2.11. Электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением
Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) – это специальный электровакуумный прибор, предназначенный для создания на его экране изображений, видимых человеческим глазом.
Внутри ЭЛТ с помощью, так называемого, электронного прожектора формируется поток быстролетящих электронов (электронный луч), направленный в сторону экрана, на который нанесен слой люминофора. Специальная система электродов обеспечивает фокусировку потока электронов в точку на люминофоре экрана. При ударе электронов в люминофор последний светится. Поскольку экран выполнен из стекла, то снаружи ЭЛТ свечение люминофора воспринимается как ярко светящаяся точка на экране.
В ЭЛТ с электростатическим отклонением луча имеются две пары пластин, называемых отклоняющими. В каждой паре пластины параллельны друг другу. Внутри ЭЛТ они расположены так, что электронный луч проходит между пластинами каждой пары, но по очереди: сначала между пластинами одной пары, называемыми вертикально отклоняющими пластинами, а затем – между пластинами другой пары, называемыми горизонтально отклоняющими пластинами.
На рис. 2.24 показан внешний вид одной из осциллографических ЭЛТ, а на рис. 2.25 – система ее внутренних электродов.
Рис. 2.24
Рис. 2.25
Если, например, к вертикально отклоняющим пластинам приложить постоянное напряжение, то между ними возникает электростатическое поле, направленное перпендикулярно оси трубки. Оно воздействует на электронный луч так, что он смещается от оси трубки по вертикали. Если приложить напряжение к горизонтально отклоняющим пластинам, то электронный луч сместится по горизонтали. ЭЛТ спроектирована и изготовлена так, что отклонения по вертикали и горизонтали не влияют друг на друга, то есть луч (точку свечения люминофора) можно независимо сдвигать вверх-вниз (по координате Y) и вправо-влево (по координате X).
Это позволяет «рисовать» на экране различные кривые путем одновременного изменения обоих отклоняющих напряжений по взаимосогласованным законам. Например, на экране ЭЛТ можно получить график изменения исследуемого напряжения во времени. Для этого на горизонтально отклоняющие пластины нужно подать вспомогательное напряжение, вызывающее равномерное во времени перемещение точки свечения по горизонтали слева направо, что имитирует ось времени. Это вспомогательное напряжение называют напряжением развертки. Одновременно с этим на вертикально отклоняющие пластины нужно подать исследуемое напряжение, которое будет вызывать пропорциональное ему отклонение луча по вертикали. В результате на экране точка свечения «нарисует» кривую, являющуюся временным графиком исследуемого напряжения.
Чтобы эта кривая была яркой и удобной для наблюдения, ее «рисование» нужно повторять достаточно часто много раз подряд, причем при каждом очередном рисовании должны засвечиваться одни и те же точки люминофора – тогда они будут светиться ярко, а график будет четким.
Наибольшее применение ЭЛТ получили в электронно-лучевых осциллографах – приборах для наблюдения формы и измерения параметров колебаний тока и напряжения. Но применяются они и в других приборах.