11.Осциллографические трубки. Назначение, устройство, принципы формирования изображения. .

Физические принципы работы и особенности конструкции

В большинстве случаев, на вертикальную систему отклонения подаётся сигнал, пропорциональный исследуемому процессу (напряжению или току), на горизонтальную – сигнал, меняющийся линейно во времени. В результате на экране высвечивается зависимость сигнала от времени.Если на вертикальные и горизонтальные отклоняющие пластины подать два различных сигнала, то на экране можно наблюдать фигуры Лиссажу.На экране ЭЛТ можно наблюдать различные функциональные зависимости, например вольт-амперную характеристику двухполюсника, если подать на горизонтальные пластины сигнал, пропорциональный приложенному к нему изменяющемуся напряжению, а на вертикальные – сигнал, пропорциональный протекающему через него току.

В осциллографических ЭЛТ применяется электростатическое отклонение луча, потому что исследуемые сигналы могут иметь произвольную форму и широкий частотный спектр, и применение в этих условиях электромагнитного отклонения невозможно из-за зависимости импеданса отклоняющих катушек от частоты.

В осциллографических ЭЛТ нередко применяется магнитная фокусировка электронного луча, которая позволяет достичь меньшего размера точки на экране. (См. статью электронная пушка).

Трубки «низкочастотного» диапазона (до 100 мГц)

Электростатическая система отклонения таких трубок состоит из двух пар отклоняющих пластин, вертикального и горизонтального отклонения, находящихся внутри ЭЛТ.

При наблюдении сигналов, имеющих частотный спектр менее 100 МГц, можно пренебречь временем пролёта электронов сквозь отклоняющую систему. Время пролёта электронов оценивается формулой:

де e и m - соответственно заряд и масса электрона, l – длина пластин, Ua - напряжение анода.

Отклонение луча Δ в плоскости экрана пропорционально приложенному к пластинам напряжению UOT (считая, что за время пролёта электронов в поле отклоняющих пластин напряжение на пластинах остаётся постоянным):

где D - расстояние от центра отклонения пластин до экрана, d – расстояние между пластинами.

Для снижения паразитной индуктивности выводов отклоняющей системы, её выводы часто делаются не на цоколе трубки, а в непосредственной близости от пластин.

В ЭЛТ, используемых для наблюдения редко повторяющихся и однократных сигналов, применяются люминофоры с длительным временем послесвечения.

Трубки диапазона свыше 100 мГц

Для быстро меняющихся сигналов синусоидальной формы чувствительность к отклонению начинает уменьшаться, а при приближении периода синусоиды к времени пролёта чувствительность отклонения падает до нуля. В частности, при наблюдении импульсных сигналов, имеющий широкий спектр (период верхней гармоники равен или превышает время пролёта), указанный эффект приводит к искажению формы сигнала из-за разной чувствительности отклонения к разным гармоникам. Увеличением анодного напряжения или уменьшением длины пластин можно сократить время пролёта и уменьшить эти искажения, но при этом падает чувствительность к отклонению. Поэтому для осциллографирования сигналов, частотный спектр которых превышает 100 МГц, отклоняющие системы делаются в виде линии бегущей волны, обычно спирального типа. Сигнал подаётся на начало спирали и виде электромагнитной волны движется вдоль оси системы с фазовой скоростью vf:

где c - скорость света, hc - шаг спирали, lc - длина витка спирали. В результате можно исключить влияние времени пролёта, если выбрать скорость пролёта электронов равной фазовой скорости волны в направлении оси системы.

Для уменьшения потерь мощности сигнала выводы отклоняющей системы таких ЭЛТ делаются коаксиальными. Геометрия коаксиальных вводов подбирается так, чтобы их волновое сопротивление соответствовало волновому сопротивлению спиральной отклоняющей системы.

12Электронно-лучевые кинескопы. Назначение, устройство, принципы формирования изображения

Кинескоп — электронно-лучевой прибор, преобразующий электрические сигналы в световые.

Основные части:

электронная пушка, предназначена для формирования электронного луча, в цветных кинескопах и многолучевых осциллографических трубках объединяются в электронно-оптический прожектор;

экран, покрытый люминофором — веществом, светящимся при попадании на него пучка электронов;

отклоняющая система, управляет лучом таким образом, что он формирует требуемое изображение.

13 Электронно-лучевые приемники изображения. Основные физические эффекты, используемые для преобразования «свет-сигнал».

14 Фотоэлектронные умножители. Назначение, устройство, принцип действия, основные параметры и характеристики.

Фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) — электровакуумный прибор, в котором поток электронов, излучаемый фотокатодом под действием оптического излучения (фототок), усиливается в умножительной системе в результате вторичной электронной эмиссии; ток в цепи анода (коллектора вторичных электронов) значительно превышает первоначальный фототок (обычно в 105 раз и выше).