Екрани с катодни тръби. Приложения на катодно-лъчева тръба

Катодната тръба, изобретена през 1897 г., е електронно-вакуумно устройство, което има много общо с конвенционалната вакуумна тръба. Външно тръбата е стъклена колба с удължено гърло и плоска крайна част - екран.

Вътре в крушката и гърлото, както и в цилиндъра на електронна лампа има електроди, чиито изводи, подобно на тези на лампата, са запоени към краката на основата.

Основната цел на катодната тръба е да формира видимо изображение с помощта на електрически сигнали. Чрез прилагане на подходящи напрежения към електродите на тръбата можете да рисувате графики на променливи напрежения и токове, характеристики на различни радиоустройства, както и да получавате движещи се изображения на екрана му, подобни темикоито виждаме на филмовия екран.

ориз. 1. Прекрасен молив.

Всичко това прави катодната тръба незаменима част от телевизори, радари и много измервателни и изчислителни инструменти.

Какъв вид „бърз молив“ успява да скицира токови импулси върху екрана на електроннолъчева тръба, които продължават милионни от секундата? Как успявате да подберете тоновете на сложен модел? Как можете незабавно да „изтриете“ едно изображение от екрана и да създадете друго със същата скорост? (фиг. 1).

Флуоресцентен екран към електронен лъч. Работата на катодната тръба се основава на способността на определени вещества (вилит, цинков сулфид, цинков алуминат:) да светят (луминесцират) под въздействието на електронно бомбардиране.

Ако анодът на конвенционална електронна тръба е покрит отвътре с такова луминисцентно вещество, той ще свети ярко поради бомбардиране от електрони, образуващи анодния ток. Между другото, такъв луминисцентен анод се използва в една от специалните електронни тръби - индикаторът за оптична настройка 6E5C. Вътрешността на удебеления край на колбата е покрита с луминисцентен състав, като по този начин се образува луминисцентен екран на катодна лъчева тръба. С помощта на специално устройство- "електронен пистолет" - тесен сноп от електроди - "електронен лъч" - се насочва от гърлото на тръбата към екрана.

ориз. 2. Екранът свети под действието на сноп от електрони.

На мястото, където електроните удрят луминесцентния слой, върху екрана се образува светеща точка, която се вижда ясно (от края) от външната страна на тръбата през стъклото. как повечеелектроните образуват лъч и колкото по-бързо се движат тези електрони, толкова по-ярка е светещата точка на луминисцентния екран.

Ако електронният лъч се движи в пространството, светещата точка също ще се движи по екрана и ако лъчът се движи достатъчно бързо, окото ни ще вижда плътни светещи линии на екрана вместо движеща се точка (фиг. 2).

Ако бързо проследите целия екран ред по ред с електронен лъч и в същото време промените тока на лъча (т.е. яркостта на светещата точка) съответно, тогава можете да получите сложна и доста ясна картина на екрана.

По този начин изображението върху луминисцентния екран на тръбата се получава с помощта на рязко насочен лъч електрони и следователно, точно както в електронна тръба, основните процеси в тръбата са свързани с производството и подреденото движение на свободни електрони във вакуум .

Катодна тръба и триод

Катодната тръба е в много отношения подобна на усилвателна тръба - триод. Точно като лампа, тръбата съдържа катод, който излъчва електроните, необходими за производството на електронния лъч. От катода на тръбата електроните се придвижват към екрана, който, подобно на анода на триода, има висок положителен потенциал спрямо катода.

ориз. 3. Поява на вторични електрони

Прилагането на положително напрежение директно към екрана обаче е трудно, тъй като луминесцентното вещество е полупроводник. Следователно положителните напрежения на екрана трябва да се създават индиректно. Вътрешността на колбата е покрита със слой графит, към който се прилага положително напрежение. Електроните, образуващи лъча, удряйки със сила луминесцентното вещество, „избиват“ от него така наречените „вторични“ електрони, които се движат по подреден начин към графитното покритие под въздействието на положително напрежение върху него (фиг. 3).

В първия момент броят на вторичните електрони, напускащи екрана, е много по-голям от броя на електроните на лъча, влизащи в него. Това води до образуването на недостиг на електрони в атомите на луминесцентното вещество, т.е. екранът придобива положителен потенциал. Равновесието между броя на електроните, удрящи екрана, и броя на вторичните електрони, избити от него, ще се установи само когато напрежението на екрана на тръбата е близко до напрежението на графитното покритие. По този начин токът в катодната тръба е затворен по пътя катод - екран - графитно покритие и следователно графитното покритие играе ролята на анода, въпреки че електродите, излитащи от катода, не го удрят директно .

В близост до катода на тръбата има управляващ електрод (модулатор), който играе същата роля като управляващата решетка на триода. Чрез промяна на напрежението на управляващия електрод можете да промените количеството на тока на лъча, което от своя страна ще доведе до промяна в яркостта на светещата точка на екрана.

Въпреки това, наред с приликите между усилвателна електронна тръба и електронно-лъчева тръба, има особености в работата на последната, които коренно я отличават от триода.

Първо, електроните се движат от катода към екрана на тръбата в тесен лъч, докато се движат в „широк фронт“ към анода на лампата.

Второ, за да се създаде изображение върху него чрез преместване на светеща точка по екрана, е необходимо да се промени посоката на движение на електроните, летящи към екрана, и по този начин да се премести електронният лъч в пространството.

От всичко това следва, че най-важните процеси, които отличават тръбата от триода, са образуването на тънък електронен лъч и отклонението на този лъч в различни посоки.

Формиране и фокусиране на електронния лъч

Образуването на електронен лъч започва вече близо до катода на електроннолъчевата тръба, която се състои от малък никелов цилиндър с капачка, покрита с излъчващ материал (добре излъчващ електрони при нагряване) материал. Вътре в цилиндъра е поставен изолиран проводник - нагревател. Благодарение на този катоден дизайн, електроните се излъчват от много по-малка повърхност, отколкото в конвенционалната вакуумна тръба. Това веднага създава определена насоченост на лъча от електрони, летящ от катода.

Катодът на електроннолъчевата тръба е поставен в топлинен щит - метален цилиндър, чиято крайна част, насочена към колбата, е отворена. Поради това електроните не се движат от катода във всички посоки, както е в лампата, а само по посока на луминесцентния екран. Въпреки това, въпреки специалния дизайн на катода и топлинния щит, потокът от движещи се електрони остава прекалено широк.

Рязко стесняване на електронния поток се осъществява от управляващия електрод, който, въпреки че играе ролята на контролна решетка, структурно няма нищо общо с решетката. Контролният електрод е направен под формата на цилиндър, покриващ катода, в крайната част на който е направен кръгъл отвор с диаметър няколко десети от милиметъра.

Към управляващия електрод се прилага значително (няколко десетки волта) отрицателно отклонение, поради което той отблъсква електрони, които, както е известно, имат отрицателен заряд. Под въздействието на отрицателно напрежение траекториите (пътищата на движение) на електроните, преминаващи през тесен отвор в управляващия електрод, се „компресират“ към центъра на този отвор и по този начин се образува доста тънък електронен лъч.

