لامپ پرتوی کاتدی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از لامپ پرتو کاتدی)
پرش به: ناوبری، جستجو
فارسیрусский
برشی از یک لامپ اشعه کاتد:۱-تفنگ الکترونیکی۲-اشعه الکترون ها۳-سیم پیچ کانونی۴-سیم پیچ منکسر کننده۵-اتصال اندی۶-پوشانه جداکننده نور قرمز، سبز و آبی تصویر در حال نمایش۷- لایه فسفری قرمز، سبز و آبی۸- نمایشی از لایه داخلی صفحه تصویر که با فسفر پوشیده شده است.

لامپ پرتوی کاتدی شامل یک تفنگ الکترونیکی (منبعی از الکترون) و صفحه‌ای از فلورسنت با ابزار داخلی و خارجی برای شتاب‌دادن و منکسر کردن اشعهٔ الکترون است که می‌تواند تصویری بر روی صفحهٔ فلورسنتی نمایش دهد.

تاریخچه[ویرایش]

اولین ورژن CRT توسط فیزیک‌دان آلمانی به نام فردیناند براون در سال ۱۸۹۷ ساخته شد که به‌همین دلیل به‌نام لامپ براون نیز معروف است. این وسیله یک دیود کاتد سرد بود که درواقع بهبودیافته لامپ کروک به‌همراه یک صفحه پوشیده‌شده با فسفر است.

در سال ۱۹۰۷، دانشمند روسی، بوریس روزینگ، از CRT در انتهای گیرنده یک سیگنال ویدئویی تجربی استفاده کرد تا بتواند یک تصویر تولید کند. وی در تلاش بود که اشکال هندسی ساده را روی یک صفحه نمایش دهد که منجر به اختراع تکنولوژی CRT شده که امروزه از آن تحت عنوان تلویزیون یاد می‌شود. تفنگ الکترونی عبارت است از کاتد التهابی (رشته) که الکترون گسیل می‌کند و آند که به شکل قرصی با سوراخ کوچک با قطری برابر با ۱ تا ۳mm ساخته می‌شود. اختلاف پتانسیلی از چند صد تا چند هزار ولت بین کاتد و آند برقرار می‌شود که در فضای بین آنها میدان الکتریکی شدیدی تشکیل می‌شود.

این میدان به الکترودهایی که از کاتد گسیل می‌شوند تا سرعتهای بسیار بالایی شتاب می‌دهند.

کاتد داخل استوانه فلزی است که به آن ولتاژ مثبتی (نسبت به کاتد) اعمال می‌شود که اندکی از ولتاژ آند کمتر است. عمل مشترک این استوانه و آند باعث می‌شوند که تقریباً تمام الکترونها در سوراخ آند جمع (کانونش پرتوهای کاتدی) و از آن به شکل نوار باریکی، یعنی باریکه الکترونی، خارج شوند. در محلی که این باریکه به پرده می‌خورد (ته لامپ که با ماده لیان پوشیده شده است)، نقطه تابان روشنی ظاهر می‌شود.

طرز کار لامپ پرتوی کاتدی باریکه الکترونی خارج شونده از تفنگ الکترونی، در مسیرش به طرف پرده، از بین دو جفت صفحه‌های فلزی موازی می‌گذرند. اگر به جفت صفحه‌های اول، ولتاژی اعمال شود، میدان یکنواختی ایجاد می‌شود و الکترونهایی را که از آن می‌گذرند به طرف صفحه‌ای مثبت منحرف می‌کند و لکه روشن روی پرده در امتداد افقی به طرف چپ یا راست منحرف خواهد شد. به همین ترتیب، اگر ولتاژی به جفت صفحات دوم اعمال شود تا باریکه به طرف صفحه مثبت منحرف می‌گردد و لکه روشن روی پرده در امتداد قائم به طرف بالا یا پایین تغییر مکان می‌دهند.

سپس از روی جا بجایی لکه روشن روی پرده می‌توان در مورد ولتاژ اعمال شده بر صفحات منحرف کننده، نظر داد. در اینجا چیز مهم و حائز اهمیت این است که به علت جرم اینرسی ناچیز الکترونها، به هر تغییر ولتاژ روی صفحات خیلی سریع واکنش نشان می‌دهد. بنابراین لامپ پرتوی کاتدی را می‌توان برای ردیابی فرایندهایی که در آنها تغییرات بسیار سریع ولتاژ و جریان روی می‌دهند بکار برد. مسائلی از این نوع در مهندسی رادیو که در آنجا جریانها و ولتاژها چندین میلیون بار در ثانیه تغییر می‌کنند بسیار حائز اهمیت است.

نوسان نگار پرتو کاتدی با مجهز کردن لامپ پرتو کاتدی با وسایل مناسبی جهت بررسی فرایندهایی شبیه تغییر سریع ولتاژ و جریان وسیله‌ای ساخته می‌شود که نوسان نگار پرتوی کاتدی نامیده می‌شود. این وسیله نه فقط در مهندسی رادیو بلکه در بعضی شاخه‌های دیگر علم و تکنو لوژی نیز ابزار پژوهشی مهمی است و کار پژوهش در آزمایشگاههای علمی و صنعتی بدون آن دشوار است.

منابع[ویرایش]

  • ویکی‌پدیای انگلیسی
  • دانشنامه
Иконоскоп. Рисунок и принципиальная схема из патента В. К. Зворыкина 1931 года. В центре колбы под углом установлена мишень, облучаемая расположенным справа сканирующим прожектором.

