Kamakailan lamang, ang cathode ray tube ay naging karaniwan sa iba't ibang uri ng mga aparato, tulad ng mga analog oscilloscope, gayundin sa mga industriya ng radio engineering - telebisyon at radar. Ngunit ang pag-unlad ay hindi tumitigil, at ang mga tubo ng cathode ray ay nagsimulang unti-unting mapalitan ng mas modernong mga solusyon. Kapansin-pansin na ginagamit pa rin ang mga ito sa ilang mga aparato, kaya tingnan natin kung ano ito.

Bilang pinagmumulan ng mga sisingilin na particle sa mga tubo ng cathode-ray, ginagamit ang isang heated cathode, na naglalabas ng mga electron bilang resulta ng thermionic emission. Ang isang cathode ay inilalagay sa loob ng control electrode, na may cylindrical na hugis. Kung babaguhin mo ang negatibong potensyal ng control electrode, maaari mong baguhin ang liwanag ng light spot sa screen. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang isang pagbabago sa negatibong potensyal ng elektrod ay nakakaapekto sa magnitude ng electron flux. Ang dalawang cylindrical anodes ay matatagpuan sa likod ng control electrode, sa loob kung saan naka-install ang mga diaphragm (mga partisyon na may maliliit na butas). Ang accelerating field na nilikha ng mga anode ay nagsisiguro sa direktang paggalaw ng mga electron patungo sa screen at sa parehong oras ay "kinokolekta" ang daloy ng elektron sa isang makitid na stream (beam). Bilang karagdagan sa pagtutok, na ipinatupad gamit ang isang electrostatic field, ginagamit din ang magnetic beam focusing sa isang cathode ray tube. Upang mapagtanto ito, ang isang nakatutok na coil ay inilalagay sa leeg ng tubo. , na kumikilos sa mga electron sa magnetic field na nilikha ng coil, ay pinindot ang mga ito laban sa axis ng tubo, sa gayon ay bumubuo ng isang manipis na sinag. Upang ilipat o ilihis ang electron beam sa screen, tulad ng sa pagtutok, ginagamit ang mga electric at magnetic field.

Ang electrostatic beam deflection system ay binubuo ng dalawang pares ng mga plato: pahalang at patayo. Lumilipad sa pagitan ng mga plato, ang mga electron ay lilihis patungo sa positibong sisingilin na plato (Figure a)):

Ang dalawang magkaparehong patayo na pares ng mga plato ay nagpapahintulot sa electron beam na mapalihis nang patayo at pahalang. Ang magnetic deflection system ay binubuo ng dalawang pares ng coils 1 - 1 / at 2 - 2 / na matatagpuan sa tube balloon sa tamang mga anggulo sa bawat isa (Figure b)). Sa magnetic field na nilikha ng mga coil na ito, ang mga lumilipad na electron ay maaapektuhan ng puwersa ng Lorentz.

Ang paggalaw ng daloy ng elektron sa mga patayo ay magdudulot ng magnetic field ng mga coils na pahalang na matatagpuan. Ang patlang ng patayong nakaayos na mga coils ay pahalang. Ang isang translucent na layer ng isang espesyal na sangkap na maaaring kumikinang kapag binomba ng mga electron ay sumasakop sa screen ng cathode ray tube. Kasama sa mga naturang sangkap ang ilang mga semiconductors - calcium tungsten, willemite at iba pa.

Ang pangunahing pangkat ng mga tubo ng cathode ray ay mga tubo ng oscilloscope, ang pangunahing layunin nito ay pag-aralan ang mga mabilis na pagbabago sa kasalukuyang at boltahe. Sa kasong ito, ang kasalukuyang nasa ilalim ng pagsisiyasat ay inilalapat sa nagpapalihis na sistema, na nagreresulta sa isang pagpapalihis ng sinag sa screen sa proporsyon sa lakas ng kasalukuyang ito (boltahe).

§ 137. Cathode-ray tube. Oscilloscope

Ang mga oscilloscope ay ginagamit upang obserbahan, itala, sukatin at kontrolin ang iba't ibang proseso ng pagbabago sa mga aparatong automation, telemekanika at iba pang larangan ng teknolohiya (Fig. 198). Ang pangunahing bahagi ng oscilloscope ay isang cathode ray tube - isang electrovacuum device, sa pinakasimpleng anyo nito, na idinisenyo upang i-convert ang mga de-koryenteng signal sa liwanag.

