В 1859 году Юлиус Плюккер открыл катодные лучи. В 1879 году Уильям Крукс создал прообраз электронной трубки, установил, что катодные лучи распространяются линейно, но могут отклоняться магнитным полем. Так же он обнаружил, что при попадании катодных лучей на некоторые вещества, последние начинают светиться.
В 1895 году немецкий физик Карл Фердинанд Браун на основе трубки Крукса создал катодную трубку, получившую названия трубки Брауна. Луч отклонялся магнитно только в одном измерении, второе направление развёртывалось при помощи вращающегося зеркала. Браун решил не патентовать свое изобретение, выступал со множеством публичных демонстраций и публикаций в научной печати. Трубка Брауна использовалась и совершенствовалась многими учёными. В 1903 году Артур Венельт поместил в трубке цилиндрический электрод (цилиндр Венельта), позволяющий менять интенсивность электронного луча, а соответственно и яркость свечения люминофора.
В 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал уравнение внешнего фотоэффекта, открытого в 1877 году Генгихом Герцем, и исследованного Александром Григорьевичем Столетовым.
Электронно-лучевая трубка, 1983
В 1906 году сотрудники Брауна М. Дикман и Г. Глаге получили патент на использование трубки Брауна для передачи изображений, а в1909 году М. Дикман предложил в статье фототелеграфное устройство для передачи изображений с помощью трубки Брауна, в устройстве для развёртки применялся диск Нипкова.
С 1902 года c трубкой Брауна работает Борис Львович Розинг. 25 июля 1907 года он подал заявку на изобретение «Способ электрической передачи изображений на расстояния». Развертка луча в трубке производилась магнитными полями, а модуляция сигнала (изменение яркости) с помощью конденсатора, который мог отклонять луч по вертикали, изменяя тем самым число электронов, проходящих на экран через диафрагму. В 9 мая 1911 года на заседании Русского технического общества Розинг продемонстрировал передачу телевизионных изображений простых геометрических фигур и приём их с воспроизведением на экране ЭЛТ.
В начале и середине XX века значительную роль в развитии ЭЛТ сыграли Владимир Зворыкин, Аллен Дюмонт и другие.
Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), кинескоп — электровакуумный прибор, преобразующий электрические сигналы в световые.
В строгом смысле, электронно-лучевуми трубками называют ряд электронно-лучевых приборов, одним из которых являются кинескоп.
Принципиальное устройство (см. Рис.1):
4,5 — электронная пушка, предназначена для формирования электронного луча, в цветных кинескопах и многолучевых осциллографических трубках объединяются в электронно-оптический прожектор;
8 — экран, покрытый люминофором — веществом, светящимся при попадании на него пучка электронов;
3 — отклоняющая система, управляет лучом таким образом, что он формирует требуемое изображение;
7 — электромагнитная фокусировка.
Устройство и принцип работы
Как работает кинескопный телевизор ? Mozaik Education 3D
Общие принципы
Устройство чёрно-белого кинескопа
В баллоне 9 создан глубокий вакуум — сначала выкачивается воздух, затем все металлические детали кинескопа нагреваются индуктором для выделения поглощённых газов, для постепенного поглощения остатков воздуха используется геттер.
Для того, чтобы создать электронный луч 2, применяется устройство, именуемое электронной пушкой. Катод 8, нагреваемый нитью накала 5, испускает электроны. Чтобы увеличить испускание электронов, катод покрывают веществом, имеющим малую работу выхода (крупнейшие производители ЭЛТ для этого применяют собственные запатентованные технологии).
Изменением напряжения на управляющем электроде (модуляторе) 12 можно изменять интенсивность электронного луча и, соответственно, яркость изображения (также существуют модели с управлением по катоду). Кроме управляющего электрода, пушка современных ЭЛТ содержит фокусирующий электрод (до 1961 года в отечественных кинескопах применялась электромагнитная фокусировка при помощи фокусирующей катушки 3 с сердечником 11), предназначенный для фокусировки пятна на экране кинескопа в точку, ускоряющий электрод для дополнительного разгона электронов в пределах пушки и анод.
