Телемаханик.руТелемаханик - сайт о телевизорах и телевидении
Телемеханик - Системы связи и телемеханики
Системы телеизмерения Системы телеизмерения предназначены для передачи на расстояние значений различных электрических...
Воспроизводящие телевизионные устройства

Электростатическая линза
Теория электронной оптики, описывающая движение электрона в электрических и магнитных полях, довольно сложна и громоздка. Чтобы понять и представить себе работу бипотенциальной электростатической линзы, примем без доказательств следующее правило, устанавливаемое этой теорией: электроны, двигаясь в электрическом поле от низшего потенциала к высшему и пересекая эквипотенциальные поверхности, отклоняются в сторону нормалей к этим поверхностям в точке пересечения с ними.

Диаметры цилиндров, образующих ускоряющую линзу, могут быть как одинаковыми, так и разными. Иногда один из цилиндров заменяется или дополняется проводящим покрытием, нанесенным на внутренние стенки баллона. Если первый цилиндр (фокусирующий электрод) бипотенциальной линзы имеет потенциал меньше потенциала второго цилиндра (второго анода.), то вследствие этого между цилиндрами создается электростатическое поле, потенциальный рельеф которого показан пунктирными эквипотенциальными кривыми. Электроны, поступающие от первого цилиндра расходящимся пучком, попадают на выпуклые эквипотенциальные поверхности, действующие как собирательная линза. Пройдя промежуток между цилиндрами, электроны попадают на вогнутые эквипотенциальные поверхности, которые действуют рассеивающим образом. Хотя поля симметричны, фокусирующее действие первой части линзы больше, чем рассеивающее действие второй, так как в первой части электроны двигаются медленнее. Таким образом, бипотенциальная линза в целом действует как собирательная.

Для точной фокусировки используется свойство бипотенциальной линзы изменять фокусное расстояние в зависимости от отношения потенциалов на цилиндрах. Обычно потенциал .второго цилиндра берется постоянным, а потенциал первого цилиндра (первого анода) изменяется для осуществления фокусировки. Поэтому, первый цилиндр часто называют фокусирующий электродом.

Электромагнитная линза
Тонкая магнитная линза образуется магнитным полем, создаваемым короткой фокусирующей катушкой, длина которой существенно меньше ее диаметра. Поле такой катушки действует лишь на незначительной части траектории полета электронов на пути от катода кинескопа до его экрана. Как "предмет" (кроосовер), так и его изображение на экране, создаваемое такой линзой, находится вне ее поля. Электроны, выходящие из точки 0 со скоростью и под некоторым углом а к оси линзы, сначала, находясь вне поля линзы, двигаются прямолинейно. Затем, входя в область действия поля линзы, электроны начинают подвергаться в соответствии с выражением воздействию силы, направленной перпендикулярно векторам. В результате воздействия этой силы электроны приобретают круговую вращательную составляющую скорости. Взаимодействие этой составляющей скорости с продольной (осевой) составляющей магнитного поля приведет в свою очередь к появлению новой силы, направленной к оси кинескопа и создающей таким образом фокусировку луча.
Воспроизводящие телевизионные устройства
За средней плоскостью катушки направление радиальной составляющей поля Нр меняется на обратное (здесь она направлена от оси). Это приведет к изменению направления силы, создающей вращательную составляющую скорости, вследствие чего последняя начнет уменьшаться по величине, но не изменит своего направления, и направление силы, прижимающей электроны к оси кинескопа, останется неизменным. При выходе из поля катушки (точка q) электроны опять начнут двигаться прямолинейно.
Так как с удалением от оси ОО' радиальная составляющая магнитного поля Нр возрастает, то возрастает и сила, принимающая электроны к оси кинескопа. Поэтому на электроны, вылетающие под большим углом из точки О, действует большая прижимающая сила, и все они пересекаются с осью в одной и той же точке О', давая изображение точки О.