Isaalang-alang kung paano pinalihis ang isang electron at isang electron beam sa electric field ng isang oscilloscope cathode-ray tube.
Kung ang isang elektron ay inilagay sa pagitan ng dalawang magkatulad na mga plato (Larawan 199, a) na may magkasalungat na mga singil sa kuryente, kung gayon sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field na lumitaw sa pagitan ng mga plato, ang elektron ay mapalihis, dahil ito ay negatibong sisingilin. Tumalbog siya sa plato A, na may negatibong singil, at naaakit sa plato B pagkakaroon ng positibong singil sa kuryente. Ang paggalaw ng electron ay ididirekta sa mga linya ng field.

Kapag ang isang tao na gumagalaw nang mabilis ay pumasok sa field sa pagitan ng mga plato V electron (Larawan 199, b), kung gayon hindi lamang mga puwersa ng field ang kumikilos dito F, ngunit din ang lakas F 1 na nakadirekta sa paggalaw nito. Bilang resulta ng pagkilos ng mga puwersang ito, ang electron ay lilihis mula sa kanyang rectilinear path at lilipat sa linya. OK. - pahilis.
Kung ang isang makitid na sinag ng mga gumagalaw na electron ay dumaan sa pagitan ng mga plato - isang electron beam (Larawan 199, c), ito ay lilihis sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field. Ang anggulo ng pagpapalihis ng electron beam ay depende sa bilis ng mga electron na bumubuo sa beam, at ang magnitude ng boltahe na lumilikha ng electric field sa pagitan ng mga plate.
Ang bawat cathode ray tube (Fig. 200) ay isang lobo kung saan ang hangin ay ibinubomba palabas. Ang conical na bahagi ng panloob na ibabaw ng silindro ay natatakpan ng grapayt at tinatawag aquadag. Sa loob ng lobo 3 may inilagay na electronic projector 8 - electron gun, nagpapalihis ng mga plato 4 At 6 , at ang screen 5 . Ang electronic spotlight ng tubo ay binubuo ng isang heated cathode na naglalabas ng mga electron at isang sistema ng mga electrodes na bumubuo sa electron beam. Ang sinag na ito, na ibinubuga mula sa katod ng tubo, ay naglalakbay sa mataas na bilis patungo sa screen at mahalagang isang electric current na nakadirekta sa direksyon na kabaligtaran sa paggalaw ng mga electron.

