Отклоняющие системы

1. Электростатические:

2h – полное отклонение луча

Ua – напряжение на последнем

ускоряющем электроде

Однократно изогнутые пластины

Параметры:

1. – чувствительность к отклонению [мм/В]

2. Предельная частота сигнала: fпр [Гц] (частота Uпл)

(напряжение не должно меняться, пока эл-н между пластин)

fпр=15 [МГц]

Достоинства: большие fпр, мал.габариты и вес

Недостатки: мальенькое альфа и фи

2. Электромагнитные системы отклонения

h== – отклонение эл.луча

R=mv/qB

к - коэф. качества катушки

_м=h/(I*n) – чувствительность к отклонению

Достоинства: большой угол отклонения(Фи=110^о)

Недостатки: не могут работать на больших частотах, большие габариты, вес энергопотребление

ЭКРАН

1. Требования к люминофорам:

1)Высокое эффективное преобразование

энергии электронов в световую энергию

2)определенный цвет свечения

3)высокие физико-технические св-ва

4)термостойкость

2. Параметры экрана:

1)Световая отдача Ϧ (КПД экрана) (показывает отношение силы света, испускаемого к наблюдателю, к к мощности эл.луча)

Jc – сила света [КД]

Pэл – мощность эл.луча [Вт]

Ϧ=Jc/Pэл [КД/Вт] = 30-40%

2)Яркость свечения – В [КД/м²](показывает силу света с единицы площади экрана)

B=A*J(Ua-Uл)ⁿ, A и n – коэф. люминофора, J – плотность тока эл.луча, Ua – напряжение на последнем ускор.аноде, Uл – min ускоряющее напряжение при котором начинает светиться люм-р

3)Разрешающая способность – количество черных и белых точек на единице площади экрана, зависит от эл.луча и от зерна люм-ра (чем меньше, тем больше разрешение)

4)Время после свечения – свет люм-ра после прекращения воздействия на него эл.луча

5)Потенциал экрана

6)Разрушение люминофора (процесс катодного разрушения)

Решение: алюминированные экраны

(эл-ны с мал.размером проходят через

Al, а большие ионы стекают в виде тока)

Осцилографическая электронно-лучевая трубка

1. К –катод

М – модулятор

УЭ – ускоряющий

электрод

А1-А3 – ускоряющие

аноды

«У» - система вертикал.

отклонения луча, «Х» - система горизонт. отклонения луча

M-УЭ-А1-А2 – электронный прожектор

2. К-М-УЭ – триодный промежуток (Uк=0, Uм<0, +Uуэ)

Iл – ток луча, Iл=f(Uм) – модуляционная хар-ка

Uуэ>Uуэ’

Напряжение запирания – Uмзап=-D*Uуэ

D – проницаемость модулятора

3. Закон степени 3/2:

к, – зависят от режима работы

4. Действующее напряжение в центре модулятора

Uд=Uм+D*Uуэ

5. Крутизна модуляционной характеристики:

[мА/В]

6. В осцил.трубке имеются 2 линзы:

1. К, М, УЭ – имерсионная линза ( образует кроссовер пучка)

2. УЭ, А1, А2 – одиночная линза

Изменяя напряжение на М с помощью

резисторов меняем ЯРКОСТЬ, а напряже-

нием К-А1 фокусируем

7. Системы отклонения: только электростатическая

На «y» подается исследуемый сигнал

На «х» подается напряжение развертки

пилообразной формы.

Если на «у» и «х» нет напряжения, то луч в середине экрана.

8. А3 – последний ускоряющий анод.

ЗАПОМИНАЮЩАЯ ОСЦИЛОГРАФИЧЕСКАЯ ТРУБКА

КВ – прямонакальный

катод воспроизведения

КОЛ – сетка-коллектор

вторичных эл-нов

Мишень – тонкая диэ-

лектрическая мишень

1. Стадии работы:

1. Подготовка мишени: Uмиш=Uк=0 (σ<1). Поверхность мишени - гладкая

2. Запись изображения: откл. КВ и вкл. записыв.прожектор. Луч образует рельеф

3. Воспроизведение сигнала(изображения)

Вкл. КВ, эл-ны в мишени ускоряются и вырываются на экран

4. Стирание изображения: аналогично 1-ой стадии

ИНДИКАТОРНАЯ (РАДИОЛОКАЦИОННАЯ) ТРУБКА

МФЛ – магн.фокусирующая линза

Линзы:

1)К,М,УЭ – имерсионный

объектив

2)УЭ, А1 – имерсионная линза(ко-

роткофокусная)

3)МФЛ – окончательная фокусировка

КИНЕСКОП

1. Изображение должно быть достаточно ярким, чтобы его можно было наблюдать при дневном освещении

2. Изображение должно быть достаточно контрастным, чтобы можно было отличать тона

3. Высокая разрешающая способность

4. Размер экрана по диагонали 30..40 см

Чтобы +ионы не портили катод -

5. Отказ от круглого экрана и переход к прямоугольному

1)К,М,1УЭ – имерсионный

объектив

2)1УЭ, 2УЭ – имерс.линза

3)2УЭ, А1, А2 – одиночная

линза

ЦВЕТНЫЕ КИНЕСКОПЫ

Поступающий сигнал делится

на 3 цвета и эти составляющие

поступают на свои модуляторы

При помощи люминофора:

