Принцип работы элт: Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)

Принцип работы электронно-лучевой трубки построен на испускании электронов отрицательно заряженным термокатодом, которые затем при­тягиваются положительно заряженным анодом и собираются на нем. Это принцип работы старой электронной лампы с термокатодом.

В ЭЛТ высокоскоростные электроны испускаются электронной пуш­кой (рис. 17.1). Они фокусируются электронной линзой и направляют­ся к экрану, который ведет себя как положительно заряженный анод. Экран покрыт изнутри флуоресцирующим порошком, который начинает светиться под ударами быстрых электронов. Электронный пучок (луч), испускаемый электронной пушкой, создает неподвижное пятно на экра­не. Для того чтобы электронный пучок оставил след (линию) на экране, его нужно отклонять как в горизонтальном, так и в вертикальном напра­влениях — Х и Y.

 

Рис. 17.1. Блок-схема электронно-лучевой трубки.

Методы отклонения пучка

Существует два метода отклонения пучка электронов в ЭЛТ. В электростатическом методе используются две параллельные пластины, между которыми создается разность электрических потенциалов (рис. 17.2(а)). Электростатическое поле, возникающее между пластинами, отклоняет электроны, попадающие в область действия поля. В электромагнитном методе пучок электронов управляется магнитным полем, создаваемым электрическим током, протекающим через катушку. При этом, как по­казано на рис. 17.2(б), применяются два набора управляющих катушек (в телевизорах они называются отклоняющими катушками). Оба метода обеспечивают линейное отклонение.

Рис. 17.2. Электростатический (а) и электромагнитный (б)

методы отклонения электронного пучка.

 

Однако метод электростатического отклонения имеет более широкий частотный диапазон, именно поэтому его применяют в осциллографах. Электромагнитное отклонение лучше подходит для высоковольтных трубок (кинескопов), работающих в те­левизорах, и к тому же более компактно в реализации, поскольку обе катушки располагаются в одном и том же месте вдоль горловины теле­визионной трубки.

 

Конструкция ЭЛТ

На рис. 17.3 дано схематическое представление внутреннего устройства электронно-лучевой трубки с электростатической отклоняющей систе­мой. Показаны различные электроды и соответствующие им потенциалы. Электроны, испускаемые катодом (или электронной пушкой), проходят через небольшое отверстие (апертуру) в сетке. Сетка, потенциал которой отрицателен по отношению к потенциалу катода, определяет интен­сивность или число испускаемых электронов и, таким образом, яркость пятна на экране.

 

Рис. 17.3. Электронно-лучевая трубка.

 

Рис. 17.4. Сигнал временной развертки.

Затем электронный пучок проходит сквозь электрон­ную линзу, фокусирующую пучок на экран. Конечный анод А₃ имеет потенциал в несколько киловольт (по отношению к катоду), что соот­ветствует диапазону сверхвысоких напряжений (СВН). Две пары откло­няющих пластин D₁ и D₂ обеспечивают электростатическое отклонение пучка электронов в вертикальном и горизонтальном направлениях соот­ветственно.

Вертикальное отклонение обеспечивают Y-пластины (пластины верти­кального отклонения), а горизонтальное — Х-пластины (пластины гори­зонтального отклонения). Входной сигнал подается на Y-пластины, кото­рые отклоняют электронный пучок вверх и вниз в соответствии с ампли­тудой сигнала.

X-пластины заставляют пучок перемещаться по горизонтали от одно­го края экрана к другому (развертка) с постоянной скоростью и затем очень быстро возвращаться в исходное положение (обратный ход). На Х—пластины подается сигнал пилообразной формы (рис. 17.4), вырабатывае­мый генератором. Этот сигнал называют сигналом временной развертки.

Подавая соответствующим образом сигналы на Х— и Y-пластины, можно получить такое смещение электронного пучка, при котором на экране ЭЛТ будет «прорисовываться» точная форма входного сигнала.

В этом видео рассказывается об основных принципах работы электронно-лучевой трубки:

Добавить комментарий

Электронно-лучевая трубка – устройство, принцип действия пучков, схема и строение кратко

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 70.

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 70.

