Индикаторы на ЭЛТ

Индикаторы на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ) за последние года претерпели существенную модернизацию [I]. Имея своим про­тотипом осциллографические и телевизионные трубки, они способны отражать сразу большое количество буквенной, цифровой и графи­ческой информации в цвете. В настоящее время известны два основ­ных типа ЭЛТ: с электростатическим и электромагнитным отклоне­нием.

Принцип действия ЭЛТ о электростатическим отклонением пока­зан на рис. 42, а.

Рис.42. Электронно-лучевые трубки: а - с элект­ростатическим отклонением; б- с электромагнитным отклонением: 1 - катод; 2 - модулятор; 3 - пластины вертикальной ОС; 4 - пластины горизонтальной ОС; 5 - катушки горизонтальной ОС; 6 - катушки верти­кальной ОС; 7-траектория электронного луча; 8 - люминофор экрана.

Электронный пучок, испускаемый катодом I, формируется в узкий луч с помощью фокусирующей и модулирующей системы 2, а с помощью вертикальных 3 и горизонтальных 4 пластин отклоняющей системы (ОС) сканирует экран 8, покрытый люминофором с длительным послесвечением. Электростатическое отклонение производится путем подачи на пластины 3 и 4 высокого напряжения, которое создает силу Лоренца, отклоняющую движущийся поток электронов. Такие ЭЛТ отличаются высоким быстродействием и могут ре­гистрировать мгновенные процессы, но требуют высокого отклоняющего напряжения.

В ЭЛТ с электромагнитным отклонением (рис. 42, 6) электрон­ный луч отклоняется в магнитном поле двух пар катушек: 5 и 6. Такая система, являясь более инерционной из-за большой индуктивности отклоняющих катушек, применяется в телевизионных приемниках. Развертка осуществляется в ней строка за строкой с частотой 100 кадров в секунду. Изображение формируется модуляцией интенсивности электронного луча, В настоящее время достаточно хорошо отработана технология цветных ЭЛТ с электромагнитным отклонением.

Индикаторы на ЭЛТ часто используют в качестве видеотерминалов, дисплеев персональных и профессиональных компьютеров. Дальнейшее совершенствование ведется в направлении повышения разрешающей способности до 512x512 точек на экран и расширения цветовой палитры экранов. Созданы дисплеи на ЭЛТ, способные синтезировать 16 цветов и десятки цветовых оттенков. Для пони­жения утомляемости зрения минимальная частота смены кадров принята равной 75 Гц.

Сейчас значительные усилия прилагаются к тому, чтобы уменьшить глубину ЭЛТ при большой поверхности экрана. Основная идея заключается в том, чтобы формировать луч не перпендикулярно, а параллельно экрану. Один из образцов такой плоской ЭЛТ показан на рис.43.

Рис.43. Плоская ЭЛТ: 1 - катод; 2 – фокусирующая система; 3 - модулятор; 4 - горизонтальная ОС; б - пластины вертикальной ОС; 6 – траектория электронного луча.

. Электронный луч с помощью пластин 4 сканируется в горизонтальном направлении по экрану. Пластины 5 осуществляют поворот луча в сторону экрана и сканирование его в вертикальном направлении. Для этого на пластины 5 подается поочередно высокое отрицательное напряжение, отталкивающее поток электронов в сторону экрана.

Другая оригинальная ЭЛТ с V- образной траекторией электронов показана на рис. 44. Электронный луч, сформированный электронной пушкой 3, направленный вначале параллельно экрану вдоль разделительной пластины 8, огибает эту пластину с помощью электростатической поворотной линзы 7 и движется в обратном направлении.

Рис.44.Плоская ЭЛГ с V-образной траекторией луча: 1 - стеклянная колба; 2 - катод; 3, - фокусирующая система; 4 - модулятор; 5 - горизонтальная ОС; 6 - траектория электронного луча; 7 - электростатическая линза; 8 - пластины вертикальной ОС; 9 -канальный усилитель.

Здесь на него действуют вертикальные отклоняющие подоски, расположенные на пластине 8 и направляющие луч в сторону экрана, Для эффективного отклонения электронного луча его энергия должна быть небольшой, но такой луч не способен создать высокой яркости экрана. Для повышения энергии электронов непосредственно перед экраном установлен канальный усилитель 9, который представляет собой пластину, пронизанную множеством каналов. Между входом и выходом каждого канала приложено высокое положительное напряжение. Электроны, пролетая через канал, приобретают дополнительную энергию и ускоряются, в направлении экрана. На основе описанной конструкции создана плоская ЭЛТ с экраном 23 см глубиной всего 8 см.

Несмотря на все попытки создания плоских аналогов электронной трубки индикаторы на ЭЛТ пока прочно удерживают свои позиции благодаря высокой информационной емкости, четкости и яркости изображения, возможности создания любого цвета и множества цветовых оттенков. К недостаткам ЭЛТ следует отнести их большие габариты, низкую механическую прочность из-за наличия стеклянной колба, необходимость создания высоких ускоряющих и управляющих напряжений (десятки киловольт).

Интересно отметить, что вакуумные люминесцентные индикаторы и ЭЛГ во многом похожи. И там и здесь создается электронный поток, бомбардирующий анод - экран, покрытый люминофором. Но в ЭЛТ очень тонкий электронный луч создает изображение точка за точкой. Каждая точка активизируется в течение тысячных долей времени сканирования полного кадра. Это определяет требование высоких энергий электронного луча, а, следовательно, высоких уско­ряющих напряжений.