Въпреки това, за да работи нормално тръбата, е необходимо не само да се създаде електронен лъч, но и да се фокусира, т.е. да се гарантира, че траекториите на всички електрони на лъча се събират на екрана в една точка. Ако лъчът не е фокусиран, тогава на екрана ще се появи доста голямо светещо петно ​​вместо светеща точка и в резултат на това изображението ще бъде размазано или, както казват любители фотографи, „неотчетливо“.

ориз. 4. Електронна пушка и нейната оптична аналогия.

Лъчът се фокусира от електронна оптична система, която действа върху движещи се електрони по същия начин, както конвенционалната оптика върху светлинните лъчи. Електронната оптична система се формира от електростатични лещи (статично фокусиране) или електромагнитни лещи (магнитно фокусиране), чийто краен резултат е един и същ.

Електростатичната леща не е нищо повече от (фиг. 4а), образувана с помощта на специални електроди електрическо поле, под въздействието на които се огъват траекториите на електроните на лъча. В тръба със статично фокусиране (фиг. 4, б) обикновено има две лещи, за образуването на които използват контролен електрод, който вече ни е известен, както и два специални електрода: първият и вторият анод. И двата електрода са метални цилиндри, понякога с различни диаметри, към които се прилага голямо положително (спрямо катода) напрежение: първият анод обикновено е 200-500 V, вторият е 800-15 000 V.

Между контролния електрод и първия анод се образува първа леща. Неговият оптичен аналог е късофокусна събирателна леща, състояща се от два елемента: двойно изпъкнала и двойно вдлъбната леща. Тази леща създава изображение на катода вътре в първия анод, което от своя страна се проектира върху екрана на тръбата с помощта на втората леща.

Втората леща се образува от полето между първия и втория анод и е подобна на първата леща, с изключение на това, че нейното фокусно разстояние е много по-дълго. По този начин първата леща играе ролята на кондензатор, а втората леща действа като основна проекционна леща.

Вътре в анодите има тънки метални пластини с отвори в центъра - диафрагми, които подобряват фокусиращите свойства на лещите.

Чрез промяна на напрежението на всеки от трите електрода, които образуват електростатични лещи, можете да промените свойствата на лещите, постигайки добро фокусиране на лъча. Това обикновено се прави чрез промяна на напрежението на първия анод.

Няколко думи за имената на електродите "първи анод" и "втори анод". По-рано установихме, че ролята на анода в катодната тръба се играе от графитното покритие близо до екрана. Въпреки това, първият и вторият анод, предназначени главно за фокусиране на лъча, поради наличието на голямо положително напрежение върху тях, ускоряват електроните, т.е. те правят същото като анода на усилващата лампа. Следователно имената на тези електроди могат да се считат за оправдани, особено след като част от електроните, излизащи от катода, попадат върху тях.

ориз. 5. Магнитна фокусираща тръба. 1—контролен електрод; 2—първи анод; 3—фокусираща намотка; 4—графитно покритие; 5—луминисцентен екран; 6—колба.

В електронно-лъчевите тръби с магнитно фокусиране (фиг. 5) няма втори анод. Ролята на събирателна леща в тази тръба се играе от магнитно поле. Това поле се формира от намотка, покриваща гърлото на тръбата, през която преминава постоянен ток. Магнитното поле на намотката създава въртеливо движениеелектрони. В същото време електроните се движат с висока скорост успоредно на оста на тръбата към луминесцентния екран под въздействието на положително напрежение върху него. В резултат траекториите на електроните образуват крива, „наподобяваща спирала.

С приближаването им до екрана скоростта на постъпателното движение на електроните се увеличава и ефектът на магнитното поле отслабва. Следователно радиусът на кривата постепенно намалява и близо до екрана електронният лъч се разтяга в тънък прав лъч. Доброто фокусиране, като правило, се постига чрез промяна на тока във фокусиращата намотка, т.е. чрез промяна на силата на магнитното поле.

Цялата система за производство на електронен лъч в тръби често се нарича „електронен пистолет“ или „електронен прожектор“.

Отклоняване на електронния лъч

Отклоняването на електронния лъч, както и неговото фокусиране, се извършват с помощта на електрически полета (електростатично отклонение) или с помощта на магнитни полета (магнитно отклонение).

В тръбите с електростатично (фиг. 6а) отклонение електронният лъч, преди да удари екрана, преминава между четири плоски метални електродни пластини, които се наричат ​​отклоняващи пластини.

ориз. 6. Използване на контрол на лъча. a—електростатични и b—магнитни полета.

Съвсем наскоро катодно лъчева тръбае бил широко разпространен в най различни устройства, например аналогови осцилоскопи, както и в радиотехническата индустрия - телевизия и радар. Но прогресът не стои неподвижен и катодните тръби постепенно започнаха да се заменят с повече модерни решения. Струва си да се отбележи, че някои устройства все още ги използват, така че нека да разгледаме какви са те.

Като източник на заредени частици в електроннолъчевите тръби се използва нагрят катод, който излъчва електрони в резултат на термоемисия. Вътре в управляващия електрод е поставен катод, който има цилиндрична форма. Ако промените отрицателния потенциал на управляващия електрод, можете да промените яркостта на светлинното петно ​​на екрана. Това се дължи на факта, че промяната на отрицателния потенциал на електрода влияе върху големината на електронния поток. Зад управляващия електрод има два цилиндрични анода, вътре в които са монтирани диафрагми (прегради с малки отвори). Ускоряващото поле, създадено от анодите, осигурява насоченото движение на електроните към екрана и същевременно „събира” електронния поток в тесен поток (лъч). В допълнение към фокусирането, което се осъществява с помощта на електростатично поле, в катодна тръба се използва и магнитно фокусиране на лъча. За да се реализира това, на гърлото на тръбата се поставя фокусираща намотка. , който действа върху електрони в магнитното поле, създадено от намотката, ги притиска към оста на тръбата, като по този начин образува тънък лъч. За да преместите или отклоните електронния лъч на екрана, точно както за фокусиране, електрически и магнитни полета.

Електростатичната система за отклонение на лъча се състои от две двойки плочи: хоризонтални и вертикални. Летейки между плочите, електроните ще се отклоняват към положително заредената плоча (Фигура a)):

Две взаимно перпендикулярни двойки пластини позволяват на електронния лъч да се отклонява както във вертикална, така и в хоризонтална посока. Магнитната отклоняваща система се състои от две двойки намотки 1 – 1 / и 2 – 2 /, разположени върху тръбния цилиндър под прав ъгъл една спрямо друга (Фигура b)). В магнитното поле, създадено от тези бобини, силата на Лоренц ще действа върху преминаващите електрони.

Вертикалното движение на електронния поток ще предизвика магнитно поле от хоризонтално разположени намотки. Полето от вертикално разположени намотки е хоризонтално. Полупрозрачен слой от специално вещество, което може да свети, когато е бомбардирано с електрони, покрива екрана на електронно-лъчева тръба. Такива вещества включват някои полупроводници - калциева волфрамова киселина, вилемит и др.

