Реферат: Движение электронов - отклоняющие системы ЭЛТ

1) система должна обладать достаточно большой чувствитель­ностью по отклонению, т. е. отклонение луча на заданную величи­ну (угла или линейного смещения в плоскости приемника) долж­но происходить при возможно малой величине отклоняющего фак­тора — напряжения или тока;

2) система должна быть линеиной, т. е. отклонение луча (сме­щение в плоскости приемника) должно быть пропорционально ве­личине отклоняющего фактора при любых допустимых для данно­го прибора величинах угла отклонения или в любой части поверх­ности экрана;

3) система не должна существенно нарушать фокусировку пуч­ка, т. е. сфокусированный пучок должен перемещаться отклоняю­щей системой как одно целое, форма и величина пятна должны оставаться приблизительно неизменными в любой части поверхно­сти экрана.

Кроме того, в конкретных типах электроннолучевых приборов к отклоняющим системам могут предъявляться специфические тре­бования. Например, отклоняющие системы кинескопов должны обеспечивать большие (до 60°) углы отклонения при сохранении линейности и фокусировки, отклоняющие системы высокочастотных осциллографических трубок должны обладать возможно меньшей инерционностью, что в свою очередь приводит к необходимости иметь малые величины емкости, индуктивности, пролетного време­ни электронов и т. д.

Однако ни одно из приведенных требований практически не может быть выполнено полностью, так как при от­клонении на не очень малые углы (больше 10—15°) становится заметным аберрации отклонения — ухудшается фокусировка пят­на на экране. Отклоняющие системы не являются строго линейными элементами, поэтому при больших углах отклонения наруша­ется пропорциональность между величинами отклонения и сигна­ла, подводимого к системе. Чувствительность по отклонению также не может быть практически достаточно большой, что в ряде случа­ев, делает невозможным подведение исследуемого сигнала непосредствнно к отклоняющей системе, без предварительного уси­ления.

7. Основные параметры

Параметрами электроннолучевого прибора в некоторых случа­ях являются так называемая удельная чувствительность, опреде­ляемая как отношение чувствительности по отклонению к диамет­ру пятна, или удельный коэффициент отклонения, имеющий смысл величины отклоняющего фактора, необходимого для смещения лу­ча на экране на отрезок, равный диаметру пятна. Поскольку понятие диаметра пятна условно, удельные параметры являются также условными и характеризуют не только отклоняющую систему, но и качество прожектора, формирующего электронный луч. Качество отклоняющей системы можно оценить еще величиной приведенной чувствительности е' , определяемой как отношение чувствительно­сти по отклонению к анодному (ускоряющему) напряжению:

8. Классификация и маркировка

В настоящее время применя­ются два типа магнитных отклоняющих систем - с последовательно складывающимися и с параллельно складывающимися магнит­ными потоками.

Системы с последовательно складывающимися потоками более экономичны, так как в этом случае для отклонения луча используется сравнительно большая часть запасаемой в катушках магнитной энергии. В системах с параллельно складывающимися пото­ками область отклонения пронизывается только полем рассеяния, а большая часть энергии, запасаемая внутри катушек, не исполь­зуется для отклонения луча. Однако при параллельном сложении потоков сравнительно проще получить примерно однородное поле в большей области.

Магнитные отклоняющие системы часто классифицируют также по конструктивным признакам — рассматривают системы без магнитопроводов, с внешними магнитопроводами и с внутренними магнитопроводами (тороидального типа). Для современных кине­скопов с большими углами отклонения луча разработаны комбини­рованные системы—одна пара катушек имеет внутренний магнитопровод, одновременно являющийся внешним магнитопроводом вто­рой пары катушек. Описаны также системы статорного типа, по конструкции аналогичные статору электродвигателя. Такие систе­мы высокоэффективны, но в них из-за наличия выраженных зубцов пластин магнитопровода при больших углах отклонения сильно сказывается неоднородность поля. Кроме того, такие систе­мы сложны в изготовлении. Си­стемы статорного типа вследст­вие отмеченных недостатков не получили распространения.