лучи попадают на свои зерна

люминофора

1)дельтовидно расположение эл.прож. под углом 120гр., в маске круглые отверстия

2)планарное расположениеэл.прож. в ряд, в маске прорези

КИНЕСКОПЫ ТИПА ТРИНИТРОН

2 – модулятор; 3,4 –управляющие

электроды; 5,6 – ускоряющие катоды

6,7 – система сведения лучей;8 – метал

сетка, 9 – экран

ПЕРЕДАЮЩИЕ ЭЛТ

Преобразование изображения в сигнал

СУПЕРОРТИКОН

1 – п/п катод

2,5,6,7 – ускоряющие

электроды

8 – фокус.катушка

9 –отклоняющая

катушка

10 – корректирующая

катушка

11 – катод и модулятор электронной пушки

12 – анод эл.пушки

13 – диноды (электроды, покрытые составом с большим коэф. вторичной эмиссии)

14 – анод электронного умножителя

3 – сетка-коллектор вторичных эл-нов

4 – диэлектрическая мишень (обладает хорошей поперечной проводимостью и плохой продольной)

1)На фотокатоде преобладает свет в эл.изображении

2)U на 2, чтобы коэф.втор.эмиссии >1

3)Из эл.изображения преобразуется в потенциал.изображение

6)6 и 5 тормозят эл-н до определенной энергии (из катода к 4)

7)система динодов

ВИДИКОН

1 - термокатод

2 – модулятор

3,4 – ускоряющие аноды

5 – сетка-коллектор

6 – фотосопротивление

7 – прозрач.металл. пластина

8 – фокусирующая катушка

9 – подстроечная катушка

10 – отклоняющая катушка

1. 5,6,7 – образуют много «С»-конденсаторов (пластина+диэл+пластина). Получаем

конденсаторное поле. Каждый С заряжается

в соответствии с падающем на него Ф.

2)При попадании эл.луча в промежуток между С, он разряж.

ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ

Преобразуют свет в эл.сигнал

ВАКУУМНЫЙ ФОТОЭЛЕМЕНТ

1. А – тонкое металл. кольцо, ФК – фотокатод

P=(10^-3..10^-4)Тор, > d

Рабочий режим – режим

насыщения.

2. Ограничение: снизу от 0 до А

сверху от Б и выше

3. Основные параметры:

1)Коэф.интегральной чувст-и

2)Коэф.спектральной чувст-и

3)Темновой ток – Iтем (из-за терм.эл.эмиссии)

4. Нагрузочная прямая:

Ea = Uвых+Ua

Ea = Ia*Rн+Ua – уравнение нагрузочной прямой

Если Ua=0, то Ia=Ea/Rн

Если Ia=0, то Ua=Ea

5. Недостатки: малые значения коэф-та интегральной чувствительности k=I/Ф

ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ (ИОННЫЙ) ФОТОЭЛЕМЕНТ

Газ – аргон, Par=(10..1)Па, <=d

Rб – баластное сопротивление

Из газа выбиваются дополнительные э-ны

I – режим ограничения тока

пространственным зарядом

II – режим насыщения

III – режим газового усиления (темновой

(тихий) разряд)

Ui – потенциал ионизации

Kгу = Iраб/Iэм – коэф.газового усиления

Rб – необходим для предотвращения

развития других форм разряда

ОДНОКАСКАДНЫЙ ФОТОЭЛЕКТРОННЫЙ УМНОЖИТЕЛЬ (ФЭУ-1)

1. P = 10^-2..10^-3 Па, >>d(между катодом и дин.)

Ua > Uд(если нет, эл-н не полетит на A),

σ>1(коэф.втор.эмиссии)

σ = Ia/Iэм = М – коэф.усиления

к – коэф.интегральной чувствительности

к – коэф. спектральной чувствительности

Iт – темновой ток

2. ВАХ:

Ia = f (Ua) при Uд=const

Пока Ua < Uд тока не будет

Ia = f (Uд) при Ua = const

МНОГОКАСКАДНЫЕ ФОТОЭЛЕКТРОННЫЕ УМНОЖИТЕЛИ

1. Основные части

1. Входная камера

2. Система умножения (а – на дискретных динодах, б – на распределенном диноде)

3. Выходная камера (последний динод и анод)

Конструкция

1 – полупрозрачный

фотокатод

2 – кольцо

3 – диафрагма

4-7 – диноды

8 - анод

1. Входная камера состоит из: 1,2,3 – имерсионный объектив (фокусирующая линза).

