'يقسم الحقل بشكل مشروط إلى قسمين. يركز الجانب الأيسر من الحقل تدفق الإلكترونات ويمنحها السرعة. يعمل الجانب الأيمن من الحقل على تسريع الإلكترونات ويبعثرها إلى حد ما. لكن تأثير التشتت أضعف من تأثير التركيز، حيث تتحرك الإلكترونات في الجزء الأيمن من المجال بسرعة أعلى.

أرز. 20.4. مسارات الإلكترون في العدسة الأولى لضوء كشاف إلكتروني

المجال قيد النظر يشبه نظام من عدستين - جمعو نثر.العدسة المجمعة أقوى من العدسة المتباعدة، والنظام ككل يركز. ومع ذلك، فإن حركة تدفق الإلكترونات تحدث وفقًا لقوانين مختلفة عن قوانين انكسار أشعة الضوء في العدسات.

في التين. يوضح الشكل 20.4 مسارات الإلكترونات لحزم الإلكترونات الخارجية الخارجة من الكاثود. تتحرك الإلكترونات على طول مسارات منحنية. تتركز تدفقاتها وتتقاطع في منطقة صغيرة تسمى التقاطع الأولأو العبوروفي معظم الحالات يقع بين المغير والأنود الأول.

العدسة الأولى رمي قصيرة،نظرًا لأن سرعة الإلكترونات فيه منخفضة نسبيًا، ومساراتها منحنية بقوة.

مع زيادة الجهد السلبي للمغير في القيمة المطلقة، يزداد حاجز الجهد بالقرب من الكاثود ويقل عدد الإلكترونات القادرة على التغلب عليه. يتناقص تيار الكاثود، وبالتالي ينخفض ​​تيار شعاع الإلكترون وسطوع الشاشة. يزداد الحاجز المحتمل إلى حد أقل بالقرب من الجزء المركزي من الكاثود، حيث أن المجال المتسارع الذي يخترق الأنود الأول عبر فتحة المغير يتأثر بقوة أكبر. عند جهد مُعدِّل سلبي معين، يزداد حاجز الجهد عند حواف الكاثود بدرجة كبيرة بحيث لا تتمكن الإلكترونات من التغلب عليه. يبقى الجزء المركزي من الكاثود فقط قيد التشغيل. تؤدي الزيادة الإضافية في الجهد السلبي إلى تقليل مساحة الجزء العامل من الكاثود وتقليلها في النهاية إلى الصفر، أي أن الأنبوب مغلق. وبالتالي، يرتبط التحكم في السطوع بتغيير المنطقة سطح العملالكاثود

أرز. 20.5. عدسة التركيز الثانية للأضواء الكاشفة الإلكترونية

أرز. 20.6. كشاف إلكتروني مزود بقطب كهربائي متسارع (واقي).

دعونا نفكر في تركيز شعاع الإلكترون في العدسة الثانية، أي في نظام من قطبين (الشكل 20.5، أ). خط ب ب'يقسم المجال بين الأنودات إلى قسمين. يستقبل الجزء الأيسر من الحقل تدفقًا إلكترونيًا متباينًا، والذي يتم تركيزه، ويتبدد التدفق في الجزء الأيمن من الحقل. تأثير التشتت أضعف من تأثير التركيز، لأن سرعة الإلكترونات في الجزء الأيمن من الحقل أعلى منها في اليسار. المجال كله مشابه النظام البصري، تتكون من عدسة مجمعة ومتباعدة (الشكل 20.5، ب). نظرًا لأن سرعات الإلكترون في المجال بين الأنودات عالية، فقد تبين أن النظام كذلك تليفوتوغرافيوهذا مطلوب لأنه من الضروري تركيز شعاع الإلكترون على شاشة بعيدة جدًا.

مع زيادة فرق الجهد بين الأنودات (انخفاض جهد الأنود الأول)، تزداد شدة المجال ويتكثف تأثير التركيز. من حيث المبدأ، من الممكن ضبط التركيز عن طريق تغيير جهد الأنود الثاني، ولكن هذا غير مريح، لأن سرعة الإلكترونات التي تهرب من دائرة الضوء ستتغير، الأمر الذي سيؤدي إلى تغيير في سطوع التوهج. الشاشة وسوف تؤثر على انحراف الشعاع بواسطة لوحات الانحراف.