Покинув пушку, электроны ускоряются анодом 14, представляющем собой металлизированное покрытие внутренней поверхности конуса кинескопа, соединённое с одноимённым электродом пушки. В цветных кинескопах со внутренним электростатическим экраном его соединяют с анодом. В ряде кинескопов ранних моделей, конус был выполнен из металла и представлял анод сам собой.
Напряжение на аноде находится в пределах от 7 до 30 киловольт. Далее луч проходит через отклоняющую систему 1, которая может менять направление луча (на рисунке показана магнитная отклоняющая система). В телевизионных ЭЛТ применяется магнитная отклоняющая система как обеспечивающая большие углы отклонения. Электронный луч попадает в экран 10, покрытый люминофором 4. От бомбардировки электронами люминофор светится и быстро перемещающееся пятно переменной яркости создаёт на экране изображение.
Люминофор от электронов приобретает отрицательный заряд, и начинается вторичная эмиссия — люминофор сам начинает испускать электроны. В результате вся трубка приобретает отрицательный заряд. Для того, чтобы этого не было, по всей поверхности трубки находится соединённый с общим проводом слой аквадага — проводящей смеси на основе графита (6).
Кинескоп подключается через выводы 13 и высоковольтное гнездо 7.
В чёрно-белых телевизорах состав люминофора подбирают таким, чтобы он светился нейтрально-серым цветом. В видеотерминалах, радарах и т. д. люминофор часто делают жёлтым или зелёным для меньшего утомления глаз.
Источник: studfile.net
Электронно-лучевая трубка – устройство, принцип действия пучков, схема и строение кратко
Важнейшим прибором для отображения информации является дисплей. Основой его является либо электронно-лучевая трубка, либо специальная светящаяся матрица. Познакомимся кратко с устройством электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).
Принцип работы ЭЛТ.
В конце XIXв, при исследовании проводимости разреженных газов, были открыты катодные лучи. Их испускал в вакууме нагретый катод. Эти лучи невидимы, однако, они могут вызывать свечение веществ-люминофоров, попадая на них.
Рис. 1. Катодные лучи.
При дальнейших исследованиях строения вещества был открыт электрон, а катодные лучи были отождествлены с потоком электронов. Если электроны собрать в узкий пучок, то, направив его на поверхность, покрытую люминофором (на экран), можно получить свечение небольшого пятнышка – точки.
Точка может менять яркость, в зависимости от энергии и количества электронов. А изменяя направление электронного пучка, можно перемещать светящуюся точку в любое место экрана. Поскольку электроны в пучке движутся с большой скоростью ($10^6-10^7$м/с), такое перемещение можно осуществлять также очень быстро, быстрее инерции человеческого зрения.
На этом и основывается принцип действия ЭЛТ. Для формирования любого изображения оно должно состоять из строк, а электронный пучок должен пробегать все эти строки последовательно, с большой частотой, «обновляя» картинку несколько десятков раз в секунду. Наблюдателю при этом будет казаться, что на экране не одна точка, а полное изображение. При обновлении изображения его можно последовательно менять – появляется возможность изображения движущихся объектов.
Устройство ЭЛТ
Таким образом, для формирования изображения необходимо создавать узкий пучок электронов, направлять его на экран, покрытый люминофором, и иметь возможность менять его интенсивность и направление. Для управления электронными пучками электронно-лучевая трубка(ЭЛТ) содержит следующие компоненты.
Рис. 2. Устройство электронно-лучевой трубки.
Колба ЭЛТ – это главный конструктивный элемент, создающий вакуум, и служащий для крепления всех деталей. Представляет собой трубку, расширяющуюся на одном конце. Боковая поверхность широкой части покрыта изнутри люминофором. С другой стороны этой трубки размещены конструктивные элементы, создающие электронный пучок – электронная пушка.
