|
| |
|
Главная Журналы Область скреСения ,.Lt  скрещения Идо/ра/кение liamcrfa  Рис. 2. Примерный характер траекторий электронов и сечения электронного луча в электронно-оптической системе: / - катод; г -первая линза (иммерсионный объектив); 3 -вторая, фокусирующая лннза; -экран Рис. 3. Схема работы триодного прожектора. катод; 2- иодул«т»Р8 3 - анод дулятора отрицательно по отношенню к катоду, а напряжения всех анодов - ноложительны.) Топкими линиями показаны следы сечений поверхностей равного потенциала (эквипотенциальные линии). Форма этих линий определяет характер траекторий электронов, которые показаны на рисунке штриховыми линиями. При изменении потенциала модулятора (потенциалы катода и анода фикси-рованны и неизменны во времени) изменяются форма эквипотенциальны.х линий и степень их «провисания» к катоду сквозь отверстие в модуляторе. Наименьшее по абсолютной величине напряжение модулятора /7мод, при KOTopoNS ни одна эквипотенциальная линия, соответствующая положительному относительно катода потенциалу, не касается поверхности катода, называется напряжением запирания Uaan- При имод > lUasnl эмиттируемые электроны возвращаются на катод и луч не формируется. Поскольку катод нагрет, электроны эмиттируются всей гео.метрической поверхностью катода, покрытой эмиттнрующим составом. Однако в формировании электронного луча реально принимают участие только электроны, эмиттируемые той частью поверхности катода, потенциал у которой положителен. В отличие от геометрической поверхности катода, ее называют действующей понерхностью. Размеры ее определяются положением эквипотенциальной линии (следом пересечения эквипотенциальной поверхности U = 0 с геометрической повер.хностью катода). При [Омод! = lUaanl действующая поверхность равна нулю. По .мере уменьшения отрицательного поте[щиала модулятора действующая поверхность увеличивается и при ииод = 0 становится равной площади отверстия в диафрагме модулятора. При Umoa>0 действующая поверхность становится равной геометрической, однако в таком режиме трубка не может эксплуатироваться (см. далее). Форма электростатического поля в первой линзе ЭОС такова, что все эмиттированные действующей поверхностью катода электроны (независимо от направления их движения в момент вылета с катода) сходятся и образуют в пространстве между модулятором и анодом на оси ЭОС область наименьшего сечения электронного пучка (скрещение электронного луча показано на рнс, 2). В общем виде зависимость тока катода трубки от напряжения модулятора описывается формулой 1« = К где имод - напряжение модулятора; Uaan - напряжени» запирания; К - постоянная величина. Показатель степени у в этой формуле, в частности, зависит от геометрии ЭОС и напряжений на электродах прожектора и практически лежит в пределах 3/2... 7/2. Рассмотренный прожектор называется триодным. Зависимость тока катода от напряжения модулятора для такого прожектора называется модуляционной характеристикой. Эта зависимость измеряется при заданном напряжении анода. Примерный вид модуляционной характеристики показан на рис. 4. Триодныи прожектор (иммерсионный объектив) создает не сфокусированный, а расходящийся электронный пучок (см. рис. 2 и 3) и применяется в осциллографических ЭЛТ только для начального формирования электронного пучка. Окончательную фокусировку луча осуществляет вторая, фокусирующая электростатическая линза, представляющая совокупность нескольких (двух или трех) соосных полых цилиндров и диафрагм, находящихся под разными напряжениями и образующими вместе с трнодным прожектором единую арматуру. Фокусировка луча, т. е. превращение расширяющегося (расходящегося) после области скрещения пучка электронов снова в пучок, сходящийся на экране ЭЛТ, происходит благодаря форме электростатического поля, образующегося между соседними цилиндрами или диафрагмами, если между ними имеется разность потенциалов. Вообще говоря, для того чтобы обеспечить фокусировку луча, достаточно за анодом триодного прожектора установить еще один анод с более высоким напряжением. В системе, состоящей только из триодного прожектора и еще одного анода, изменение напряжения на первом аноде меняет значение тока луча, так как меняется потенциал на оси ЭОС у катода; кроме того, изменение напряжения на втором аноде меняет скорость электронов и, следовательно, их энергию при бомбардировке экрана ЭЛТ. В результате в любом случае в такой системе фокусировка влияет на яркость изображения, что недопустимо. Поэтому в ЭОС современных осциллографических ЭЛТ между модулятором и фокусирующим электродом вводится дополнительный «ускоряющий» электрод, который обычно соединен со вторым анодом и находится под его напряжением.  