عيب الأضواء الموصوفة هو التأثير المتبادل للتحكم في السطوع والتركيز. يؤثر التغير في جهد الأنود الأول على السطوع، حيث يعمل هذا الأنود بمجاله على حاجز الجهد بالقرب من الكاثود. ويؤدي التغيير في جهد المغير إلى إزاحة منطقة التقاطع الأول للمسارات الإلكترونية على طول محور الأنبوب، مما يؤدي إلى تعطيل التركيز. بالإضافة إلى ذلك، يغير التعتيم تيار الأنود الأول، وبما أن المقاومات ذات المقاومة العالية متضمنة في دائرتها، يتغير الجهد الموجود عليها، مما يؤدي إلى إلغاء التركيز. لا يؤثر تغيير تيار الأنود الثاني على التركيز، حيث لا توجد مقاومات متضمنة في دائرة هذا الأنود، وبالتالي لا يمكن تغيير الجهد عبره.

حاليًا، يتم استخدام الأضواء الكاشفة التي يتم فيها إضافة، تسريع (التدريع) القطب(الشكل 20.6). وهو متصل بالأنود الثاني، والجهد عبره ثابت. نظرًا لتأثير التدريع لهذا القطب، فإن تغيير جهد الأنود الأول عند ضبط التركيز لا يغير عمليًا المجال عند الكاثود.

يعمل نظام التركيز، الذي يتكون من قطب كهربائي متسارع وأنودين، على النحو التالي. المجال بين الأنود الأول والثاني هو نفسه كما هو موضح في الشكل. 20.5، أ. يقوم بالتركيز كما هو موضح سابقًا. يوجد بين القطب المتسارع والأنود الأول مجال غير منتظم، يشبه المجال بين القطبين الموجبين، ولكنه غير متسارع، بل متباطئ. تتناثر الإلكترونات التي تطير في هذا المجال بتدفق متباين في النصف الأيسر من الحقل، وتتركز في النصف الأيمن. في هذه الحالة، يكون تأثير التركيز أقوى من تأثير التشتت، لأنه في النصف الأيمن من الحقل تكون سرعة الإلكترون أقل. وبالتالي، يحدث التركيز أيضًا في المنطقة الواقعة بين القطب المتسارع والمصعد الأول. كلما انخفض جهد الأنود الأول، زادت قوة المجال وكان التركيز أقوى.

أرز. 20.7. انحراف شعاع كهرباء

للتأكد من أن التحكم في السطوع له تأثير أقل على التركيز، يتم تصنيع الأنود الأول بدون أغشية (الشكل 20.6). ولا تصل إليه الإلكترونات، أي أن تيار الأنود الأول يساوي صفراً. تنتج أجهزة العرض الإلكترونية الحديثة نقطة مضيئة على الشاشة لا يتجاوز قطرها 0.002 من قطر الشاشة.

انحراف شعاع كهرباء. يتناسب انحراف شعاع الإلكترون والبقعة المضيئة على الشاشة مع الجهد الموجود على لوحات الانحراف. يسمى معامل التناسب في هذه العلاقة حساسية الأنبوب.إذا كنا نشير إلى الانحراف الرأسي للبقعة ذ،والجهد على لوحات Y قد انتهى شذ , الذي - التي

ذ = سذ شذ , (20.1)

أين سذ - حساسية الأنبوب للصفائح "Y".

مشابه لهذا، الانحراف الأفقي للبقعة

س = سس شس. (20.2)

وبالتالي، فإن حساسية الأنبوب الكهروستاتيكي هي نسبة انحراف البقعة المضيئة على الشاشة إلى جهد الانحراف المقابل:

سس = س/شس و سذ = ص/شذ . (20.3)

بمعنى آخر، الحساسية هي انحراف البقعة المضيئة لكل 1 فولت من جهد الانحراف. يتم التعبير عن الحساسية بالملليمتر لكل فولت. في بعض الأحيان تُفهم الحساسية على أنها متبادلة سس أو سذ , والتعبير عنها بالفولت لكل ملليمتر.

الصيغ (20.3) لا تعني أن الحساسية تتناسب عكسيا مع الجهد المنحرف. إذا قمت بزيادة ذلك عدة مرات شذ , ثم سيزيد بنفس المقدار ذ،والمعنى سذ سوف تبقى دون تغيير. لذلك، سذ لا يعتمد على شذ . تتراوح الحساسية من 0.1 - 1.0 مم/فولت. يعتمد ذلك على وضع التشغيل وبعض الأبعاد الهندسية للأنبوب (الشكل 20.7):

س = لرر ل /(2دوأ 2) , (20.4)

أين لر - طول لوحات الانحراف. ل- المسافة من منتصف اللوحات إلى الشاشة؛ د - المسافة بين اللوحات ش 2 - الجهد من الأنود الثاني.

