Электроника в вопросах и ответах

Как работает электронно-лучевая трубка?

Электронно-лучевые трубки — это электровакуумные приборы, в которых образуется электронный пучок малого поперечного сечения, причем электронный пучок может отклоняться в желаемом направлении и, попадая на люминесцентный экран, вызывать его свечение (рис. 5.24). Электронно-лучевая трубка является электронно-оптическим преобразователем, превращающим электрический сигнал в соответствующее ему изображение в виде импульсного колебания, воспроизводимого на экране трубки. Электронный пучок образуется в электронном прожекторе (или электронной пушке), состоящем из катода и фокусирующих электродов. Первый фокусирующий электрод, который называют также модулятором, выполняет функции сетки с отрицательным смещением, направляющей электроны к оси трубки. Изменение напряжения смещения сетки влияет на число электронов, а следовательно, на яркость получаемого на экране изображения. За модулятором (в направлении к экрану) расположены следующие электроды, задачей которых является фокусирование и ускорение электронов. Они действуют на принципе электронных линз. Фокусирующе-ускоряющие электроды называются анодами и на них подается положительное напряжение. В зависимости от типа трубки анодные напряжения имеют значения от нескольких сотен вольт до нескольких десятков киловольт.

Рис. 5.24. Схематическое изображение электронно-лучевой трубки:

_{1 — катод; 2 — анод I: 3 — анод II; 4 — горизонтальные отклоняющие пластины; 5 — электронный пучок; 6 — экран; 7 — вертикальные отклоняющие пластины; 8 — модулятор}

В некоторых трубках фокусировку пучка производят с помощью магнитного поля путем использования катушек, расположенных снаружи лампы, вместо электродов, находящихся внутри трубки и создающих фокусирующее электрическое поле. Отклонение пучка также осуществляется двумя методами: с помощью электрического или магнитного поля. В первом случае в трубке помещают отклоняющие пластины, во втором — снаружи трубки монтируют отклоняющие катушки. Для отклонения как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях используют пластины (или катушки) вертикального или горизонтального отклонения луча.

Экран трубки покрыт изнутри материалом — люминофором, который светится под влиянием бомбардировки электронами. Люминофоры отличаются различным цветом свечения и разным временем свечения после прекращения возбуждения, которое называется временем послесвечения. Обычно оно составляет от долей секунды до нескольких часов в зависимости от назначения трубки.

Где применяются электронно-лучевые трубки?

Электронно-лучевые трубки в зависимости от их свойств и параметров находят очень широкое применение в измерительных приборах, в частности осциллографах (осциллоскопах), в качестве трубок, воспроизводящих колебания токов и напряжений, в радиолокационной технике и телевидении, в качестве приемных трубок — кинескопов.

Что такое кинескоп?

Это электронно-лучевая трубка, предназначенная для воспроизведения телевизионного изображения, подводимого к трубке в виде электрического сигнала. Электрический видеосигнал, представляющий изображение, подводится к катоду. Он определяет яркость свечения точки на экране в данный момент, а сигналы, подводимые к отклоняющим катушкам (вертикальным и горизонтальным), — положение этой точки в тот же момент времени. Время послесвечения кинескопа подбирается таким, чтобы свечение каждой точки длилось настолько долго, чтобы одновременно наблюдались все поочередно высвечиваемые точки изображения. Впечатление непрерывности структуры изображения и непрерывности свечения на экране является следствием не только соответственно длительного послесвечения, но прежде всего особенности человеческого зрения, его инерционности и ограниченной разрешающей способности. В кинескопах, предназначенных для телевидения, применяют только магнитное отклонение с помощью катушек, расположенных снаружи трубки. В кинескопах для цветного телевидения, применяют три типа люминофоров с разным цветом свечения: зеленым, красным и синим. Такие люминофоры, например в виде очень малых таблеток, размещают в определенном порядке рядом друг с другом на экране трубки. Каждый из трех люминофоров возбуждается пучком электронов, выходящих из отдельной электронной пушки. Значения анодных напряжений в кинескопах для черно-белого телевидения не более 20 кВ, а в трубках, предназначенных для цветного телевидения, не более 30 кВ.

Что такое запоминающие трубки?

