Телевизоры. Кого убьет электронная пушка?
Любите ли вы телевидение так, как не люблю его я?
Телевизор — это вообще — отвратительная штука. Чем просиживать часами перед «голубым экраном», куда полезнее вести здоровый образ жизни: не спеша, с чашкой кофэ — за компьютером…
Тем не менее, вещи, которые я буду рассказывать в этом цикле статей, могут вполне пригодиться в нашей с вами практической деятельности.
Итак, сейчас мы разберемся, как же происходит передача видеосигнала. Рассматривать мы будем родную до боли систему SECAM, потому что в нашей стране ( а именно — Российской Федерации) официально принята именно эта система телевидения. Впрочем — обо всем по порядку.
Как работает телевизор?
Телевизор работает по 24 часа в сутки 7 дней в неделю. Это понятно.
У него есть экран — 1шт и динамик — от 1 до бесконечности, в зависимости от «навороченности» агрегата. Еще у него есть антенна и пульт управления. Но нас сейчас интересует только экран. А переводя с языка домохозяек на язык мудрых котов — кинескоп (электронно-лучевая трубка — ЭЛТ).
Основные принципы работы электронно лучевой трубки
Я прекрасно понимаю, что в наш век плазмы и жидкого кристалла, электронно-лучевой кинескоп кажется кому-то пережитком старины. Однако, понять принцип работы телевизора, проще всего именно разбираясь с ЭЛТ.
Шо це таке. Причем здесь электроны? Причем здесь лучи?
Дело в том, что картинка на экране рисуется при помощи электронного луча. Электронный луч очень похож на световой. Но световой луч состоит из фотонов, а электронный — из электронов, и мы его увидеть не можем. Куча электронов несется с бешеной скоростью по прямой от пункта А — к пункту Б. Так образуется «луч».
Пункт Б — это анод. Он находится прямо на обратной стороне экрана. Также, экран (с обратной стороны) вымазан специальным веществом — люминофором. При столкновении электрона на бешеной скорости с люминофором, последний испускает видимый свет. Чем быстрее летел электрон до столкновения — тем свет будет ярче.
То есть, люминофор — это преобразователь «света» электронного луча в свет, видимый для человеческого глаза.
С пунктом Б разобрались. А что же такое пункт «А»? А — это «электронная пушка». Название страшное. Но страшного в ней ничего нет. Она не предназначена для того, чтобы жестоко расстреливать пришельцев с Марса.
Но «стрелять» она все же умеет — электронным лучем в экран.
Как это все устроено?
Вообще, ЭЛТ — это такая большая электронная лампа. Как? Вы не знаете что такое лампа? Ну ладно…
Электронные лампы — это такие же усилительные элементы как и любимые всеми нами транзисторы. Но лампы появились намного раньше их кремниевых «коллег», еще в первой половине прошлого века.
Лампа — это такой стеклянный баллон, из которого откачан воздух.
В самой простой лампе — 4 вывода: катод, анод и два вывода нити накала. Нить накала нужна для того, чтобы разогреть катод. А разогреть катод нужно для того, чтобы с него полетели электроны. А электроны должны полететь затем, чтоб возник электрический ток через лампу. Для этого обычно на нить накала подается напряжение — 6,3 или 12,6 В (в зависимости от типа лампы)
Кинескопный телевизор устройство
Кроме того, чтобы полетели электроны — нужно высокое напряжение между катодом и анодом. Оно зависит от расстояния между электродами и от мощности лампы. В обычных радиолампах это напряжение составляет несколько сотен вольт, расстояния от катода до анода в таких лампах не превышают нескольких миллиметров.
В кинескопе расстояние от катода, находящегося в электронной пушке до экрана может превышать несколько десятков сантиметров. Соответственно, и напряжение там нужно намного большее — 15…30 кВ.
Такие зверские напряжения создает специальный повышающий трансформатор. Его еще называют строчный трансформатор, поскольку он работает на строчной частоте. Но, об этом — чуть позже.
При ударении электрона об экран, кроме видимого света, «вышибаются» также и другие излучения. В частности — радиоактивное. Вот почему не рекомендуется смотреть телек ближе 1…2 метров от экрана.
Итак, луч получили. И он так красивенько светит аккурат в центр экрана. Но нам-то надо, чтоб он «чертил» по экрану линии. То есть, нужно заставить его отклоняться от центра. И в этом мам помогут… электромагниты.
Дело в том, что электронный луч, в отличие от светового, очень чувствителен к магнитному полю. Поэтому то он и используется в ЭЛТ.
Нужно поставить две нары отклоняющих катушек. Одна пара будет отклонять по горизонтали, другая — по вертикали. Умело управляя ими, можно гонять луч по экрану куда угодно.