ليس من الصعب شرح هذه الصيغة. مع زيادة ليطير الإلكترون لفترة أطول في المجال المنحرف ويتلقى انحرافًا أكبر. بالنسبة لنفس الانحراف الزاوي، فإن إزاحة النقطة المضيئة على الشاشة تزداد مع زيادة المسافة ل. إذا زادت د, عندها ستنخفض شدة المجال بين اللوحين، وبالتالي الانحراف. زيادة الجهد ش 2 يؤدي إلى انخفاض الانحراف لأن سرعة انتقال الإلكترونات عبر المجال بين اللوحات تزداد.

لنفكر في إمكانية زيادة الحساسية بناءً على الصيغة (20.4). زيادة المسافة لغير مرغوب فيه، لأن الأنبوب الطويل للغاية غير مريح للاستخدام. إذا زادت لر أو تقليل د, فمن المستحيل الحصول على انحراف كبير للشعاع، لأنه سوف يضرب اللوحات. ولمنع حدوث ذلك، يتم ثني الصفائح ووضعها بالنسبة لبعضها البعض كما هو موضح في الشكل. 20.8. يمكنك زيادة الحساسية عن طريق خفض الجهد ش 2 . ولكن هذا يرتبط بانخفاض سطوع التوهج، وهو أمر غير مقبول في كثير من الحالات، وخاصة عندما السرعه العاليهحركة الشعاع عبر الشاشة. يؤدي تقليل جهد الأنود أيضًا إلى تفاقم التركيز. في الجهد العالي ش 2 تتحرك الإلكترونات بسرعات عالية، ويكون للتنافر المتبادل للإلكترونات تأثير أقل. تقع مساراتها في دائرة الضوء الإلكترونية بزاوية صغيرة على محور الأنبوب. تسمى هذه المسارات مجاور للمحور.أنها توفر تركيزًا أفضل وتشويهًا أقل للصورة على الشاشة.

تقليل سطوع التوهج عندما ينخفض ​​جهد الأنود ش 2 تعويض في أنابيب مع ما بعد التسارع.في هذه الأنابيب، ينقل ضوء كشاف إلكتروني طاقة لا تزيد عن 1.5 كيلو إلكترون فولت إلى الإلكترونات. وبهذه الطاقة، فإنها تطير بين لوحات الانحراف ثم تسقط في المجال المتسارع الناتج عن القطب الموجب الثالث. والأخيرة عبارة عن طبقة موصلة أمام الشاشة، مفصولة عن بقية الطبقة المتصلة بالأنود الثاني (الشكل 20.9، أ). حيث شأ 3 > ش 2 . ويشكل المجال الموجود بين هاتين الطبقتين عدسة تعمل على تسريع الإلكترونات. ولكن في الوقت نفسه، يحدث بعض انحناء مسارات الإلكترون. ونتيجة لذلك، تنخفض الحساسية ويحدث تشويه للصورة. يتم التخلص من هذه العيوب إلى حد كبير من خلال تكرار ما بعد التسارع، عندما يكون هناك عدة حلقات موصلة ذات جهد متزايد تدريجيًا: شأ 4 > شأ 3 > ش 2 > ش a1 (الشكل 20.9، ب).

أرز. 20.8. لوحات انحراف

أرز. 20.9. الأنودات الإضافية لمرحلة ما بعد التسارع

إذا تغير الجهد المنحرف بتردد عالٍ جدًا، تظهر التشوهات في الصورة، حيث أن زمن هروب الإلكترونات في مجال الصفائح المنحرفة يصبح متناسبًا مع فترة تذبذب الجهد المنحرف. خلال هذا الوقت، يتغير الجهد الموجود على اللوحات بشكل ملحوظ (حتى أنه قد يغير علامته). لتقليل مثل هذه التشوهات، يتم تصنيع لوحات الانحراف القصيرة ويتم استخدام فولتات تسارع أعلى. بالإضافة إلى ذلك، مع زيادة التردد، يصبح تأثير السعة الذاتية للصفائح المنحرفة أكثر وضوحًا.

حاليًا، يتم استخدام أنابيب خاصة ذات أنظمة انحراف أكثر تعقيدًا لرسم ذبذبات الموجات الدقيقة.