Электроны внутри пушки генерируются катодом – цилиндром, покрытым веществом, легко испускающим электроны при нагревании. Внутри катода для этого имеется нагревательная спираль.
Затем электроны проходят сквозь узкое отверстие управляющего электрода. На нем имеется некоторый отрицательный потенциал, которым можно ограничивать количество электронов в пучке, меняя его интенсивность (модулировать его).
После выхода из управляющего электрода, поток электронов увлекается положительным полем анода. Анодов в ЭЛТ обычно два. Оба они изготовлены в виде цилиндров, внутри которых имеются отверстия для пролета электронов. Такое устройство позволяет на первом аноде собрать электроны в узкий пучок (сфокусировать его), а второй использовать для окончательного их разгона.
Последний элемент ЭЛТ – отклоняющая система. Она расположена между электронной пушкой и экраном, и предназначена для изменения направления электронного пучка. Отклоняющая система может быть электростатической (две пары пластин, обычно используется в осциллографах) или электромагнитной (две пары катушек индуктивности, обычно используется в телевизорах). В соответствии с законами электродинамики, изучаемыми в 10 классе, с помощью поля, создаваемого отклоняющей системой, можно направлять сформированный электронный пучок в необходимую точку экрана. Сигналы, управляющие модуляцией электронного пучка и его отклонением, формируются специальными электрическими схемами.
ЭЛТ может содержать несколько электронных пушек, и генерировать несколько лучей. Это позволяет в осциллографах исследовать одновременно несколько сигналов, а в телевизорах – управлять одновременно тремя разными цветами изображения.
Рис. 3. Цветной кинескоп.
Что мы узнали?
Электронно-лучевая трубка(ЭЛТ) – это устройство, предназначенное для построения изображения на экране с помощью пучка электронов. Она состоит из трубки, расширенной на одном конце, где располагается экран, и электронной пушки в другом конце, где формируется электронный пучок. Посередине имеется отклоняющая система, управляющая направлением пучка.
Источник: sprint-olympic.ru
Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)
ЭЛТ — электронный электровакуумный прибор, в котором используется поток электронов, сконцентрированный в форме луча, и создающий на специальном экране видимое изображение.
Рисунок 37 — ЭЛТ с электростатическим управлением: а) устройство, б) УГО
Схема электродов, формирующая электронный луч, называется электронной пушкой, которая состоит из катода (К), косвенного канала, модулятора (М) и двух анодов (А1, А2) – рис. 37.
Катод служит источником электронов, которые собираются в узкий луч фокусирующей системой, разгоняются в ускоряющем поле, создаваемом анодами и попадают на экран, покрытый люминофором — веществом, способным светиться при бомбардировке его электронами.
Модулятор (управляющий электрод) имеет отрицательный относительно катода потенциал, который регулирует плотность потока электронов, а следовательно — яркость свечения экрана.
Первый анод (фокусирующий электрод) — фокусирует пучок электронов и определяет его диаметр. Кроме того, первый и второй аноды создают для электронов ускоряющее поле, достаточное для вызывания свечения люминофора. Для этого на аноды подается высокое напряжение: на первый анод от сотен вольт до нескольких киловольт, на второй — от единиц кВ до десятков кВ.
Для управления положением светящегося пятна на экране применяют отклоняющую систему, которая может быть:
— электростатической — две пары пластин; разность потенциалов между пластинами X определяет положение луча по горизонтали, между пластинами Y-по вертикали.
— магнитной — две пары отклоняющих катушек, размещенных на горловине трубки; при протекании тока по катушкам возникает магнитное поле, отклоняющее электронный луч.
ЭЛТ применяются:
— в осциллографах – для наблюдения электронных процессов;
— в телевидении (кинескопах)- для преобразования электрического сигнала, содержащего информацию о яркости и цвете передаваемого изображения;
— в индикаторных устройствах РЛС — для преобразования электрических сигналов, содержащих информацию об окружающем пространстве, в видимое изображение.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru