ЕПТ з електростатичним керуванням

Будову і схему живлення ЕПТ з електростатичним фокусуванням і відхиленням електронного променя показано на рисунку 1. Електростатичні променеві трубки використовуються в осцилографах і тому їх часто називають осцилографічними.

Рис.1 Будова ЕПТ з електростатичним керуванням:

К – катод; НР – нитка розжарювання; М – модулятор (керуючий електрод); А1 – перший анод; А2 – другий анод; ПГВ – пластини горизонтального відхилення; ПВВ – пластини вертикального відхилення; Е – екран;

Осцилографічна ЕПТ складається із трьох основних частин:

1) електронна гармата, що створює вузький електронний промінь, спрямований вздовж осі трубки;

2) відхиляюча система, призначена для зміни напряму електронного променя;

3) екран, що має властивість світитися під дією електронів, які падають на нього з великою швидкістю.

Електронна гармата.Електронною гарматою, або електронним прожектором називають систему електродів, що дає змогу дістати вузький потік електронів. Електронну гармату розміщують у вузькі подовжені частині колби. Вона має підігрівний катод, модулятор і два аноди.

Катод – це невеликий нікелевий циліндр, дно якого вкрите активованим шаром, що при нагріванні випромінює електрони. Навколо катода розміщено керуючий електрод, виконаний у вигляді нікелевого циліндра з невеликим отвором (діафрагмою) на денці. На модулятор подається негативна напруга відносно катода (близько кількох десятків вольт). Під дією електричного поля , створеного цією напругою, електрони притискуються до осі трубки і сходяться в точку на деякій відстані від керуючого електрода (точка 2, рис.2). Завдяки цьому здійснюється попереднє фокусування електронного променя. Крім того, електричне поле між катодом і модулятором, як гальмуюче для електронів, відштовхує деякі з них на катод.

Рис.2 Будова катода і керуючого електрода електронно-променевої трубки:

1 – силові лінії електричного поля між катодом і керуючим електродом; 2 – фокус; 3 – вісь трубки.

Отже, регулюючи величину негативного потенціалу на модуляторі з допомогою потенціометра R1, можна змінювати кількість електронів, які пролітають через його діафрагму, тобто змінювати густину електронного променя, а значить і яскравість зображення на екрані. Рух електронів від катода до екрана і дальше фокусування їх у вузький пучок забезпечується системою двох анодів, виконаних у вигляді порожніх металевих циліндрів. Щоб дістати потрібну швидкість руху електронів, на аноди подають великі позитивні напруги (на А1 близько кількох сотень вольт, а на А2 кілька кіловольт). Через те, що потенціал другого анода А2 вищий від потенціалу першого анода А1, електричне поле між ними направлене від А2 до А1(рис.3, а).

а)

б)

в)

Рис.3. Фокусування електронного променя з допомогою системи двох анодів:

а – електричне поле між першим і другим анодами; б – траєкторія руху електрона у фокусуючому полі анодів; в – оптичний еквівалент системи двох анодів.

На електрон, що попадає в електричне поле, діє сила, напрямлена в кожній точці поля по дотичній до силової лінії електричного поля між першим і другим анодами (точка В рис.3, б ). Силу F можна розкласти на дві складові: повздовжню F₁ і поперечну F₂. Сила F₁ прискорює рух електрона вздовж осі трубки, а F₂ притискує його до осі. У точці B' на ділянці другого анода поздовжня складова F’₁ прискорює електрон у напрямі екрана, але поперечна складова F’₂ вже відхиляє його від осі.

Отже, дія системи анодів еквівалентна дії оптичної системи, складеної із збиральної і розсіювальної лінз (рис.3, в). Тому фокусуючи систему анодів ЕПТ іноді називають електростатичною лінзою. Змінюючи величину напруги на першому аноді потенціометром R₂, можна змінювати напруженість електричного поля між анодами і тим самим зміщувати точку фокуса вздовж трубки,добиваючись її зіткнення з поверхнею екрана (фокусування променя).