Основната група електроннолъчеви тръби са осцилографските тръби, чиято основна цел е да изследват бързите промени в тока и напрежението. В този случай изследваният ток се подава към отклонителната система, което ще доведе до отклонение на лъча върху екрана, пропорционално на силата на този ток (напрежение).

Принципът на работа на катодната тръба се основава на излъчването на електрони от отрицателно зареден термионен катод, които след това се привличат от положително зареден анод и се събират върху него. Това е принципът на работа на стара термоелектронна тръба.

В CRT високоскоростните електрони се излъчват от електронна пушка (Фигура 17.1). Те се фокусират от електронна леща и се насочват към екран, който се държи като положително зареден анод. Екранът е покрит от вътрешната страна с флуоресцентен прах, който започва да свети при удар с бързи електрони. Електронният лъч (лъч), излъчван от електронния пистолет, създава неподвижно петно ​​върху екрана. За да може електронният лъч да остави следа (линия) върху екрана, той трябва да се отклони както в хоризонтална, така и във вертикална посока - X и Y.

ориз. 17.1.

Методи за отклонение на лъча

Има два метода за отклоняване на електронен лъч в CRT. IN електростатиченМетодът използва две успоредни пластини, между които се създава електрическа потенциална разлика (фиг. 17.2(a)). Електростатичното поле, генерирано между плочите, отклонява електроните, влизащи в зоната на действие на полето. IN електромагнитниметод, сноп от електрони се управлява от създадено магнитно поле токов ударпротичащи през намотката. В същото време, както е показано на фиг. 17.2(b), се използват два комплекта контролни намотки (в телевизорите те се наричат ​​отклоняващи намотки). И двата метода осигуряват линейно отклонение.

ориз. 17.2.Електростатично (а) и електромагнитно (б)

методи за отклонение на електронния лъч.

Методът на електростатичното отклонение обаче има по-широк честотен диапазон, поради което се използва в осцилоскопите. Електромагнитното отклонение е по-подходящо за тръби с високо напрежение (кинескопи), работещи в телевизори, а също така е по-компактно в изпълнение, тъй като и двете намотки са разположени на едно и също място по протежение на гърлото на телевизионната тръба.

CRT дизайн

На фиг. 17.3 дава схематично представяне вътрешно устройствокатодно-лъчева тръба с електростатична отклоняваща система. Показани са различни електроди и съответните им потенциали. Електроните, излъчени от катода (или електронния пистолет), преминават през малък отвор (отвор) в решетката. Решетката, чийто потенциал е отрицателен по отношение на потенциала на катода, определя интензитета или броя на излъчените електрони и по този начин яркостта на петното на екрана.

ориз. 17.3.

ориз. 17.4.

След това електронният лъч преминава през електронна леща, която фокусира лъча върху екрана. Крайният анод A 3 има потенциал от няколко киловолта (спрямо катода), което съответства на обхвата на свръхвисоко напрежение (UHV). Два чифта отклоняващи плочи г 1 и г 2 осигуряват електростатично отклонение на електронния лъч съответно във вертикална и хоризонтална посока.

Вертикалното отклонение се осигурява от Y-плочи (плочи за вертикално отклонение), а хоризонталното отклонение се осигурява от X-плочи (плочи за хоризонтално отклонение). Входният сигнал се прилага към Y-образните пластини, които отклоняват електронния лъч нагоре и надолу според амплитудата на сигнала.

Х-плочите карат лъча да се движи хоризонтално от единия край на екрана до другия (почистване) с постоянна скорост и след това много бързо да се върне в първоначалната си позиция (обратно). На X - Плочата се захранва със зъбен сигнал (фиг. 17.4), генериран от генератора. Този сигнал се нарича сигнал за времева база.

Прилагане на подходящи сигнали към X - и Y-плоча, е възможно да се получи такова изместване на електронния лъч, при което точната форма на входния сигнал да се „начертае” на CRT екрана.

Това видео обяснява основните принципи на работа на катодна тръба:

.
Катодните тръби, чието действие се основава на формирането и контрола на интензитета и положението на един или повече електронни лъчи, се класифицират според предназначението и метода за управление на електронния лъч. В зависимост от предназначението кинескопите се делят на приемни, предавателни, запаметяващи и др. Като индикаторни устройства се използват приемните тръби. Според метода на управление на електронния лъч CRT се разделят на тръби с електростатично и магнитно управление. При първия за управление на електронния лъч се използва електрическо поле, а при втория - магнитно поле.

Електростатично контролирани електроннолъчеви тръби осигуряват по-високи честотни свойства, поради което се използват широко като индикатори в електронните осцилоскопи. Помислете за работата на електростатично контролирана катодно-лъчева тръба, чиято конструкция е показана схематично на фигурата по-долу.

Това е стъклена колба, в тясната част на която са разположени електронен прожектор (EP) и отклоняваща система (OS). В края на колбата има екран (E), покрит със специално съединение - фосфор, който може да свети, когато е бомбардиран с електронен лъч. Електронният прожектор се състои от нажежаема жичка (H), катод (K), модулатор (M) и два анода (A и A2).

Електроните, които напускат катода, образуват електронен облак, който под въздействието на анодното поле се придвижва към екрана, образувайки електронен лъч. Този лъч преминава през модулатор, направен под формата на плосък цилиндър с отвор и долна част. Към модулатора се прилага напрежение от няколко десетки волта, отрицателно спрямо катода. Това напрежение създава забавящо поле, което предварително фокусира електронния лъч и променя яркостта на екрана. За да се получи необходимата енергия (скорост) на електронния лъч, към анодите се прилага напрежение, положително спрямо катода: към анода А1 - от порядъка на няколкостотин, а към анода А2 - няколко хиляди волта. Стойността на напрежението за анод А2 се избира от условието за настройка на фокуса на втората електростатична леща в равнината на екрана.

Системата за отклоняване на CRT се състои от две двойки взаимно перпендикулярни плочи, разположени симетрично спрямо оста на крушката. Напрежението, приложено към плочите, огъва пътя на електронния лъч, като по този начин кара светлинното петно ​​на екрана да се отклони. Стойността на това отклонение е право пропорционална на напрежението върху плочите OS и обратно пропорционална на напрежението Ua на втория анод.

(фигурата по-долу), подобно на CRT с електростатично управление, включва ED и OS. EP дизайните на двете тръби са сходни.

Предварителното фокусиране на електронния лъч в магнитно управлявана тръба също се извършва от две електростатични лещи, образувани съответно от електрическите полета между модулатора и първия анод и между първия и втория анод. Функциите на първия анод, понякога наричан ускоряващ електрод, включват допълнително екраниране на модулатора от втория анод, което почти напълно премахва зависимостта на яркостта на екрана от напрежението на втория анод.

Вътре в CRT има друг електрод, наречен aquadag (AQ). Aquadag е електрически свързан към втория анод. Основното фокусиране на електронния лъч се осъществява от нехомогенното магнитно поле на фокусиращата намотка (FC), структурно разположена на гърлото на CRT крушката. Това е полето, което възниква при протичане през FC DC, придава въртеливо движение на електроните около оста на лъча, като го фокусира в равнината на екрана.

