Коефіцієнт шуму

Найбільш часто для оцінки шумових властивостей ламп застосовують коефіцієнт шуму, який представляє собою відношення загальної потужності шумів на виході лампи Р_{ш вих} до потужності шумів генератора вхідного сигналу, що підсилює лампа Р_{ш г}*К_р

К_ш=2-2.5-3-4 дБ

Електронно-променеві трубки

Електронно-променевими трубками називають прилади, в яких електронний промінь використовується для перетворення електричних сигналів в світлові. За своїми параметрами і використовуванням електронно-променеві трубки діляться на 3 групи:

1. Осцилографічні електронно-променеві трубки, які використовуються для відображення періодичних або імпульсних сигналів на екрані.

2. Індикаторні електронно - променеві трубки, які використовуються для виявлення наявності електричного сигналу в тому, чи іншому електричному колі.

3. Кінескопи – застосовуються для відображення предметів (перетворюють електричні сигнали у світлове зображення).

Р исунок 19. Побудова осцилографічної електронно –променевої трубки

Електронно-променеві трубки складаються з:

1. корпуса, який виконаний у вигляді скляної колби, на дно якої нанесений шар металу, який може світитися під дією електричного потоку. Такі матеріали називаються катодолюмінофорами, і в залежності від призначення електронно –променевої трубки можуть мати різний колір свічення і час після свічення. Залишки кисню знищуються гетеро матеріалом.

У колбу ставиться

2. Електронно-променева пушка.

3. Відхиляюча система.

Формування променя в електронно –променевій трубці

Електронний промінь формується за допомогою електронно-променевої пушки, яка складається з:

• катода, як правило, підігрівний і торцевий для отримання вузько направленого випромінювання електронів при термоелектронній емісії.

• Він виготовляється у вигляді стакана. На дно наноситься активний матеріал (як правило оксид). Катод поміщується в модулятор, виготовлений також у вигляді стакана але з невеликим отвором у дні стакана. На модулятор відносно катода подається негативна напруга, щоб можна було регулювати інтенсивність електронів, які виходять за межі модулятора (регулювання яскравості).

• В електронний прожектор входять два аноди. В зв’язку з тим, що яскравість залежить від енергії електрона, який попадає на екран, то на другий анод осцилографічних електронно –променевих трубок подається напруга U=1,2..5 кВ. На перший анод подається напруга U=(0.2-0.3) Ua₂ так, щоб можна було регулювати фокус. Щоб можна було братися за корпус трубки, на другий анод подається позитивний потенціал, але заземлений.

Принцип роботи електронно-променеві трубки

Електронно-променеві трубки служать для створення електронного променя з плямою малого діаметру біля одного міліметра. Після подачі напруги на електроди електронної пушки між ними створюються електронні лінзи.

Рисунок 20. Рух електронів через електронні лінзи

Перша лінза – короткофокусна, створюється між катодом, модулятором і першим анодом. Електроди розташовані так, щоб вісь трубки проходила точно по центру електродів. В цьому випадку створюється аксіально-симетричне поле, силові лінії якого створюють лінзи, при чому перша частина розсіююча, а друга збираюча.

Аналогічно створюється друга електронна лінза між першим та другим анодом. Ця лінза довго фокусна, і змінюючи напругу першого анода, добиваються, щоб фокус лінзи попадав точно на люмінофор екрану рис.20.

В електронно – променевій трубці на ділянці модулятор-перший анод електрони проходять спочатку область збираючого поля, тому що модулятор має значно нижчий потенціал ніж перший анод, і еквіпотенціальні лінії електростатичного поля мають більшу крутизну і витягнуті до модулятора.

Перша частина лінзи збираюча, і електрони маючи малу швидкість на початку, доходять до цього поля і відхиляються до осі. При цьому електрони, які рухаються вздовж осі, не відхиляються, а електрони, які знаходяться далі від осі, відхиляються сильніше ближче розташованих, тому на першій ділянці, електрони збираються в вузький пучок. Після цього електрони попадають з більшою швидкістю в частину лінзи з розсіюючим полем, але загальна дія буде в основному визначатися збираючою частиною. Після першої лінзи електрони вузьким пучком попадають під дію поля другої довго фокусної лінзи, яка діє аналогічно першій, тому що напруга першого анода значно менша напруги на другому аноді.

В зв’язку з тим, що випромінювання електронів катодом хаотичне і він може випромінювати електрони всією поверхнею, тому збирати всі електрони в один пучок неможливо, найвіддаленіші від осі трубки електрони будуть збиратися в іншому фокусі, і пляма на екрані буде розмитою. Це явище називається сферичною аберацією. Для боротьби з цим явищем катод виготовляють так, щоб тільки торцева частина катода була покрита активним шаром, а не випромінююча частина шаром золотом, яке має дуже велику роботу виходу. Випромінювати електрони може також модулятор, тому що його температура досягає К і перший анод виготовляється в вигляді циліндра з діафрагмою, яка відсікає електрони, що відхилилися від осі трубки. Електрони під дією напруги, яка прикладена до анодів, з великою швидкістю рухаються до екрану. На межі зміни потенціалів, що створюють електронні лінзи, на електрони будуть діяти різні сили, і дія електронних лінз буде аналогічною, як і для звичайних оптичних лінз на пучок світла рис. 20.

На межі зміни потенціалу зміниться швидкість електронів. Швидкість електрона можна розкласти на дві складові, при цьому швидкість, яка направлена вздовж поля, залишиться незмінною, тобто , і відповідно до кутів переломлення ці швидкості будуть рівні V_x1=V₁sinα_1, V_x2=V₂sinα₂ . Прирівнявши їх і враховуючи те, що швидкість електронів визначається напругою на другому аноді U_2, отримаємо:

Основним недоліком розглянутої електронної пушки є:

1. Змінюючи яскравість, ми змінюємо напругу на модуляторі, що приводить до зміни фокусу першої лінзи.

2. Змінюючи фокус напругою першого анода, змінюється фокус як першої так і другої лінзи, що приводить до розфокусовки всієї системи лінз.

Д ля боротьби з цими недоліками в електронну пушку вводять додатковий електрод, який називається прискорювальним. Цей електрод розташований між модулятором і першим анодом, але з більшим діаметром ніж перший анод, і як правило, цей електрод з’єднується з другим анодом, тобто на нього подається напруга другого анода.

Рисунок 21. Електронні лінзи трубки з прискорювальним електродом

В цій електронній пушці перша лінза створюється на ділянці катод-модулятор-прискорювальний електрод. Змінюючи яскравість на екрані, буде змінюватися фокус першої лінзи яка створилася. Друга довго фокусна лінза створилася на ділянці прискорювальний електрод-перший анод-другий анод, змінюючи напругу першого анода буде змінюватися фокус довго фокусної лінзи, тобто наявність фіксованого потенціалу прискорювального електрода з фіксованою напругою дає можливість отримати екран між першою та другою лінзами, а це зменшило залежність першої лінзи від другої.

Однією із основних характеристик електронно - променевої трубки є модуляційна характеристика, яка показує, як зміниться струм електронного променя при зміні напруги модулятора і постійній напрузі другого анода.

Напруга, при якій струм створений електронним пучком, рівний нулю, називається напругою запирання. Ця напруга практично рівна напрузі на другому аноді і відповідно для електронно - променевої трубки можна визначити крутизну модуляційної характеристики S рис.21.