Векторные и растровые дисплеи на электронно-лучевых трубках (элт)
Монохромная электронно- лучевая трубка
В большинстве современных электронных дисплеях информация отображается с помощью электронно-лучевых трубок (ЭЛТ).
Принцип работы ЭЛТ представлен на рисунке.
Рис 3-6 Монохромеая электронно-лучевая трубка
Основная часть элементов (за исключением части электродов и корректирующих элементов, о чем будет сказано ниже) запаяна в вакуумной колбе (11).
На подогревающий электрод (1) подается небольшое напряжение (как правило переменное, единицы вольт для разогрева катода (2). Катод изготовлен из материала, обладающего высоким уровнем термоэлектронной эмиссии (окись бария, бериллия
Влияние на долговечность ). При подаче постоянного отрицательного напряжения (0-10 В) на управляющий катод (3) (его также называют модулятором) свободные электроны образуют электронное облако в области (3) т.к. отрицательный потенциал создает барьер для выхода в пространство колбы (11). При подаче положительного напряжения на управляющий электрод (единицы вольт) электроны устремляются в область фокусирующего электрода (5), имеющего высокий положительный потенциал (сотни вольт) функция которого заключается в предварительном разгоне и фокусировании электронного пучка таким образом, чтобы свести его в точку в области люминофора (9). Таким образом, подавая на управляющий электрод напряжениея в диапазоне примерно от –5В до +10 В мы имеем возможность регулировать плотность потока электронов, что позволяет регулировать яркость свечения люминофора.
Известно, что энергия E отдаваемая электроном при бомбардировке люминофора прямо пропорциональна напряжению U между катодом и анодом (10) и расстояню R до люминофора:
|
E=UхR |
(1) |
Из (1) видно, что достичь достаточной яркости изображения на люминофоре можно двумя путями:увеличивая размеры ЭЛТ либо увеличивая напряжение между анодом и катодом.
На практике ни тот ни другой метод не используется. Первый из-за стремления к миниатюризации и компактности дисплеев, второй по причине достаточно высоких уровней напряжения (для современных ЭЛТ- более 15 тыс.В) что приводит к снижению уровня надежности всего изделия. Выход из этого положения заключается в применении ускоряющего электрода (6) на который подается достаточно высокое положительное напряжение (сотни восьт). Затем электронный пучок попадает в зону действия отклоняющего электрода (7), с помощью которого осуществляется управление перемещением луча в плоскости люминофора и дополнительное увеличение скорости электронов. Далее отклоненный луч за счет высокой скорости проходит мимо анодного покрытия колбы ЭЛТ, имеющего как указывалось выше потенциал более 15-20кВ и «бомбардирует» люминофор. Люминофор представляет собой покрытие из люминесцентного вещества, нанесенное на внутреннюю поверхность колбы.
Рассмотрим чуть подробнее работу отдельных составляющих ЭЛТ.
Как видно из рисунка, в данной ЭЛТ используется три вида систем управления лучем (их принято называть отклоняющими системами- ОС). Это сделано умышленно, чтобы показать возможные способы воздействия на электронный луч. С точки зрения физики работа ЭЛТ похожа на обычную оптическую систему. Отличие в том, что вместо светового луча используется пучок электронов, а роль линзы выполняют электростатические или электромагнитные поля. Если луч света преломляется на границе двух сред с различной плотностью, то электронный луч преломляется на границе двух полей с разными значениями напряженности (см. рисунок).
Рис. 3-7 Системы управления лучём