Ang katod ay isang nickel cylinder, ang dulo nito ay natatakpan ng isang oxide layer. Ang silindro ay inilalagay sa isang manipis na pader na ceramic tube, at isang tungsten filament na ginawa sa anyo ng isang spiral ay inilalagay sa loob nito upang mapainit ang katod.
Ang katod ay matatagpuan sa loob ng control electrode 7 pagkakaroon ng hugis ng isang tasa. Ang isang maliit na butas ay ginawa sa ilalim ng tasa kung saan ang mga electron na ibinubuga mula sa cathode ay pumasa; ang butas na ito ay tinatawag na dayapragm. Ang isang maliit na negatibong boltahe (sa pagkakasunud-sunod ng ilang sampu-sampung volts) ay inilalapat sa control electrode na may paggalang sa katod. Lumilikha ito ng isang electric field na kumikilos sa mga electron na ibinubuga mula sa katod upang sila ay nakolekta sa isang makitid na sinag na nakadirekta patungo sa screen ng tubo. Ang punto ng intersection ng mga landas ng paglipad ng elektron ay tinatawag ang unang pokus ng tubo. Sa pamamagitan ng pagtaas ng negatibong boltahe sa control electrode, ang ilan sa mga electron ay maaaring malihis nang labis na hindi sila dumaan sa butas, at sa gayon ay bababa ang bilang ng mga electron na pumapasok sa screen. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng boltahe ng control electrode, maaari mong kontrolin ang bilang ng mga electron sa loob nito. Pinapayagan ka nitong baguhin ang liwanag ng maliwanag na lugar sa screen ng cathode ray tube, na pinahiran ng isang espesyal na tambalan na may kakayahang kuminang sa ilalim ng impluwensya ng isang electron beam na bumabagsak dito.
Kasama rin sa electron gun ang dalawang anode na lumilikha ng isang accelerating field: ang una ay isang nakatutok. 1 at ang pangalawa ay ang tagapamahala 2 . Ang bawat isa sa mga anod ay isang silindro na may dayapragm na nagsisilbing limitahan ang cross section ng electron beam.
Ang mga anod ay matatagpuan sa kahabaan ng axis ng tubo sa isang tiyak na distansya mula sa isa't isa. Ang isang positibong boltahe ng pagkakasunud-sunod ng ilang daang volts ay inilalapat sa unang anode, at ang pangalawang anode, na konektado sa aquadag ng tubo, ay may positibong potensyal nang maraming beses na mas malaki kaysa sa potensyal ng unang anode.
Ang mga electron na ibinubuga mula sa pagbubukas ng control electrode, na bumabagsak sa electric field ng unang anode, ay nakakakuha ng isang mataas na bilis. Lumilipad sa loob ng unang anode, ang electron beam ay na-compress sa ilalim ng pagkilos ng mga puwersa ng electric field at bumubuo ng manipis na electron beam. Dagdag pa, ang mga electron ay lumipad sa pangalawang anode, nakakakuha ng mas mataas na bilis (ilang libong kilometro bawat segundo), lumipad sa diaphragm patungo sa screen. Sa huli, sa ilalim ng impluwensya ng mga epekto ng elektron, isang maliwanag na lugar na may diameter na mas mababa sa isang milimetro ay nabuo. Ang lugar na ito ay matatagpuan pangalawang focus tubo ng cathode ray.
Upang ilihis ang electron beam sa dalawang eroplano, ang cathode ray tube ay nilagyan ng dalawang pares ng mga plato 6 At 4 matatagpuan sa iba't ibang mga eroplano na patayo sa isa't isa.
Unang pares ng mga plato 6 , na mas malapit sa electron gun, ay nagsisilbing ilihis ang sinag sa patayong direksyon; ang mga plate na ito ay tinatawag patayo na nagpapalihis. Pangalawang pares ng mga plato 4 , na matatagpuan mas malapit sa screen ng tubo, ay nagsisilbi upang ilihis ang sinag sa pahalang na direksyon; ang mga plate na ito ay tinatawag pahalang na nagpapalihis.
Isaalang-alang ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga deflecting plates (Larawan 201).

mga deflection plate SA 2 at G 2 konektado sa potentiometer slider P sa at P d. Ang pare-parehong boltahe ay inilalapat sa mga dulo ng mga potentiometer. mga deflection plate SA 1 at G 1, pati na rin ang mga gitnang punto ng mga potentiometer, ay pinagbabatayan, at ang kanilang mga potensyal ay katumbas ng zero.
Kapag ang mga potentiometer slider ay nasa gitnang posisyon, ang potensyal sa lahat ng mga plate ay zero, at ang electron beam ay lumilikha ng isang maliwanag na lugar sa gitna ng screen - isang tuldok TUNGKOL SA. Kapag ginagalaw ang potentiometer slider P g naiwan sa plato G 2, ang isang negatibong boltahe ay inilapat at samakatuwid ang electron beam, simula sa plate na ito, ay lilihis at ang maliwanag na punto sa screen ay lilipat sa direksyon ng punto A.
Kapag ginagalaw ang potentiometer slider P r tamang potensyal na plato G 2, tataas din ang electron beam, at, dahil dito, ang maliwanag na punto sa screen ay lilipat nang pahalang sa punto B. Kaya, na may patuloy na pagbabago sa potensyal sa plato G 2 Ang electron beam ay gumuhit ng pahalang na linya sa screen AB.
Katulad nito, kapag nagbabago gamit ang isang potentiometer P sa ilalim ng stress sa mga vertical deflection plate, ang sinag ay magpapalihis nang patayo at gumuhit ng patayong linya sa screen VG. Sa pamamagitan ng sabay-sabay na pagbabago ng boltahe sa parehong mga pares ng deflecting plates, posible na ilipat ang electron beam sa anumang direksyon.
Ang screen ng isang cathode-ray tube ay pinahiran ng isang espesyal na tambalan - isang pospor, na may kakayahang kumikinang sa ilalim ng epekto ng mabilis na paglipad ng mga electron. Kaya, kapag ang isang nakatutok na sinag ay tumama sa isang partikular na punto sa screen, magsisimula itong kumikinang.
Upang takpan ang mga screen ng mga tubo ng cathode-ray, ang mga phosphor ay ginagamit sa anyo ng zinc oxide, beryllium zinc, isang halo ng zinc sulfate na may cadmium sulfate, atbp. Ang mga materyales na ito ay may pag-aari ng pagpapatuloy ng kanilang glow para sa ilang oras pagkatapos ng pagwawakas ng mga epekto ng elektron. Ibig sabihin meron sila liwanag ng araw.
Ito ay kilala na ang mata ng tao, na nakatanggap ng isang visual na impression, ay maaaring hawakan ito ng halos 1/16 ng isang segundo. Sa isang cathode ray tube, ang sinag sa buong screen ay maaaring gumalaw nang napakabilis na ang isang serye ng mga sunud-sunod na luminous point sa screen ay napagtanto ng mata bilang isang tuluy-tuloy na luminous na linya.
Ang boltahe na pag-aaralan (isasaalang-alang) gamit ang isang oscilloscope ay inilalapat sa mga vertical deflection plate ng tubo. Ang isang sawtooth boltahe ay inilapat sa pahalang na nagpapalihis na mga plato, ang graph kung saan ay ipinapakita sa Fig. 202, a.