Важнейшим прибором для отображения информации является дисплей. Основой его является либо электронно-лучевая трубка, либо специальная светящаяся матрица. Познакомимся кратко с устройством электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Принцип работы ЭЛТ.

В конце XIXв, при исследовании проводимости разреженных газов, были открыты катодные лучи. Их испускал в вакууме нагретый катод. Эти лучи невидимы, однако, они могут вызывать свечение веществ-люминофоров, попадая на них. 7$м/с), такое перемещение можно осуществлять также очень быстро, быстрее инерции человеческого зрения.

На этом и основывается принцип действия ЭЛТ. Для формирования любого изображения оно должно состоять из строк, а электронный пучок должен пробегать все эти строки последовательно, с большой частотой, «обновляя» картинку несколько десятков раз в секунду. Наблюдателю при этом будет казаться, что на экране не одна точка, а полное изображение. При обновлении изображения его можно последовательно менять – появляется возможность изображения движущихся объектов.

Устройство ЭЛТ

Таким образом, для формирования изображения необходимо создавать узкий пучок электронов, направлять его на экран, покрытый люминофором, и иметь возможность менять его интенсивность и направление. Для управления электронными пучками электронно-лучевая трубка(ЭЛТ) содержит следующие компоненты.

Рис. 2. Устройство электронно-лучевой трубки.

Колба ЭЛТ – это главный конструктивный элемент, создающий вакуум, и служащий для крепления всех деталей. Представляет собой трубку, расширяющуюся на одном конце. Боковая поверхность широкой части покрыта изнутри люминофором. С другой стороны этой трубки размещены конструктивные элементы, создающие электронный пучок – электронная пушка.

Электроны внутри пушки генерируются катодом – цилиндром, покрытым веществом, легко испускающим электроны при нагревании. Внутри катода для этого имеется нагревательная спираль.

Затем электроны проходят сквозь узкое отверстие управляющего электрода. На нем имеется некоторый отрицательный потенциал, которым можно ограничивать количество электронов в пучке, меняя его интенсивность (модулировать его).

После выхода из управляющего электрода, поток электронов увлекается положительным полем анода. Анодов в ЭЛТ обычно два. Оба они изготовлены в виде цилиндров, внутри которых имеются отверстия для пролета электронов. Такое устройство позволяет на первом аноде собрать электроны в узкий пучок (сфокусировать его), а второй использовать для окончательного их разгона.

Последний элемент ЭЛТ – отклоняющая система. Она расположена между электронной пушкой и экраном, и предназначена для изменения направления электронного пучка. Отклоняющая система может быть электростатической (две пары пластин, обычно используется в осциллографах) или электромагнитной (две пары катушек индуктивности, обычно используется в телевизорах). В соответствии с законами электродинамики, изучаемыми в 10 классе, с помощью поля, создаваемого отклоняющей системой, можно направлять сформированный электронный пучок в необходимую точку экрана. Сигналы, управляющие модуляцией электронного пучка и его отклонением, формируются специальными электрическими схемами.

ЭЛТ может содержать несколько электронных пушек, и генерировать несколько лучей. Это позволяет в осциллографах исследовать одновременно несколько сигналов, а в телевизорах – управлять одновременно тремя разными цветами изображения.

Рис. 3. Цветной кинескоп.

Что мы узнали?

Электронно-лучевая трубка(ЭЛТ) – это устройство, предназначенное для построения изображения на экране с помощью пучка электронов.

Она состоит из трубки, расширенной на одном конце, где располагается экран, и электронной пушки в другом конце, где формируется электронный пучок. Посередине имеется отклоняющая система, управляющая направлением пучка.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

3.9

Средняя оценка: 3.9

Всего получено оценок: 70.

---

А какая ваша оценка?

Электронно-лучевая трубка | Университет Оксфорда Факультет физики

Электронно-лучевая трубка была научной диковинкой, открытой в конце 19 ^го века, и основой технологии отображения в конце 20 ^го . Теперь мы знаем, что таинственные «катодные лучи» на самом деле являются электронами, и мы можем использовать магниты, чтобы изменить их траекторию.