Магнитната ОС съдържа две двойки последователно свързани взаимно перпендикулярни намотки, конструктивно изпълнени под формата на единичен блок. Полученото поле, създадено от тези намотки, кара електроните да се движат в кръг, чийто радиус е обратно пропорционален на силата на магнитното поле. Напускайки полето, електроните на лъча се движат тангенциално към първоначалната траектория, отклонявайки се от геометричната ос на крушката.

В този случай отклонението на електронния лъч в CRT с магнитно управление зависи по-малко от стойността на ускоряващото напрежение на анода А2, отколкото отклонението на лъча в CRT с електростатично управление. Следователно, за дадена стойност на напрежението на втория анод, CRT с магнитно управление осигурява по-голям ъгъл на отклонение на електронния лъч от CRT с електростатично управление, което прави възможно значително намаляване на размера му. Типичната стойност на максималния ъгъл на отклонение в CRT с магнитно управление е 110°, а в CRT с електростатично управление не надвишава 30°.

Съответно, за дадени стойности на отклонение на електронния лъч, магнитно контролиран CRT работи с по-високи стойности на напрежението на втория анод от електростатично контролиран CRT, което прави възможно увеличаването на яркостта на полученото изображение. Към горното трябва да се добави, че CRT с магнитно управление осигурява по-добро фокусиране на електронния лъч и следователно най-добро качествоизображения, което предопредели широкото им използване като индикаторни устройства за компютърни дисплеи. Разглежданите CRT осигуряват монохроматичен режим за изобразяване на информация. В момента CRT с цветни изображения стават все по-често срещани.

(фигура по-долу) прилага принципа за получаване на цветни изображения като сбор от изображения на червено, зелено и синьо.

Като промените относителната яркост на всеки, можете да промените цвета на възприеманото изображение. Следователно структурно CRT съдържа три независими електронни лъча, чиито лъчи са фокусирани на определено разстояние от екрана. В равнината на пресичане на лъчите има цветоразделителна маска - тънка метална пластина с голям брой отвори, чийто диаметър не надвишава 0,25 mm. Екранът на цветния CRT е разнороден и се състои от множество луминисцентни клетки, чийто брой е равен на броя на отворите в маската. Клетката се състои от три кръгли фосфорни елемента, които светят в червено, зелено или синьо.

Например цветен кинескоп с размер на диагонала на екрана 59 cm има маска с повече от половин милион дупки и общ бройБроят на луминесцентните елементи на екрана надхвърля 1,5 милиона, преминавайки през отворите на маската, електронните лъчи се разминават. Разстоянието между маската и екрана е избрано така, че след преминаване през отвора в маската, електроните на всеки лъч да попадат върху луминесцентните елементи на екрана определен цвят. Поради малкия размер на светещите елементи на екрана, човешкото око вече не е в състояние да ги различи на близко разстояние и възприема общото сияние на всички клетки, чиито интегрални цветове зависят от интензитета на електронния лъч на всяко ЕР.

Ако се подадат еднакви напрежения към модулаторите и на трите ОзВ, то светлинните елементи на екрана ще светят еднакво и полученият цвят ще се възприема като бял. При синхронна промяна на напрежението на модулаторите, яркостта бялопромени. Следователно, чрез прилагане на еднакви напрежения към модулаторите, е възможно да се получат всички градации на блясъка на екрана - от ярко бяло до черно. Така цветните кинескопи могат да възпроизвеждат черно-бели изображения без изкривяване.

Ю.Ф.Опадчий, Аналогова и цифрова електроника, 2000г

Катодни лъчеви тръби (CRT) с електростатичен контрол,т.е. с фокусиране и отклонение на лъча електрическо поле, наричан за краткост електростатични тръби,особено широко използвани в осцилоскопите.

ориз. 20.1. Принципът на устройството (а) и символно графично обозначение (б) на електростатична катодна тръба

На фиг. Фигура 20.1 показва принципа на проектиране на най-простия тип електростатична тръба и нейното представяне в диаграми. Тръбният балон има цилиндрична форма с конусовидно или цилиндрично разширение по-голям диаметър. включено вътрешна повърхностприлага се основа на удължената част флуоресцентен екран LE- слой от вещества, способни да излъчват светлина при удар с електрони. Вътре в тръбата има електроди, които имат проводници, обикновено върху щифтовете на основата (за да се опрости фигурата, проводниците минават директно през стъклото на цилиндъра).

Катод ДООбикновено има индиректно нагрят оксиден под формата на цилиндър с нагревател. Катодният извод понякога се комбинира с един нагревателен извод. Оксидният слой се отлага на дъното на катода. Около катода има управляващ електрод т.нар модулатор (М), с цилиндрична форма с дупка на дъното. Този електрод служи за контролиране на плътността на електронния поток и за неговото предварително фокусиране. Към модулатора се подава отрицателно напрежение (обикновено десетки волта). Тъй като това напрежение се увеличава, повече електрони се връщат към катода. При известно отрицателно напрежение на модулатора, тръбата е блокирана.

Следните електроди, също с цилиндрична форма, са аноди. В най-простия случай има две. включено втори анод А 2 напрежението варира от 500 V до няколко киловолта (понякога 10 - 20 kV), а при първи анод А 1 напрежението е няколко пъти по-малко. Вътре в анодите има прегради с отвори (диафрагми). Под въздействието на ускоряващото поле на анодите електроните придобиват значителна скорост. Окончателното фокусиране на електронния поток се извършва с помощта на неравномерно електрическо поле в пространството между анодите, както и благодарение на диафрагмите. По-сложните системи за фокусиране съдържат по-голям бройцилиндри

Нарича се система, състояща се от катод, модулатор и аноди електронен прожектор (електронен пистолет)и служи за създаване на електронен лъч, тоест тънък поток от електрони, летящ с висока скорост от втория анод към луминесцентния екран.

По пътя на електронния лъч две двойки са разположени под прав ъгъл една спрямо друга отклоняващи плочи P X И Пг . Приложеното към тях напрежение създава електрическо поле, което отклонява електронния лъч към положително заредената плоча. Полето на плочите е напречно за електроните. В такова поле електроните се движат по параболични траектории и след като го напуснат, те се движат праволинейно по инерция, т.е. електронният лъч получава ъглово отклонение. Колкото по-голямо е напрежението върху плочите, толкова повече се отклонява лъчът и толкова повече светещият, т.нар. електронно петно,произтичащи от електронни удари.

Плочи Пг отклоняват лъча вертикално и се наричат плочи за вертикално отклонение ("Y" плочи),и чиниите П X - хоризонтални отклоняващи плочи ("X" плочи).Една плоча от всяка двойка понякога е свързана към тялото на оборудването (шасито), т.е. има нулев потенциал. Това включване на плочи се нарича асиметричен.За да се предотврати създаването на електрическо поле между втория анод и корпуса, което влияе върху полета на електроните, вторият анод обикновено също е свързан към корпуса. Тогава, при липса на напрежение върху отклоняващите плочи, между тях и втория анод няма да има поле, действащо върху електронния лъч.