Ang boltahe na ito ay ibinibigay ng isang electronic sawtooth pulse generator, na naka-mount sa loob ng oscilloscope. Sa ilalim ng pagkilos ng boltahe ng sawtooth, ang electron beam ay gumagalaw nang pahalang sa screen. Sa panahon ng t 1 - t 8 gumagalaw ang sinag sa screen mula kaliwa pakanan, at sa tamang panahon t 9 - t Mabilis na bumalik ang 10 sa orihinal nitong posisyon, pagkatapos ay gumagalaw muli mula kaliwa pakanan, atbp.
Alamin natin kung paano mo makikita sa screen ng cathode ray tube ng oscilloscope ang hugis ng curve ng mga agarang halaga ng boltahe na inilapat sa vertical deflection plates. Ipagpalagay natin na ang boltahe ng sawtooth na may amplitude na 60 V at may panahon ng pagbabago na 1/50 sec.
Sa fig. Ang 202, b ay nagpapakita ng isang panahon ng isang sinusoidal na boltahe, ang hugis ng kurba kung saan gusto nating makita, at sa isang bilog (Larawan 202, c) ang nagresultang paggalaw ng electron beam sa screen ng oscilloscope tube ay ipinapakita. .
Ang mga boltahe sa parehong mga sandali ay may parehong mga pagtatalaga sa dalawang nangungunang mga graph.
Sa punto ng oras t 1 sawtooth boltahe ( U d), na nagpapalihis sa electron beam nang pahalang, ay katumbas ng 60 V, at ang diin sa patayong mga plato U ay katumbas ng zero at may ilaw sa screen O 1 . Sa punto ng oras t 2 boltahe U r = - 50 V, at ang boltahe U c = 45 V. Para sa isang oras na katumbas ng t 2 - t 1, ang electron beam ay lilipat sa posisyon O 2 sa linya O 1 - O 2. Sa punto ng oras t 3 boltahe U r = 35 V, at ang boltahe U c = 84.6 V. Sa panahon ng t 3 - t 2 beam ay lilipat sa isang punto O 3 sa linya O 2 - O 3 atbp.
Ang proseso ng pagkilos ng mga electric field na nilikha ng parehong mga pares ng nagpapalihis na mga plato sa electron beam ay magpapatuloy, at ang sinag ay mapapalihis pa sa linya O 3 - O 4 - o 6 atbp.
Sa panahon ng t 10 - t 9 ang electron beam ay mabilis na lumihis sa kaliwa (magkakaroon ng reverse beam), at pagkatapos ay uulitin ang proseso: ang hugis ng curve ng boltahe ay inilapat sa mga vertical deflection plate ng tubo.
Dahil ang panahon (at dalas) ng mga boltahe ng sawtooth pulses ng sweep at ang boltahe sa ilalim ng pag-aaral ay pantay, ang sinusoid sa screen ay magiging nakatigil. Kung ang dalas ng mga boltahe na ito ay naiiba at hindi isang maramihang ng bawat isa, kung gayon ang imahe ay lilipat sa screen ng tubo.
Kapag nakakonekta sa parehong mga pares ng deflecting plates ng dalawang sinusoidal voltages ng parehong amplitudes at frequency, ngunit inilipat sa phase sa pamamagitan ng 90 °, ang isang bilog ay makikita sa screen ng tubo. Kaya, gamit ang isang oscilloscope, maaari mong obserbahan at siyasatin ang iba't ibang mga proseso na nagaganap sa mga electrical circuit. Bilang karagdagan sa sawtooth pulse generator, ang oscilloscope ay may mga amplifier para sa pagpapalakas ng boltahe na inilapat sa mga vertical deflection plate ng beam at ang sawtooth boltahe na inilapat sa horizontal deflection plates.