Вот отсюда мы и начинаем нашу повесть о строчках точках и крючочках…
Повесть о Строчках, Точках и Крючочках
Картинка на экране телевизора образуется в результате того, что луч с бешенной скоростью чертит слева-направо сверху-вниз по экрану. Такой метод последовательной прорисовки изображения называется «развертка».
Поскольку развертка происходит очень быстро — для глаза все точки сливаются в строчки а строчки — в единый кадр.
В системах PAL и SECAM за одну секунду луч успевает пробежать весь экран 50 раз.
В американской системе NTSC — еще больше — аж 60 раз! Вообще говоря, системы PAL и SECAM отличаются лишь в передаче цвета. Все остальное у них — одинаково.
Картинка образуется за счет того, что во время «бега», луч изменяет свою яркость в соответствии с принимаемым видеосигналом. Как происходит управление яркостью?
А очень просто! Дело в том, что кроме рассмотренных электродов — анода и катода, в лампах бывает еще третий электрод — сетка. Сетка — это управляющий электрод. подавая на сетку сравнительно низкое напряжение, можно управлять током, протекающим через лампу. Иными словами, можно управлять интенсивностью потока электронов, «летящих» от катода к аноду.
В ЭЛТ сетка используется для изменения яркости луча.
Подавая на сетку отрицательное напряжение (относительно катода), можно ослабить интенсивность потока электронов в луче, или вообще закрыть «дорогу» для электронов. Это бывает нужно, например, при перемещении луча от конца одной строки к началу другой.
Теперь поговорим поподробнее именно про принципы развертки.
Для начала, стоит запомнить несколько несложных чисел и терминов:
Растр — это одна «строчка», которую рисует луч на экране.
Поле — это все строчки, которые нарисовал луч за один вертикальный проход.
Кадр — это элементарная единица видеоряда. Каждый кадр состоит из двух полей — четного и нечетного.
Это стоит пояснить: изображение на экране телевизора разворачивается с частотой 50 полей в секунду. Однако, телевизионный стандарт равен 25 кадрам в секунду. Поэтому один кадр при передаче разбивается на два поля — четное и нечетное. В четном поле содержатся только четные строчки кадра (2,4,6,8…), в нечетном — только нечетные. Изображение на экране также «рисуется» через строку.
Такая развертка называется «чересстрочная развертка».
Бывает еще «прогрессивная развертка» — когда весь кадр развертывается за один вертикальный ход луча. Она используется в компьютерных мониторах.
Итак, теперь сухие числа. Все приведенные числа справедливы для систем PAL и SECAM.
Кол-во полей в секунде — 50
Кол-во строк в кадре — 625
Количество эффективных строк в кадре — 576
Количество эффективных точек в строке — 720
А эти числа выводятся из вышеприведенных:
Кол-во строк в поле — 312,5
Строчная частота — 15625 Гц
Длительность одной строки — 64 мкС (вместе с обратным ходом луча)
Далее мы поговорим о параметрах видеосигнала и составим схему, синтезирующую импульсы синхронизации.
Источник: www.radiokot.ru
Забытые технологии: кинескопные телевизоры
Привет, давайте поностальгируем сегодня и вспомним старые устройства, которые были для нас обычным делом лет 20-30 назад.
И, наверное, первое что придет большинству из нас на ум — это старые добрые кинескопные телевизоры , которые стояли в каждой квартире. Вы же помните эти тяжеленные огромные коробки, которые издавали звук каждый раз при включении?
Помимо телевизоров были повсеместно распространены ЭЛТ-мониторы компьютеров.
Как работает ЭЛТ?
Сзади дисплея находится пушка, которая выпускает электроны , и они летят в переднюю часть устройства. Внутри находится специальный фосфорный слой, который светится разными цветами, когда электроны ударяются об него.
Также сзади имеется специальная катушка, которая, изменяя напряжение, направляет летящие электроны в разные части экрана.
Как видите, сама технология, заключенная в этих больших коробках, довольно проста. Загвоздка в том, что для нормального функционирования всю эта установку нужно спрятать в штуку из очень толстого стекла.
Это толстое стекло и есть причина почему кинескопные телевизоры и мониторы такие тяжелые и большие. Кроме того, электронная пушка должна быть определённой длины, чтобы нормально выстреливать электроны, что тоже определяет максимальный размер экрана. Ведь чтобы телевизор имел большой экран понадобится очень длинная пушка.
Плоские экраны
Долгое-долгое время ЭЛТ-экраны правили миром.
Пока внезапно не появились плоские экраны.
Поначалу телевизоры с плоским экраном стоили очень дорого и имели посредственное качество изображения. Но производители быстро устранили многие их недостатки. К тому же с годами оборудования для производства ЖК-экранов все улучшалось и улучшалось, что позволяло делать их быстрее, качественнее и дешевле.