قياس ومراقبة الفولتية المتناوبة.إذا تم تطبيق جهد متناوب على الصفائح المنحرفة "y"، فإن شعاع الإلكترون يتأرجح ويظهر خط عمودي مضيء على الشاشة (الشكل 20.10، أ) يتناسب طوله مع السعة المزدوجة للجهد المطبق 2 شم . معرفة حساسية الأنبوبة وقياسها ذ،يمكن تحديده شم وفقا للصيغة

شم = ص/(2سذ) . (20.5)

أرز. 20.10. قياس جهد التيار المتردد باستخدام CRT

أرز. 20.11. الجهد المنحدر لاكتساح خطي

أرز. 20.12. مخططات الذبذبات للجهد الجيبي بنسب تردد متعددة

على سبيل المثال، إذا سذ = 0.4 مم/فولت، أ في= 20 ملم إذن شم = 20/(2 0.4) = 25 فولت.

إذا كانت حساسية الأنبوب غير معروفة، يتم تحديدها. للقيام بذلك، تحتاج إلى تطبيق جهد متناوب معروف على اللوحات وقياس طول الخط المضيء. يمكن توفير الجهد من الشبكة وقياسه بجهاز الفولتميتر. يجب أن نتذكر أن الفولتميتر سيُظهر قيمة الجهد الفعال، والتي يجب تحويلها إلى سعة بضربها في 1.4.

كما ترون، يمكن استخدام CRT كفولتميتر من الذروة إلى الذروة. تتمثل ميزة جهاز القياس هذا في معاوقة الإدخال العالية والقدرة على القياس عند ترددات عالية جدًا.

تسمح لك الطريقة الموضحة بقياس قيم الذروة للجهود غير الجيبية، وكذلك سعة الموجات النصفية الإيجابية والسلبية للجهد المتناوب. للقيام بذلك، تذكر موضع البقعة المضيئة في حالة عدم وجود الجهد المقاس، ثم قم بتطبيقه وقياس المسافات في 1 و في 2 من الموضع الأولي للبقعة إلى أطراف الخط المضيء (الشكل 20.10، ب). اتساع نصف الموجات

شم1 = في 1 /سذ و شم2 = في 2 /سذ . (20.6)

لمراقبة الضغوط المتناوبة على اللوحات صفي يتم تطبيق الجهد الذي يتم اختباره، ويتم وضع اللوحات ص X - الجهد الاجتياح شالتطوير الذي له شكل مسنن (الشكل 20.11) ويتم الحصول عليه من مولد خاص. هذا الجهد ينفذ عملية اكتساح الوقت. لبعض الوقت ر 1 فعندما يزداد الجهد، يتحرك شعاع الإلكترون بشكل أفقي منتظم في اتجاه واحد، على سبيل المثال من اليسار إلى اليمين، أي من اليسار إلى اليمين. مستقيم،أو العامل، التقدممع انخفاض حاد في الجهد مع مرور الوقت ر 2 الشعاع يصنع بسرعة السكتة الدماغية العكسية.كل هذا يتكرر عند تردد جهد الاجتياح.

عندما يكون الجهد الذي يتم اختباره غائبا، يظهر خط مضيء أفقي على الشاشة، ويلعب دور محور الوقت. إذا قمت بتطبيق الجهد المتردد الذي تم اختباره على اللوحات صفي , ثم ستتأرجح النقطة الموجودة على الشاشة عموديًا في نفس الوقت وتكرر حركة موحدة بحركة عكسية أفقيًا. ونتيجة لذلك، لوحظ منحنى متوهج للجهد الذي يتم اختباره (الشكل 20.12). يوضح الشكل مخططات الذبذبات للجهد الجيبي، ولكن يمكن ملاحظة الجهد بأي شكل من الأشكال.

لكي يكون المنحنى ثابتًا، فترة الجهد المتكشف تيجب أن تكون مساوية لفترة الجهد الذي يتم اختباره تأو عدد صحيح أكبر من ذلك:

تتطوير = نت, (20.7)

أين ص- عدد صحيح.