Dapat alam ng estudyante : block diagram ng oscilloscope; appointment ng mga pangunahing bloke ng oscilloscope; aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang cathode-ray tube; ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng sweep generator (sawtooth boltahe), ang pagdaragdag ng kapwa patayo na mga oscillations.

Dapat kayanin ng estudyante : matukoy ang empirically ang presyo ng paghahati nang pahalang at patayo, sukatin ang magnitude ng DC boltahe, panahon, dalas at amplitude ng AC boltahe.

Maikling Teorya Istraktura ng Oscilloscope

Ang isang elektronikong oscilloscope ay isang unibersal na aparato na nagbibigay-daan sa iyo upang subaybayan ang mga mabilis na proseso ng kuryente (hanggang sa 10 -12 s). Gamit ang isang oscilloscope, maaari mong sukatin ang boltahe, kasalukuyang, mga agwat ng oras, matukoy ang yugto at dalas ng alternating current.

kasi Ang mga potensyal na pagkakaiba ay lumitaw sa gumaganang mga nerbiyos at kalamnan ng mga nabubuhay na organismo, pagkatapos ay isang elektronikong oscilloscope, o mga pagbabago nito, ay malawakang ginagamit sa biological at medikal na pag-aaral ng gawain ng iba't ibang mga organo, ang puso, sistema ng nerbiyos, mata, tiyan, atbp.

Maaaring gamitin ang aparato upang obserbahan at sukatin ang mga hindi de-kuryenteng dami kung ginagamit ang mga espesyal na pangunahing transduser.

Walang mga gumagalaw na mekanikal na bahagi sa isang oscilloscope (tingnan ang Fig. 1), ngunit sa halip ay ang pagpapalihis ng electron beam sa electric o magnetic field. Ang isang makitid na sinag ng mga electron, na tumama sa isang screen na pinahiran ng isang espesyal na komposisyon, ay nagiging sanhi ng pagkinang nito sa puntong iyon. Kapag ginagalaw ang electron beam, masusundan mo ito sa pamamagitan ng paggalaw ng makinang na tuldok sa screen.

Ang electron beam ay "sumusunod" sa pagbabago sa electric field na pinag-aaralan, na nakasabay dito, dahil ang electron beam ay halos inertial-free.

kanin. 1. Fig. 2.

Istraktura ng isang cathode ray tube Cathode at modulator

Ito ay isang mahusay na bentahe ng isang electronic oscilloscope kumpara sa iba pang mga instrumento sa pag-record.

Ang modernong electronic oscilloscope ay may mga sumusunod na pangunahing bahagi: isang cathode ray tube (CRT), isang sweep generator, amplifier, at isang power supply.

Ang aparato at pagpapatakbo ng tubo ng cathode ray

Isaalang-alang ang disenyo ng isang cathode ray tube na may electrostatic focusing at electrostatic control ng electron beam.

CRT, eskematiko na inilalarawan sa fig. 1 ay isang glass flask ng isang espesyal na hugis, kung saan ang isang mataas na vacuum ay nilikha (ng pagkakasunud-sunod ng 10 -7 mm Hg). Sa loob ng prasko ay mga electrodes na kumikilos bilang isang electron gun upang makabuo ng isang makitid na sinag ng mga electron; beam-deflecting plates at isang screen na pinahiran ng phosphor layer.

Ang electron gun ay binubuo ng isang cathode 1, isang control (modulating) electrode 2, isang karagdagang shielding electrode 3, at ang una at pangalawang anodes 4, 5.

Ang pinainit na katod 1 ay ginawa sa anyo ng isang maliit na silindro ng nikel, sa loob kung saan mayroong isang filament, mayroon itong isang layer ng oxide sa front end na bahagi na may mababang function ng electron work para sa pagkuha ng mga electron (Fig. 2).