ориз. 20.2. Захранване на електростатичната тръба от два източника

Тъй като вторият анод е свързан към корпуса, катодът, който има висок отрицателен потенциал, равен на напрежението на втория анод, трябва да бъде добре изолиран от корпуса. Когато захранването е включено, докосването на проводниците на катода, модулатора и веригата с нажежаема жичка е опасно. Тъй като електронният лъч може да бъде повлиян от външни електрически и магнитни полета, тръбата често се поставя в екранираща кутия от мека стомана.

Светенето на луминесцентния екран се обяснява с възбуждането на атомите на екранното вещество. Електроните, удряйки екрана, предават енергията си на атомите на екрана, при което един от електроните се премества в орбита, по-отдалечена от ядрото. Когато електрон се върне обратно в своята орбита, той се освобождава квант на лъчиста енергия (фотон)и се наблюдава сияние. Това явление се нарича катодолуминесценция,и се наричат ​​веществата, които светят под удара на електрони катодолуминофориили просто луминофори.

Електроните, удрящи екрана, могат да го заредят отрицателно и да създадат забавящо поле, което намалява тяхната скорост. Това ще намали яркостта на екрана и може напълно да попречи на електроните да достигнат до екрана. Следователно е необходимо да се премахне отрицателният заряд от екрана. За да направите това, нанесете върху вътрешната повърхност на цилиндъра проводим слой.Обикновено е графит и се нарича аквадаг. Akvadag е свързан към втория анод. Вторичните електрони, избити от екрана от удари от първични електрони, летят към проводящия слой. След като вторичните електрони напуснат, потенциалът на екрана обикновено е близък до потенциала на проводящия слой. Някои тръби имат проводник от проводимия слой ( PSна фигурата), който може да се използва като допълнителен анод с по-високо напрежение. В този случай електроните се ускоряват допълнително след отклонение в системата от отклоняващи пластини (т.нар. следускоряване).

Проводимият слой също предотвратява образуването на отрицателни заряди по стените на цилиндъра от навлизащите там електрони. Тези заряди могат да създадат допълнителни полета, които нарушават нормалната работа на тръбата. Ако в тръбата няма проводящ слой, тогава вторичните електрони напускат екрана към отклоняващите пластини и втория анод.

Всички тръбни електроди обикновено се монтират с помощта на метални държачи и изолатори стъклен крактръби.

Силови вериги. Захранващите вериги на електростатичната тръба са показани на фиг. 20.2. DC напреженията се подават към електродите от два токоизправителя д 1 И д 2 . Първият трябва да произвежда високо напрежение (стотици и хиляди волта) с ток от единици милиампери, източникът д 2 - напрежението е няколко пъти по-ниско. Други каскади, работещи заедно с тръбата, също се захранват от същия източник. Следователно, той е проектиран за ток от десетки милиампера.

Електронният прожектор се захранва чрез разделител, състоящ се от резистори Р 1 Р 2 , Р 3 и Р 4. Тяхното съпротивление обикновено е високо (стотици килоома), така че делителят консумира малко ток. Самата тръба също консумира малко ток: в повечето случаи десетки или стотици микроампера.

Променлив резистор Р 1 е контрол на яркостта.Той регулира отрицателното напрежение на модулатора, който се отстранява от дясната секция Р 1 Увеличаване на това напрежение с абсолютна стойностнамалява броя на електроните в лъча и, следователно, яркостта на сиянието.

За регулиране на фокусирането на лъчаслужи като променлив резистор Р 3 , с помощта на които се изменя напрежението на първия анод. В този случай потенциалната разлика се променя и следователно силата на полето между анодите. Ако, например, потенциалът на първия анод се понижи, потенциалната разлика между анодите ще се увеличи, полето ще стане по-силно и неговият фокусиращ ефект ще се увеличи. Тъй като напрежението на първия анод Uи 1 не трябва да се намалява до нула или да се увеличава до напрежението на втория анод Uа 2 , резисторите се вкарват в делителя Р 2 И Р 4

Второ анодно напрежение Uа 2 малко по-малко от напрежението д 1 (разликата е спадът на напрежението през резистора Р 1 ). Трябва да се помни, че скоростта на електроните, излизащи от прожектора, зависи само от напрежението на втория анод, но не и от напрежението на модулатора и първия анод. Някои електрони удрят анодите, особено ако анодите имат диафрагми. Следователно токове в части от милиампера протичат в анодните вериги и се затварят през източника д 1 . Например, електроните на тока на първия анод се движат в посока от катода към анода, след това през дясната част на резистора Р 3 и през резистор Р 4 в плюс на източника д 1 по-навътре в него и през резистор Р 1 към катода.

Променливите резистори се използват за първоначално настройване на светлинното петно ​​на екрана. Р 5 и Р 6 , свързан към източник д 2 . Двигателите на тези резистори чрез резистори Р 7 и Р 8 с високо съпротивление са свързани към отклонителните плочи. В допълнение, с помощта на резистори Р 9 И Р 10 , имайки същото съпротивление, се установява точка с нулев потенциал, свързана с корпуса. За резистори Р 5 и Р 6 в краищата потенциалите са +0,5 д 2 и -0,5 д 2, а техните средни точки имат нулев потенциал. Когато резисторът се плъзга Р 5 , Р 6 са в средно положение, тогава напрежението на отклоняващите пластини е нула. Чрез преместване на плъзгачите от средно положение е възможно да се прилагат различни напрежения към плочите, отклонявайки електронния лъч вертикално или хоризонтално и създавайки светещо петно ​​във всяка точка на екрана.

Към отклонителните плочи чрез свързващи кондензатори В 1 и СЪС 2 също се подава променливо напрежение, например напрежението, което се тества при използване на осцилографска тръба. Без кондензатори, отклоняващите плочи биха били шунтирани към постоянно напрежение от вътрешното съпротивление на източника на променливо напрежение. При ниско вътрешно съпротивление, постояннотоковото напрежение върху отклоняващите плочи ще намалее рязко. От друга страна, източникът на променливо напрежение понякога произвежда постоянно напрежение, което е нежелателно да се прилага към отклоняващите пластини. В много случаи също така е неприемливо постоянното напрежение, присъстващо във веригите на дефлекторната плоча, да навлезе в източника на променливо напрежение.

Резистори Р 7 и Р 8 включени, за да се увеличи входното съпротивление на отклонителната система за източници на променливо напрежение. Без такива резистори тези източници биха били натоварени със значително по-малко съпротивление, осигурено само от резисторите Р 5 , Р 6 и резистори Р 9 , Р 10 . В този случай резистори Р 7 и Р 8 не намалявайте постоянното напрежение, подавано към отклоняващите плочи, тъй като през тях не протичат постоянни токове.

Полезният ток е токът на електронния лъч. Електроните на този ток се движат от катода към луминесцентния екран и избиват вторични електрони от последния, които летят към проводящия слой и след това се придвижват към плюса на източника д 1 , след това през вътрешното си съпротивление и резистор Р 1 към катода.

ориз. 20.3. Първата електронна леща за прожектор

Тръбните електроди могат да се захранват с други опции, например от един източник на високо напрежение.

