2015-07-14
5694
В основу работы электронно-лучевой трубки (CRT) или просто кинескопа, как и любой электронной лампы, положен принцип электронной эмиссии.
Как мы уже знаем, проводимость вещества обусловлена наличием в нем свободных электронов. Под воздействием тепла, эти свободные частицы покидают сам проводник, образуя как-бы "облако" из электронов. Это свойство и получило название "термоэлектронной эмиссии".
Если вблизи этого проводника, дополнительно подогреваемый нитью накала (назовём его катодом), разместить еще один электрод с положительным потенциалом, то свободные частицы, выделенные из катода термоэмиссией, начнут перемещаться в пространстве (притягиваться) в сторону этого электрода и возникнет электрический ток. А если между основными электродами (анодом и катодом) разместить дополнительные электроды(как правило сетчатые) то мы получим еще и возможность регулировать этот поток электронов.
Такой принцип используется в электронных лампах, и конечно-же в кинескопах.
В кинескопе телевизора (или электронно-лучевой трубке осциллографа) анодом служит специальный слой (люминофор), ударяясь о который, электроны вызывают свечение.
Конечно-же это еще не всё!
Если подключить кинескоп к телевизору в таком виде, как описано выше, мы увидим на экране просто святящуюся точку.
Для того чтобы получить полноценное изображение, необходимо пучок летящих электронов отклонить.
Во-первых по горизонтали: строчная развертка.
Во-вторых по вертикали: кадровая развертка.
Для отклонения луча используется отклоняющая система. (ОС), которая представляет собою набор катушек: две на вертикальное отклонение и две на горизонтальное. Сигнал, подаваемый на эти катушки, создаёт в них магнитное поле, которое и отклоняет луч. Сама отклоняющая система одевается на горловину кинескопа.
Строчная катушка отклоняет пучек электронов по горизонтали. (кстати, на зарубежных схемах как раз используется чаще термин "HORIZONTAL" чем "строчная развертка"). Причем происходит это с довольно большой частотой: около 15 кГц.
Для того, чтобы развернуть растр полностью, используется таакже и вертикальное (кадровое) отклонение луча. При этом частота в кадровой катушке намного ниже (50Гц).
Получится следующая картина: за один полный кадр луч успевает пробежать слева-направо несколько раз (а точнее 625), рисуя на экране как-бы строку.
Чтобы на экране не было видно линий обратного хода используется специальная схема гашения луча (об этом в разделе "кадровая развертка").
Ругулируя напряжения на электродах кинескопа, можно регулировать яркость свечения (скорость потока электронного пучка), его контрастность а также фокусировать луч.
На практике (в реальных условиях) сигнал изображения подаётся на катод кинескопа а регулировка яркости происходит изменением напряжения на модуляторе.
Подобный принцип работы электронно-лучевой трубки с успехом применяется в очень необходимом для любого радиолюбителя приборе- осциллографе.
Рассмотренный выше пример является по-сути только-лишь одноцветным вариантом кинескопа, где сигнал изображения отличается только градациями (разностью яркостных участков) изображения.
2. Устройство кинескопов цветного изображения- дельта образных и с компланарным расположением ЭОП. Достоинства и недостатки
Устройство кинескопов цветного изображения намного сложнее устройства кинескопов черно-белого изображения, хотя они имеют много общего.
В цветном кинескопе каждый элемент изображения создается сложением излучения люминофоров трех ОСНОВНЫХ цветов свечения (красного, зеленого, синего). Глав ВОСПри нимает суммарную цветность свечения и не видит простран
ственного разделения цветов на элементе. Для правильного воспроизведения цвета необходимо независимо возбуждать люминофоры основных цветов. Это достигается особой структурой расположения люминофорных зерен на экране кинескопа, применением цветоделителыных элементов и использованием трех электронных лучей, каждый из которых возбуждает люминофор только одного из основных цветов.
Цветоделительный элемент размещен перед люминофорным покрытием и обеспечивает попадание электронного луча только на "свой" люминофор.
Различают основные типы цветных кинескопов: масочный хромотрон, тринитрон, индексный кинескоп. Основным типом кинескопа, на котором сегодня работает большинство цветных телевизоров в мире, является трехлучевой масочный кинескоп.
Первоначально это был кинескоп с дельтовидным (дельта-кинескоп)1 расположением электронных прожекторов, имеющий маску с крупными отверстиями и мозаичный экран из люминофорных кружков. В процессе совершенствования технологии производства масок и отклоняющих систем был создан компланарный масочный кинескоп с самосведением лучей. Он имеет теневую маску щелевой конструкции в качестве цветоделительного элемента, экран с линейчатой структурой люминофора и один электронный прожектор, создающий три планарно (т. е. в горизонтальной плоскости) расположенных электронных луча.
Устройство компланарного цветного масочного кинескопа представлено на рис...
