25. Объясните назначение различных элементов в схеме элт. Как осуществляется регулировка яркости и фокусировка луча?

Основным узлом любого ЭО является электроннолучевая трубка (ЭЛТ), с помощью которой преобразуется исследуемый сигнал в видимое изображение на экране. На рис. 1 схематически показано устройство ЭЛТ. Источником электронов служит нагреваемый оксидный катод 1. Катод помещен внутри управляющего электрода (модулятора 2). Модулятор служит для изменения яркости светящегося на экране пятна путем регулировки подаваемого на него отрицательного (относительного катода) напряжения U_упр при помощи потенциометра R₁, так как поле модулятора оказывает как сжимающее, так и тормозящее действие на поток электронов.

Фокусировка электронного пучка на экране осуществляется изменением разности потенциалов между анодами (3 и 4). Потенциометр R₂, снабженный надписью "Фокус", изменяет разность потенциалов между анодами. При этом между анодами создается поле специальной конфигурации, сжимающее расходящийся электронный пучок в так называемый электронный луч и дающее, в идеале, на экране точку электронно-оптического изображения отверстия в модулирующем цилиндре (2).

Это действие поля можно пояснить следующим образом. Потенциал первого анода (3) – несколько вольт, а потенциал второго анода (4) – несколько киловольт. На рис. 2 изображены пунктиром линии напряженности электрического поля между первым и вторым анодами, а сплошные линии – траектории электронов в этом поле.

Линии напряженности направлены от второго анода к первому. Как известно, в каждой точке поля на электрон действует сила, направленная по касательной к линии напряженности в данной точке.

Под действием этой силы электрон, влетающий в поле вдоль оси анодов, движется ускоренно без изменения направления скорости.

Если же электрон влетает в поле под некоторым углом к оси анодов, то сила F приобретает вертикальную составляющую F₁. Последняя заставит электрон приближаться к оси анодов. Поле первого и второго анодов часто называют электронной линзой, подчеркивая этим аналогию между поведением светового пучка в оптической линзе с поведением электронного пучка в электрическом поле определенной конфигурации.

Плавная фокусировка осуществляется изменением потенциала первого анода с помощью потенциометра R₂ (рис. 1) при неизменном потенциале второго анода. Поэтому первый анод иначе называют фокусирующим цилиндром (электродом), хотя на самом деле фокусировка осуществляется в основном поле, существующем между анодами.

Рис. 1. Схема электроннолучевой трубки (ЭЛТ).

По мере приближения ко второму аноду сила F меняет свое направление на противоположное. Однако расфокусировки пучка не происходит, так как электроны, прошедшие ускоряющую разность потенциалов (10 кВ), преодолевают этот промежуток за короткий интервал времени и их траектория уже практически не изменяется. В соответствии с назначением и действием система электродов "катод-модулятор-аноды" (1-2-3-4) образует так называемую электронную пушку или электронный прожектор. Окончательная скорость электронов при вылете из электронного прожектора определяется потенциалом второго анода по отношению к катоду. При выходе из электронной пушки электроны должны оказаться в пространстве, свободном от возмущающих полей. Поэтому трубку помещают в металлический экран, а для того, чтобы не было поля между заземленным экраном и вторым анодом, последний обычно заземляют.

Рис. 2. Линии напряженности (пунктирные линии) электрического поля и траектории (сплошные линии) электронов между первым и вторым анодом ЭЛТ.

Таким образом, под высоким потенциалом по отношению к "Земле" оказывается не анод, а катод трубки. Это свойство почти всех устройств, в которых используются электронные пучки (в отличие от радиоламп, где заземляется обычно катод).

Возмущающие поля могут вызываться также электронами, скапливающимися на внутренней поверхности трубки. Для устранения этих зарядов внутреннюю поверхность трубки покрывают проводящим слоем коллоидного графита (аквадага), который электрически соединяется с ускоряющим анодом.

Пучок электронов проходит между двумя парами отклоняющих пластин 5 и 6 (рис. 1). Отклонение луча зависит от напряжения, приложенного к пластинам, и скорости электронов. В результате след пучка на светящемся экране 7 описывает кривую, изображающую функциональную зависимость между напряженностями отклоняющихся полей.

Одной из характеристик ЭЛТ является ее чувствительность, т.е. величина отклонения луча на экране трубки в сантиметрах при напряжении 1В на соответствующей паре пластин. В лучших ЭЛТ она достигает величин порядка 0,1 см/В.

В общем случае абсолютной чувствительностью (S) измерительного прибора называют отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора ( ) к вызывающему его изменению измеряемой величины ( );

. (1)

Экран электроннолучевой трубки обычно покрывают сернистым цинком, который под воздействием падающих на экран электронов люминесцирует в зеленой области спектра.