Відхиляюча система.Дві пари взаємно перпендикулярних пластин між якими проходить електронний промінь називають електростатичною відхиляючою системою. Пластини, які відхиляють промінь по горизонталі,називають пластинами горизонтального відхилення(ПГВ). Пластини,які відхиляють промінь у вертикальному напрямі,називають пластинами вертикального відхилення (ПВВ).

Якщо подати на кожну пару пластин постійну напругу,то електронний промінь відхиляється в сторону з позитивним потенціалом. Коли на пластини подається змінна напруга,пересування точки,що світиться,на екрані утворює лінію (вертикальні або горизонтальні).

Для отримання зображення досліджуваного сигналу ( = U_m sinωt) на екрані трубки його подають на вертикальні відхиляючі пластини,а на горизонтально відхиляючі пластини – пилкоподібну напругу U_p, яку називають напругою розгортки (Рис.4). При цьому промінь креслитиме на екрані розгорнуту за часом діаграму досліджуваної синусоїдної напруги.

Рис.4 Принцип одержання осцилограми досліджуваної синусоїдної напруги

Для одержання нерухомого зображення на екрані необхідно,щоб період пилкоподібної напруги розгортки Т_p дорівнював цілому числу періодів досліджуваної напруги,тобто:

Виконання цієї умови називають синхронізацією частоти напруги розгортки з частотою досліджуваного сигналу.

Параметри ЕПТ. Одним з основних параметрів ЕПТ є чутливість трубки S, що вказує, на скільки міліметрів пересувається промінь по екрану при зміні напруги на відхиляючих пластинах на 1В.Чутливість S прийнято виражати в мм/В і визначається за формулою:

, (1)

де h – величина відхилення променя на екрані трубки, мм;

l₁ – довжина відхиляючих пластин, мм;

l₂ – відстань від середини пластин до екрана, мм;

d – відстань між пластинами, мм;

U_а2– напруга на другому аноді,В.

Залежність (1) можна пояснити так (рис.5).

Рис.5 До пояснення залежності чутливості трубки від її конструктивних розмірів

Із зростанням електрон довше летить у відхиляючому полі і тому має значне відхилення,а при тому самому кутові відхилення зміщення світлової точки на екрані зростає тим більше,чим більша відстань . Якщо збільшити d (розсунути пластини),то напруженість поля між пластинами зменшиться, а це призведе до зменшення відхилення . Підвищення U_а2також призведе до зменшення відхилення, так як при цьому зростає швидкість руху електронів між пластинами.

У сучасних ЕПТ з електростатичним керуванням S знаходиться в межах 0,1 ÷ 1 мм/В.

Яскравість світіння екрана - це сила світла, що випромінюється 1м² поверхні екрана в напрямі до спостерігання. Одиниця вимірювання яскравості – кандела на квадратний метр (кд/м²)

Тривалість світіння – це час,необхідний для зменшення яскравості світіння від початкової величини до мінімальної після зникнення електричного бомбардування екрана.

Маркування ЕПТ. Маркування трубок складається з чотирьох елементів. Першим елементом позначення є число що вказує величину діаметра екрана , або його діагоналі, в сантиметрах. Потім стоять дві букви – ЛО для осцилографічних трубок та кінескопів з електричним відхиленням променя, ЛК – для кінескопів з магнітним відхиленням і ЛМ – для осцилографічних трубок з магнітним відхиленням. Наступний елемент – число, що вказує порядковий номер трубки певного типу.

У деяких трубок у кінці позначення ставиться ще буква, яка вказує тип люмінофора екрана. Так, буква А вказує на синє світіння, Б-біле, Н- блакитне і П – червоне.

Приклади маркування:5Л039 , 23ЛМ34 , 43ЛК2Б та ін.

Поиск по сайту: