Вопрос 9

Электронно-лучевые приборы предназна­чены для преобразования сигналов информации с помощью остро сфокусированного потока электронов — электронного луча — и делятся на электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), преоб­разователи электрических сигналов и сигналов изображения, лучевые электровакуумные приборы для диапазона частот 30 МГц — 3 ТГц. Электронно-лучевые трубки применяют: в ос­циллографах — для наблюдения электрических процессов; в те­левидении — для преобразования электрического сигнала, со­держащего информацию о яркости и цвете передаваемого объ­екта, в его видимое изображение; в индикаторных устройствах радиолокационных станций (РЛС) —для преобразования элект­рического сигнала, содержащего информацию об окружающем пространстве, в видимое изображение этого пространства. Преобразователи электрических сигна­лов предназначены для изменения электрической формы сиг­налов. Примером этих приборов являются различные знакогене­раторы, преобразующие импульсную последовательность элект­рических сигналов в видимое изображение — чертеж, электри­ческую схему, текст и др. К этим же приборам относят преоб­разователи невидимого инфракрасного изображения в видимое. Преобразователи изображения служат для превращения видимого изображения в электрические сигналы. Такими приборами являются передающие телевизионные трубки. Лучевые электровакуумные приборы — это клистроны, лампы бегущей и обратной волны. В зависимости от способов фокусирования и отклонения электронного луча электронно-лучевые приборы бывают соот­ветственно с электростатическими и магнитными фокусировкой и отклонением. Устройство и схема включения двух-анодной осциллографиче-ской ЭЛТ с электростатическими фокусировкой и отклонением луча показаны на рис. 16. Катод 1 имеет на торцовой поверх­ности активирующее покрытие и заключен в металлический ста­кан 2, называемый управляющим электродом или модулятором, в дне которого выполнено небольшое отверстие для выхода электронного луча. Катод и модулятор называют электронным прожектором. Подаваемое на модулятор отрицательное по от­ношению к катоду напряжение регулируется резистором /?/ «Яр­кость». При этом изменяется ток луча и, следовательно, яркость свечения экрана 7, покрытого внутри люминофором. Экран под действием бомбардирующих его поверхность электронов светит­ся. Аноды 3 и 4 служат для ускорения и фокусировки электрон­ного луча изменением напряжения на первом аноде 3 потенцио­метром К.З «Фокусировка». Резисторы К.2 и К.4 являются огра­ничивающими. Вертикально и горизонтально отклоняющие плас­тины 5 и 5 служат для отклонения электронного луча соответ­ственно в вертикальной и горизонтальной плоскостях — по осям ' и X, а сдвоенные потенциометры К5 — К8 — для его смещения по осям X и У. Электростатическая фокусирующая система ЭЛТ состоит из первого а/ и второго а2 анодов. Так как Па1>Иа\, силовые линии электрического поля между анодами начинаются на аноде а2 и завершаются на аноде а/. В результате взаимного отталкивания электроны влетают в фокусирующее поле расходящимся пучком с углом отклонения от оси а. В точке 1 траектория полета электронов поперечная составляющая силы Р'±, действующей на них со стороны поля, направлена к оси ЭЛТ, а в точке 2 — от нее (если бы не было силы Р"± электроны пересекли бы ось трубки в точке <?). Фокуси­руют электронный луч в плоскости экрана, подбирая соотноше­ние потенциалов Иа\ и {Лг анодов. Магнитная фокусирующая система может быть выполнена в виде короткой катушки. Принцип магнитной фокусировки состоит в том, что электроны, попадающие в магнитное поле катушки под углом р к вектору индукции Ж продолжают движение по спиралевидной траекто­рии, пересекающей ось ЭЛТ после каждого полного витка. Ток I фокусирующей Катушки подбирают так, чтобы все электроны луча собрались в одной точке экрана, т. е. фокусировались. Магнитные фокусирующие системы по сравнению с электро­статическими потребляют значительно большую мощность, но обеспечивают намного более острую фокусировку луча. Электростатическая отклоняющая система выполняется в виде двух параллельных металли­ческих пластин, к которым подключен внешний источник питания напряжением И. Электроны, влетающие в поле плоского кон­денсатора, образованного пластинами, испытывают отклоняющее воздействие силы Р и продолжают полет в пределах пространст­ва между ними по параболической траектории в направлении к верхней пластине. При изменении полярности напряжения V пластин отклонение луча изменяется на противоположное.

Магнитная отклоняющая система выполняется в виде двух катушек, вектор индукции ^ магнит­ного поля которых перпендикулярен вектору скорости v электро­нов. Под действием силы Лоренца траектория полета электронов искривляется тем больше, чем больше ток / в катушках, и, сле­довательно, индукция поля. Магнитные отклоняющие системы по сравнению с электро­статическими позволяют получать более равномерное отклонение луча в пределах значительно большего угла. Недостатком маг­нитных отклоняющих систем является инерционность, поэтому их в основном используют на частотах звукового диапазона. Элект­ростатические отклоняющие системы практически безъинерци­онны.