2. Электронно-лучевая трубка. Устройство элт, назначение электродов.

Электронно-лучевая трубка. Принцип получения изображения. Чувствительность ЭЛТ.

Для визуального наблюдения формы электрических сигналов в медицинских диагностических приборах применяются электронно-луче­вые трубки (ЭЛТ).

Электронно-лучевая трубка представляет собой стеклянную или металлическую колбу, внутри которой создан высокий вакуум. в узкой части колбы расположена система электродов (электронная пушка), служащая для создания электронного пучка. Стеклянное дно колбы,

покрытое специальным составом - люминофором, светящимся при бом­бардировке его потоком электронов, является экраном трубки. На экране высвечивается изображение отображаемого сигнала. В широкой части колбы между электронной пушкой и экраном находится отклоня­ющая система, с помощью которой электронный пучок можно смещать в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Электронная пушка ЭЛТ состоит из катода К с подогревателем, управляющего электродами двух анодов A1 и А₂.

Катод трубки, представляющий собой металлический стакан, внутри которого находится подогреватель, является источником сво­бодных электронов. При нагревании катода происходит термоэлект­ронная эмиссия и около катода образуется облако свободных элект­ронов.

Управляющий электрод УЭ, представляет собой металлический стакан с небольшим отверстием в дне. На управляющий электрод подается отрицательный относительно катода потенциал; т.е. между катодом и управляющим электродом создается тормозящее электрическое поле. Меняя величину потенциала на управляющем электроде, можно регулировать количество электронов в электронном потоке и тем самым изменять яркость изображения на экране ЭЛТ. При доста­точно большом (по абсолютной величине) отрицательном потенциале на управляющем электроде тормозящее действие электрического поля может стать таким, что электроны не смогут его преодолеть. Сила тока электронного пучка станет равной нулю (трубка "запрется"), и изображение на экране ЭЛТ исчезнет.

Аноды ЭЛТ (два полых цилиндра) служат для ускорения и фокусировки электронного пучка. На аноды подаются достаточно высокие положительные относительно катода потенциалы: на первый анод по­рядка 200-400 вольт, на второй анод порядка 800-2000 вольт. Уско­ряющее поле, создаваемое потенциалами первого и второго анодов, заставляет электроны двигаться к экрану ЭЛТ; при этом они приобретают энергию достаточную для того, чтобы вызвать свечение люминофора на экране.

Если не принять специальных мер, то электроны в электронном пучке за счет электростатических сил отталкивания будут разлетаться в разные стороны, и пучок "рассыпется". Чтобы это не произошло, электронный поток фокусируют, т.е. собирают в узкий пучок. Процесс фокусировки электронных потоков электрическими полями напоминает процесс фокусировки световых потоков оптическими линзами. Электростатическое поле, создаваемое управляющим элект­родом и первым анодом, образует первую электростатическую линзу; эта линза собирает вылетающие из катода электроны в точку первогофокуса F! Электростатическое поле, создаваемое первым и вторым анодами, образует вторую электростати­ческую линзу; эта линза собирает электроны, пролетевшие точку F₁ в точку F₂, находящуюся в плоскости экрана. По аналогии со световой оптикой систему фокусирующих электро­дов ЭЛТ называют электронно-оптической системой.

Сформированный электронно-оптичестсой системой электронный пуч@к попадает на экран ЭЛТ и вызывает свечение люминофора; пучок попадает примерно в центр экрана трубки.

Чувствительностью ЭЛТ называется отношение величины изобра­жения на экране электронно-лучевой трубки к величине напряжения, приложенного к отклоняющим пластинам К=Н/U, где Н - величина изображения отображаемого сигнала на экране ЭЛТ в миллиметрах; U - величина напряжения приложенного к откло­няющим пластинам ЭЛТ в вольтах.

Чувствительность численно равна величине изображения сигнала на экране ЭЛТ при напряжении сигнала в 1 вольт.

Так как электроны обладают очень малой массой и, следова­тельно, малой инерцией, то электронно-лучевые трубки позволяют регистрировать не только низкочастотные, но и высокочастотные процессы.