Приложение 2 Индикаторы на электронно-лучевых трубках
Индикаторы на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ или CRT – Cathode Ray Tube) способны отражать сразу большое количество буквенной, цифровой и графической информации в цвете. Известны два основных типа ЭЛТ: с электростатическим и электромагнитным отклонением.
Принцип действия ЭЛТ с электростатическим отклонением показан на рис.13а.
Рис.13. Электронно-лучевые трубки: а – с электростатическим отклонением; б – с электромагнитным отклонением; 1 – катод; 2 – модулятор; 3 – пластины вертикальной ОС; 4 – пластины горизонтальной ОС; 5 – катушки горизонтальной ОС;
6 – катушки вертикальной ОС; 7 – траектория электронного луча; 8 – люминофор экрана.
Электронный пучок, испускаемый катодом 1, формируется в узкий луч с помощью фокусирующей и модулирующей системы 2, а с помощью вертикальных 3 и горизонтальных 4 пластин отклоняющей системы (ОС) сканирует экран 8, покрытый люминофором с длительным послесвечением. В электростатических трубках отклонение производится путём подачи на пластины 3 и 4 высокого напряжения, которое создаёт силу Лоренца, отклоняющую движущийся поток электронов. Такие ЭЛТ отличаются высоким быстродействием и могут регистрировать мгновенные процессы, но требуют высокого отклоняющего напряжения.
В ЭЛТ с электромагнитным отклонением (рис.13б) электронный луч отклоняется в магнитном поле двух пар катушек: 5 и 6. Такая система является более инерционной из-за большой индуктивности отклоняющих катушек. Как правило, именно ЭЛТ с электромагнитным отклонением применяются в телевизорах и мониторах.
При столкновении электронов с люминофором последний начинает излучать свет - чем больше энергия пучка, тем ярче свечение. ОС направляет пучок электронов так, что он сканирует весь экран, строка за строкой. Поскольку скорость сканирования очень большая, глаз в силу своей инерционности воспринимает изображение как стабильное.
В цветных ЭЛИ данная конструкция усложняется. Люминофор должен светиться несколькими цветами. Поскольку человеческий глаз реагирует на три основных цвета – красный, зеленый и синий, а все остальные являются их комбинацией, они и были выбраны в качестве цветов свечения люминофора. Таким образом, слой люминофора с внутренней стороны экрана состоит из мельчайших элементов трех цветов. Для упрощения схем управления цветная ЭЛТ имеет три электронных пушки соответственно основным цветам. Перед люминофором помещают маску с отверстиями для обеспечения попадания каждого из этих трех пучков электронов только на свои элементы люминофора.
Сразу же можно выявить все недостатки ЭЛТ. Пучок электронов, обладая значительной энергией, при столкновении с люминофором генерирует рентгеновское излучение. Для фокусировки и отклонения пучка требуются сильные электромагнитные поля. А поскольку в каждый момент времени пучок засвечивает только небольшую площадь люминофора, возникает мерцание изображения. Также к недостаткам ЭЛТ следует отнести их большие габариты, низкую механическую прочность из-за наличия стеклянной колбы, необходимость создания высоких ускоряющих и управляющих напряжений (десятки киловольт). Главное достоинство ЭЛТ – их небольшая стоимость.
В последние несколько лет все большее распространение получают ЭЛТ с плоским экраном. Основное их преимущество - минимизация геометрических искажений изображения. Также, усилия прилагаются к тому, чтобы уменьшить глубину ЭЛТ при большой поверхности экрана. Луч в таких ЭЛТ формируется не перпендикулярно, а параллельно экрану.
Приложение 3