9. Сведения о конкретных приборах

а) Запоминающий электронно-лучевой прибор ( потенциалоскоп )

Электронно-лучевой прибор, обладающий способностью сохранять в течение определенного времени записаные на его мишени электрические сигналы и выдавать накопленную информацию, либо в форме изображения на экране. Служит для записи и многократного воспроизведения сигналов (с целью их сравнения ), радиолокационного выделения ( селекции ) движущихся объектов, преобразования радиолокационных сигналов в телевизионные …

В зависимости от типа выходного сигнала различают запоминающие электронно-лучевые приборы с видимым изображением и запоминающие электронно-лучевые приборы со съёмом электрического сигнала. Запоминающие электронно-лучевые приборы с видимым изображением ( рис.1 ) по характеру изображения делятся на полутоновые и бистабильные ( создающие изображение без полутонов ).

По совокупности характерных признаков современные передающие электронно-лучевые приборы разделяются на следующие основные классы :

1.Суперортиконы - распространённый класс, включающий собственно суперортиконы, изоконы и антиизоконы; работают на внешнем фотоэфекте. Для них характерно наличие секции переноса изображения, двусторонней мишени и вывода сигнала с помощью обратного луча.

2.Видиконы ( в том числе сатиконы, ньювиконы, плюмбиконы, кремнеконы) объединяют передающие электронно-лучевые приборы с накоплением заряда, действие которых основано на внутренем фотоэффекте. В таких передающих электронно-лучевых приборах светочувствительный элемент и элемент, несущий потенциальный рельеф, совмещены в фотопроводящей мишени. Сигнал снимается с сигнального элемента (сигнальной пластины), входящего в состав мишени.

3.Супервидиконы , включающие секоны и суперкремнеконы, отличаются от видиконов наличием секции переноса изображения, а следовательно, разделением функций входного фотокатода и носителя потенциального рельефа (высокопористой мишени с вторично-электронной проводимостью в секонах или кремнеевой мозаичной мишени в суперкремнеконах).

4.Пировидиконы отличаются от видиконов мишенью, физические свойства которой изменяются в зависимости от температуры, сообщаемой мишени тепловым излучением от различных частей пердаваемого изображения.

5.Диссекторы представляют собой передающие электронно-лучевые приборы прямого действия с внешним фотоэффектом, отличаются от передающих электронно-лучевых приборов других типов развёрткой электронных потоков с фотокатода в секции переноса изображения с последующим усилением их с помощью вторично-электронного умножителя.

Уровень развития передающих электронно-лучевых приборов определяет возможности существующих телевизионных систем, а также спектр задач, решаемых телевизионными средствами. Так, создание иконоскопов и супериконоскопов позволило начать телевизионное вещание во второй половине 30-х годов. Суперортиконы и видиконы открыли эру промышленного телевидения. Плюмбиконы широкому внедрению систем цветного телевидения. Соединение суперортиконов с усилителями яркости изображения оказалось перспективным для астрономических и других исследований. Супервидиконы нашли применение в космической аппаратуре. В настоящее время (начало 90-х гг.) в связи с разработкой вещательной системы цветного телевидения высокой чёткости одной из важнейших проблем развития передающих электронно-лучевых приборов является создание приборов с разрешающей способностью 2000 линий и более.

10. Применение приборов

Уровень развития передающих электронно-лучевых приборов определяет возможности существующих телевизионных систем, а также спектр задач, решаемых телевизионными средствами. Так, создание иконоскопов и супериконоскопов позволило начать телевизионное вещание во второй половине 30-х годов. Суперортиконы и видиконы открыли эру промышленного телевидения. Плюмбиконы широкому внедрению систем цветного телевидения. Соединение суперортиконов с усилителями яркости изображения оказалось перспективным для астрономических и других исследований. Супервидиконы нашли применение в космической аппаратуре. В настоящее время в связи с разработкой вещательной системы цветного телевидения высокой чёткости одной из важнейших проблем развития передающих электронно-лучевых приборов является создание приборов с разрешающей способностью 2000 линий и более.

