Литература / Шишкин Г. Г. , Шишкин А. Г. Электроника 2009 (1)

Жительно относительно последнего анода прожектора. Процесс

продолжается до тех пор, пока потенциал экрана не станет при­

близительно равным потенциалу второго анода. Это означает,

что число уходящих с экрана электронов равно числу падаю­

щих. В диапазоне изменения энергии пучка от eUкрl до Икр2 cr >1

и потенциал экрана достаточно близок к потенциалу анода про­

жектора. При Иа2 > Икр2 коэффициент вторичной эмиссии cr .;:;;; 1.

Потенциал экрана вновь снижается, и у экрана начинает фор­ мироваться тормозящее для электронов луча поле. Потенциал Икр2 (соответствует точке В на рис. 12.8) называют вторым крнтн­

ческнм потенциалом или предельным потенциалом.

При энергиях электронного луча выше eUкр2 яркость свече­ ния экрана не увеличивается. Для различных экранов Икрl =

= 300... 500 В, Икр2 = 5 .. .40 кВ.

При необходимости получения больших яркостей потенциал

экрана с помощью проводящего покрытия принудительно поддер­

живают равным потенциалу последнего электрода прожектора.

Проводящее покрытие электрически соединено с этим электродом.

Светоотдача. Это параметр, который определяет отношение силы света Jсв' излучаемого люминофором нормально поверх­

ности экрана, к мощности электронного луча Рэл' падающего на

экран:

(12.15)

Светоотдача 11 определяет КПД люминофора. Не вся кинети­

ческая энергия первичных электронов превращается в энергию

видимого излучения, часть идет на нагревание экрана, вторич­

ную эмиссию электронов и на излучение в инфракрасном и

ультрафиолетовом диапазонах спектра. Светоотдачу измеряют

в канделах на ватт: для различных экранов она изменяется в

пределах 0,1 ... 15 кд/Вт. При малых скоростях электронов све­

чение возникает в поверхностном слое и часть света поглощает­

ся люминофором. С увеличением энергии электронов светоотда­

ча возрастает. Однако при очень больших скоростях многие электроны пробивают слой люминофора, не производя возбуж­

дения, и происходит снижение светоотдачи.

Яркость свечения. Это параметр, который определяется си­ лой света, излучаемого в направлении наблюдателя одним квадратным метром равномерно светящейся поверхности. Яр-

·!tость измеряют в кд/м2 • Она зависит от свойств люминофора

(:Характеризуется коэффициентом А), плотности тока электрон­

'ного луча j, разности потенциалов между катодом и экраном И 'и минимального потенциала экрана И0, при котором еще на­

',·блюдается люминесценция экрана. Яркость свечения подчиня­

,:ется закону

:' Значения показателя степени п, потенциала И0 для разных

1.nюминофоров изменяются в пределах соответственно 1... 2, 5 и

130... 300 В. На практике линейный характер зависимости яркости

!

,9Т плотности тока j сохраняется примерно до 100 мкА/см2 • При

.б6льших плотностях тока люминофор начинает нагреваться и вы­

~rорать. Основной способ повышения яркости - увеличение И.

' Разрешающая способность. Этот важный параметр определя­

. тся как свойство ЭЛТ воспроизводить детали изображения.

~азрешающая способность оценивается числом отдельно разли­

Чимых светящихся точек или линий (строк), приходящихся со­

'ответственно на 1 см2 поверхности или на ~ см высоты экрана,

1 ибо на всю высоту рабочей поверхности экрана. Следователь­

:Jrо, для увеличения разрешающей способности необходимо

меньшать диаметр луча, т. е. требуется хорошо сфокусирован­

ый тонкий луч диаметром в десятые доли мм. Разрешающая пособность тем выше, чем меньше ток луча и больше ускоряю­

ее напряжение. В этом случае реализуется наилучшая фоку­

,,, ировка. Разрешающая способность также зависит от качества

,,п:юминофора (крупные зерна люминофора рассеивают свет) и

аличия ореолов, возникающих из-за полного внутреннего от-

. ажения в стеклянной части экрана.

Длительность послесвечения. Время, в течение которого яр­

ость свечения уменьшается до 1% от максимального значения,

азывается временем послесвечения экрана. Все экраны разде­

яются на экраны с очень коротким (менее 10-5 с), коротким (10-5 ••• 10-2 с), средним (10-2 ••• 10-1 с), длительным (l0-1 ••• 16 с) и

очень длительным (более 16 с) послесвечением. Трубки с корот-

1'1Сим и очень коротким послесвечением широко применяются ttpи осциллографировании, а со средним послесвечением - в те­

,\nевидении. В радиолокационных индикаторах обычно исполь­

зуются трубки с длительным послесвечением.

346Раздел 3. ЭЛЕКТРОВАКУУМНЫЕ ПРИБОРЫ

Врадиолокационных труб:ках часто применяют длительно светящиеся экраны, имеющие двухслойное покрытие. Первый

слой люминофора - с коротким послесвечением синего цвета -

возбуждается электронным лучом, а второй - с желтым цветом

свечения и длительным послесвечением - возбуждается светом

первого слоя. В таких экранах удается получить послесвечение

до нескольких минут.

Типы экранов. Очень большое значение имеет цвет свечения люминофора. В осциллографической технике при визуальном наблюдении экрана используются ЭЛТ с зеленым свечением, наименее утомительным для глаза. Таким цветом свечения об­

ладает ортосиликат цинка, активированный марганцем (вилле­

мит). Для фотографирования предпочтительны экраны с синим

цветом свечения, свойственным вольфрамату кальция. В при· е:Мных телевизионных трубках с черно-белым изображением

стараются получить белый цвет, для чего применяются люми­

нофоры из двух компонентов: синего и желтого.

