阴极射线管基本上由电子枪组成,用于制造电子流,聚焦和加速阳极,用于产生窄且尖锐的电子束,水平和垂直偏转板,用于控制光束路径和具有磷光筛的散发玻璃包络亮被高速电子束击中时的点。

早期CRT的剖视图如图所示。

CRT-Cathode射线管
CRT-Cathode射线管

电子枪组件

该电子枪组件由间接加热阴极、阴极周围的控制栅、聚焦阳极和加速阳极组成。电子枪组件的唯一功能是提供一个聚焦的电子束,该电子束被加速朝向荧光屏。阴极是一个镀有氧化物涂层的镍圆柱体,加热时会释放出大量电子。阴极的发射面应该尽可能小,理论上是一个点。电子的发射率或者说是电子束的强度取决于阴极电流,而阴极电流可以由控制栅以一种类似于传统真空管的方式控制。控制网格是一个金属圆筒盖在一端,但盖上有一个小洞。栅极相对于阴极保持在负电位(可变),其功能是改变电子发射,从而改变荧光屏上斑点的亮度。栅极上的孔提供给电子通过它的通道,并使电子束沿管轴集中。电子束出来从控制网格通过一个小洞,进入pre-accelerating阳极,这是一个空心圆柱体的形状,是一个潜在的几百伏更积极比阴极,以加速电场的电子束。由于能量的变化,这种加速的光束会被散射,并在屏幕上产生一个宽广的模糊点。 This electron beam is focused on the screen by an electrostatic lens consisting of two more cylindrical anodes called the focusing anode and accelerating anode apart from the pre-accelerating anode. The focusing and accelerating anodes may be open or close at both ends and if covered, holes must be provided in the anode cover for the passage of electrons. The function of these anodes is to concentrate and focus the beam on the screen and also to accelerate the speed of electrons.

静电聚焦系统

静电聚焦
静电聚焦

静电聚焦系统如图所示。静电透镜由三个阳极组成,中间的阳极电位低于其他两个电极。

图二显示了阳极及其静电线和等势面。在这两个电极之间保持一个pd,以便在它们之间产生电场。电场的扩散是由于电力线之间的斥力引起的。如图所示,如果画出等电位线,它们会在两个阳极的中心鼓起。我们知道,电子的运动方向与电场线相反,等势面垂直于电场线,所以作用在电子上的力是垂直于等势面的方向。

CRT上等电位线

从两个阳极的中心线进入的电子不受任何力的作用,而从中心线移出的电子则受到一个垂直于等势面方向的力而偏转,如图所示。给出了一个等势面,其中有一个速度为V的电子1并以一定的角度θ。到正常的等电位面的进入并在垂直于等电位面的方向上受到力作用。因此的电子升高到V的速度2.电子上的该力在正常的方向上施加到等电位表面,因此只有电子速度V的正常分量1 n增加到V.2 n和速度V的切向分量1 t保持原样。

一个electon射线-CRT的折射

从图中

V1 t= V.1θ1

V2 t= V.2θ2

但是V.1 t= V.2 t

V1θ1= V.2θ2

或v2/ V1= SINθ1/罪θ2

从上述表达式中显而易见的是,等位面充当几何光学凹透镜。这就是为什么,这个对焦系统被命名为静电透镜。现在,如果我们回头参阅图中,可以看出,因为中间阳极到一个较低的电势的,电子束从阴极来且穿过第一凹静电透镜趋向于变得与CRT的轴,并且当它更对齐进入在第二凹静电透镜,在不同电势的两个阳极之间形成,它被聚焦在荧光屏。静电透镜的焦距可通过改变中间阳极的电势相对于其它两个阳极谎言调整。因此电子束可以由在屏幕非常精确地对焦。