Електронни прожектори. Електронен прожекторпредставлява електронно-оптична система,състоящ се от няколко електростатични електронни лещи.Всяка леща се формира от нееднородно електрическо поле, което причинява кривината на траекториите на електроните (напомнящо пречупването на светлинните лъчи в оптичните лещи), а също така ускорява или забавя електроните.

Най-простият прожектор съдържа две лещи. Първият обектив, или обектив с предварително фокусиране,образуван от катода, модулатора и първия анод. На фиг. Фигура 20.3 показва полето в тази част на прожектора. Еквипотенциалните повърхности са показани с плътни линии, а линиите на полето са показани с тирета. Както можете да видите, част от силовите линии от първия анод отиват към пространствения заряд близо до катода, а останалата част към модулатора, който има по-нисък отрицателен потенциал от катода. Линия BB´условно разделя полето на две части. Лявата страна на полето фокусира потока от електрони и им придава скорост. Дясната страна на полето допълнително ускорява електроните и донякъде ги разпръсква. Но ефектът на разсейване е по-слаб от ефекта на фокусиране, тъй като в дясната част на полето електроните се движат с по-висока скорост.

ориз. 20.4. Електронни траектории в първата леща на електронен прожектор

Разглежданото поле е подобно на система от две лещи - събиранеИ разпръскване.Събиращата леща е по-силна от разсейващата леща и системата като цяло фокусира. Движението на електронните потоци обаче се извършва по различни закони от пречупването на светлинните лъчи в лещите.

На фиг. Фигура 20.4 показва траекториите на електроните за най-външните електронни лъчи, излизащи от катода. Електроните се движат заедно криволинейни траектории. Техните потоци са съсредоточени и се пресичат в малка област т.нар първа пресечкаили пресичанеи в повечето случаи се намира между модулатора и първия анод.

Първи обектив късо хвърляне,тъй като скоростта на електроните в него е относително ниска и техните траектории са доста силно извити.

Тъй като отрицателното напрежение на модулатора нараства по абсолютна стойност, потенциалната бариера в близост до катода се увеличава и все по-малко електрони могат да я преодолеят. Токът на катода намалява и следователно токът на електронния лъч и яркостта на екрана намаляват. Потенциалната бариера се увеличава в по-малка степен в близост до централната част на катода, тъй като тук ускоряващото поле, проникващо от първия анод през отвора на модулатора, е по-силно повлияно. При определено отрицателно напрежение на модулатора потенциалната бариера в краищата на катода се увеличава толкова много, че електроните вече не могат да я преодолеят. Работна остава само централната част на катода. По-нататъшното увеличаване на отрицателното напрежение намалява площта на работната част на катода и в крайна сметка го намалява до нула, т.е. тръбата е заключена. По този начин контролът на яркостта е свързан с промяна на площта работна повърхносткатод

ориз. 20.5. Втора фокусираща леща на електронния прожектор

ориз. 20.6. Електронен прожектор с ускоряващ (екраниращ) електрод

Нека разгледаме фокусирането на електронния лъч във втората леща, т.е. в система от два анода (фиг. 20.5, а). Линия BB´разделя полето между анодите на две части. Лявата част на полето получава отклоняващ се електронен поток, който се фокусира, а потокът се разсейва в дясната част на полето. Ефектът на разсейване е по-слаб от ефекта на фокусиране, тъй като скоростта на електроните в дясната част на полето е по-висока, отколкото в лявата. Цялото поле е подобно оптична система, състоящ се от събирателна и разсейваща леща (фиг. 20.5, б). Тъй като скоростите на електроните в полето между анодите са високи, системата се оказва телефотоТова е необходимо, тъй като е необходимо да се фокусира електронният лъч върху екран, разположен доста далеч.

С нарастване на потенциалната разлика между анодите (напрежението на първия анод намалява), напрежението на полето се увеличава и ефектът на фокусиране се засилва. По принцип е възможно да се регулира фокусирането чрез промяна на напрежението на втория анод, но това е неудобно, тъй като скоростта на електроните, излизащи от прожектора, ще се промени, което ще доведе до промяна в яркостта на светенето на екрана и ще повлияе на отклонението на лъча от отклоняващите пластини.

Недостатъкът на описания прожектор е взаимното влияние на контрола на яркостта и фокусирането. Промяната в потенциала на първия анод влияе на яркостта, тъй като този анод действа със своето поле върху потенциалната бариера в близост до катода. И промяната в напрежението на модулатора измества областта на първото пресичане на електронните траектории по оста на тръбата, което нарушава фокусирането. В допълнение, затъмняването променя тока на първия анод и тъй като в неговата верига са включени резистори с високи съпротивления, напрежението върху него се променя, което води до разфокусиране. Промяната на тока на втория анод не влияе на фокусирането, тъй като във веригата на този анод няма включени резистори и следователно напрежението върху него не може да се промени.

В момента се използват прожектори, в които има допълнителен, ускоряване (екраниране) електрод(фиг. 20.6). Той е свързан към втория анод и напрежението върху него е постоянно. Поради екраниращия ефект на този електрод, промяната на потенциала на първия анод при регулиране на фокусирането практически не променя полето на катода.

Фокусиращата система, състояща се от ускоряващ електрод и два анода, работи по следния начин. Полето между първия и втория анод е същото, както е показано на фиг. 20.5, а. Той извършва фокусирането, както беше обяснено по-рано. Между ускоряващия електрод и първия анод има неравномерно поле, подобно на полето между анодите, но не ускоряващо, а забавящо. Електроните, летящи в това поле в отклоняващ се поток, се разпръскват в лявата половина на полето и се фокусират в дясната половина. В този случай ефектът на фокусиране е по-силен от ефекта на разсейване, тъй като в дясната половина на полето скоростта на електроните е по-ниска. По този начин фокусирането се извършва и в областта между ускоряващия електрод и първия анод. Колкото по-ниско е напрежението на първия анод, толкова по-висока е силата на полето и толкова по-силно е фокусирането.

ориз. 20.7. Електростатично отклонение на лъча

За да се гарантира, че контролът на яркостта има по-малко влияние върху фокусирането, първият анод е направен без диафрагми (фиг. 20.6). Електроните не достигат до него, т.е. токът на първия анод е нула. Съвременните електронни проектори произвеждат светещо петно ​​върху екрана с диаметър не по-голям от 0,002 от диаметъра на екрана.

Електростатично отклонение на лъча. Отклонението на електронния лъч и светещото петно ​​на екрана е пропорционално на напрежението върху отклоняващите пластини. Коефициентът на пропорционалност в тази зависимост се нарича чувствителност на тръбата.Ако означим вертикалното отклонение на петното с y,и напрежението върху Y плочите е през Uг , това

г = Сг Uг , (20.1)

Къде Сг - чувствителност на тръбата за “Y” пластини.

Подобно на това, хоризонталното отклонение на петното

х = Сх Uх. (20.2)

По този начин чувствителността на електростатичната тръба е съотношението на отклонението на светещото петно ​​върху екрана към съответното напрежение на отклонение:

Сх = х/Uх И Сг = г/Uг . (20.3)

С други думи, чувствителността е отклонението на светещото петно ​​за 1 V напрежение на отклонение. Чувствителността се изразява в милиметри на волт. Понякога чувствителността се разбира като реципрочна на Сх или Сг , и го изразете във волтове на милиметър.

