3.10. Модуляционная характеристика кинескопа
Электронный луч кинескопа модулируется напряжением сигнала изображения, которое прикладывается между управляющим электродом (модулятором) и катодом.
Зависимость тока луча кинескопа Іл от разности потенциалов между катодом и модулятором Uм называется модуляционной характеристикой кинескопа (рис. 3.11). Из характеристики видно, что при больших отрицательных напряжениях на модуляторе относительно катода ток луча становится равным нулю кинескоп в это время заперт. С уменьшением отрицательного напряжения на модуляторе ток луча, а следовательно, и яркость свечения экрана возрастают.
В современных кинескопах черно-белого телевидения самое темное место изображения соответствует напряжению на модуляторе около - 70В, а самое светлое - напряжению - 30 В. При этом ток луча Іл = 100...150 мкА. Дальнейшее увеличение тока луча вызывает его расфокусировку и поэтому в телевизорах обычно ограничивается.
Рис. 3.11. Модуляционная характеристика кинескопа
Модуляционная характеристика кинескопа устанавливает нелинейную зависимость между током луча и напряжением на модуляторе: Іл =Uм. Такая же зависимость будет между яркостью свечения экрана Вэ и напряжением сигнала изображения Uc, приложенным между катодом и модулятором: Bэ = KUс, где К—коэффициент пропорциональности, равный яркости свечения экрана при Uc = lВ; у (гамма) — коэффициент нелинейности модуляционной характеристики; для современных кинескопов у = 1,5 - 2,8.
Нелинейность модуляционной характеристики приводит к искажению воспроизводимой на экране кинескопа контрастности изображения по сравнению с оригиналом (светлые детали воспроизводятся с большей, а темные - с меньшей контрастностью). Для компенсации этих искажений на телецентре осуществляют гамма-коррекцию сигналов изображения, пропуская их через цепь, имеющую характеристику, обратную модуляционной.
3.11. Кинескоп цветного телевидения с дельта-образным расположением электронных прожекторов
Устройство такого кинескопа показано на рис. 3.12. Его электронно-оптическая система содержит три взаимонезависимых пентодных прожектора, расположенных дельта-образно (по углам равностороннего треугольника). Электронные лучи отклоняются общей отклоняющей системой. Алюминированный люминофорный экран кинескопа представляет собой мозаику из большого количества (до полутора миллионов) люминофорных точек трех видов: под действием электронной бомбардировки одни светятся красным цветом, другие — зеленым, третьи — синим. Люминофорные точки чередуются в строго определенном порядке, образуя триады, т. е. сочетания из трех точек разного вида, центры которых располагаются по углам равностороннего треугольника. Если смотреть со стороны электронных прожекторов, то «синяя» люминофорная точка триады будет внизу, «красная» — вверху слева, а «зеленая» — вверху справа. Каждый из трех электронных прожекторов кинескопа должен возбуждать люминофорные точки только одного вида («красные», «зеленые» или «синие»).
Рис. 3.12. Устройство цветного кинескопа с дельта-образным расположением прожекторов
Прожектор, предназначенный для возбуждения «синих» люминофорных точек, помещается в верхней части горловины кинескопа, «красных» - внизу справа, «зеленых» - внизу слева.
Для того чтобы направить электронные лучи на соответствующие люминофорные точки триады, расположенной в центре экрана кинескопа, оси электронных прожекторов наклонены под углом около 1° к оси кинескопа. При этом три луча пересекаются (сходятся) в некоторой точке Д (лежащей на оси кинескопа и удаленной от экрана на расстояние ДД'), а затем расходятся и попадают на «свои» люминофорные точки триады. В процессе отклонения общей отклоняющей системой электронные лучи будут перемещаться по экрану, и если не принять специальных мер, то каждый луч будет возбуждать не только «свои», но и люминофорные точки двух других цветов, что недопустимо. Для обеспечения воздействия электронных лучей только на «свои» люминофорные точки, перед экраном (на расстоянии около 12мм) устанавливается цветоуправляющая теневая маска — тонкая металлическая диафрагма с круглыми отверстиями диаметром около 0,25мм, находящимися против геометрических центров люминофорных триад. Теперь электронные лучи, пересекаясь в плоскости теневой маски и проходя через ее отверстия, будут попадать только на «свои» люминофорные точки каждой триады. В промежутках между отверстиями маски путь электронным лучам к экрану преграждается, и тем самым предотвращается возможность возбуждения лучом, например, «красного» прожектора «зеленых» и «синих» люминофоров. Если два луча, например «зеленый» и «синий», погасить (т.е. запереть соответствующие прожекторы), то на экране образуется растр красного цвета. Аналогично на экране образуется растр зеленого или синего цвета, если в первом случае погасить «красный» и «синий», а во втором - «красный» и «зеленый» лучи.
Степень однородности свечения экрана в каждом отдельном (основном) цвете оценивается понятием чистоты цвета. Если на всей (или, по крайней мере, на большей части) площади экрана красный, зеленый или синий цвет однороден, т. е. не имеет примеси других цветов, то чистота цвета считается обеспеченной.
При одновременном воздействии на экран трех электронных лучей глаз человека (в силу ограниченной разрешающей способности) воспринимает свечение трех люминофорных точек каждой триады в виде одного светящегося пятна, имеющего цвет смеси основных цветов (R, G, В). Если интенсивность свечения всех люминофорных точек примерно одинакова, то цвет каждой триады, а следовательно, всего экрана будет белым. Обычно интенсивность свечения «красных», «зеленых» и «синих» люминофорных точек, при равных значениях возбуждающих их токов электронных лучей, неодинакова. Поэтому для получения белого цвета приходится подбирать соотношения между токами лучей отдельных прожекторов путем регулировки постоянных напряжений на их электродах. Эта операция называется регулировкой баланса белого и является обязательной для каждого кинескопа, иначе правильное цветовоспроизведение не будет обеспечено.
Для получения на экране кинескопа цветного изображения необходимо одновременно модулировать предварительно сбалансированные электронные лучи первичными цветовыми сигналами ЕR, EG и EB, прикладывая их между катодами и модуляторами соответствующих прожекторов. Если на три электронных прожектора вместо сигналов цветности одновременно подается сигнал яркости ey (сигнал черно-белого телевидения), то на экране кинескопа воспроизводится черно-белое изображение.