Так что, рынок телевизоров быстро преобразился — покупатели потеряли интерес к громоздким энергоемким ящикам. Кроме того, ЖК-дисплей мог себе позволить быть гораздо больше по диагонали.
На данный момент никто не выпускает кинескопные телевизоры. Но эта технология несмотря ни на что все еще имеет свое применение в современном мире.
Веселый водопроводчик
Пробовали когда-нибудь подключить старую приставку, например, Nintendo 64, к современному плоскому телевизору?
Конечно, ЖК и OLED-экраны превосходят ЭЛТ во многом, но старые классические игры выглядят на них и близко не так хорошо, как на кинескопных телевизорах.
Причина этого кроется в технических особенностях устройств. Старые приставки лучше работают с видеосигналом определенного формата. Есть разница в том, как строится изображение в ЭЛТ и современных телевизорах, и поэтому старые телевизоры намного лучше приспособлены к тем приставкам, в которые мы играли 20-30 лет назад.
Даже самые лучшие современные телевизоры могут показывать разные артефакты на экране, если попробовать поиграть на них в старые игры, не используя дополнительное оборудование (цифровой апсейлер).
Даже в современное время в условиях большого выбора разных моделей телевизоров жив и активен вторичный рынок ЭЛТ-устройств.
В основном, его поддерживают поклонники ретро-консолей и AV-энтузиасты. Если у вас появилась мысль о приобретении такого устройства, убедитесь, что вы сможете позвать парочку друзей, которые помогут в транспортировке этого массивного большого прибора
Жмите палец вверх если у вас все еще хранится на балконе старый кинескопный телевизор!
Поделитесь в комментариях своими воспоминаниями о той ушедшей эпохе громоздких ящиков, поностальгируем вместе
Спасибо, что дочитали и до встречи!
- Как позаботится о своих глазах, если куда ни глянь — взгляд упирается в экран гаджета
- Mini-LED, QLED, QNED. Что значат все эти буквы? Разбираемся в новых телевизионных технологиях
- Вредно ли сидеть близко к экрану телевизора?
Источник: dzen.ru
Электронно лучевая трубка принцип работы
Основная группа электронно-лучевых трубок – осциллографические трубки, основным назначением которых является исследование быстрых изменений тока и напряжения.
Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)
ЭЛТ — электронный электровакуумный прибор, в котором используется поток электронов, сконцентрированный в форме луча, и создающий на специальном экране видимое изображение.
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.
Устройство электронно-лучевой трубки
Электронно-лучевая трубка представляет собой стеклянную колбу, в которой создан вакуум.
В суженном конце колбы находится электронная пушка, предназначенная для получения узкого пучка электронов (электронного луча).
Электронная пушка состоит из подогретого катода, управляющего электрода (модулятора), и двух анодов.
Кроме электронной пушки в трубке находится две пары отклоняющих пластин( горизонтальные и вертикальные).
Экран трубки с внутренней сторны покрыт люминофором.
Катод- это металлический цилиндр с оксидным покрытием торца, чем достигается излучение электронов в одном направлении. Цилиндр надевается на форфоровую трубку, внутри которой помещается нить подогрева.
Управляющий электрод имеет форму цилиндра с отверстием в торце и служит для регулирования количества электронов в луче.
Для придания ускорения электронам и дальнейшей фокусировки луча применяются два цилиндрических анода.
Оба анода имеют положительный потенциал относительно катода. Первый из них меньший, второй — больший.
Электроны, попав в электрическое поле анодов отклоняются в направлении к оси луча и получают ускорение в направлении движения.
Фокусировка производится регулировкой потенциала первого анода.
Допустим, что электронный луч совпадает с осью трубки, приложив к отклоняющим пластинам постоянное напряжение, получим между ними электрическое поле, которое вызовет отклонение луча и луч встретится с экраном уже в другой точке, отстоящей от осевой линии.
Принципы работы мониторов на электронно-лучевой трубке
Мониторы с электронно-лучевой трубкой нашли широкое применение в составе компьютерных систем.
Простота конструкции, высокая надежность, точная цветопередача и отсутствие задержек (тех самых миллисекунд реакции матрицы в ЖК) – вот их основные преимущества.
Однако в последнее время ЭЛТ вытесняется более экономными и эргономичными ЖК-мониторами.
Принцип работы такого монитора основан на испускании потока электронов электронно-лучевой пушкой.
Поток электронов представляет из себя узкий луч.
Отклоняющая система кинескопа перемещает этот луч по горизонтали и вертикали, обеспечивая формирование изображения на всей поверхности экрана монитора.
Яркость изображения регулируется изменением интенсивности этого потока.
В цветных мониторах используются три пушки, и изображение формируется из сочетания трех цветов: красного, зеленого и синего.
Источник: principraboty.ru