Формулите (20.3) не означават, че чувствителността е обратно пропорционална на отклоняващото напрежение. Ако го увеличите няколко пъти Uг , тогава ще се увеличи със същата сума y,и значението Сг ще остане непроменена. следователно Сг не зависи от Uг . Чувствителността варира от 0.1 - 1.0 mm/V. Зависи от режима на работа и някои геометрични размери на тръбата (фиг. 20.7):

С = лмн л /(2dUа 2) , (20.4)

Къде л pl - дължина на отклонителните плочи; л- разстояние от средата на плочите до екрана; d - разстояние между плочите; Uа 2 - напрежение на втория анод.

Тази формула не е трудна за обяснение. С увеличение л pl електронът лети по-дълго в отклоняващото поле и получава по-голямо отклонение. При същото ъглово отклонение, изместването на светещото петно ​​върху екрана се увеличава с увеличаване на разстоянието л. Ако увеличите d, тогава силата на полето между плочите и следователно отклонението ще намалее. Увеличаване на напрежението Uа 2 води до намаляване на отклонението, защото се увеличава скоростта, с която електроните летят през полето между плочите.

Нека разгледаме възможността за увеличаване на чувствителността въз основа на формула (20.4). Увеличаване на разстоянието лнежелателно, тъй като прекалено дългата тръба е неудобна за използване. Ако увеличите л pl или намали d, тогава е невъзможно да се получи значително отклонение на лъча, тъй като той ще удари плочите. За да се предотврати това, плочите са огънати и разположени една спрямо друга, както е показано на фиг. 20.8. Можете да увеличите чувствителността, като намалите напрежението Uа 2 . Но това е свързано с намаляване на яркостта на сиянието, което в много случаи е неприемливо, особено когато висока скоростдвижение на лъча през екрана. Намаляването на анодното напрежение също влошава фокусирането. При по-високо напрежение Uа 2 електроните се движат с високи скорости, взаимното отблъскване на електроните има по-малък ефект. Траекториите им в електронния прожектор са разположени под малък ъгъл спрямо оста на тръбата. Такива траектории се наричат параксиален.Те осигуряват по-добро фокусиране и по-малко изкривяване на изображението на екрана.

Намаляване на яркостта на блясъка при намаляване на анодното напрежение Uа 2 компенсирани в тръби с постакселерация.В тези тръби електронен прожектор предава енергия от не повече от 1,5 keV на електроните. С такава енергия те летят между отклоняващите плочи и след това попадат в ускоряващото поле, създадено от третия анод. Последният е проводящ слой пред екрана, отделен от останалата част от слоя, свързан към втория анод (фиг. 20.9, а). В същото време Uа 3 > Uа 2 . Полето между тези два слоя образува леща, която ускорява електроните. Но в същото време се получава известна кривина на траекториите на електроните. В резултат на това чувствителността намалява и се получава изкривяване на изображението. Тези недостатъци са до голяма степен елиминирани с многократно последващо ускорение, когато има няколко проводящи пръстена с постепенно нарастващо напрежение: U a 4 > Uа 3 > Uа 2 > U a1 (Фиг. 20.9, b).

ориз. 20.8. Отклоняващи плочи

ориз. 20.9. Допълнителни аноди за последващо ускоряване

Ако отклоняващото напрежение се променя с много висока честота, тогава в изображението се появяват изкривявания, тъй като времето на полета на електроните в полето на отклоняващите плочи става съизмеримо с периода на колебание на отклоняващото напрежение. През това време напрежението на плочите се променя забележимо (дори може да промени знака си). За да се намалят тези изкривявания, отклоняващите плочи се правят къси и се използват по-високи ускоряващи напрежения. Освен това с увеличаване на честотата влиянието на собствения капацитет на отклоняващите пластини става все по-изразено.

Понастоящем за микровълнова осцилография се използват специални тръби с по-сложни системи за отклонение.

Измерване и наблюдение на променливи напрежения.Ако се приложи променливо напрежение към отклоняващите пластини "y", тогава електронният лъч осцилира и на екрана се вижда вертикална светеща линия (фиг. 20.10, А) Дължината му е пропорционална на удвоената амплитуда на приложеното напрежение 2 Uм . Познаване на чувствителността на тръбата и измерване y,може да се определи Uм според формулата

Uм = г/(2С y) . (20.5)

ориз. 20.10. Измерване на AC напрежение с CRT

ориз. 20.11. Рампово напрежение за линейно сканиране

ориз. 20.12. Осцилограми на синусоидално напрежение при множество честотни съотношения

Например ако Сг = 0,4 mm/V, а при= 20 мм, тогава Uм = 20/(2 0,4) = 25 V.

Ако чувствителността на тръбата е неизвестна, тя се определя. За да направите това, трябва да приложите известно променливо напрежение към плочите и да измерите дължината на светещата линия. Напрежението може да се подава от мрежата и да се измерва с волтметър. Трябва да се помни, че волтметърът ще покаже ефективната стойност на напрежението, която трябва да се преобразува в амплитуда чрез умножаване по 1,4.

Както можете да видите, CRT може да се използва като волтметър от пик до пик. Предимството на такова измервателно устройство е неговият висок входен импеданс и възможността за измерване при много високи честоти.

Описаният метод ви позволява да измервате пиковите стойности на несинусоидални напрежения, както и амплитудите на положителните и отрицателните полувълни на променливо напрежение. За да направите това, запомнете позицията на светещото петно ​​при липса на измерено напрежение, след това го приложете и измерете разстоянията при 1 и при 2 от първоначалното положение на петното до краищата на светещата линия (фиг. 20.10, b). Амплитудите на полувълните

U m1 = при 1 /Сг И Uм2 = при 2 /Сг . (20.6)

Да се ​​наблюдават променливи напрежения върху плочите Ппри напрежението, което се тества, се прилага и плочите са П X - напрежение на размахване Uразвитие, което има форма на трион (фиг. 20.11) и се получава от специален генератор. Това напрежение извършва времеви преглед. С течение на времето t 1 при увеличаване на напрежението електронният лъч се движи равномерно хоризонтално в една посока, например отляво надясно, т.е. директен,или работник, прогресС рязко намаляване на напрежението във времето t 2 лъчът прави бърз обратен ход.Всичко това се повтаря при честотата на напрежението.

При липса на тестваното напрежение на екрана се вижда хоризонтална светеща линия, играеща ролята на времева ос. Ако приложите тестваното променливо напрежение към плочите Ппри , тогава петното на екрана едновременно ще осцилира вертикално и ще повтори равномерно движение с обратно движение хоризонтално. В резултат на това се наблюдава светеща крива на тестваното напрежение (фиг. 20.12). Фигурата показва осцилограми на синусоидално напрежение, но може да се наблюдава напрежение с всякаква форма.

