Онлайн переводчик http://translate.meta.ua
поменять
По-русски

электронно-лучевые приборы

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫЕ ПРИБОРЫ - электронные электровакуумные приборы, в к-рых для индикации, коммутации и др. целей используется поток электронов, сконцентрированный в форме луча или пучка лучей. Э--л. п., имеющие форму трубки, вытянутой в направлении луча, наз. электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ). Э--л. п. являются преобразователями информации (сигналов) и по виду преобразования разделяются на следующие группы: преобразующие электрич. сигнал в видимое изображение - приёмные ЭЛТ (осциллографы, телевиз.

кинескопы) и индикаторные, используемые в радиолокац. системах и в устройствах вывода информации из ЭВМ; преобразующие видимое изображение в электрич. сигнал-передающие ЭЛТ, используемые для передачи телевиз. изображения (см.

Телевидение); запоминающие ЭЛТ, предназначенные для записи сигналов и последующего воспроизведения записанной информации в виде электрич. сигналов, оптич. изображения или того и другого. К Э--л. п. относят также электронно-оптические преобразователи, предназначенные для смещения изображения из одной спектральной области в другую с помощью электронного пучка. Широкое распространение Э--л. п. имеют благодаря ряду свойств, присущих электронному пучку. Наиб.

важным является его практическая б е з ы н е р ц и о н н о с т ь, позволяющая использовать Э--л. п. для исследования быстро-протекающих процессов: с помощью электронного осциллографа можно зарегистрировать раздельно два импульса с интервалом 0,1 мкс. Это свойство объясняется очень малой массой электрона, что позволяет небольшим изменением электрич. поля сообщать электронам очень большие ускорения. Воздействием поперечных электрич. и магн.

полей можно практически мгновенно изменять направление движения электронов, отклонять или поворачивать электронный луч - управлять им. Одним из осн. показателей качества Э--л. п. является объём информации, преобразуемой без существ. искажений. Макс. объём информации, воспроизводимой на экране приёмной трубки или воспринимаемой мишенью передающей и запоминающей трубки, определяется разрешающей способностью прибора. Напр.

, разрешающая способность кинескопа оценивается кол-вом отдельно различимых светящихся строк, укладывающихся на рабочей поверхности экрана.

Разрешающая способность, при прочих равных условиях, будет тем выше, чем меньше сечение электронного луча в плоскости приёмника.

В Э--л. п. можно выделить три осн. конструктивных узла: электронный прожектор, формирующий электронный луч; отклоняющие системы, перемещающие электронный луч в пространстве; экран или мишень, являющиеся приёмником электронов луча.

Электронные прожекторы в зависимости от вида Э--л. п. формируют электронные пучки с токами от единиц мкА (приёмные ЭЛТ высокого разрешения и передающие телевиз. трубки) до неск. мА (цветные кинескопы с большим экраном) и с энергиями электронов от неск. сотен эВ (миниатюрные осциллографич. трубки) до неск. десятков кэВ (проекционные кинескопы).

В большинстве Э--л. п. используются пучки круглого сечения, для формирования к-рых применяют осесиммет-ричные электрич. и магн. поля электронных линз. Электронно-оптич. система совр. электронных прожекторов со-держит две (иногда три и более) электронные линзы. Бли- жайшая к катоду линза - электростатическая, её поле ускоряет электроны; последующие линзы могут быть электростатическими или магнитными. Целесообразность использования двух линз вытекает из требования получения электронного пучка возможно меньшего сечения.

Ток луча прожекторов невелик, а энергия электронов, определяемая ускоряющим напряжением, достаточно велика, поэтому первеанс (I/U3/2) в области формирования луча в большинстве случаев не превышает 10-8 А/В3/2, что позволяет использовать законы геом. электронной и ионной оптики; только в прикатодной области необходимо учитывать пространственный заряд.

Рис. 1. Электронно-оптические схемы однолинзового ( а) и двухлинзового (б)электронных прожекторов: О-плоскость отображаемого объекта (катода); И - плоскость изображения (экрана); Л-линзы; r1 и r2- радиусы объекта и изображения; g1 и g2 - апертурные углы со стороны объекта и изображения; U1 и U2- потенциалы в пространствах объекта и изображения.

На рис. 1 приведены электронно-оптические схемы одно-линзового (а)и двухлинзового (б)прожекторов, где О - плоскость отображаемого объекта (катода), И-плос- кость изображения (экрана), Л-линзы, r1-радиус объекта, r2 - радиус изображения, g1 и g2 - апертурные углы со стороны объекта и изображения.

Используя теорему Лагранжа - Гельмгольца r1n1 jl=r2n2 j2 и учитывая, что в электронной оптике роль показателей преломления n1 и п2 играют и , для величины изображения имеем Для получения малого радиуса луча r2 в плоскости экрана необходимо уменьшить числитель и увеличить знаменатель в (1). Уменьшение радиуса катода r1 приводит к уменьшению тока луча, уменьшение U1-потенциала в прикатодной области - к увеличению влияния нач. скоростей электронов, хроматической аберрации линзы и расталкивающего действия пространств.

