Основные теоретические положения

Электронно-лучевая трубка

Электронно-лучевая трубка состоит из:

1. Стеклянного баллона, в котором создается вакуум:

2. Электронного прожектора, создающего узкий электронный луч, направленный вдоль оси трубки;

3. отклоняющей системы, изменяющей направление электронного луча;

4. экрана, светящегося под действием пучка электронов.

В баллоне создается глубокий вакуум, необходи­мый для беспрепятственного пролета электронов. Электронный прожектор трубки состоит из катода, управляющего электрода и двух анодов и располага­ется в узкой удлиненной части баллона. Катод К изготовляется в виде небольшого никелевого ци­линдра, на торцевую часть которого наносится оксидный слой, испускающий при нагреве электроны. Катод заключен в управляющий электрод (модуля­тор) М также цилиндрической формы. В торце управляющего электрода имеется маленькое отверс­тие (диафрагма), через которое проходит электрон­ный луч. На управляющий электрод подается несколько десятков вольт отрицательного напряжения, с помощью которого регулируется яркость свечения пятна на экране трубки. Эта регулировка выносится на переднюю па­нель осциллографа с надписью «Яр­кость».

Предварительная фокусировка электронного луча производится в пространстве между модулятором и первым анодом. Электрическое поле между этими электродами прижимает электроны к оси трубки, и они сходятся в точку D на некотором расстоянии от модулятора. Дальнейшая фо­кусировка луча выполняется системой двух анодов А1 и А2.

Первый и второй аноды выполнены в виде открытых металлических цилиндров различных длин и диаметров, внутри которых на некотором расстоя­нии друг от друга расположены диафрагмы с небольшими отверстиями.

На аноды подается положительное ускоряющее напряжение (на первый 300-1000 В, на второй 1000-5000 В и более). Так как потенциал второго анода А2 выше потенциала первого анода А1, то электрическое поле между ними будет направлено от второго анода к первому. Электроны, попавшие в такое электрическое поле, будут откло­няться им в направлении к оси трубки и получать ускорение в направлении движения к экрану.

Точная фокусировка луча производится изменением напряжения на первом аноде. Эта регулировка выносится на переднюю панель осциллографа с надписью «Фо­кус».

Сформированный электронный луч попадает в пространство между двумя парами взаимно перпендикулярных отклоняющих пластин Х1Х2 и Y1Y2, называемых электростатической откло­няющей системой. Первая пара плас­тин Х1Х2, расположенных вертикально, вызывает отклонение луча в горизонтальном направлении.

Пластины второй пары Y1Y2, расположенные гори­зонтально, вызывают отклонение луча в вертикаль­ном направлении.

Экран Э электронно-лучевой трубки представляет собой стеклянную поверхность, покрытую с внутрен­ней стороны тонким слоем люминофора, светящегося при бомбарди­ровке его электронами. Цвет свечения зависит от химического состава люминофора.

Чтобы вторичные электроны, которые выбиваются с по­верхности экрана, не накапливались на стенках трубки, на внутреннюю поверхность колбы наносят тонкий графитовый слой (аквадаг) Ак, соединенный со вторым анодом, на который стекают вторичные электроны.

Для получения изображения на экране труб­ки исследуемое напряжение сигнала Uc подают на вертикально отклоня­ющие пластины Y1Y2, a на пластины X1X2 – пи­лообразное напряжение Up, называемое напряже­нием развертки:

На участке АВ напряжение развертки линейно зависит от времени, и под действием этого напряжения световое пятно переме­щается по экрану трубки вдоль горизонтальной оси пропорционально времени. На участке ВС напряже­ние развертки резко падает, а световое пятно воз­вращается в исходное положение.

Если одновременно с напряжением развертки к пластинам Y1Y2 подвести исследуемое синусоидаль­ное напряжение, то на экране трубки получится один период синусоиды.

Положения 0,1,2,... светового пятна на экране трубки в соответствующие моменты времени опреде­ляются мгновенными значениями исследуемого и развертывающего напряжений.

Если период развертки Тр выбран кратным пе­риоду исследуемого напряжения, то осциллограммы, получаемые в последующие периоды, накладываются друг на друга и на экране наблюдается устойчивое и четкое изображение исследуемого процесса. Это условие называется условием синхронизации частоты напряжения развертки с частотой исследуемого сиг­нала:

Тр = n∙Тс , где n – целые числа 1,2,3 … .