|
| |
|
Главная Журналы аппаратуре напряжение на ускоряющем электроде не равно номинальному для данного типа ЭЛТ, то значения запирающего напряжения и напряжения модуляции могут отличаться от нормированных величин (снижение ускоряющего напряжения снижает запирающее напряжение, н наоборот, причем эта зависимость носит линейный характер). Однако заметные отклонения анодного напряжения от номинального для данного типа ЭЛТ всегда нежелательны, так как снижают эксплуатационную надежность трубок (см. ниже). Экраны осциллографических трубок. Экран трубки преобразует кинетическую энергию электронного луча в световую. При этом источником света являются люминофоры - вещества, светящиеся под воздействием электронной бомбардировки, причем каждому типу люминофора присущ свой специфический цвет свечения. Люминофор подбирается в зависимости от назначения ЭЛТ. Экраны трубок, предназначенных для визуального наблюдения, имеют зеленый цвет свечения как наименее утомительный для глаз человека, а экраны трубок для фотографической регистрации изображений - синий (или голубой) цвет свечения, к которому наиболее чувствительны фотоматериалы. Возможности наблюдения изображения на экране ЭЛТ, особенно при ва-блюденин быстропротекающих процессов, во многом зависят от яркости свече» ния экрана. Яркость свечения люминофора В зависит от его физических свойств и подводимой мощности: B = AJ(U3-Uo)™. (2) где А - постоянная, определяемая светоотдачей люминофора (отношением мощности излучения к мощности, затрачиваемой на возбуждение люминофора); 3 - плотность тока луча; Ug - поте[щиал экрана; Uo - мининальный потенциал, при котором начинается люминесценция (обычно десятки - сотни вольт); т= = 1,5 ...2,5. Увеличение тока луча для повышения яркости свечения экрана приводит к заметному ухудп1ению фокусировки луча, а при достижении плотности 100 мкА/см2 и выше люминофор перегревается и выгорает. Поэтому для повышения-яркости обычно увеличивают напряженне анода ЭЛТ. Важным параметром экранов ЭЛТ является время послесвечения - период времени с лгомента прекращения электронной бомбардировки экрана до момента, соответствующего спаду яркости до уровня 1% от начального значения. В зависимости от назначения осциллографической трубки предъявляются различные требования ко времени послесвечения экрана. Например, при фотографировании осциллограммы на движущуюся фотопленку развертка по одной из Таблица !. Основные свойства люминофоров, применяемых в осциллографических трубках
осей координат осуществляется за счет движения пленки. Во избежание «размазывания» изображения применяются трубки с коротким послесвечением (во-рядка 10.... 10- с). При наблюдении неповторяющихся процессов, например одиночных импульсов, используются трубки с длительным послесвечением (4 с и более) экрана для того, чтобы иметь возможность видеть осциллограмму после прекращения действия импульса. Основные свойства лго.минофоров, применяемых в осциллографических трубках, указаны в табл. 1. Категории длительности послесвечения люминофоров различаются следующим образом: короткое -от10-= до 10- с; среднее -от 10- до 10~ с; длительное -от 10 до 16 с. Обычно считают, что яркость свечения является одним из основных параметров осциллографических ЭЛТ. Однако, как было указано выше, эта яркость регулируется оператором в очеаь широких пределах, в зависимости от уровня внешней засветки экрана, остроты зрения и иных факторов. Кроме того, физически яркость есть сила света, излучаемого равномерно светящейся площадью известных размеров в направлении, перпендикулярном светящейся поверхности. Но при эксплуатации осциллографических трубок светится не вся поверхность экрана, а какая-то линия {например, синусоида), в отличие, скажем, от телевизионных кинескопов, у которых при работе в телевизоре светится вся рабочая поверхность экрана {в отсутствие видеосигнала), размеры которой известны. Поэтому применительно к осциллографическим трубкам параметр «яркость» может быть использован только косвенно и имеет лишь вспомогательное значение - проверку светоотдачи экрана и трубки в целом в условном режиме в качестве контроля стабильности параметров трубок в процессе их производства. При такой проверке на экране трубки выставляют растр вполне определенного размера (обычно 5X5 см, если размеры экрана это допускают) с известным числом строк при заданных напряжениях электродов и напряжении фокусирующего электрода, соответствующем наилучшей четкости изображения. Затем измеряют яркость площади, занимаемой этим растром, при заданном токе в цепи последнего анода (для трубок с послеускорением электронов, см. ниже) или при заданном напряжении модуляции. При этом яркость свечения экранов трубок для визуального наблюдения измеряется в канделах с квадратного метра (кд/м2), а трубок для фоторегистрации - в энергетических единицах (мкВт,(см2-ср)). Эти режимы измерения, а также соответствующие им нормы на яркость, приводи.