Прибор

Очевидно, что для этого эксперимента требуется электронно-лучевая трубка, заполненная газом, который светится, когда в нее попадают электроны. Идеальный ЭЛТ окружен катушками Гельмгольца, чтобы можно было прикладывать переменное магнитное поле. При отсутствии катушек Гельмгольца достаточно сильного неодимового магнита, чтобы искривить электронный пучок.

В дополнение к электронно-лучевой трубке вам, вероятно, понадобится чувствительная камера, чтобы показать вашей аудитории результаты этого эксперимента. Пучки электронов слишком тусклые, чтобы их можно было увидеть непосредственно кому-либо, кроме очень небольшой аудитории, и они также являются проблемой для видеооборудования! Вероятно, понадобится камера с ночным режимом или ручное управление усилением (или ISO) и выдержкой.

Если у вас нет электронно-лучевой трубки, старый ЭЛТ-телевизор или компьютерный монитор и сильный магнит обеспечат более качественную версию этой демонстрации.

Демонстрации

Электронно-лучевая трубка

1. Приглушите свет и включите камеру, если вы ее используете.
2. Увеличивайте энергию электронного луча до тех пор, пока газ внутри шара не станет отчетливо светиться.
3. Если в вашем ЭЛТ нет катушек Гельмгольца, просто помахайте неодимовым магнитом рядом с ЭЛТ, чтобы увидеть изгиб луча. Возможно, вам придется делать это довольно медленно, если камера настроена на низкую частоту кадров, чтобы увеличить ее чувствительность к слабому освещению.
4. Если в вашем ЭЛТ есть катушки Гельмгольца, увеличивайте ток в них до тех пор, пока луч не согнется.
5. Изогнув траекторию луча, еще больше увеличьте энергию и покажите, что кривизна уменьшается с увеличением энергии электрона.
6. Примените более сильное магнитное поле, чтобы продемонстрировать, что кривизну можно снова увеличить, увеличив напряженность магнитного поля.

ЭЛТ-телевизор/монитор + магнит

1. Получение изображения на экране телевизора или компьютера. Если это экран компьютера, просто подключите его к ноутбуку. Для телевизора многие видеокамеры и цифровые фотокамеры будут иметь S-видео, компонентное или композитное соединение; старые видеокамеры могут иметь их напрямую, но новые видеокамеры или цифровые камеры могут иметь специальный кабель, который подключается к разъему mini-USB или аналогичному разъему на камере и подключается к разъемам нескольких типов для вставки в телевизор.
   Относительно неподвижное яркое изображение или видео облегчает различение эффекта, который мы собираемся наблюдать.
2. Поднесите сильный магнит к экрану телевизора. Изображение будет деформироваться, и появятся широкие цветные дорожки.
3. Если после извлечения магнита из телевизора искажение и цвета остаются, выключение и повторное включение должно привести к «размагничиванию» телевизора, что устранит проблему — на это указывает характерный стук, который часто сопровождает включение ЭЛТ . Иногда, часто после многократного цикла, телевизор не размагничивается. В этом случае выключите его, оставьте на короткое время и снова включите.

Статистика естественного движения населения

скорость электрона, ускоренного через 1 В:
600 км/с

сила изгибающих магнитов БАК:
8.36 Т

2 Магнитные поля

1 Как это работает1 будет искривлять траекторию движущейся заряженной частицы, и мы можем использовать этот эффект для управления лучом. Что особенно важно для Accelerate! , вам нужно большее магнитное поле, чтобы согнуть быстро движущуюся частицу.

В электронно-лучевой трубке электроны выбрасываются из катода и ускоряются с помощью напряжения, набирая скорость около 600 км/с на каждый вольт, до которого они ускоряются. Некоторые из этих быстро движущихся электронов врезаются в газ внутри трубки, заставляя ее светиться, что позволяет нам увидеть траекторию луча. Затем катушки Гельмгольца можно использовать для приложения измеримого магнитного поля путем пропускания через них известного тока.