Электронно-лучевые приборы (ЭЛП) — класс вакуумных электронных приборов, в которых используется поток электронов, сконцентрированный в форме одиночного луча или пучка лучей, которые управляются как по интенсивности (току), так и по положению в пространстве, и взаимодействуют с неподвижной пространственной мишенью (экраном) прибора[1][2][3]. Основная сфера применения ЭЛП — преобразование оптической информации в электрические сигналы и обратное преобразование электрического сигнала в оптический — например, в видимое телевизионное изображение[3].

В класс электронно-лучевых приборов не включаются рентгеновские трубки, фотоэлементы, фотоумножители, газоразрядные приборы (декатроны) и приёмно-усилительные электронные лампы (лучевые тетроды, электровакуумные индикаторы, лампы со вторичной эмиссией и тому подобное) с лучевой формой токов.

Устройство

Электронно-лучевой прибор состоит, как минимум, из трёх основных частей:

  • Электронный прожектор (пушка[4]) формирует электронный луч (или пучок лучей, например, три луча в цветном кинескопе) и управляет его интенсивностью (током);
  • Отклоняющая система управляет пространственным положением луча (отклонением его от оси прожектора);
  • Мишень (экран) приёмного ЭЛП преобразует энергию луча в световой поток видимого изображения; мишень передающего или запоминающего ЭЛП накапливает пространственный потенциальный рельеф, считываемый сканирующим электронным лучом[1][3].

Классификация

Передающие электронно-лучевые приборы преобразуют оптическое изображение в электрический сигнал.

  • Диссектор («трубка мгновенного действия») — исторически первый тип передающей трубки, использовавшийся для астрономических наблюдений, в устройствах промышленной автоматики и для сканирования документов[5];
  • Иконоскоп — исторически первый тип передающей телевизионной трубки;
  • Ортикон, суперортикон, видикон — основные типы передающих трубок[6], применявшихся в телевидении до перехода на твердотельные преобразователи;
  • Специализированные приборы, например, моноскоп — трубка для преобразования в электрический сигнал единственного (отсюда название прибора) изображения, сформированного внутри трубки в процессе изготовления — как правило, испытательной таблицы.

Приёмные электронно-лучевые приборы преобразуют электрический сигнал в оптическое (видимое) изображение:

  • Осциллографическая трубка — ЭЛП с электростатическим отклонением луча, применяемые для визуализации формы электрических сигналов;
  • Кинескоп — приёмная трубка телевизионной системы с магнитной отклоняющей системой и строчной развёрткой изображения;
  • Квантоскоп (лазерный кинескоп) — разновидность кинескопа, экран которого представляет собой матрицу полупроводниковых лазеров, накачиваемых электронным лучом. Квантоскопы применяются в проекторах изображения.
  • Индикаторная электронно-лучевая трубка — приёмная трубка радиолокационной системы с магнитной отклоняющей системой и круговой развёрткой, а также разнообразные специализированные индикаторы, знакогенерирующие трубки и т. п.[7];
  • Знакогенерирующие (знакопечатающие) трубки (характрон, тайпотрон и их аналоги);
  • Запоминающая трубка записывает информацию на пространственную мишень, хранит её в течение заданного времени, и (в трубках со считыванием) воспроизводит или считывает её электронным лучом. Различные трубки этого подкласса использовались как для хранения, обработки и воспроизведения оптических изображений, так и как двоичные запоминающие устройства ранних компьютеров[8].
  • Кадроскоп — электронно-лучевая трубка с видимым изображением, предназначенная для настройки блоков разверток и фокусировки луча в аппаратуре, использующей электронно-лучевые трубки без видимого изображения (графеконы, моноскопы, потенциалоскопы). Кадроскоп имеет цоколевку и привязочные размеры, аналогичные электронно-лучевой трубке, используемой в аппаратуре. Более того, основная ЭЛТ и кадроскоп подбираются по параметрам с очень высокой точностью и поставляются только комплектом. При настройке вместо основной трубки подключают кадроскоп.

Производители

Ниже перечислены крупнейшие компании-производители ЭЛП (в алфавитном порядке) по состоянию на конец XX века[значимость факта?][9]:

Примечания

  1. 1 2 Кацнельсон, 1985, с. 23.
  2. Дулин, 1978, с. 38.
  3. 1 2 3 Колесников, 1991, с. 637.
  4. ГОСТ 17791-82 «Приборы электронно-лучевые. Термины и определения» предписывает использовать именно термин «электронный прожектор»; использование эквивалентного «электронная пушка» не допускается.
  5. Кацнельсон, 1985, с. 293—295.
  6. Кацнельсон, 1985, с. 290.
  7. Кацнельсон, 1985, с. 275.
  8. Кацнельсон, 1985, с. 246.
  9. Kitzmiller, John W. Television Picture Tubes and Other Cathode-Ray Tubes: Industry and Trade Summary, May 1995, pp. 3-4.

Литература

  • Справочник по элементам радиоэлектронных устройств / под ред. В. Н. Дулина, М. С. Жука. — М.: Энергия, 1978.
  • Кацнельсон Б. В., Калугин А. М., Ларионов А. С. Электровакуумные электронные и газоразрядные приборы. — М.: Радио и связь, 1985.
  • Электроника: Энциклопедический словарь / В. Г. Колесников (главный редактор). — 1-е изд. — М.: Сов. энциклопедия, 1991. — С. 54. — ISBN 5-85270-062-2.
  • Шерстнев Л. Г. Электронная оптика и электроннолучевые приборы. — М.: Энергия, 1971. — 368 с.
  • Жигарев А. А. Электронная оптика и электронно-лучевые приборы. — М.: Высшая школа, 1972. — 540 с.
  • Р. А. Лачашвили, Л. В. Траубе. Проектирование электронно-лучевых приборов. — М.: Радио и связь, 1988. — 217 с. — ISBN 5-256-00039-X.

Ссылки