4. Типы электронно-лучевых трубок

4.1. Осциллографические трубки

Основную группу электронно-лучевых трубок составляют осциллографические трубки, которые служат для исследования быстрых изменений во времени напряжения или тока в различных цепях. Осциллографические трубки имеют, как правило, электростатическое отклонение и фокусировку. Важное значение при этом имеют диапазон рабочих частот трубки и максимально возможная скорость развёртки луча на экране.

В обычных трубках рабочая частота ограничивается влиянием реактивностей отклоняющей системы и достигает 10⁷Гц. Уменьшениеёмкости пластин и индуктивности выводов позволяет достичь частоты 10⁸-10⁹Гц, ограничиваемой сравнимостью времени пролёта электронами пространства отклонения и периода изменения отклоняющего напряжения. При попытках дальнейшего повышения рабочей частоты за счёт укорочения пластин и повышения ускоряющего напряжения чувствительность трубки и размер изображения на экране сильно падают. Поэтому существенное повышение рабочей частоты (до 10¹⁰Гц) возможно при использовании отклоняющей системы с бегущей волной.

При высокой частоте исследуемого сигнала или при осциллографировании однократных процессов яркость луча на экране (из-за высокой скорости развёртки) может оказаться недостаточной для визуального наблюдения или регистрации на фотоплёнке. Для увеличения яркости следа луча, на экране необходимо увеличивать ускоряющее напряжение, однако чувствительность трубки при этом падает. Для достижения компромисса между противоречивыми требованиями высокой чувствительности и большой яркости изображения часто используют принцип послеускорения. Он состоит в том, что скорость электронов перед отклоняющими пластинами выдерживается сравнительно малой, а после отклонения она увеличивается. Трубка с послеускорением отличается тем, что в ней есть ещё по крайней мере один анод, устанавливаемый после отклоняющих пластин. Чтобы не вносить сильных искажений напряжение на этом, третьем, аноде не должно превышать Ua2в 2-2,5раза. Если требуется большее послеускорение, используется несколько дополнительных кольцевых электродов (покрытие на внутренней поверхности колбы), напряжение на которых возрастает по мэре приближения к экрану (рис. 5.6).

Н

Рис.5.6. Осциллографическая трубка с послеускорением

аилучшие результаты получается при использовании высокоомного покрытия спиральной формы, ближайший к экрану виток которого присоединяется к большему потенциалу, а удалённый - к меньшему. Это позволяет увеличить ускоряющее напряжение до 25кВ и более. Максимальная скорость развёртки в обычных трубках составляет 2-30км/с, а в трубках с послеускорением достигает 250км/с.

При исследовании нескольких одновременно протекающих процессов иногда возникает необходимость в получении на экране осциллографической трубки одновременно нескольких осциллограмм, отображающих эти процессы. Для этой цели применяются многолучевые (до 5) осциллографические трубки, имеющие несколько независимых, раздельно управляемых электронных лучей и один общий экран.

Существенно расширяются возможности осциллографов при использовании запоминающих осциллографических трубок. Запоминающие трубки отличаются от обычных тем, что у них осциллограмма исследуемого однократного процесса записывается электронным лучом но только на экране в виде светящегося изображения, но и одновременно в виде потенциального рельефа на поверхности помещенного перед экраном диэлектрика, обладающего способностью длительное время (до нескольких суток) сохранять образовавшийся потенциальный рельеф. Это позволяет многократно воспроизводить осциллограмму, либо увеличить время её свечения.

В

Рис.5.7. Конструкции кинескопов; а) – для черно-белого телевидения, б) – для цветного

ряде случаев более выгодным оказывается применить не линейную, а круговую развертку луча на экране трубки. Преимуществом круговой развёртки является её большая длина по сравнению с линейной. В такой трубке круговая развёртка создаётся подачей наXи У пластины синусоидальных напряжений одной частоты, сдвинутых по фазе на 90°. Исследуемое напряжение подводится к коническому конденсатору, установленному внутри трубки на пути луча, и отклоняющему вращающийся пучок в радиальном направлении. Трубки с радиальным отклонением имеют малую чувствительность, нелинейную характеристику отклонения и используются главным образом как индикаторные.

В радиолокационной аппаратуре широкое применение находят трубки с яркостной отметкой. В, этих трубках сигнал подаётся на модулятор трубки и управляет яркостью пятна на экране трубки.

По наличию или отсутствию пятна на экране трубки судят о наличии или отсутствии сигнала. Развертку луча при этом производят таким образом, чтобы координаты пятна на экране трубки соответствовали каким-либо параметрам сигнала (например, в радиолокации, дальности и азимуту цели). В таких трубках обычно применяется магнитная фокусировка и отклонение, а экран имеет длительное послесвечение.