книги из ГПНТБ / Власов В.Ф. Электронные и ионные приборы Учеб.пособие для радиотехн.вузов и фак

610

на экране получится развёрнутая круговая осциллограмма

(рис. 18.266).

Недостатком трубок с радиальным отклонением является их относительно низкая чувствительность, обусловленная тем, что радиальная система размещена близко к экрану. Кроме того, трубки с радиальным отклонением имеют нелинейную зависи­ мость радиального отклонения от величины напряжения сигна­ ла, что объясняется характером поля радиальной отклоняющей системы. Чувствительность этих трубок оказывается различной при отклонении в направлении одной пары отклоняющих пла­ стин х и в направлении другой пары отклоняющих пластин у, что объясняется несовпадением центров отклонения по пласти­ нам х и у (рис. 18.26а). В связи с этим трубки с радиальным отклонением не применяются для исследования формы коле­ баний, а используются главным образом как индикаторные, а также для измерения частоты и времени.

В табл. 18.4 приведены данные трубок с радиальным откло­ нением, выпускаемых нашей промышленностью.

Трубки с яркостной отметкой

В радиоэлектронной аппаратуре, особенно в радиолокацион­ ной, находят широкое применение электронно-лучевые трубки с яркостной отметкой. В этих трубках напряжение сигнала по­ даётся не на отклоняющую систему, а на управляющий элект­ род, или, как его в этом случае называют, модулятор. Воздей­ ствуя на ток луча, напряжение сигнала управляет яркостью пятна на экране трубки. По наличию или отсутствию пятна на экране трубки судят о наличии или отсутствии сигнала.

Отклонение луча в этих трубках производят таким образом, что смещение луча по каждой из двух координат оказывается пропорциональным какому-нибудь параметру сигнала (например, в радиолокации, наклонной дальности цели и её скорости). Тогда по местоположению пятна на экране трубки можно су­ дить и о параметрах сигнала (в приведённом примере — о рас­ стоянии до цели и её скорости).

Втрубках с яркостной отметкой обычно применяют экраны

сдлительным послесвечением, что позволяет использовать труб­ ку для одновременного воспроизведения ряда следующих друг за другом сигналов, т. е. как своеобразный «многострелочный» индикатор.

Для получения яркого, хорошо сфокусированного пятна в трубках с яркостной отметкой обычно используют магнитную фокусировку и магнитное отклонение.

511

Кинескопы

Для приёма изображений в телевизионных приёмниках на­ ходят применение специальные электронно-лучевые трубки — кинескопы. Фактически кинескопы являются трубками с яркост­ ной отметкой, однако необходимость получения высокого каче­ ства изображения, а также ряд других специфических требо­ ваний телевидения обусловили ряд конструктивных особен­ ностей этих трубок.

Чтобы обеспечить чёткое, высококачественное изображение

•на экране кинескопа, необходимо иметь светящееся пятно очень ■малого размера (на экране должны умещаться без накладки друг на друга свыше шестисот параллельных линий, прочерчи­ ваемых пятном — «строк»). При перемещении пятна его разме­ ры не должны изменяться, т. е. не должно быть дефокусировки пятна при отклонении. Яркость свечения пятна требуется вы­ сокая.

В кинескопах часто находят применение магнитные фокуси­ рующие системы, обеспечивающие наиболее высокое качество фокусировки луча. Конструкция прожектора обычно соответ­ ствует рассмотренной в § 18.2 (рис. 18.8).

Значительные успехи достигнуты в разработке электро­ статических фокусирующих систем для кинескопов, обеспечива­ ющих качество фокусировки, удовлетворяющее высоким требо­ ваниям телевидения. В современных кинескопах применяется конструкция электростатического прожектора с нулевым током анода, рассмотренная в § 18.2 (рис. 18.6).

512-

Анодное напряжение применяется высокое, порядка 6-г- 18 кв, для получения достаточной яркости изображения и уменьшения

размера пятна.

Электронные прожекторы современных кинескопов снабже­ ны ионными ловушками, которые препятствуют выходу из элект­ ронного прожектора отрицательных ионов, образующихся в области катода, и тем самым предотвращают появление на экране трубки ионного пятна, возникающего вследствие бомбар­ дировки и разрушения экрана ионами. В основе действия ион­ ных ловушек лежит различие в величине воздействия магнит­ ного поля на траектории электронов и отрицательных ионов. Конструкции ионных ловушек весьма разнообразны; мы рас­ смотрим одну из них, получившую широкое применение в оте­ чественных кинескопах с электростатической фокусировкой

(рис. 18.27).

Катод электронного прожектора К размещается под углом к оси трубки. Пучок электронов и отрицательных ионов, вы­ ходя из катода, разгоняется полем экранирующего электрода Э, находящегося под потенциалом 250 300 в, и попадает в попе­ речное магнитное поле, созданное постоянным магнитом, поме­ щённым снаружи трубки. Тяжёлые отрицательные ионы почти не отклоняются этим полем и оседают на аноде А. Электронный пучок искривляется под действием магнитного.поля и выходит в отверстие анода, попадая далее в фокусирующее поле главной линзы, состоящей из ускоряющего электрода, непосредственно примыкающего к аноду ловушки, 1-го анода и 2-го анода.

При наличии магнитной фокусировки конструкции ионных ловушек проще. В них отсутствует обычно экранирующий элект­ род, а анод ловушки является одновременно анодом трубки.

Для нормальной работы трубки с ионной ловушкой требует­ ся правильная установка магнита ионной ловушки на горловине трубки, обеспечивающая наибольшее прохождение луча через

диафрагму анода. При правильной установке этого магнита не­ сфокусированное пятно должно находиться в центре экрана и иметь форму круга.

Для уменьшения влияния отклоняющей системы на фокуси­ ровку и вызываемых этим искажений в изображении, как пра­ вило, в кинескопах применяется магнитное отклонение. Для повышения чувствительности кинескопа узкую часть трубки, в пределах которой электронный пучок подвергается воздействию отклоняющих магнитных полей, делают возможно меньшего диаметра, чтобы расположить диаметрально противоположные катушки ближе друг к другу и тем повысить напряжённость магнитного поля при данном числе ампер-витков.

Для получения достаточно большого изображения в кине­ скопах диаметр экранов берётся больше, чем в осциллографических трубках (от 18 до 50 см). Дно колбы кинескопа и соот­ ветственно экран, наносимый на нём, иногда делают прямоуголь­ ной формы в соответствии с габаритами принимаемого изобра­ жения. В кинескопах с баллонами обычной конусообразной фор­ мы наблюдается дополнительное засвечивание экрана лучами света, даваемыми изображением и отражающимися от стенок колбы (рис. 18.28а). Для ослабления этого эффекта баллоны кинескопов часто делают специально расширенной формы, по­ казанной на рис. 18.286. Чтобы при большой величине экрана

(см. § 18.4). Для снижения вредного влияния внешнего освеще­ ния на контрастность изображения дно колбы иногда делают из специального дымчатого стекла.

514

Рабочей характеристикой кинескопа является модуляцион­ ная кривая, показывающая зависимость тока анода от напря­ жения управляющего электрода (рис. 18.30); чем больше на­ пряжение на аноде, тем больше сдвигается характеристика в сторону больших отрицательных напряжений на управляющем

электроде. В трубках, имеющих экранирующий электрод, анод­ ное напряжение слабо влияет на сдвиг модуляционной харак­ теристики. От тока пучка при данном анодном напряжении за­ висит яркость изображения на экране; на рис. 18.31. показана эта зависимость для экрана с белым свечением.

Особую группу кинескопов составляют так называемые проекционные кинескопы. В этих, приборах изображение, полу-

ченное на экране, трубки, используется для проектирования его на большой экран оптическим путём. Для того чтобы яркость на большом экране была достаточной, яркость на экране труб­ ки должна быть значительно выше, чем на экране обычных

кинескопов (в 2—3 тысячи раз). Во избежание оптических ис­ кажений в этих трубках применяются плоские небольшого диа­ метра экраны (от 50 до 180 мм). Диаметр пятна в проекцион­ ных трубках должен быть значительно меньше, чем в обычных трубках, для обеспечения требуемой разрешающей способности при малом размере экрана. Для получения большой яркости изображения и малого диаметра пятна в проекционных кинеско­ пах применяются высокие ускоряющие напряжения (до 60-5-’ 80 кв). Фокусировка и отклонение луча — магнитные. Эк­ ран трубки алюминируется.

Разновидность кинескопов представляют трубки для воспро­ изведения цветного изображения. Принцип действия этих трубок основан на особенностях человеческого зрения, приспособленного ощущать независимо три цвета: синий, зелёный и красный. Все остальные цвета получаются как результат смешения тех или иных основных трёх цветов. Например, жёлтый цвет получается как результат смешения зелёного и красного цветов в соответст­ вующей пропорции.

Ряд трубок разработан для воспроизведения цветного изоб­ ражения.

Люминесцирующий

рал

Точки, лю м иноф ора-

—с синим свечением

с зелёным свечением -Скрасным свечением

Рис. 18.32

Рассмотрим кратко принцип устройства трубки, воспроиз­ водящей цвета по точкам. В этой трубке на экран нанесено 117 000 групп точек; каждая группа состоит из трёх точек — с красным, синим и зелёным свечением люминофора. Перед экра­ ном стоит диафрагма с таким же числом отверстий — по одно­ му отверстию Перёд каждой группой (рис. 18.32). Три.прожек-

516

тора посылают через диафрагму три луча так, что каждый из лучей всегда попадает только на один сорт точек, либо на крас­ ные, либо на синие, либо на зелёные, и даёт изображение опре­ делённого цвета — красного, синего или зелёного. При одновре­ менной работе всех трёх лучей при соответствующей регулиров­ ке их интенсивности на экране получается цветное изображение, по качеству не уступающее цветному кино.

Конструкции трубок для воспроизведения цветного изобра­ жения технологически очень сложны и дороги и поэтому такие трубки пока ещё не получили широкого распространения.

В табл. 18.6 указаны основные данные некоторых кинеско­ пов, изготовляемых нашей промышленностью.

§ 18.6. Электронные переключатели

Основные типы электронных переключателей

Электронными переключателями называют приборы, в ко­ торых переключение различных электрических цепей осущест­ вляется путём перемещения электронного потока.

Впервые техническое применение электронного потока в ка­ честве токораспределителя было описано в 1919 г. И. Г. Фрей-

повышенный интерес к развитию и усовершенствованию элект­ ронных переключателей. Их применение в такого рода устрой­ ствах связано с необходимостью осуществлять очень быстрое переключение электрических цепей, которое не может быть обес­ печено простой механической системой.

Конструкции электронных переключателей можно разделить

же, а вместо экрана устанавливается система контактных элект­ родов-ламелей Л, замыкаемых поочерёдно перемещающимся в трубке электронным лучом.

Радиальные переключатели (рис. 18.34) по своему устрой­ ству и внешнему виду подобны обычным электронным лампам. В этих приборах электроны, излучаемые цилиндрическим като­ дом / по всем направлениям, формируются в электронный луч 2,

518

направленный по радиусу цилиндрической системы электродов. Для фокусирования электронов в узкий пучок используются электрические и магнитные электронно-оптические системы. За­ ставляя вращаться этот пучок электронов путём воздействия на него электрических и маг­ нитных вращающихся полей, осуществляют переключение контактных ламелей Л прибо­ ра и тем самым последователь­ ное замыкаИие электрических цепей различных абонентов.

Электронно-лучевые и ра­ диальные переключатели на практике широкого примене­ ния не получили вследствие ряда присущих им серьёзных недостатков, поэтому мы рас­ смотрим только последнюю группу электронных переклю- чателей-трохотронов, обладаю­ щих наиболее широкими и многообразными возможностя­ ми их практического исполь­ зования.

Принцип действия трохотронов

Трохотроны представляют собой электронные переключатели, действие которых основано на управлении потоком электронов, движущихся во взаимно-перпендикулярных однородных элект­ рическом и магнитном полях по трохоидальным траекториям (§ 4.4), чем и обусловлено название приборов. Важной особен­ ностью такого движения электронов является их перемещение по эквипотенциальным линиям электрического поля, в отличие от обычных электронных приборов, в которых электронный поток направлен от электрода с более низким к электроду с более высоким потенциалом, т. е. перпендикулярно эквипотенциалям.

Принцип управления трохоидальным электронным лучом можно пояснить, пользуясь рис. 18.35. Между двумя пластина­ ми А и Р расположен цилиндрический катод К, управляющий электрод Л и две пластины П х и Я* Вдоль оси катода дейст­ вует магнитное поле. Между электродами А и Р приложена не­ которая разность потенциалов, например Пар —100 в.

Электроны, испускаемые катодом, образуют плоский луч и двигаются под действием электрического и магнитного полей по трохоидальным траекториям вдоль эквипотенциальных по­ верхностей электрического поля.

519