мые в технических условиях и справочных листах на осциллографическне ЭЛТ (в том числе в данной книге), практически никак не увязаны с реальными режимами эксплуатации ЭЛТ и зачастую могут даже дезинформировать потребителей. Рассмотрим этот вопрос подробнее. При растровой развертке (обычно число строк в растре при измерении яркости равно 55) пучок электронов за один период кадровой развертки возбуждает свечение 55 строк; при однострочной развертке (осдиллограм.ма) тот же ток возбуждает свечение только одной строки. В результате плотность приходящего на нее тока в 55 раз больше, чем при кадровой развертке; прн такой плотности тока люмннофорное покрытие экрана трубки прожигается за несколько минут, что выводит трубку из строя. Поэтому та же яркость свечения осциллограммы, как у каждой строки при растровой развертке, обеспечивается при токе в 55 раз меньшем, чем указываемый в справочных данных для получения заданной яркости, и именно при таком значении тока следует эксплуатировать трубку. Для многих типов трубок в справочных данных указывается не ток, а напряжение модуляции, соответствующее заданной яркости (снова при растровой развертке). Из формула (1) следует, что для получения той же яркости иа ос- циллограмме это напряжение модуляции должно быть уменьшено в -55 раз. Так как у осциллографических трубок у «2, то в среднем можно считать, что напряжение модуляции на трубке в осциллографе надо устанавливать в 7,5-8 раз меньшим, чем указанное в справочных данных. Потенциал экрана. В процессе работы экран трубки бомбардируется потоком электронов. При этом число поступающих на экран электронов должно равняться числу отводимых от него электронов; в противном случае экран постепенно будет заряжаться отрицательно, его потенциал Us понизится до потенциала катода Un. В предельном случае все электроны луча будут оттолкнуты от экрана и изображение на экране исчезнет. Так как электропроводность люминофора мала, необходимый отвод электронов от экрана обеспечивается за счет вторичной эмиссии люминофора. Коэффициент вторичной эмиссии люминофора а должен быть не менее единицы. Только при выполнении этого условия число электронов, поступающих на экран, в единицу времени будет равно числу электронов, уходящих от экрана за то же время. Потенциал экрана и» должен быть на несколько вольт ниже потенциала выходного электрода прожектора-анода Ua. При U3<Ua между экраном и анодом возникает разность потенциалов, ускоряющая вторичные электроны, эмиттируемые люминофором, в направлений анода, а при а>1 число уходящих от экрана электронов будет по меньшей мере равно числу поступающих электронов. При включении луча условие U,,-<Ua выполняется автоматически, так как электропроводность люминофора мала, и экран сразу приобретает некоторый отрицательный потенциал. Для «улавливания» вторичных электронов внутреннюю поверхность колбы ЭЛТ от экрана до анода покрывают аквадагом (коллоидный раствор графита), находящимся под напряжением анода и обладающим хорошей электропроводностью. Слой аквадага препятствует также накоплению отрицательных зарядов на стекле колбы, способных исказить электростатическое поле в трубке и ухудшить ее параметры. При бомбардировке экранов электронными пучками при высоком напряжении па последнем аноде (12 кВ и более) имеет место нежелательное явление прекращения роста яркости при дальнейшем повышении анодного напряжения. Это связано со свойством люминофоров снижать собственный потенциал тем сильнее, чем с большей скоростью в них ударяются электроны. В результате повышение напряжения на аноде сверх какого-то значения (определенного для каждого конкретного типа люминофора) сопровождается снижением потенции ала экрана, т. е. затормаживанием электронов в приэкранной области, что и приводит к прекращению роста яркости. В целях борьбы с этим явлением у высоковольтных осциллографических ЭЛТ слой люминофора со стороны ЭОС покрывается наносимым в вакууме слоем алюминия (толщиной не более 200 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 |