За да бъде кривата неподвижна, периодът на напрежението на разгъване Ттрябва да бъде равен на периода на тестваното напрежение Тили цяло число пъти по-голямо от него:

Тразвитие = пТ, (20.7)

Къде п- цяло число.

ориз. 20.13. Осцилограми на синусоидално напрежение при дробно съотношение на честотите

Съответно честотата на сканиране U a z V трябва да бъде цяло число пъти по-малко от честотата на изпитваното напрежение:

fразвитие = f /п. (20.8)

След това във времето Тслед като преминат цял ​​брой трептения на изследваното напрежение и в края на обратния ход петното на екрана ще бъде на мястото, откъдето е започнало да се движи по време на хода напред. Фигурата показва наблюдаваните осцилограми при n = 1, или Тразвитие = Т,И п= 2, т.е. Т div = 2 ТОбратно време t 2 Желателно е да е възможно най-малък, тъй като поради него част от извивката не се възпроизвежда (нюанси на фигурата). Освен това, толкова по-малко t 2 , толкова по-бързо лъчът се връща обратно и толкова по-слаб е видим. Трябва да се инсталира пнай-малко 2, така че поне едно цяло трептене да е напълно видимо. Избор на стойност ппроизведени чрез промяна на честотата на генератора за почистване. Ако пняма да е цяло число, тогава осцилограмата не остава неподвижна и вместо една крива се наблюдават няколко, което е неудобно. На фиг. Фигура 20.13 показва осцилограми на синусоидално напрежение при п = 1 / 2 И п= 3/4. За простота тук се приема, че времето за връщане t 2 = 0. Стрелките с цифри на фигурата показват последователността на движение на петното на екрана.

Съвпадащо цяло число побикновено трае само кратко време, тъй като генераторът на размахване има нестабилна честота и честотата на тестваното напрежение също може да се промени. За да запазите избора си пДълго време се използва синхронизация на сканиращия генератор с тестовото напрежение. Синхронизацията се състои във факта, че напрежението, което се тества, се подава към генератор за размахване и той генерира трионно напрежение с честота, по-малка от цял ​​брой пъти от честотата на теста.

Изпитваните напрежения обикновено се прилагат към отклоняващите плочи чрез свързващи кондензатори (виж Фиг. 20.2). Следователно постоянният компонент не достига до плочите и се наблюдава само променливият. Времевата ос (нулевата ос) на този компонент е хоризонталната линия, която остава на екрана, ако захранването на тестваното напрежение бъде спряно. За да се получи истинска форма на вълната на напрежение, съдържащо DC компонент, то трябва да се приложи директно към плочите, а не през кондензатори.

Ако трябва да наблюдавате текуща осцилограма, тогава в нейната верига е включен резистор Р. Напрежението върху него, пропорционално на изпитвания ток, се прилага към плочите Ппри . Въз основа на известната чувствителност на тръбата се определя това напрежение. Разделяйки го по съпротивление Р, намерете тока. Така че токът да не се променя забележимо, когато резисторът е включен Р, последните трябва да имат относително ниско съпротивление. Ако напрежението е недостатъчно, то ще трябва да се подава чрез усилвател с известно усилване.

Изкривяване на изображението.В електростатичните тръби изкривяванията на формата на вълната се наблюдават главно когато отклоняващите плочи са свързани асиметрично, т.е. когато една плоча от всяка двойка е свързана към втория анод (виж фиг. 20.2). Нека, с такова включване на плочите Ппри Прилага се променливотоково напрежение с амплитуда Uм . Тогава на едната плоча потенциалът е нула спрямо тялото, а на другата плоча варира от + Uм до - Uм (фиг. 20.14, А).Потенциалите на различни точки в пространството между плочите се променят съответно. При положително полувълново напрежение електроните летят през точки с потенциал по-висок от U a2. Поради това тяхната скорост се увеличава и чувствителността на тръбата намалява. При отрицателна полувълна електроните намаляват скоростта, тъй като потенциалите на точките между плочите са по-ниски U a2. Това ще увеличи чувствителността на тръбата. В резултат на това отклонението г 1 с положителна полувълна ще бъде по-малко от отклонението при 2 при отрицателна полувълна. Осцилограмата на синусоидалното напрежение ще стане несинусоидална, т.е. ще възникне нелинейно изкривяване.

ориз. 20.14. Отклоняване на електронния лъч с асиметрично (а) и симетрично (б) включване на отклоняващи плочи

При симетрично свързване нито една от отклоняващите плочи не е свързана директно към корпуса и втория анод, а точките на нулев потенциал са разположени в средната равнина между плочите (фиг. 20.14, b). Потенциалите на плочите във всеки момент са еднакви по стойност и противоположни по знак. На една плоча потенциалът приема екстремни стойности ±0,5 Uм , и съответно от друга - + 0,5Uм . Отклоняването на електронния лъч към която и да е от плочите става при същите условия и следователно при 1 = при 2 . На фиг. Фигура 20.15 показва вариант на симетрично включване на отклоняващи плочи. DC напрежението за първоначалната точкова настройка се премахва от двойния резистор Р 6 , Р 6 ´. При едновременно преместване на техните плъзгачи с една ръкохватка потенциалите на отклоняващите плочи се променят в една и съща стойност, но противоположни по знак.

ориз. 20.15. Симетрично активиране на отклоняващите плочи

Симетричното включване на плочи намалява и други неприятни явления, например влошаване на фокусирането, когато петното се премести до ръба на екрана.

Асиметричното включване на плочи, по-отдалечени от светлината на прожекторите, създава трапецовидна изкривявания.Те възникват поради наличието на поле по пътя на електроните от една двойка плочи към друга. Нека, например, върху чиниите, които са най-близо до светлината на прожекторите Ппри , включен по какъвто и да е начин, прилага се променливо напрежение и върху плочите П X , включен асиметрично, напрежението е нула. Тогава на екрана се вижда вертикална светеща линия 1 (фиг. 20.16).

ориз. 20.16. Keystone изкривяване

ориз. 20.17. Принципът на устройството и конвенционалното графично обозначение на магнитна катодна тръба

Ако го нанесете върху чинията П X , не е свързан с тялото, положителен потенциал, тогава тирето ще се премести към тази плоча (линия 2 ), но ще стане малко по-кратък. Това се обяснява с факта, че между положително заредената плоча П X и чинии Ппри образува се допълнително ускоряващо поле, което леко огъва траекториите на електроните и намалява тяхното отклонение, причинено от напрежението върху плочите Ппри . При отрицателен потенциал на същата пластина П X върху електрони, излъчени от плочите Ппри , действа допълнително спирачно поле, което леко ще увеличи тяхното отклонение; линията на екрана ще се премести наляво и ще стане по-дълга (линия 3 ). Разглежданите светещи линии образуват трапецовидна фигура, което обяснява името на тези изкривявания. За да се намали изкривяването, между плочите са монтирани екрани П X И Ппри и придайте специална форма на плочите по-далеч от светлината на прожекторите.

В момента, като правило, се използва симетрично включване на плочи, тъй като намалява много видове изкривявания. Асиметричното превключване може да се използва в случай, че лъчът ще се отклони само в една посока.