Это электронно-лучевые трубки, предназначенные для накопления (запоминания) информации и воспроизведения этой информации по истечении длительного времени (нескольких часов). С этой целью в трубке предусмотрен дополнительный накопительный электрод, на котором электронный пучок образует определенное поверхностное распределение зарядов, представляющее записываемую информацию. В качестве запоминающих трубок используют также электронно-лучевые осциллографические трубки с очень большим временем послесвечения.

Что такое передающие трубки?

Это преобразователи, заменяющие оптическое изображение соответствующим ему электрическим сигналом. Передающие трубки работают на принципе использования явления фотоэмиссии или фотоэлектрической проводимости. Изображение с помощью объектива проектируется на пластину со светочувствительным материалом. Под влиянием света на пластине (мишени) возникает плоское распределение электрических зарядов, соответствующее распределению света и тени в проецируемом оптическом изображении. Электронный пучок, выходящий из электронной пушки передающей трубки в направлении мишени, вызывает последовательное преобразование «зарядного изображения» мишени («изображения», созданного различными электрическими зарядами) в ток, зависящий от этих зарядов, т. е. от света, падающего в данное место мишени. Последовательность преобразования отдельных зарядов в электрический ток задается телевизионной системой. Существуют различные виды передающих трубок. Чаще всего применяют трубки, называемые видиконами или суперортиконами (или ортиконом изображения).

Что такое декадные счетные лампы?

Декадные лампы (декатроны) — лампы тлеющего разряда (газосветные), предназначенные для счета импульсов в десятичном исчислении [19] . Типичная лампа такого типа имеет один анод и девять катодов, расположенных по окружности. Под влиянием подводимых к лампе импульсов возникают разряды, переходящие после каждого импульса на следующий катод. Светящееся пятно указывает цифру, соответствующую числу импульсов.

19

Существуют также вакуумные декадные счетные лампы.

Что такое клистроны и магнетроны?

Это лампы специальной конструкции, используемые в технике сверхвысоких частот для усиления или генерирования колебаний. Их применяют в телевизионных и радиолокационных передающих устройствах большой мощности.

Что такое датчики на эффекте Холла?

Это полупроводниковый прибор, использующий эффект Холла, основанный на том, что в полупроводниковой пластинке, включенной в электрическую цепь и соответствующим образом расположенной в магнитном поле, возникает напряжение, зависящее от этого поля. Датчики на эффекте Холла применяют для измерения напряженности поля, тока и мощности, а также в качестве усилителей и генераторов.

Глава 6 ВЫПРЯМИТЕЛИ

Что такое выпрямление электрических колебаний?

Это процесс, в результате которого переменное входное электрическое колебание преобразуются в выходное колебание только одного знака (рис. 6.1). Процесс выпрямления используется в устройствах электропитания (блоках питания) и демодуляторах.

Рис. 6.1. Выпрямление синусоидального колебания:

_{а, в — однополупериодное; б — двухполупериодное}

На каком принципе осуществляется выпрямление?

Выпрямление всегда осуществляется при использовании нелинейных элементов, обладающих свойством однонаправленного пропускания электрического тока. Благодаря таким свойствам на выходе выпрямляющего элемента получают ток одного знака.

Какие электронные элементы используют для выпрямления?

Применяют полупроводниковые и вакуумные (кенотроны) диоды, газоразрядные диоды (газотроны), тиратроны, кремниевые и селеновые элементы, тиристоры и другие элементы с нелинейными свойствами в зависимости от применения, значений выпрямленных, напряжений и токов, отбираемых нагрузкой. В маломощных электронных устройствах для выпрямления чаще всего применяют полупроводниковые диоды.

Что называется выпрямителем?

Название «выпрямитель» используется прежде всего для схем, преобразующих переменный ток в постоянный. Выпрямителем называется также и сам элемент с однонаправленными свойствами, используемый в процессе выпрямления.

Что называется однополупериодным выпрямителем?

Однополупериодным выпрямителем называется такой выпрямитель, на выходе которого после процесса выпрямления остаются колебания одного знака. Схема однополупериодного выпрямителя, возбуждаемого синусоидальным сигналом, представлена на рис. 6.2.