Если смотреть вслед летящему электрону, то проекция его траектории на плоскость, перпендикулярную оси кинескопа, имеет вид, показанный на рисунке б. До попадания в поле линзы электроны движутся прямолинейно и немного поднимаются над осью 00' (до точки р). С момента, когда поле начинает оказывать свое влияние, траектория электронов начнет закручиваться и при достаточной напряженности поля "закрутится" настолько, что вместо удаления от оси будет приближаться к ней. Выйдя из поля линзы (в точке q), электроны пройдут прямолинейно некоторый участок и в точке О' пересекут ось линзы.

До входа в поле линзы вектор скорости лежит.в плоскости чертежа на рисунке а и совпадает с вертикальной осью на рисунке б. При выходе из поля линзы плоскость, в которой лежит вектор скорости, поворачивается вокруг оси Z на некоторый угол. При изменении направления тока через катушку одновременно изменятся направления продольной составляющей магнитного поля Нпр и вращательной составляющей скорости. Направление силы, обусловленной взаимодействием этих составляющих, не изменится и будет по-прежнему прижимать электроны к оси кинескопа.
Для лучшей концентрации фокусирующего поля в нужной области (в горловине трубки), а также для некоторой защиты области фокусировки от полей рассеяния отклоняющих катушек фокусирующие катушки обычно заключают в магнитный экран с необходимым воздушным зазором для выхода поля. Экраны изготавливают из мягких сортов стали. Применение экранов позволяет заметно снизить (в 1,3 - 1,5 раза) число ампер-витков катушки и потребляемую ею мощность.

Сравнение свойств линз с электростатической и магнитной фокусировкой
По сравнению с электромагнитной электростатическая линза требует для фокусировки несравненно меньшую мощность, имеет меньшие габариты и массу, менее критична к значению питающего напряжения, не требует расхода сравнительно дорогого медного провода. Кроме того, работа электростатической линзы более стабильна во времени. Ток через фокусирующую катушку, установленный при включении телевизора, вызывает нагрев катушки, вследствие чего сопротивление ее,возрастает, а ток через нее падает. Это обстоятельство требует периодической подрегулировки фокусировки или применения специальных схем стабилизации тока через фокусирующую катушку.
Но в кинескопах с электростатической фокусировкой конструкция электронного прожектора получается несколько более сложной, требующей более точного изготовления, а потому и более дорогой.
В результате продолжительного соперничества достоинства кинескопа с электростатической фокусировкой оказались более существенными и в настоящее время в бытовых телевизорах они получили исключительное применение. Кинескопы с магнитной фокусировкой сохранились лишь в некоторых специальных системах.

Свойства и характеристики экрана
Рассмотрим свойства, особенности и характеристики экрана кинескопа, в основном определяемые его покрытием - люминофором.
Требования к люминофорам.
Светиться под влиянием электронной бомбардировки могут почти все неорганические и многие органические вещества. Однако использовать в качестве люминофоров оказалось возможным лишь вещества, обладающие достаточно высокой интенсивностью свечения, длительным сроком службы, большим коэффициентом вторичной эмиссии при высоких скоростях бомбардирующих электронов, дающие излучение в заданной области спектра (нужного цвета) со свойствами, обеспечивающими подходящее послесвечение. Кроме того, для использования в электровакуумных приборах люминофор должен обладать хорошими вакуумными свойствами: иметь чрезвычайно малую упругость паров, легче освобождаться от остатков газа, быть достаточно термостойким, чтобы выдерживать длительный нагрев прибора до 350 - 450'С в процессе его изготовления. К веществам, в достаточной степени удовлетворяющим перечисленным требованиям, относятся сульфиды, силикаты, оксиды и фосфаты металлов цинка, кадмия, магния и бериллия. Добавляя к основному веществу люминофора небольшие количества (доли процента) активаторов - серебра, меди, марганца и другие, можно значительно повысить интенсивность излучения и добиться при этом нужного цвета.
Цвет свечения экрана
Цвет и спектральный состав излучения экрана определяется химическим составам люминофора (основного вещества и активатора) и технологией его изготовления. Большинство люминофоров дают излучение с непрерывным спектром в некоторой полосе частот.