Ang cathode ay matatagpuan sa loob ng control electrode o modulator, na isang metal na tasa na may butas sa dulo kung saan maaaring dumaan ang mga electron. Ang control electrode ay may negatibong potensyal na nauugnay sa cathode, at sa pamamagitan ng pagbabago ng halaga ng potensyal na ito, posible na kontrolin ang intensity ng daloy ng mga electron na dumadaan sa butas nito at sa gayon ay baguhin ang liwanag ng screen. Kasabay nito, ang electric field sa pagitan ng cathode at modulator ay nakatutok sa electron beam (Larawan 2).

Ang shielding electrode 3 ay may potensyal na bahagyang mas mataas kaysa sa cathode potential at nagsisilbing pangasiwaan ang paglabas ng mga electron, upang ibukod ang interaksyon ng mga electric field ng control electrode 2 at ang unang anode 4.

Ang karagdagang pagtutok at pagpapabilis ng mga electron ay nangyayari sa pamamagitan ng isang electric field sa pagitan ng una at pangalawang anode, na bumubuo ng isang electronic lens. Ang mga anod na ito ay ginawa sa anyo ng mga cylinder na may mga diaphragm sa loob. Sa unang anode 4 ay ibinibigay ng isang positibong potensyal na may paggalang sa katod ng pagkakasunud-sunod ng daan-daang volts, sa pangalawang 5 ng pagkakasunud-sunod ng isang libong volts. Ang mga linya ng lakas ng electric field sa pagitan ng mga anod na ito ay ipinapakita sa Fig.3.

Mga gawain sa trabaho

1. pangkalahatang kakilala sa aparato at ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga electronic oscilloscope,
2. pagpapasiya ng sensitivity ng oscilloscope,
3. paggawa ng ilang mga sukat sa isang alternating current circuit gamit ang isang oscilloscope.

Pangkalahatang impormasyon tungkol sa disenyo at pagpapatakbo ng isang electronic oscilloscope

Gamit ang cathode ng cathode ray tube ng oscilloscope, ang isang electron flow ay nilikha, na nabuo sa tube sa isang makitid na sinag na nakadirekta patungo sa screen. Ang isang electron beam na nakatutok sa screen ng tube ay nagdudulot ng maliwanag na lugar sa punto ng epekto, ang liwanag nito ay depende sa enerhiya ng beam (ang screen ay natatakpan ng isang espesyal na luminescent compound na kumikinang sa ilalim ng impluwensya ng electron beam ). Ang electron beam ay halos inertialess, kaya ang light spot ay maaaring ilipat halos kaagad sa anumang direksyon sa screen kung ang electron beam ay nakalantad sa isang electric field. Ang field ay nilikha gamit ang dalawang pares ng plane-parallel plate na tinatawag na deflection plates. Ang maliit na pagkawalang-kilos ng sinag ay ginagawang posible na obserbahan ang mabilis na pagbabago ng mga proseso na may dalas na 10 9 Hz o higit pa.

Isinasaalang-alang ang mga umiiral na oscilloscope, na magkakaiba sa disenyo at layunin, makikita mo na ang kanilang functional diagram ay halos pareho. Ang pangunahing at ipinag-uutos na mga node ay dapat na:

Cathode-ray tube para sa visual na pagmamasid sa prosesong pinag-aaralan;

Mga supply ng kuryente upang makuha ang mga kinakailangang boltahe na inilapat sa mga electrodes ng tubo;

Isang aparato para sa pagsasaayos ng liwanag, pagtutok at paglilipat ng sinag;

Sweep generator para sa paglipat ng electron beam (at, nang naaayon, ang maliwanag na lugar) sa screen ng tubo sa isang tiyak na bilis;

Mga amplifier (at mga attenuator) na ginagamit upang palakasin o pahinain ang boltahe ng signal na pinag-aaralan kung hindi ito sapat upang kapansin-pansing ilihis ang sinag sa screen ng tubo o, sa kabaligtaran, ay masyadong mataas.

Cathode Ray Tube Device

Una sa lahat, isaalang-alang ang disenyo ng isang cathode ray tube (Larawan 36.1). Kadalasan ito ay isang glass flask 3, na inilikas sa isang mataas na vacuum. Ang isang heated cathode 4 ay matatagpuan sa makitid na bahagi nito, kung saan lumilipad ang mga electron dahil sa thermionic emission. Ang isang sistema ng cylindrical electrodes 5, 6, 7 ay nakatutok sa mga electron sa isang makitid na sinag 12 at kinokontrol ang intensity nito. Sinusundan ito ng dalawang pares ng mga deflecting plate 8 at 9 (pahalang at patayo) at, sa wakas, isang screen 10 - sa ilalim ng flask 3, na pinahiran ng isang luminescent na komposisyon, dahil kung saan ang bakas ng electron beam ay makikita.