заряда, уменьшение g1-к ограничению тока. Увеличение U2 ограничено элек-трич.

прочностью прибора и условиями эксплуатации, увеличение g2 возможно за счёт уменьшения расстояния от экрана до линзы, при этом ограничивается возможность размещения между линзой и экраном достаточно чувствительной отклоняющей системы; всё это приводит к невозможности получения удовлетворит. результатов при применении однолинзовой формирующей системы. Применяя двухлинзовую систему, можно уменьшить изображение катода за счёт увеличения g2.

Кроме того, вторую линзу можно "настроить" так, что на экране изображается не катод, а скрещение (кроссовер) - наименьшее сечение пучка, образующееся между первой линзой и создаваемым ею изображением катода. Теоретич. радиус кроссовера может быть сколь угодно малым, практически же из-за разброса нач. скоростей электронов, кулоновского расталкивания и аберраций линзы кроссовер имеет конечный радиус, но в десятки и сотни раз меньший радиуса катода.

Понятие "радиус скрещения" условно, т. к. плотность тока спадает постепенно из-за разброса нач. скоростей электронов. Принято считать радиусом кроссовера расстояние от оси, на к-ром плотность тока 0,1 от значения на оси. Экспериментально определённый радиус скрещения составляет 10-100 мкм.

Во мн. типах приёмных ЭЛТ, напр. в кинескопах, используют трёхлинзовые прожекторы, в к-рых между первой линзой, формирующей скрещение, и линзой, отображающей скрещение на экране, помещается третья, сравнительно слабая линза, уменьшающая угол расхождения пучка за кроссовером. Это приводит к уменьшению изображения кроссовера и уменьшению диаметра пучка в области отображающей линзы, что уменьшает её геом. аберрации. Совр. прожекторы при токах пучка в неск. мкА позволяют получать светящееся пятно на экране диам. 10 мкм.

Током пучка управляют, изменяя потенциал диафрагмы, наз. модулятором и расположенной между катодом и ускоряющим электродом (анодом). Три электрода - катод, модулятор и ускоряющий электрод-образуют первую линзу

По-украински

електронно-променеві прилади

ЕЛЕКТРОННО-ПРОМЕНЕВІ ПРИЛАДИ - електронні електровакуумні прилади, в к-рых для індикації, комутації та ін. цілей використовується потік електронів, сконцентрований у формі променя або пучка променів. Э--л. п., трубки, що мають форму, витягнутою у напрямі променя, наз. електронно-променевими трубками (ЭЛТ).

Э--л. п. є перетворювачами інформації (сигналів) і по виду перетворення розділяються на наступні групи: перетворюючі электрич. сигнал у видиме зображення - приймальні ЭЛТ (осцилографи, телевіз. кінескопи) і індикаторні, використовувані в радиолокац. системах і в облаштуваннях виведення інформації з ЕОМ; що перетворюють видиме зображення в электрич. сигнал-передающие ЭЛТ, використовувані для передачі телевіз. зображення (см

Телебачення); що запам'ятовують ЭЛТ, призначені для запису сигналів і подальшого відтворення записаної інформації у вигляді электрич. сигналів, оптич. зображення або того і іншого. До Э--л. п. відносять також електронно-оптичні перетворювачі, призначені для зміщення зображення з однієї спектральної області в іншу за допомогою електронного пучка.

Широке поширення Э--л. п. мають завдяки ряду властивостей, властивих електронному пучку. Наиб. важливим є його практична б е з ы н е р ц і про н н про з т ь, що дозволяє використати Э--л. п. для дослідження швидко-протікаючих процесів : за допомогою електронного осцилографа можна зареєструвати окремо два імпульси з інтервалом 0,1 мкс. Ця властивість пояснюється дуже малою масою електрона, що дозволяє невеликою зміною электрич. поля повідомляти електронам дуже великі прискорення. Дією поперечних электрич. і магн.

полів можна практично миттєво змінювати напрям руху електронів, відхиляти або повертати електронний промінь - управляти їм.

Одним з осн. показників якості Э--л. п. є об'єм інформації, що перетворюється без істот. спотворень. Макс. об'єм інформації, відтворної на екрані приймальної трубки або сприйманою мішенню передавальної трубки, що запам'ятовує, визначається роздільною здатністю приладу. Напр., роздільна здатність кінескопа оцінюється кол-вом окремо помітних рядків, що світяться, укладаються на робочій поверхні екрану.

Роздільна здатність, за інших рівних умов, буде тим вище, чим менше переріз електронного променя в площині приймача.