أرز. 20.13. مخططات الذبذبات للجهد الجيبي عند نسبة تردد كسرية

وفقًا لذلك، يجب أن يكون تردد المسح U a z V عددًا صحيحًا من المرات أقل من تردد الجهد الذي يتم اختباره:

Fالتنمية = F /ن. (20.8)

ثم في الوقت المناسب تبمجرد مرور عدد صحيح من تذبذبات الجهد قيد الدراسة وفي نهاية السكتة الدماغية العكسية، ستكون البقعة على الشاشة في المكان الذي بدأت منه التحرك أثناء السكتة الدماغية الأمامية. يوضح الشكل مخططات الذبذبات المرصودة عند ن = 1، أو تالتنمية = تي،و ص= 2، أي تشعبة = 2 تعكس الوقت ر 2 من المستحسن أن يكون صغيرًا قدر الإمكان، لأنه بسببه لا يتم إعادة إنتاج جزء من المنحنى (الظلال في الشكل). علاوة على ذلك، أقل ر 2 , كلما زادت سرعة عودة الشعاع إلى الخلف وأصبح مرئيًا أضعف. ينبغي تثبيتها ص 2 على الأقل، بحيث يكون تذبذبًا واحدًا كاملاً على الأقل مرئيًا تمامًا. اختيار قيمة صيتم إنتاجه عن طريق تغيير تردد مولد الاجتياح. لو صلن يكون عددًا صحيحًا، ثم لا يظل مخطط الذبذبات بلا حراك وبدلاً من منحنى واحد، يتم ملاحظة العديد منها، وهو أمر غير مريح. في التين. يوضح الشكل 20.13 مخططات الذبذبات للجهد الجيبي عند ص = 1 / 2 و ص= 3 / 4 . للتبسيط، يفترض هنا أن وقت العودة ر 2 = 0. تشير الأسهم ذات الأرقام في الشكل إلى تسلسل حركة النقطة على الشاشة.

عدد صحيح مطابق صعادة ما يستمر لفترة قصيرة فقط، نظرًا لأن مولد الاجتياح له تردد غير مستقر، وقد يتغير أيضًا تردد الجهد الذي يتم اختباره. لحفظ اختيارك صلفترة طويلة، يتم استخدام مزامنة مولد المسح مع جهد الاختبار. يتكون التزامن من حقيقة أن الجهد قيد الاختبار يتم توفيره لمولد الكنس ويولد جهدًا مسننًا بتردد أقل من عدد صحيح من المرات من تردد الاختبار.

عادةً ما يتم تطبيق الفولتية التي يتم اختبارها على لوحات الانحراف من خلال مكثفات الاقتران (انظر الشكل 20.2). ولذلك فإن المكون الثابت لا يصل إلى الصفائح ويتم ملاحظة المتغير فقط. المحور الزمني (محور الصفر) لهذا المكون هو الخط الأفقي الذي يبقى على الشاشة في حالة توقف إمداد الجهد الذي يتم اختباره. للحصول على شكل موجة حقيقي لجهد يحتوي على مكون تيار مستمر، يجب أن يتم تطبيقه مباشرة على اللوحات وليس من خلال المكثفات.

إذا كنت بحاجة إلى مراقبة الذبذبات الحالية، فسيتم تضمين المقاوم في دائرته ر. يتم تطبيق الجهد عبرها، بما يتناسب مع التيار الذي يتم اختباره، على اللوحات صفي . وعلى أساس الحساسية المعروفة للأنبوب، يتم تحديد هذا الجهد. تقسيمها على المقاومة ر, العثور على التيار. بحيث لا يتغير التيار بشكل ملحوظ عند تشغيل المقاومة ر, يجب أن يتمتع الأخير بمقاومة منخفضة نسبيًا. إذا كان الجهد غير كاف، فيجب توفيره من خلال مكبر للصوت مع كسب معروف.

تشويه الصورة.في الأنابيب الكهروستاتيكية، يتم ملاحظة تشوهات الشكل الموجي بشكل رئيسي عندما تكون الألواح المنحرفة متصلة بشكل غير متماثل، أي عندما يتم توصيل لوحة واحدة من كل زوج بالأنود الثاني (انظر الشكل 20.2). دعونا، مع هذا التضمين على اللوحات صفي تطبيق الجهد المتردد مع السعة شم . ثم على إحدى اللوحتين تكون الإمكانات صفرًا بالنسبة للجسم، وعلى اللوحة الأخرى تختلف من + شم قبل - شم (الشكل 20.14، أ).تتغير إمكانات النقاط المختلفة في الفراغ بين اللوحات وفقًا لذلك. مع جهد نصف موجة موجب، تطير الإلكترونات عبر نقاط ذات إمكانات أعلى من ش a2. ونتيجة لذلك، تزداد سرعتها، وتنخفض حساسية الأنبوب. مع نصف الموجة السالبة، تقلل الإلكترونات سرعتها، لأن إمكانات النقاط بين اللوحات أقل ش a2. سيؤدي ذلك إلى زيادة حساسية الأنبوب. ونتيجة لذلك، الانحراف ذ 1 مع نصف موجة إيجابية سيكون أقل من الانحراف في 2 في نصف موجة سلبية. سيصبح مخطط ذبذبات الجهد الجيبي غير جيبي، أي سيحدث تشويه غير خطي.

