Главная  Журналы 

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

Осциллографические электроннолучевые трубки

Настройка современной промышленной и радиолюбительской аппаратуры требует широкого использования различ1!ых радиоизмерительных устройств, из которых наиболее распространенным и обладающим широкими функциональными возможностями является электронный осциллограф. Осциллограф - едипствекный прибор, который позвол.>ет осуществлять визуальное наблюдение или фотографическую регистрацию изменений напряжений и токов в электрических цепях. В насто..1ш;е время выпускается широкая номенклатура осциллографов различного назначения, в том числе универсальных стробоскопических, запоминающих, скоростных, телевизионных, исследуемая информация на выходе которых отображается на экранах электронио-лучевых приборов, называемых осциллографичесхими трубками. Они используются в анализаторах спектров, приборах для исследования частотных, амплитудно-частотных, фазо-частотных характеристик аппаратуры, измерителях временных интервалов и др.

Электростатический способ управления электронным потоком, реализуемый в осциллографических трубках, делает их универсальными приборами, пригодными для решения самых разнообразных задач. Отличительная черта электростатического способа управления электронным потоком- его практическая безынерционность. Поэтому осциллографические трубки позволяют наблюдать напряжения и токи очень высоких частот и импульсы малой длительности.

«Осциллографические трубки» - название, в известной степени традиционное. Хотя в основном они действительно применяются в электронных осциллографах, но унйверса.;1ьность заложенных в ни.х возможностей позволяет с успехом применять их в различных дисплеях, индикаторах, учебных демонстрационных приборах, анализаторах спектров сигналов и в дру1-их радиотехнических устройствах. Следует отметить, что практически любой тип осциллографических трубок (за исключением трубок с длительным послесвечением экрана) пригоден для воспроизведения на экране телевизионного изображения, которое, конечно, будет при этом не черно-белым, а черно-зеленым или черно-синим, в зависимости от того, каким цветом светится экран трубки. Многолучевые осциллографические трубки позволяют одновременно воспроизводить на экране ход нескольких (в зависимости от количества лучей) различных физических процессов и сопоставлять их. С помощью осциллографических трубок, имеющих экраны с длительным послесвечением, удобно наблюдать однократные электрические процессы.

Предлагаемая вниманию читателей книга содержит основные сведения о принципах работы осциллографических трубок, особенностях их конструкций, а также параметры и характеристики трубок, серийно выпускаемых отечест-. венной промышленностью.



УСТРОЙСТВО и ПАРАМЕТРЫ ОСЦИЛЛОГРАФИЧЕСКИХ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВЫХ ТРУБОК

Общие сведения. Осциллографическая электронно-лучевая трубка представляет собой прибор, в котором под действием электронной бомбардировки люминофорного экрана движущимся сфокусированным электронным лучом происходит преобразование электрических сигналов в видимое световое изображение.

Осцил-чографические трубки предназначены для исследования периодических и непериодических электрических сигналов, определения временных и других функциональных зависимостей переменных электрических величин. В общем случае осциллографическая трубка (рис. 1 ) состоит из стеклянного баллона I, электронно-оптической системы 2, формирующей электронный луч 3, системы отклонения луча 4 и люминофорного экрана 5, на котором создается световое изображение исследуемого сигнала.

Существует значительное число типов осциллографических трубок, различающихся по конструкции, электрическим и светотехническим параметрам, функциональному назначению.

Трубки можно классифицировать по:

способу фокусировки и отклонения электронного луча;

числу электронных лучей;

цвету свечения и послесвечения экрана н по длительности послесвечения; форме и размеру экрана,

Осциллографическне трубки имеют электростатические фокусировку и отклонение луча.

Осциллографическне трубки подразделяются на две группы: с отклоняю» щимн пластинами и радиальной системой отклонения. Осциллографическне трубки могут быть: однолучевыми;

двухлучевыми (в том числе с расщепленным лучом); многолучевыми.

Каждому типу осциллографических электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) присваивается условное обозначение, состоящее из следующих элементов:

первый элемент - цифры, означаюил,пе размер экрана трубки по диаметру ?нлн диагонали) в сантиметрах;

второй элемент-буквы ЛО, означающие «лучевая осциллографическая»;

третий элемент - цифры, означающие порядковый номер, который данный тии занимает среди других тижов ЭЛТ с таким же размером экрана (в зависимости от даты разработки);




Рис. 1. Схема устройства осцил-лографической электронно-лучевой трубки:

/ - баллон; 2 - электронно-оптическая система; 3 - электронный луч; -отклоняющая система; 5 - люмннофорное покрытие экрана

четвертый элемент - буква, обо-аначающая тип экрана, т. е. его цвет свечения и время послесвечения.

Таким образом, условное обозначение ЭЛТ «5Л02И» означает, что это - трубка, предназначенная для осциллографии, является в СССР вторым типом трубок с размером экрана 5 см и имеет зеленый цвет свечения со средним послесвечением .

Как уже говорилось, все типы осциллографических ЭЛТ имеют электростатические фокусировку и отклонение электронного луча (в отличие от телевизионных кинескопов, в которых применяется как электростатическая, так и электромагнитная фокусировки, а отклонение электронного луча осуществляется только с помощью внешних электромагнитных отклоняющих систем). Системы фокусировки и отклонения электронного луча в осциллографических ЭЛТ всегда расположены внутри баллона ЭЛТ и являются элементами внутренней арматуры трубки.

Применение электростатической фокусировки снижает материалоемкость осциллографа, а применение электростатического отклонения - энергоемкость аппаратуры, ибо при таком отклонении не расходуется электроэнергия. Однако это вынуждает делать трубки сравнительно длинными (по отношению к размеру экрана), так как максимальный угол отклонения луча при электростатическом отклонении не превосходит 35° (у кинескопов до 110°).

Электронно-оптическая система. Электронный луч в оспиллографпческой трубке формируется электронно-оптической системой (или прожектором). Электронно-оптическая система (ЭОС) обеспечивает необходимую фокусировку электронного луча в плоскости экрана и позволяет изменять ток луча от нуля до некоторого предельно допустимого значения и яркость свечения экрана. В отличие от телевизоров, в осциллографах подлежащий наблюдению электрический сигнал, как правило, не подается на электроды ЭОС и вся осциллограмма имеет одну и ту же яркость.

В общем случае ЭОС осциллографической трубки с электростатической фо-кусировкой состоит из катода и системы электродов, образующих электростатические поля, формирующие, фокусирующие и ускоряющие электронный луч, т. е. пучок эмиттируемых катодом электронов. Принцип действия ЭОС можно рассмотреть на примере двухлинзового прожектора. Примерный характер электронных траекторий в таком прожекторе показан на рис. 2. Первая линза (ближайшая к катоду) фокусирует электроны, эмиттированные катодом, и называ-«тся иммерсионным объективом. Между первой и второй линзами образуется так называемая область скрещения электронных траекторий, в которой плоскость поперечного сечения электронного луча минимальна. Площадь сечения области скрещения меньше площади поверхности катода. Вторая линза проектирует область скрещения на экран трубки.

Первая линза образуется катодом, модулятором и первым анодом. Поперечные сечения этих электродов показаны на рис. 3 толстыми линиями. (Здесь и далее по тексту подразумевается, что катод ЭЛТ заземлен, напряжение мо-



сварочная проволока

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31