4. Из каких основных блоков состоит электронно-лучевая трубка? Объясните процесс формирования электронного пучка. Для чего служит синхронизация и в чем она заключается

На рис схематически представлено устройство трубки с электростатическим управлением. В торце узкой части стеклянного баллона 8 расположен катод в виде небольшого цилиндра 2, внутри которого помещена спираль для подогрева 1. Дно цилиндра с внешней стороны покрыто оксидным слоем; с его поверхности при подогреве вылетают электроны. Вблизи катода расположен полый цилиндр 3, называемый управляющим электродом или модулятором, который служит для изменения плотности потока электронов, т.е. позволяет регулировать яркость пятна на экране, 9, покрытом люминофором. Модулятор имеет отрицательный потенциал относительного катода.

Далее по оси трубки располагаются еще два цилиндра – первый 4 и второй 5 аноды. Первый анод, находясь под положительным потенциалом в несколько сотен вольт, ускоряет движущийся от катода поток электронов. Ко второму аноду подводится напряжение, достигающее в некоторых электронно-лучевых приборах десятков киловольт, и поток электронов выходит из второго анода с высокой скоростью. Аноды предназначены как для ускорения электронов, так и для формирования электронного луча – узкого, сходящегося у поверхности экрана пучка электронов. Изменением величины напряжения на первом аноде 4 получают необходимую фокусировку луча. Вся система вышеперечисленных электродов крепится на траверсах и образует единое устройство, называемое электронным прожектором.

Выйдя из прожектора, электронный поток (луч) попадает в отклоняющую систему. В трубке отклоняющая система состоит из двух пар пластин 6 и 7, расположенных попарно в вертикальной (горизонтально отклоняющие пластины 7) и горизонтальной (вертикально отклоняющие пластины 6) плоскостях. Каждая пара пластин образует плоский конденсатор, и если потенциалы пластин различны, то между ними создается электрическое поле. Между пластинами электроны движутся в поперечном электрическом поле по параболической траектории, и по выходе из пластин траектория оказывается направленной по отношению к оси трубки под некоторым углом, величина которого зависит от разности потенциалов на пластинах и от размеров пластин. Следовательно, с помощью этих двух пар пластин, создающих взаимно перпендикулярные электрические поля, можно управлять электронным потоком в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Электронный пучок, пройдя между двумя парами взаимно перпендикулярных отклоняющих пластин, попадает на люминесцентный экран, вызывая его свечение. В зависимости от типа люминофора свечение может продолжаться от нескольких микросекунд до десятков секунд.

Блок синхронизации

При несовпадении периодов исследуемого сигнала и развертки осциллограмма будет перемещаться по экрану. Для устранения этого недостатка в осциллографе предусмотрен блок синхронизации.

Синхронизация – процесс, при котором работа генератора развертки становится зависимой от исследуемого сигнала.

Режим синхронизации может быть внутренним и внешним. При работе осциллографа в режиме внутренней синхронизации из канала вертикального отклонения снимается часть усиленного исследуемого сигнала и подается на вход схемы синхронизации. Эта схема совместно со схемой запуска генератора развертки вырабатывает короткие импульсы определенной формы, полярности и амплитуды.

Запускающие импульсы формируются в тот момент, когда напряжение на входе блока синхронизации достигает определенной величины. Эта величина выбирается регулятором «уровень синхронизации». Полярность синхронизации определяет, какой участок синхронизирующего сигнала используется при формировании импульсов запуска: положительный (+), как на рис. 3.12, или отрицательный (–).

Рис. 3.12. Синхронизация генератора развертки: Uy – исследуемый сигнал; U0 – уровень синхронизации; Uсин – синхроимпульс; Ur-– напряжение развертки

При этом анализироваться может абсолютный уровень сигнала (т.е. обе его составляющие – переменная и постоянная) или только амплитуда его переменной составляющей. Эти режимы работы блока синхронизации аналогичны работе усилителя вертикального отклонения с «открытым» и «закрытым» входом, о чем речь пойдет далее.

При работе в режиме внешней синхронизации сигнал, управляющий запуском генератора развертки, подается извне.