Kasama sa cathode ang isang tungsten filament - heater 2, na matatagpuan sa isang makitid na tubo, ang dulo nito (upang mabawasan ang pag-andar ng electron work) ay natatakpan ng isang layer ng barium o strontium oxide at talagang pinagmumulan ng daloy ng elektron.

Ang proseso ng pagbuo ng mga electron sa isang makitid na sinag gamit ang mga electrostatic na patlang ay sa maraming paraan ay katulad ng pagkilos ng mga optical lens sa isang light beam. Samakatuwid, ang sistema ng mga electrodes 5,6,7 ay tinatawag na electron-optical device.

Ang Electrode 5 (modulator) sa anyo ng isang saradong silindro na may makitid na butas ay nasa ilalim ng isang maliit na negatibong potensyal na nauugnay sa katod at gumaganap ng mga function na katulad ng control grid ng isang electron lamp. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng halaga ng negatibong boltahe sa modulating o control electrode, maaari mong baguhin ang bilang ng mga electron na dumadaan sa butas nito. Samakatuwid, gamit ang isang modulating electrode, posible na kontrolin ang liwanag ng beam sa screen. Ang potentiometer na kumokontrol sa magnitude ng negatibong boltahe sa modulator ay ipinapakita sa front panel ng oscilloscope na may nakasulat na "liwanag".

Ang isang sistema ng dalawang coaxial cylinders 6 at 7, na tinatawag na una at pangalawang anodes, ay nagsisilbi upang mapabilis at ituon ang sinag. Ang electrostatic field sa puwang sa pagitan ng una at pangalawang anodes ay nakadirekta sa paraang pinapalihis nito ang diverging electron trajectories pabalik sa axis ng cylinder, tulad ng isang optical system ng dalawang lens na kumikilos sa isang diverging light beam. Sa kasong ito, ang cathode 4 at ang modulator 5 ay bumubuo sa unang electronic lens, at ang isa pang electronic lens ay tumutugma sa una at pangalawang anodes.

Bilang resulta, ang electron beam ay nakatutok sa isang punto na dapat na nasa eroplano ng screen, na posible sa isang naaangkop na pagpipilian ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng una at pangalawang anode. Ang potentiometer knob na kumokontrol sa boltahe na ito ay ipinapakita sa front panel ng oscilloscope na may nakasulat na "focus".

Kapag ang isang electron beam ay tumama sa screen, ang isang malinaw na nakabalangkas na maliwanag na lugar (naaayon sa seksyon ng beam cross) ay nabuo dito, ang liwanag nito ay nakasalalay sa bilang at bilis ng mga electron sa beam. Karamihan sa enerhiya ng beam ay na-convert sa init kapag binomba ang screen. Upang maiwasan ang pagkasunog sa luminescent coating, hindi pinapayagan ang mataas na liwanag na may nakatigil na electron beam. Ang pagpapalihis ng sinag ay isinasagawa gamit ang dalawang pares ng plane-parallel plates 8 at 9, na matatagpuan sa tamang mga anggulo sa bawat isa.

Kung may potensyal na pagkakaiba sa mga plato ng isang pares, ang isang pare-parehong electric field sa pagitan ng mga ito ay nagpapalihis sa tilapon ng electron beam, depende sa magnitude at sign ng field na ito. Ipinapakita ng mga kalkulasyon na ang dami ng pagpapalihis ng sinag sa screen ng tubo D(sa millimeters) ay nauugnay sa diin sa mga plato U D at boltahe sa pangalawang anode Ua 2(sa volts) tulad ng sumusunod:

(36.1),

Marahil ay walang ganoong tao na sa kanyang buhay ay hindi makakatagpo ng mga device na may kasamang cathode ray tube (o CRT). Ngayon ang mga naturang solusyon ay aktibong pinapalitan ng kanilang mas modernong mga katapat batay sa mga liquid crystal display (LCD). Gayunpaman, mayroong isang bilang ng mga lugar kung saan ang tubo ng cathode ray ay kailangan pa rin. Halimbawa, hindi maaaring gamitin ang mga LCD sa mga high-precision na oscilloscope. Gayunpaman, ang isang bagay ay malinaw - ang pag-unlad ng mga aparato sa pagpapakita ng impormasyon ay hahantong sa ganap na pag-abandona ng CRT. Ito ay isang bagay ng oras.