Схематическое изображение ЭЛТ-телевизора в разрезе.
Скачать это изображение »

Магнитное поле будет вызывать силу, действующую на электроны, перпендикулярную как направлению их движения, так и магнитному полю. Это заставляет заряженную частицу в магнитном поле двигаться по круговой траектории. Чем быстрее движется частица, тем больший круг очерчивается для данного поля или, наоборот, тем большее поле необходимо для данного радиуса кривизны луча. Сделать этот количественный вывод невозможно без контроля как над энергией частиц, так и над магнитным полем, поэтому это необходимо указать, если в вашей демонстрации нет ни того, ни другого.

В случае ЭЛТ-телевизора траектории электронов искажаются из-за приближения магнита к экрану. Изображение на экране зависит от точного удара электронов о люминофоры на задней стороне экрана, которые при ударе излучают разные цвета света. Таким образом, электроны вынуждены приземляться в неправильном месте, вызывая искажение изображения и психоделические цвета.

Что такое электронно-лучевая трубка (ЭЛТ)? — Определение, работа и строительство

Определение: ЭЛТ представляет собой экран дисплея

, который воспроизводит изображения в виде видеосигнала . Это тип вакуумной трубки, которая отображает изображения, когда электронный луч через электронных пушек ударяет по фосфоресцирующей поверхности . Другими словами, ЭЛТ генерирует лучей, ускоряет их с высокой скоростью и отклоняет т для создания изображения на фосфорном экране , чтобы луч стал видимым .

Работа ЭЛТ

Работа ЭЛТ зависит от движения электронных лучей. Электронные пушки генерируют остро сфокусированные электроны, которые ускоряются при высоком напряжении. Этот высокоскоростной электронный пучок при попадании на люминесцентный экран создает светящееся пятно

Выйдя из электронной пушки, луч проходит через пары электростатических отклоняющих пластин. Эти пластины отклоняли лучи, когда к ним прикладывалось напряжение. Одна пара пластин перемещает балку вверх, а вторая пара пластин перемещает балку с одной стороны на другую. Горизонтальное и вертикальное движение электрона не зависят друг от друга, и, следовательно, электронный луч располагается в любом месте экрана.

Рабочие части ЭЛТ заключены в вакуумную стеклянную оболочку, так что испускаемый электрон может свободно перемещаться с одного конца трубки на другой.

Конструкция ЭЛТ

Сборка электронной пушки, сборка отклоняющей пластины, флуоресцентный экран, стеклянная оболочка, основание являются важными частями ЭЛТ. Электронная пушка испускает электронный луч, который через отклоняющие пластины попадает на фосфорный экран. Подробное объяснение их частей объяснено ниже.

Электронная пушка в сборе

Электронная пушка является источником электронных лучей. Электронная пушка имеет нагреватель, катод, сетку, предускорительный анод, фокусирующий анод и ускоряющий анод. Электроны испускаются сильно излучающим катодом. Катод имеет цилиндрическую форму, а на его конце нанесен слой оксида стронция и бария, которые испускают высокую эмиссию электронов на конце трубки.

Электрон проходит через электрон в малой сетке. Эта управляющая сетка изготовлена ​​из никелевого материала с центральным отверстием, которое соосно оси ЭЛТ. Электрон, вылетевший из электронной пушки и прошедший через управляющую сетку, имеет высокий положительный потенциал, который приложен к предускорительному и ускоряющему анодам.

Луч фокусируется фокусирующим анодом. Ускоряющий и фокусирующий электроды имеют цилиндрическую форму с небольшим отверстием в центре каждого электрода. После выхода из фокусирующего анода лучи проходят через вертикальную и горизонтальную отклоняющие пластины.

Предускорительный и ускоряющий аноды подключаются к положительному высокому напряжению около 1500 В, а фокусирующий анод подключаются к более низкому напряжению около 500 В. Существует два метода фокусировки электронного луча. Это Электростатический Фокусирующий Луч и Электромагнитная Фокусировка.

Электростатические отклоняющие пластины

Отклоняющая пластина создает однородное электростатическое поле только в одном направлении. Электронный пучок, попадая в отклоняющие пластины, будет ускоряться только в одном направлении, а значит, в других направлениях электроны двигаться не будут.

Экран для ЭЛТ

Передняя часть ЭЛТ называется лицевой панелью. Лицевая панель ЭЛТ полностью состоит из оптоволокна, имеющего особые характеристики.