2. Система умножения: состоит из 4,5,6

3. Выходная камера: состоит из 7,8

4. Параметры:

M – коэф.усиления (может быть до 10⁶), М = σⁿαⁿ

σ – коэф.втор.эмиссии, n – число каскадов умножения

α – коэф. токопередачи от динода к диноду (0,6..0,8)

коэф. интегральной чувст-и: Ка – по аноду, Ка = Ia/Ф

Кк – по катоду, Кк = Iк/Ф

К – коэф.спектральной чувствительности

Iтем – темновой ток

M – Ка/Кк

МНОГОКАСКАДНЫЙ ФЭУ ЖАЛЮЗИЙНОГО ТИПА

Uc1 < Uc2 < Uc3 < Ua

Достоинства: компактность

Недостаток: маленький М

МНОГОКАСКАДНЫЕ ФЭУ НА РАСПРЕДЕЛЕННОМ ДИНОДЕ

1. Распределенный динод:

2. Напряжение на диноде возрастает

с расстоянием

Uб > Ua

МКП МИКРОКАНАЛЬНАЯ ПЛАСТИНА (МКП)

Al (алюминий) – перехватывает ионы. На внутренних стенках отверстий нанесен окись свинца

Недостаток: В некоторых каналах образуется пространственный заряд из-за большого количества эл-нов

ЭЛЕКТРОННО-ОПТИЧЕКИЙ ПРЕОРАЗОВАТЕЛЬ

1. Двойное преобразование энергии (свет -> эл-н -> свет( с другой лямбда))

Здесь появляется обратный Ф

и засвечивает ФК

ФК, А1, А2 – имерсионный

объектив

Ua1 = 10 кВ

Ua2 = 20 кВ

здесь блокируется обратный Ф

ЭОП на МКП

Ренгеновский ЭОП

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ (ИОННЫЕ) ПРИБОРЫ

1. Газовый разряд:

1. Темновой

2. Тлеющий

3. Дуговой

2. Параметры разряда

1. Ток разряда Ip

2. Напряжение зажигания разряда Uзаж

3. Напряжение горения заряда Uгор

3. Необходимое условие разряда – наличие хотя бы одного свободного эл-на

E – энергия электрона

E > Ui(потенциал ионизации) -> эл-н удов. в атом и выбьет еще 1 эл-н -> ионизация

α – первый коэф. Таундсенда, коэф объемной электронной ионизации ( эл-н выбивает из атомов эл-н)

β – второй коэф. Таундсенда, коэф. объемной ионной ионизации ( положительный ион выбивает эл-н из атомов)

γ – третий коэф. Таундсенда, коэф. вторич. ион-электронной эмиссии ( полож. ион выбивает эл-н из катода)

ТИРАТРОН ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА (ЭЛ.КЛЮЧИ)

С токовым управлением

<=d

Сетка нужна для зажигания подготовитель-

ного разряда (тлеющий, самостоятельный

разряд)

1. Зажигание подготовительного разряда

(Катод-Сетка) (тлеющ.разряд) Ес > Еа > Ui

2. Зажигание основного разряда (Катод-анод) Еа > Ec

3. Выключить

разряд : Uгор < Ui

.

.

ТИРАТРОН ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА С ПОТЕНЦИАЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

1. Зажигательный подготовительный разряд

(К-С) – накапливает эл-ны, Еа < Ec2 < Ec1

2. Основной разряд (А-К), Ea > Ec2

*1 – длинный разряд (не нужен)

*2 – использ. эта часть

3

3. Ua < Uc – Выключить тиратрон

ИНДИКАТОРНЫЙ ТИРАТРОН

К2 – плазменный катод

Ua1 > Ui подготов. разряд *1

Ua2 > Uа1 подготов. разряд *2

Основ. разряд и люмин. светится *3

1 – разряда нет, 2 – горит разряд

ГАЗОРАЗРЯДНЫЕ ИНДИКАТОРНЫЕ ПАНЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

P =10 Па запуск. в отверстиях связи

К каждой ячейке подкл. 3 источника: Uстр, Uстл, Еа

Еа + Uстр + Uстл >=Ui – условие зажиг. разряда в ячейке

А – рабочая точка

Rб – для каждой ячейки свое, т.к. для

каждой ячейки свое Uз

Недостатки - нестабильность зажигания

разряда и невозможность создания на

базе этой панели цветной панели

ГИП с самосканированием

обеспечивает устойчивое зажигание разряда от импульса к импульсу и сканирование его по строкам. В конструкцию ГИП введены, кроме электродов, показанных на рис. 12.4, дополнительные аноды сканирования, размещенные в канавках стеклянной пластины (см. рис. 12.6), в катодах выполнены отверстия связи и введены также дежурные электроды и катод сброса. Сканирование разряда происходит по принципу перебрасывания разряда в декатроне, когда роль подкатодов выполняют аноды и катоды сканирования. Для формирования изображения используется индикаторный разряд, возникающий в отверстиях диэлектрической матрицы при подаче на аноды положительных импульсов. Дежурные электроды и катод сброса введены, чтобы начать сканирование, когда разряд доходит до последнего катода сканирования.

Наиболее часто ГИП с самосканированием используются для отображения буквенно-цифровой информации.

1 — аноды сканирования; 2 — электроды дежурного разряда;3 — катод сброса; 4 — диэлектрическая матрица с отверстиями;5 — аноды индикации; 6 — переднее стекло;7 — отверстия связи; 8 — катоды сканирования;9 — стеклянная пластина; 10 — канавки