أرز. 20.14. انحراف شعاع الإلكترون مع إدراج غير متماثل (أ) ومتناظر (ب) لألواح الانحراف

مع اتصال متماثل، لا يتم توصيل أي من اللوحات المنحرفة مباشرة بالإسكان والأنود الثاني، وتقع نقاط الصفر المحتملة في المستوى الأوسط بين اللوحات (الشكل 20.14، ب). إن إمكانات الصفائح في أي لحظة متطابقة في القيمة ومتعارضة في الإشارة. على لوحة واحدة، تأخذ الإمكانات القيم القصوى ±0.5 شم , ومن ناحية أخرى على التوالي - + 0,5شم . يحدث انحراف شعاع الإلكترون إلى أي من اللوحات في ظل نفس الظروف، وبالتالي في 1 = في 2 . في التين. يوضح الشكل 20.15 شكلاً مختلفًا من التضمين المتماثل لألواح الانحراف. تتم إزالة جهد التيار المستمر لإعداد النقطة الأولي من المقاوم المزدوج ر 6 , ر 6 ´. عند تحريك أشرطة التمرير في نفس الوقت باستخدام مقبض واحد، تتغير إمكانات الألواح المنحرفة بنفس القيمة، ولكن في الاتجاه المعاكس.

أرز. 20.15. التنشيط المتماثل للوحات الانحراف

يؤدي التضمين المتماثل للألواح أيضًا إلى تقليل الظواهر غير السارة الأخرى، على سبيل المثال، تدهور التركيز عندما تتحرك النقطة إلى حافة الشاشة.

يخلق التضمين غير المتماثل للوحات البعيدة عن دائرة الضوء شبه منحرف التشوهات.تنشأ بسبب وجود مجال على مسار الإلكترونات من زوج من الصفائح إلى آخر. دعونا، على سبيل المثال، على اللوحات الأقرب إلى دائرة الضوء صفي , يتم تشغيله بأي شكل من الأشكال، ويتم تطبيق الجهد المتردد، وعلى اللوحات ص X , عند تشغيله بشكل غير متماثل، يكون الجهد صفرًا. ثم يظهر خط عمودي متوهج على الشاشة 1 (الشكل 20.16).

أرز. 20.16. تشويه حجر الزاوية

أرز. 20.17. مبدأ الجهاز والتسمية الرسومية التقليدية لأنبوب أشعة الكاثود المغناطيسي

إذا قمت بتطبيقه على اللوحة ص X , غير متصل بالجسم، إمكانات إيجابية، ثم ستتحرك الشرطة نحو هذه اللوحة (الخط 2 )، ولكنها سوف تصبح أقصر إلى حد ما. ويفسر ذلك حقيقة وجوده بين اللوحة الموجبة الشحنة ص X واللوحات صفي تم تشكيل مجال تسارع إضافي، مما يؤدي إلى ثني مسارات الإلكترون قليلاً وتقليل انحرافها الناتج عن الجهد الكهربائي الموجود على الألواح صفي . في الإمكانات السلبية لنفس اللوحة ص X على الإلكترونات المنبعثة من الصفائح صفي , هناك مجال كبح إضافي قيد التنفيذ، مما سيؤدي إلى زيادة انحرافهم قليلاً؛ سيتحرك الخط الموجود على الشاشة إلى اليسار ويصبح أطول (خط 3 ). تشكل الخطوط المضيئة المعتبرة شكل شبه منحرف، وهو ما يفسر اسم هذه التشوهات. لتقليل التشويه، يتم تثبيت الشاشات بين اللوحات ص X و صفي وتعطي اللوحات البعيدة عن دائرة الضوء شكلاً خاصاً.

حاليًا، كقاعدة عامة، يتم استخدام التضمين المتماثل للوحات، لأنه يقلل من العديد من أنواع التشوهات. يمكن استخدام التبديل غير المتماثل في حالة انحراف الحزمة في اتجاه واحد فقط.