偏转板组件。

电子束,使电子枪后,通过两对偏转馅饼的。一对偏转板的垂直安装并且偏转光束在水平方向或X方向和所谓水平或1-板,而另一对水平安装并偏转在垂直或Y方向上的光束和被称为垂直或Y- 板。这些板是根据它们两端施加电压时,光束偏转。例如,如果一个恒定PD被施加到该组的Y板中,电子束将被向上偏转,如果上板为正。在情况下,下板为正,那么光束将被向下偏转。类似地,如果一个恒定PD被施加到组X板,电子束将根据左或右板是否为正的条件被偏转到左侧或右侧的管的轴。当正弦电压施加到Y型板,光束将被向上移动,并根据板电势的变化下去。如果变化的频率超过16Hz的偏转将在屏幕的中心的垂直线。在情况下,正弦波电压被施加到X板和变化的频率超过16Hz的偏转将是一条水平线。如果电势施加给同时这两套板,偏转将是斜线。 The amount of deflection is in proportion to the voltage applied to the pair of plates.

在CRO管电子的移动变形。

阴极射线的挠度
阴极射线的挠度

我们知道,力是由电子经历时,它保持在一个均匀的电场。这个原则是电子束的由于偏转板,偏转的基础。让我们考虑具有初速度的电子u的M /沿着X轴在点O在板A和B,每个的长度l米,由d米的距离分隔之间的空间S。让我们在板中的PD是第五伏。为了简单起见,让我们假设该字段是均匀的,并且不延伸超过板的端部。电子的轴向速度保持不变,并且等于到u因为没有轴向力,因此,没有轴向加速度。

屏幕CRT。

如我们所知,一些结晶材料,这样的磷光体,在暴露于辐射时具有发光的性质。这称为材料的荧光特性。即使在切断辐射暴露后,这些荧光材料也仍然发光。这称为材料的磷光特性。发生磷光的时间长度被称为磷光体的持久性。CRT的端壁称为筛网,涂有荧光体。当电子束撞击CRT屏幕时,在屏幕上产生光的光斑。磷光体吸收轰击电子的动能,并在视觉谱中以较低频率发出的能量。在使用的荧光材料中,是锌透硅酸盐,其含有非常适合视觉观测的绿色迹象;钙钨酸盐给出蓝色和紫外线辐射非常适合摄影和硫化锌与其他材料,给出适合电视的白光。磷酸锌在发光后发出明显,在研究瞬态现象时是有用的,因为痕迹在短暂消失后仍然存在短暂。

玻璃机身和底座。

整个组件通过适当的支撑被保护在一个高度疏散的锥形玻璃外壳中。阴极射线管颈部和屏幕之间的内壁通常涂有一种叫做水浸板的导电材料,这种导电材料与加速阳极电连接。提供该涂层是为了使电子束在偏转板之间通过后加速,收集电子束撞击屏幕时二次发射产生的电子。因此,涂膜可以防止丝网上电荷的形成,保持丝网的平衡状态。CRT的屏幕上有水平和垂直的标记,为用户提供正确的测量值。这些标记通常呈矩形,称为方格。

作者

5注释

  1. PHAM DUC SINH.

    我们知道,在电视阴极射线管中,通过移动的电子束顺序扫描屏幕上的图像。然而,电视图中的两个连续线路在垂直扼流圈的两种不同的连续电压扫描中隔行隔行扫描。这意味着,在垂直的扫描期间,在屏幕上有空白和未使用的线路,我们可以充分利用视频信号充满它们。通过这样做,我们可以将屏幕上的每秒照片的数量加倍,以便制作高清电视。它将需要可解决的技术困难。例如,我们可以将阴极的数量从三到六,在彩色阴极射线管中加倍,同时扫描两个连续的线路。垂直和水平偏转扼流圈的配置和电气参数不会有很大的变化。所需的频谱带宽可能会加倍,并且视频信号亮度的幅度必须减少一半等。请注意,在幅度调制中,如果视频信号幅度减少了一半,我们可以找到减少所需带宽的方法因此。

    当然,还有其他的技术问题,但我相信工程师们能够解决这些问题,而不需要开发新的昂贵的技术。

    在阴极射线管中,我们可能会发现,如果不是不可能的话,要同时点亮屏幕上每幅图片上的所有光点是极其困难的。为什么我们不考虑在屏幕上结合阴极射线管和LCD或等离子技术呢?对于技术向导来说,这可能是一次冒险。

  2. 杰瑞

    电子光束是如何聚焦在示波器Sceen的显示屏上?

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