Ti/r катода ила луча ! ! Рис. 4. Модуляционные характеристики осцнл.чографической трубки по току катода (1) и току луча (2) (при наличии вырезающих диафрагм) Рис. 5. Схема электронно-оптической системы осциллографической трубки: / - катод; 2 - модулятор; 3 - ускоряющий электрод; 4-фокусирующий электрод; 5 - второй анод; - вырезающие диафрагмы Для дальнейшего улучшения фокусировки, т. е. уменьшения размеров сечения электронного луча в плоскости экрана ЭЛТ, в большинстве типов ЭЛТ в ускоряюш,ем электроде и в аноде устанавливается одна или несколько «вырезающих» диафрагм с малыми диаметрами отверстий на оси ЭОС (рис. 5). Эти диафрагмы перехватывают крайние электроны в пучке, сужая тем самым чисто механически его сеченне, и не пропускают к экрану случайные электроны, летящие далеко от оси ЭОС и под большими углами к ней. Так как подобные электроны могут вызывать ненужное, «паразитное» свечение экрана, снижая контрастность изображения, то вырезающие диафрагмы одновременно улучшают и контрастность. Однако в результате лолезно используется лишь небольшая часть катода (от 20 до 1% в разных типах ЭЛТ). В таких изделиях модуляционная характеристика представляет собой уже не зависимость тока катода, а завнси.мость тока луча (тока, попадающего на экран ЭЛТ) от напряжения модулятора. В результате модуляционная характеристика ЭОС в целом имеет более пологий характер, чем характеристика триодного прожектора (см. рис. 5); при малых значениях тока обе характеристики практически совпадают, а затем значение показателя степени в формуле (1) уменьшается и при небольших значениях напряжения на модуляторе может стать даже меньше 1,0. Так как обычно ускоряющий электрод и второй анод находятся под общим потенциалом, то по токовому прибору, установленному в цепи катода нли второго анода, невозможно разделить полезную долю тока луча (достигающую экрана) и долю, теряющуюся на вырезающих диафрагмах; поэтому снять модуляционную характеристику 2 на рис. 5 практически возможно только у ЭЛТ, имеющих систему послеускорения электронов (см. ниже). Внешне такие ЭЛТ характерны тем, что у них вывод последнего анода находится не в ножке (цоколе) ЭЛТ, а на боковой поверхности ее баллона. Модуляционная характеристика трубки довольно полно описывает свойства электронного прожектора (или ЭОС в делом). Однако в больш1шстве практических случаев оказывается достаточным знать две основные точки модуляционной характеристики - напряжение запирания Ьзап и напряжение модулятора, при котором обеспечивается номинальный ток луча (или номинальная яркость свечения экрана) -Umo3 ном. Существует ряд методов измерения напряжения запирания, однако при определении его истинного значения возможны существенные ошибки из-за утечек между электродами, неточностей измерения весьма малых токов и т. д. Поэтому напряжением запирания условно называют такое напряжение модулятора, при котором ток катода (илн луча) равен определенному малому значению (обычно 1 мк.), или такое напряжение, при котором начинает светиться экран в месте попадания на его пеоткло-ненного электронного луча. Разность между запирающим напряжением и напряжением, соответствующим номинальному току (или номинальной яркости), называют напряжением модуляции. Следует иметь в виду, что для каждого типа ЭЛТ установлены допустимые пределы запирающего напряжения при но.минальном напряжении на ускоряющем электроде (ближайшем к модулятору аноде), а также нор.ма на максимальное напряжение модуляции. При этом у экземпляров трубок с малыми значениями запирающего напряжения напряжение модуляции всегда будет меньше, чем у экземпляров с высоким запирающим напряжением. Если в 8 0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 |