Для изготовления покрытий экранов широко применяют также следующие люминофоры: сульфиды цинка и кадмия, си·

ликаты цинка и магния, окислы и оксисульфиды редкоземель­

ных элементов. Люминофоры на основе редкоземельных эле· ментов обладают целым рядом достоинств: они более стойки к различным воздействиям, чем сульфидные, достаточно эффек­ тивны, имеют более узкую спектральную полосу излучения,

что особенно важно в производстве цветных кинескопов, где не­ обходима высокая чистота цвета и т. д. В качестве примера

можно привести сравнительно широко используемый люминофор

на основе окисла иттрия, активированного европием У20 3: Eu. Этот люминофор имеет узкую полосу излучения в красной об­ ласти спектра. Хорошими характеристиками обладает также

люминофор, состоящий из оксисульфида иттрия с примесью ев­ ропия У20 38: Eu, который имеет максимум интенсивности из­ лучения в красно-оранжевой области видимого участка спектра

и лучшую химическую стойкость, чем У203: Еu-люминофор.

Достаточно широкое распространение в электронно-лучевых приборах получили алюминированные экраны, у которых по­

верх люминофора с внутренней стороны трубки нанесена тон­ кая (0,1 ...0,5 мкм) пленка алюминия, соединенная обычно со вторым анодом. К достоинствам таких экранов можно отнести

дополнительные ускоряющие аноды в виде проводящих колец

на широкой части баллона с возрастающими в направлении экра­ на потенциалами. Поскольку ускорение электронов осуществля-

ется после отклонения луча, увеличение яркости происходит

без снижения чувствительности к отклонению. При получении очень большой яркости напряжение послеускорения достигает

20... 25 кВ. Чтобы уменьшить искажения в пространстве после­

ус:корения, дополнительные аноды выполняют в виде спирали с

расстоянием между ними в несколько миллиметров.

Для одновременного исследования нескольких процессов ис­ пользуют многолучевые трубки с двумя, четырьмя, пятью или

шестью нез&висимыми прожекторами и отклоняющими систе­

мами. В СВЧ-осциллографах применяют специальные трубки, имеющие отклоняющую систему типа бегущей волны, в кото­

рой ряд коротких пластин укреплен по спирали, причем по ме­

ре отклонения луча вертикальное расстояние между пластина-

ми увеличивается. Изменение потенциалов на пластинах и дви­ жение электронного луча синхронизированы. Такие трубки

позволяют исследовать процессы до нескольких гигагерц.

Радиолокационные трубки. Электронно-лучевые трубки, ис­

пользуемые в радиолокационных установках, принципиальных

отличий от осциллографических трубок не имеют, однако к ним предъявляется ряд специфических требований. В них необхо­ димо получить на экране изображение импульса радиосигнала, отраженного от облучаемого объекта, в соответствии с положе­ нием объекта в пространстве, т. е. необходимо соотнести поло­

жение импульса на экране и положение объекта в пространстве.

Сигнал на экране получают в полярных координатах, поэтому

электронно-лучевая приемная радиолокационная трубка рабо-

тает в режиме яркостной отметки сигнала и имеет радиально­

азимутальную развертку луча: в этом случае одновременно с ра­

диальной разверткой луч равномерно отклоняется в азимуталь­

ном направлении. Для получения такой развертки используется

магнитная отклоняющая сис-rема, состоящая из пары катушек,

вращающихся около горловины трубки. Через катушки проте­ кает ток линейной пилообразной формы, который создает пере­

менное магнитное поле, отклоняющее луч от центра экрана по

радиусу к периферии. За счет медленного вращения катушек луч

прочерчивает на экране смещающуюся по азимуту радиальную

линию. Вращения отклоняющих катушек и антенны РЛС синх­

ронизованы. В исходном состоянии на модулятор трубки подано

отрицательное напряжение, превышающее по модулю напряже­

ние запирания. Трубка открывается отраженным от объекта ра­

диоимпульсом. В результате на экране возникает светящееся

пятно, удаление которого от центра экрана определяет расстоя­

ние до объекта, а смещение по азимуту от фиксированного значе­

ния соответствует азимуту лоцируемого объекта.

В РЛС используются также трубки с круговой разверткой и

стержневым электродом, расположенным в центре экрана. При

отсутствии отраженного сигнала луч описывает окружность на

периферии экрана, центр которой совпадает с расположением стержневого центрального электрода. В момент появления сигна­ ла, который подается на центральный электрод, описывающий окружность луч отклоняется к центру. Радиальное отклонение может быть также получено с помощью двух конусообразных

электродов, расположенных после отклоняющей системы.

Точность определения положения цели зависит от размеров

светящегося пятна и степени соответствия положения пятна на

экране координатам объекта. Следовательно, трубка должна об­

ладать высокой разрешающей способностью, большой ярко­

стью свечения экрана, высоким контрастом и хорошей линей­

ностью отклонения, а также длительным послесвечением (по­ следнее требование связано с малой длительностью импульса,

отпирающего электронный луч). "Указанным требованиям удов­

летворяют трубки с магнитной фокусировкой и магнитным от­

клонением, а также с большими ускоряющими напряжениями

(6 ... 25 кВ) и длительным послесвечением экрана.

В РЛС используют также ЭЛТ с записью темной трассой - сннатроны. Экран у них выполнен на основе хлористого калия,

который темнеет при бомбардировке его быстрыми электрона-