11. Перспективы развития приборов

Достоинства и недостатки электростатической и магнитной систем отклонения в ЭлЛТ. Отклонение луча магнитным полем в меньшей степени зависит от скорости электрона, чем для электростатической системы отклонения. Поэтому магнитная отклоняющая система находит применение в трубках с высоким анодным потенциалом, необходимым для получения большой яркости свечения экрана.

К недостаткам магнитных отклоняющих систем следует отнести невозможность их использования при отклоняющих напряжениях с частотой более 10 – 20 кГц, в то время как обычные трубки с электростатическим отклонением имеют верхний частотный предел порядка десятков мегагерц и больше. Кроме того, потребление магнитными отклоняющими катушками значительного тока требует применения мощных источников питания.

Достоинством магнитной отклоняющей системы является ее внешнее относительно электронно-лучевой трубки расположение, что позволяет применять вращающиеся вокруг оси трубки отклоняющие системы.

Существенным достоинством магнитного отклонения являются значительно меньшие по сравнению с электростатическим отклонением аберрации . В случае электростатического отклонения заметная дефокусировка пятна начинает проявляться при углах отклонения больше 15—20°, тогда как магнитное отклонение допускает отклонение луча на 50—60° с сохранением удовлетво­рительной разрешающей способности. Можно сказать, что удель­ная чувствительность при магнитном отклонении значительно мень­ше зависит от угла отклонения, чем при электростатическом откло­нении. Этим, в частности, объясняется широкое применение -маг­нитных отклоняющих систем в телевизионных приемных трубках-кинескопах с полным углом отклонения луча до 120° .

Сравнивая электростатическое и магнитное отклонения, можно заметить, что первое из них значительно более экономично. В самом деле, электростатическое поле создается в пространстве без затраты мощности, тогда как для создания магнитного .поля не­обходимо затратить энергию. Если предположить, что в области отклонения запасена одинаковая энергия как в электростатичес­ком, так и в магнитном поле, то величина отклонения электронного луча при использовании электростати­ческого поля будет существенно больше.

Следует также отметить, что электростатические отклоняющие системы значительно менее инерционны, чем магнитные, так как ем­кости и индуктивности отклоняющих пластин могут быть очень небольшими, в то время как распределенная емкость и индуктивность отклоняющих катушек, особенно при большом числе витков, принципиально не могут быть малыми величинами. Поэтому электростатическое отклонение допускает изменение отклоняюще­го напряжения с частотами до десятков и сотен мегагерц; замет­ная инерционность при магнитном отклонении в случае использо­вания обычных отклоняющих катушек начинает сказываться на частотах в несколько десятков килогерц.

Таким образом, оба вида отклонения обладают преимущества­ми и недостатками и в общем случае отдать предпочтение элект­ростатическому или магнитному отклонению не представляется возможным. И хотя в осциллографических трубках чаще исполь­зуется электростатическое отклонение, а в кинескопах—магнитное отклонение, может возникнуть необходимость создания специаль­ной осциллографической трубки с магнитным отклонением или экономичного кинескопа с электростатической отклоняющей си­стемой. Наконец, могут встречаться приборы с отклонением луча по одному направлению при помощи электростатических отклоня­ющих пластин, а по другому (обычно перпендикулярному к пер­вому) — при помощи магнитных катушек.

Развитие способов передачи изображений и измерительной техники сопровождалось дальнейшей разработкой и усовершенствованием различных электровакуумных приборов, радиоламп и электронографических приборов для осциллографов, радиолокации и телевидения. Однако в настоящее время в области телевизионных приемных устройств акцент смещается в сторону производства кинескопов не на основе электронно-лучевых трубок, а на основе жидких кристалов. И этому способствуют такие факторы, как:

a) -значительное снижение размеров