Электронно-лучевая трубка, телевизионные и компьютерные мониторы и осциллограф

Физика > Электронно-лучевая трубка, телевизионные и компьютерные мониторы и осциллограф

 

Изучите устройство электронно-лучевой трубки осциллографа: строение, принцип работы в телевизорах и компьютерных мониторах, принцип действия трубки.

Электронно-лучевая трубка представлена вакуумной трубкой, вмещающей одну или несколько электронных пушек, которые используют для активации люминофоров.

Задача обучения

• Вычислить главные составляющие электронно-лучевой трубки и описать их применение.

Основные пункты

• Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) состоит из вакуумной, внутри которой расположены электронная пушка и экран.
• Люминофоры на экране – материалы, производящие фотоны. Они поражаются поступающими электронами, впитывают энергию и повторно выпускают часть или всю в виде света.
• Технологию ЭЛТ использовали в телевизорах и компьютерных мониторах. Цветные состоят их трех электронных пушек (красный, синий и зеленый).
• Осциллографы используют для замера и отображения напряжения.
• ЭЛТ в телевизорах и мониторах сгибают электронные лучи с магнитным отклонением, а осциллографы создают электростатическое.

Термины

• Растр – схема сканирования параллельных линий, создающих изображение.
• Люминофор – вещество, идентифицирующее явление люминесценции.
• Электронная пушка – любой прибор, создающий поток электронов, фокусирующийся на экране люминофора.

Введение

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) состоит из вакуумной, в которой присутствует одна или несколько электронных пушек и флуоресцентный экран, на котором появляются изображения. ЭЛТ может ускорять или отклонять электронный луч на экране. Изображения генерируются, когда электроны отмечают флуоресцентные люминофоры на экране, которые затем выпускают свет. Ниже представлена схема электронно-лучевой трубки.

1) Три электронные пушки (красная, зеленая и синяя).

2) Электронные лучи.

3) Фокусирующиеся катушки.

4) Отклоняющиеся катушки.

5) Анодное соединение.

6) Маска для разделения лучей по цветам.

7) Фосфорный слой с разноцветными зонами.

8) Крупный план на внутреннюю сторону экрана.

В ЭЛТ применяют эвакуированный большой и глубокий стеклянный конверт. Он хрупкий, поэтому лицевую часть производят из свинцового стекла, чтобы сделать прочнее и защитить от рентгеновского излучения.

Люминофоры

Люминофоры - материалы, которые создают фотоны. Они поражаются поступающими из электронной пушки электронами, впитывают энергию, а затем повторно возвращают часть или всю в виде света. Если мы изменим тип люминофора, то при активации можно влиять на длину волны света. Например, в черно-белых экранах присутствует один тип люминофора, а в цветных – три. Первые компьютерные модели применяли только зеленый.

Телевизоры и компьютерные мониторы

Давайте рассмотрим телевизоры с электронно-лучевой трубкой и компьютерные мониторы на основе электронно-лучевой трубки. Здесь вся передняя часть трубки сканируется повторно и систематически, следуя фиксированной схеме – растр. Изображение формируется при помощи регулировки интенсивности трех электронных лучей и видеосигнала. Во всех современных ЭЛТ-мониторах и телевизорах лучи изгибаются под действием магнитного отклонения. Оно создается меняющимся магнитным полем, катушками и электронными схемами вокруг шейки трубки.

Монохромный монитор – ЭЛТ, где применяют только один тип люминофора

Хотя подобную технологию использовали десятилетиями, с 2000 года спрос на мониторы с электронно-лучевой трубкой резко упал. Прогресс дошел до ЖК-экранов, которые сначала захватили компьютерные мониторы, а потом и телевизоры.

Осциллограф

Осциллограф - устройство вычисляет и отображает напряжение в виде графика. Отличие между отрицательным и положительным проводом замеряется, буферизуется и появляется на экране в виде непрерывной кривой.

Это аналоговый дисплей осциллографа. Перед вами фигура Лиссажу, демонстрирующая гармоническую связь одного горизонтального цикла колебаний с тремя вертикальными

Многие осциллографы продолжают использовать дисплеи с ЭЛТ, хотя ЖК и здесь уже занимает свои прочные позиции. В ЭЛТ используется электростатическое отклонение, а не магнитное, как в телевизорах. Наблюдается горизонтальное отклонение луча.

Электростатическое отклонение применяется, потому что индуктивное сопротивление магнитных катушек накладывает ограничения на частотную характеристику прибора. Цвет люминофора не так важен, потому что главная цель – охарактеризовать сигнальные напряжения. Но важнее всего – сбережения фосфора. Он остается постоянным менее одной микросекунды. Для визуального наблюдения следует обладать длинным люминофором. А вот короткий подойдет для стремительных, высокочастотных и повторяющихся событий.

---