Электронных прожекторов

Материал, изложенный в двух первых главах, позволит учащимся вспомнить основные соотношения теории электромагнитных явлений курса ф-изики, а также прочувствовать физические основы работы источников « приемников в теории электрических и магнитных цепей, изучаемой после вводной части. Рассмотрение преобразования электрической энергии в механическую в измерительных приборах покажет использование теории для целей практики, что всегда интересует студентов (в особенности при изучении теоретических курсов!). Оно обеспечит также сознательное отношение к применению приборов при работах в лаборатории, особенно учитывая то, что курс электрометрии изучается после изучения цепей в курсе ТОЭ и после лаборатории по ним. Рассмотрение же движения заряженных частиц приведет к пониманию основных принципов работы электронных осциллографов и других приборов, также применяемых в лаборатории ТОЭ.

б) широкополосные усилители, усиливающие сигналы в пределах широкой полосы частот, — от единиц герц до единиц и десятков мегагерц; они используются для электронных осциллографов, каналов изображения телевизоров и т. п.;

В усилителях, предназначенных для электронных осциллографов и телевизионных установок, большое значение имеют фазовые характеристики, представляющие собой зависимость угла сдвига фаз ф между входным и выходным напряжениями усилителя от частоты: Ф = ijj (/) ( 6.6).

с магнитоэлектрическими, если требуется одновременно наблюдать и регистрировать (фотографировать) несколько процессов. В большинстве случаев электронные осциллографы позволяют визуально исследовать один процесс. Вторым преимуществом электронных осциллографов по сравнению с магнитоэлектрическими является малое потребление энергии от объекта измерения благодаря очень большому входному сопротивлению, исчисляемому мегомами.

Определение угла сдвига фаз с помощью электронных -осциллографов возможно двумя способами: с помощью осциллограмм исследуемых процессов и фигур Лиссажу. В первом случае используют многолучевой осциллограф (или однолучевой, если на вход канала вертикального отклонения подавать поочередно сравниваемые напряжения через электронный коммутатор). Измерив на осциллограмме ( 12.8, а) длины отрезков / и L, определяют угол сдвига фаз ф =*

импульса излучения- и датчик сигнала запуска регистрирующей аппаратуры (электронных осциллографов). Этот блок необходим только при испытании изделий на импульсных источниках излучения. В качестве датчиков формы импульсов гамма-излучений могут быть использованы фотоэлектронные умножители с фотолюминес-254

центным кристаллом. Датчик импульса запуска электронных осциллографов в совокупности с блоком согласования обеспечивает запуск разверток с опережением сигналов реакции изделий на излучение, требуемым для качественной записи импульса реакции и его фронта. Опережение определяется временем срабатывания схемы развертки осциллографа и длительностью фронта воздействующего излучения.

Определение угла сдвига фаз с помощью электронных осциллографов возможно двумя способами: с помощью осциллограмм исследуемых процессов и фигур Лиссажу. В первом случае используют многолучевой осциллограф (или однолучевой, если на вход канала вертикального отклонения подавать поочередно сравниваемые напряжения через электронный коммутатор). Измерив на осциллограмме ( 12.8, а) длины отрезков / и L, определяют угол сдвига фаз ф =»

Возможность визуального наблюдения электрических сигналов, практическая безынерционность, большое входное сопротивление отклоняющих пластин, возможность подачи управляющих сигналов как на две пары отклоняющих пластин, так и на модулятор (или катод) — эти положительные свойстиа осциллографических ЭЛТ обусловили их применение в схемах электронных осциллографов самого различного назначения.

В схемах современных электронных осциллографов иногда применяются так называемые л у п ы времени, с помощью которых

Существенным недостатком обычных электронных осциллографов является невозможность одновременного наблюдения нескольких процессов. Этот недостаток устраняется применением многолучевых трубок, которые имеют не одну, а несколько систем фокусирующих и отклоняющих электродов. В остальном действие их ничем не отличается от действия трубок, рассмотренных выше.

При использовании кинескопов с дельтавидным расположением трех электронных прожекторов в пространстве правильность попадания каждого луча на люминофоры соответствующего цвета обеспечивается с помощью блока динамического сведения 40 и регулятора сведения 39. Блок 40 содержит три электромагнита, размещенных на колбе кинескопа, по которым проходят корректирующие токи примерно параболической формы с частотой строк и полей. Эти токи формируются в блоке 39. При использовании кинескопов с самосведением лучей блоки 39 и 40 отсутствуют.