У Э--л. п. можна виділити три осн. конструктивних вузла: електронний прожектор, що формує електронний промінь; системи, що відхиляють, переміщають електронний промінь в просторі; екран або мішень, що є приймачем електронів променя.

Електронні прожекторы залежно від виду Э--л. п. формують електронні пучки із струмами від одиниць мкА (приймальні ЭЛТ високого розділення і передавальні телевіз. трубки) до неск. мА (кольорові кінескопи з великим екраном) і з енергіями електронів від неск. сотень эВ (мініатюрні осциллографич. трубки) до неск. десятків кэВ (проекційні кінескопи).

У більшості Э--л. п. використовуються пучки круглого перерізу, для формування к-рых застосовують осесиммет-ричные электрич. і магн. поля електронних лінз. Электронно-оптич. система совр. електронних прожекторів со-держит дві (іноді три і більше) електронні лінзи. Бли- жайшая до катода лінза - електростатична, її поле прискорює електрони; подальші лінзи можуть бути електростатичними або магнітними. Доцільність використання двох лінз витікає з вимоги отримання електронного пучка можливо меншого перерізу.

Струм променя прожекторів невеликий, а енергія електронів, визначувана прискорюючою напругою, досить велика, тому первеанс (I/U3/2) в області формування променя у більшості випадків не перевищує 10-8 А/В3/2, що дозволяє використати закони геом. електронної і іонної оптики; тільки у прикатодной області необхідно враховувати просторовий заряд.

Мал. 1. Електронно-оптичні схеми однолінзового ( а) і двохлінзового (б) електронних прожекторів: О-плоскость об'єкту (катода), що відображається; І - площина зображення (екрану); Л-лінзи; r1 і r2 - радіуси об'єкту і зображення; g1 і g2 - апертурні кути з боку об'єкту і зображення; U1 і U2 - потенціали в просторах об'єкту і зображення.

На мал. 1 приведені електронно-оптичні схеми одного-лінзового (а) і двохлінзового (б) прожекторів, де Про - площина об'єкту (катода), що відображається, И-плос- кістка зображення (екрану), Л-лінзи, r1 -радиус об'єкту, r2 - радіус зображення, g1 і g2 - апертурні кути з боку об'єкту і зображення. Використовуючи теорему Лагранжа - Гельмгольц r1n1 jl=r2n2 j2 і враховуючи, що в електронній оптиці роль показників заломлення n1 і п2 грають і, для величини зображення маємо

Для отримання малого радіусу променя r2 в площині екрану необхідно зменшити чисельник і збільшити знаменник (1). Зменшення радіусу катода r1 призводить до зменшення струму променя, зменшення U1 -потенциала в прикатодной області - до збільшення впливу нач. швидкостей електронів, хроматичної аберації лінзи і дії просторів, що розштовхує. заряду, зменшення g1 -к обмеженню струму. Збільшення U2 обмежене элек-трич.

міцністю приладу і умовами експлуатації, збільшення g2 можливо за рахунок зменшення відстані від екрану до лінзи, при цьому обмежується можливість розміщення між лінзою і екраном досить чутливої системи, що відхиляє; усе це призводить до неможливості отримання задовольнить. результатів при застосуванні однолінзової формувальної системи.

Застосовуючи двохлінзову систему, можна зменшити зображення катода за рахунок збільшення g2. Крім того, другу лінзу можна "настроїти" так, що на екрані зображається не катод, а схрещення (кросовер) - найменший переріз пучка, що утворюється між першою лінзою і створюваним нею зображенням катода. Теоретич. радіус кросовера може бути скільки завгодно малим, практично ж із-за розкиду нач. швидкостей електронів, кулонівського розштовхування і аберації лінзи кросовер має кінцевий радіус, але в десятки і сотні разів менший радіусу катода.

Поняття "Радіус схрещення" умовне, т. до. щільність струму спадає поступово із-за розкиду нач. швидкостей електронів. Прийнято вважати радіусом кросовера відстань від осі, на к-ром щільність струму 0,1 від значення на осі. Експериментально певний радіус схрещення складає 10-100 мкм.

У мн. типах приймалень ЭЛТ, напр. в кінескопах, використовують трьохлінзові прожекторы, в к-рых між першою лінзою, що формує схрещення, і лінзою, що відображає схрещення на екрані, поміщається третя, порівняно слабка лінза, що зменшує кут розбіжності пучка за кросовером. Це призводить до зменшення зображення кросовера і зменшення діаметру пучка в області лінзи, що відображає, що зменшує її геом. аберація. Совр. прожекторы при струмах пучка в неск. мкА дозволяють отримувати пляму, що світиться, на екрані диам. 10 мкм.

Струмом пучка управляють, змінюючи потенціал діафрагми, наз. модулятором і розташованою між катодом і прискорюючим електродом (анодом). Три електроди - катод, модулятор і прискорюючий электрод-образуют першу лінзу електронного прожектора. Для