Электронный прожектор (1) формирует три электронных луча (4), расположенных в горизонтальной плоскости. Крайние лучи имеют наклон по отношению к центральному лучу 55°.
На фронтальное стекло экрана кинескопа (13) нанесен люминофорный слой (12). Он состоит из вертикальных чередующихся люминофорных полосок с красным (R), зеленым (G) и синим (В) цветом свечения. На пути к люминофорному
экрану электронные лучи проходят через щелевую маску (11), установленную на раме (10). Каждой триаде люминофорных полосок соответствует в маске вертикальная прорезь с перемычками (см. рис., б). Шаг прорезей маски зависит от типа кинескопа.
Вследствие наклонного падения боковых лучей и вырезающего действия щелевой маски каждый луч попадает на соответствующую люминофорную полоску.
Электронные лучи управляются по интенсивности телевизионным сигналом, подаваемым на три раздельных катода электронного прожектора. В зависимости от ER, BL, Ев составляющих этого сигнала определяются яркости трех основных цветов, что обеспечивает воспроизведение цветного изображения. Сведение электронных лучей осуществляется внешними элементами на горловине кинескопа. Для статического сведения применяется магнитостатическое устройство (2). Этим же устройством настраивается однородность цветности по полю экрана.
Динамическое сведение лучей в кинескопе с самосведением обеспечивается конструкцией отклоняющей системы (3). Анод электронного прожектора, внутреннее проводящее покрытие (6), маска и алюминированный люминофорный экран находятся под высоким напряжением.
Выход анода (15) расположен на конической части баллона кинескопа. Кинескоп снабжен взрывозащитным устройством (9). Влияние внешних магнитных полей на однородность цветности в крупногабаритных кинескопах устраняется с помощью внутреннего магнитного экрана (7).
К числу основных характеристик цветного кинескопа относятся, как и в черно-белом: яркость, контрастность, разрешающая способность, а также специальные характеристики, присущие цветным кинескопам: цветность свечения основных цветов и белого цвета; однородность цветности по полю экрана; баланс белого цвета; качество сведения лучей.
Цветность свечения основных цветов характеризуется координатами цветности X и V в колориметрической системе МКО1.
Координаты цветности определены требованиями стандарта на систему вещательного телевидения. Этим требованиям кинескопы удовлетворяют с определенными допусками, зависящими от применяемых люминофоров.
Однородность цветности свечения каждого основного цвета и их белой смеси характеризуется различием координат цветности между точками, где наблюдается визуально отличающаяся цветность. Различия не должны превышать значений Ах, Ау 0,015—0,020.
На однородность цветности влияют внешние магнитные поля, в том числе магнитное поле Земли, а также температурное расширение маски при больших токах.
Баланс белого цвета. Имеющиеся у кинескопа координаты цветности основных цветов определяют долю их яркостей при воспроизведении опорного белого цвета. Установленный для кинескопа белый цвет (Lw) при цветовой температуре 6500°К получается при пропорции яркостей:
Статический баланс белого цвета характеризует степень соответствия цвета свечения экрана цвету свечения эталонного источника белого при установке любого значения яркости воспроизводимого изображения.
Динамический баланс белого цвета характеризует сохранение правильного воспроизведения белого цвета на всех градациях яркости телевизионного изображения.
Нарушение статического баланса белого цвета приводит к окрашиванию изображений ахроматических бесцветных объектов; нарушение динамического баланса белого цвета вызывает появление посторонней цветовой окраски.
Качество сведения характеризуется наибольшим расстоянием между цветными точками точечного растра.
В связи с разработкой новой телевизионной вещательной системы для телевидения высокой четкости ведутся разработки новых цветных масочных кинескопов. Это будут кинескопы гибридного типа. Кинескоп будет широкоформатным с отношением сторон 16:9, разрешающая способность не менее 1000 линий.
Сегодня уже разработаны технологии изготовления плоских экранов — плазменных и жидкокристаллических. Плоские экраны поставлены на серийное производство фирмами PHILIPS, SONY, MATSUSHITA (PANASONIC), THOMSON, GRUNDIG, HITACHI, SHARP, AKAI и DAEWOD.
Работа всех плазменных моделей в принципе одинакова и основана на излучении света люминофорами экрана панели, которые активизируются ультрафиолетовыми лучами. возникающими в плазме при электрическом пробое между электродами. В зависимости от типа электрического разряда в плазме различают плазменные панели на постоянном и переменном токе. По сравнению с обычными кинескопами плазменные панели обладают рядом существенных преимуществ. Во-первых, толщина их составляет всего 10—15 см, т.е. они примерно в 5 раз тоньше кинескопа. Во-вторых, они практически нечувствительны к магнитным полям, которые являются губительными для чистоты цвета в классическом цветном кинескопе. Плазменные панели не облучают телезрителей рентгеновскими лучами, которые возникают в обычных электроннолучевых трубках. Плазменная технология позволяет получить резкое, ясное изображение без искажений по всему полю экрана.