Kasaysayan ng hitsura

Ang natuklasan ay maaaring ituring na J. Plücker, na noong 1859, na nag-aaral ng pag-uugali ng mga metal sa ilalim ng iba't ibang panlabas na impluwensya, ay natuklasan ang kababalaghan ng radiation (paglabas) ng mga elementarya na particle - mga electron. Ang nabuong particle beam ay tinatawag na cathode rays. Iginuhit din niya ang pansin sa hitsura ng isang nakikitang glow ng ilang mga sangkap (phosphor) kapag ang mga electron beam ay tumama sa kanila. Ang modernong cathode ray tube ay nakakagawa ng imahe salamat sa dalawang pagtuklas na ito.

Pagkatapos ng 20 taon, napag-aralan na ang direksyon ng paggalaw ng mga ibinubuga na electron ay maaaring kontrolin ng pagkilos ng isang panlabas na magnetic field. Madaling ipaliwanag ito kung naaalala natin na ang mga gumagalaw na negatibong charge carrier ay nailalarawan sa pamamagitan ng magnetic at electric field.

Noong 1895, pinahusay ni K. F. Brown ang sistema ng kontrol sa tubo at sa gayon ay pinamamahalaang baguhin ang direksyon ng vector ng daloy ng particle hindi lamang sa pamamagitan ng field, kundi pati na rin ng isang espesyal na salamin na may kakayahang umiikot, na nagbukas ng ganap na bagong mga prospect para sa paggamit ng imbensyon. . Noong 1903, inilagay ni Wenelt ang isang cathode-electrode sa anyo ng isang silindro sa loob ng tubo, na naging posible upang makontrol ang intensity ng radiated flux.

Noong 1905, binuo ni Einstein ang mga equation para sa pagkalkula ng photoelectric effect at pagkatapos ng 6 na taon ay ipinakita ang isang gumaganang aparato para sa pagpapadala ng mga imahe sa mga distansya. Ang sinag ay kinokontrol at ang kapasitor ay responsable para sa halaga ng liwanag.

Noong inilunsad ang mga unang modelo ng CRT, hindi pa handa ang industriya na lumikha ng mga screen na may malaking dayagonal, kaya ginamit ang mga magnifying lens bilang isang kompromiso.

Cathode Ray Tube Device

Simula noon, ang aparato ay napabuti, ngunit ang mga pagbabago ay likas na ebolusyon, dahil walang panimula na bago ang idinagdag sa kurso ng trabaho.

Ang katawan ng salamin ay nagsisimula sa isang tubo na may hugis-kono na extension na bumubuo ng isang screen. Sa mga color imaging device, ang panloob na ibabaw na may isang tiyak na pitch ay natatakpan ng tatlong uri ng phosphor, na nagbibigay ng kanilang glow na kulay kapag ang isang electron beam ay tumama dito. Alinsunod dito, mayroong tatlong cathodes (mga baril). Upang ma-filter ang mga defocused electron at matiyak na ang nais na sinag ay tumama sa nais na punto sa screen nang tumpak, isang steel grating - isang mask - ay inilalagay sa pagitan ng cathode system at ng phosphor layer. Maaari itong ihambing sa isang stencil na pinutol ang lahat ng labis.

Ang paglabas ng elektron ay nagsisimula mula sa ibabaw ng pinainit na mga katod. Nagmamadali sila patungo sa anode (electrode, na may positibong singil) na konektado sa conical na bahagi ng tubo. Susunod, ang mga beam ay nakatutok sa pamamagitan ng isang espesyal na likid at pumasok sa larangan ng deflecting system. Sa pagdaan sa sala-sala, nahuhulog sila sa nais na mga punto ng screen, na nagiging sanhi ng kanilang pagbabago sa isang glow.

Computer Engineering

Ang mga monitor ng CRT ay malawakang ginagamit sa mga computer system. Ang pagiging simple ng disenyo, mataas na pagiging maaasahan, tumpak na pagpaparami ng kulay at ang kawalan ng mga pagkaantala (mga napaka millisecond ng tugon ng matrix sa isang LCD) ang kanilang mga pangunahing bentahe. Gayunpaman, sa mga nakaraang taon, tulad ng nabanggit na, ang CRT ay pinapalitan ng mas matipid at ergonomic na LCD monitor.