ЭЛТ является сложным прибором, объединяющим иногда несколько независимых электронных прожекторов и отклоняющих систем, проектирующих электронные изображения на одно- или многоцветный экран. Это позволяет наблюдать одновременно несколько сигналов или получать цветное телевизионное изображение.

В приемниках цветного изображения используются специальные типы кинескопов — трехлучевые трубки с мозаичным экраном из люминофора красного, зеленого и синего свечений. Схематический вид цветного кинескопа показан на 15.16. Особенностью рассматриваемого устройства является использование трех электронных прожекторов, создающих три луча. Каждый прожектор состоит из нити накала 2, катода 3, модулятора 4, ускоряющего электрода 5, первого 6 и второго 7 анодов. Высокое напряжение второго анода (около 25 кВ) обеспечивает достаточную яркость свечения люминофора. В таком кинескопе используется магнитная система сведения лучей трёх электронных прожекторов (катушки 8) и магнитная система развертки лучей (катушки 9). Катушки 8 и 9 располагаются на горловине трубки. В таком кинескопе внутри колбы / перед люминофором расположена металлическая распределительная маска 11, обеспечивающая попадание электронных лучей, модулированных сигналами «красного R», «синего В» и «зеленого G» цветов на соответствующие точки люминофора. При этом точки экрана (красная, синяя и зеленая) определяют один элемент изображения. Число отверстий в маске достигает 0,5 млн., а люминофорных точек 1,5 млн.

где Е/у э — напряжение на следующем за модулятором ускоряющем электроде; Ua — напряжение на аноде, расположенном за ускоряющим электродом; DM и Dy э — проницаемости модулятора и ускоряющего электрода соответственно. В большинстве электронных прожекторов влияние потенциала третьего электрода ничтожно мало, поэтому для напряжения запирания можно • записать:

Электронный прожектор содержит электроды, с помощью которых осуществляется не только управление плотностью электронного луча, но и фокусировка электронного потока. Поэтому прежде чем рассматривать типовые конструкции электронных прожекторов в электронно-лучевых трубках различного назна-

7-7. Устройство электронных прожекторов.

Фокусировку электронного пучка осуществляют изменением напряжения первого анода. Оптимальным напряжением первого анода является такое, при котором поле главной линзы обеспечивает минимальный размер электронного пятна на экране. Однако в приведенной конструкции электронного прожектора изменение напряжения первого анода при фокусировке пучка одновременно изменяет ток, отбираемый с катода и, следовательно, ток пучка. Возникающие при этом трудности настройки режима работы трубки устраняются в более распространенных конструкциях электронных прожекторов с ускоряющим электродом. В таких конструкциях электронных прожекторов между модулятором и первым анодом помещен дополнительный ускоряющий электрод с высоким положительным потенциалом, обычно большим потенциала первого анода ( 2.23).

Принципы работы электронных прожекторов во многом аналогичны принципам действия оптических фокусирующих систем, поэтому раздел электроники, изучающий фокусировку электронных потоков и законы их движения, называют электронной оптикой. Неоднородные аксиально-симметричные электрические поля, формируемые системами электродов и используемые для изменения скорости и направления движения электронов, называют электронными линзами. Однородные и неоднородные магнитные поля могут быть также использованы в качестве линз.

Если на модуляторы всех трех электронных прожекторов подать равные по величине напряжения, соответствующие сигналам изображения, то цветные элементы экрана будут светиться одинаково и результирующий цвет будет восприниматься как белый. При равном увеличении или уменьшении напряжений на модуляторах яркость белого света будет изменяться. Следовательно, при подаче на модуляторы равных сигналов изображения можно получить все градации свечения экрана — от ярко-белого до черного, т. е. цветные кинескопы могут использоваться и для получения черно-белых изображений.

где Е/у э — напряжение на следующем за модулятором ускоряющем электроде; Ua — напряжение на аноде, расположенном за ускоряющим электродом; DM и Dy э — проницаемости модулятора и ускоряющего электрода соответственно. В большинстве электронных прожекторов влияние потенциала третьего электрода ничтожно мало, поэтому для напряжения запирания можно • записать:

Электронный прожектор содержит электроды, с помощью которых осуществляется не только управление плотностью электронного луча, но и фокусировка электронного потока. Поэтому прежде чем рассматривать типовые конструкции электронных прожекторов в электронно-лучевых трубках различного назна-