Электронные электровакуумные приборы для отображения информации. Устройства для отображения информации

Устройства для отображения информации

Во всех областях промышленности, в медицине и в быту используются устройства для отображения информации. С помощью этих устройств из электрических сигналов получают видимое изображение букв, цифр, геометрических фигур мнемосхем и графиков.

Устройства отображения информации создаются на основе электронно-лучевых трубок, электролюминесцентных, жидкокристаллических, газонаполненных или накаливаемых буквенно- цифровых и знаковых индикаторов.

Электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ) называют электросветовые приборы, в которых электрический сигнал преобразуется в световой при воздействии узкого электронного луча на экран, покрытый люминофором.

Фокусировку электронов в луч осуществляют либо воздействием электрического поля, либо магнитного поля. К разновидностям ЭЛТ относят: электромагнитные, электростатические, запоминающие, индикаторные трубки, кинескопы. ЭЛТ с электростатической фокусировкой используют в осциллографах.

Рассмотрим принцип действия электростатической электронно-лучевой трубки.

На рисунке цифрами отмечено: 1 – нить накала; 2 – катод; 3 – модулятор (управляющий электрод); 4 и 5 – первый и второй аноды; 6 и 7 – пластины отклонения луча вдоль осей Y и X; 8 – аквадаг; 9 – экран трубки.

Резистор R1 служит для коррекции яркости изображения, а резистор R3 – для регулировки его фокуса.

Основные части ЭЛТ: электронная пушка, создающая узкий электронный луч, направленный вдоль оси трубки; отклоняющая система, изменяющая направление электронного луча; люминесцирующий экран, светящийся в месте попадания па него электронов.

Источником электронов служит катод косвенного накала, имеющий форму полого цилиндра с нанесенным на торцовую поверхность оксидным слоем. Катод заключен в управляющий электрод также цилиндрической формы.

В торце управляющего электрода имеется отверстие, через которое проходит электронный луч. На управляющий электрод подается отрицательный относительно катода потенциал, Изменяя с помощью потенциометра R₁ напряжение на управляющем электроде, регулируют ток в луче и яркость свечения пятна на экране. Далее на пути луча располагаются, первый и второй аноды, выполненные в виде цилиндров. На аноды подается положительное ускоряющее напряжение (на первый 300—1000 В, на второй 1000—50000 В и более). Кроме увеличения скорости потока электронов, аноды осуществляют некоторую его фокусировку, действуя как электростатическая линза. С этой целью потенциометром R₃ изменяют напряжение на первом аноде.

Катод, управляющий электрод, первый и второй аноды образуют электронную пушку. Экран ЭЛТ представляет собой стеклянную поверхность, покрытую тонким слоем люминофора, способного светиться при «бомбардировке» его электронами. Цвет свечения зависит от химического состава люминофора. Желто-зеленый цвет свечения, к которому наиболее чувствителен человеческий глаз дают люминофоры из сульфида цинка.

Чтобы вторичные электроны, которые при «бомбардировке» электронным лучом выбиваются с поверхности экрана, не накапливались на стенках трубки, на внутреннюю поверхность конического раструба наносят тонкий графитовый слой (аквадаг), соединенный со вторым анодом, на который стекают вторичные электроны.

Электронный луч отклоняется пластинами X и Y, расположенными вдоль оси трубки перпендикулярно друг другу. Когда к паре пластин подводится постоянное напряжение, луч отклоняется в сторону положительно заряженной пластины, что приводит к перемещению светящегося пятна на экране. При одновременном подведении к обеим парам пластин различных отклоняющих напряжений светящееся пятно прочеркивает результирующую кривую, вид которой определяется соотношением амплитуд, фаз и частот, приложенных к пластинам напряжений.

Чувствительность ЭЛТ это отношение линейного перемещения «а» пятна на экране к значению отклоняющего напряжения U, вызвавшего это перемещение.

S = a / U

Чувствительность современных ЭЛТ составляет 0,1 — 1 мм/В.

В кинескопах цветного изображения используют три электронные пушки, электронные пучки которых пересекаются в одной точке, каждый пучок вызывает свечение одного цвета (красный, синий, желтый). ЭЛТ с магнитным управлением и отклонением луча магнитным полем содержат две пары катушек, которые размещаются вне баллона, поэтому их можно вращать вокруг оси ЭЛТ, что важно в радиолокационных установках.