Электронно-лучевая трубка

X

Способ получения сфокусированного луча и принцип управле­ния лучом в осцилло­графе можно пояснить с помощью схемы, пред­ставленной на рис. 5.6. Как уже отмечалось вы­ше, в ЭЛТ совокупность электродов К, М, А₁, А₂, А₃ называют электрон­ной пушкой, которая излучает узкий пучок электронов. Для этого

на электроды подают напряжения, примерные величины которых даны на рис. 5.6.

Основные характеристики ЭЛТ— чувствительность, полоса пропускания, длительность послесвечения, площадь экрана. Чув­ствительность трубки S_T = L_T /U_T, где L_T — отклонение луча на экране трубки под воздействием напряжения U_T, приложенного к паре отклоняющих пластин. Обычно S_т составляет 1 мм/В.

С увеличением частоты исследуемого сигнала чувствитель­ность трубки падает. Верхнюю границу полосы пропускания ЭЛТ устанавливают на уровне, где чувствительность составляет при­мерно 0,7 от номинального значения. Для универсальных осцил­лографов широкого использования эта частота достигает 200 МГц. В современных осциллографах часто применяют многолучевые трубки; для этого увеличивают количество электродов. Более экономичным оказывается использование однолучевого осцилло­графа в режиме поочередной подачи двух сигналов на отклоня­ющие пластины (двухканальные осциллографы). За счет эффекта послесвечения трубки и свойств глаза человека на экране наблю­дают одновременное изображение двух сигналов, хотя их и по­дают поочередно.

К световым параметрам ЭЛТ относят:

• диаметр светового пятна, который при оптимальной яркости определяет разрешающую способность ЭЛТ;

• максимальная яркость свечения экрана; зависит от плотности электронного луча и регулируется изменением отрицательного напряжения на модуляторе;

• цвет свечения экрана; чаще всего используют зеленый и желтый цвета, обеспечивающие наименьшую утомляемость глаз;

• время послесвечения; для улучшения визуального восприятия осциллограммы время свечения экрана должно превышать время воздействия на него электронов.

• Если требуется наблюдать процессы с частотой менее 10 Гц, используют экраны с послесвечением средней продолжительно­сти до 100 мс.

Д ля фоторегистрации более предпочтителен лю­минофор с малым (0,01 с) послесвечением. При исследовании медленно меняющихся процессов применяют экраны, имеющие послесвечение более 0,1 с.

Н апряжение развертки при прямом ходе луча трубки должно быть линейным, иначе появятся искажения исследуемого сигнала (рис. 5.7, а). Нелинейность рабочего участка развертки прямого хода луча характеризуют коэффициентом нелинейности:

физический смысл которого поясняет рис. 5.7, б.

Рис. 5.7. Искажения осциллограммы сигнала:

а — нелинейность развертки; б -— иллюстрации к понятию

коэффициента нелинейности; н — начало развертки; к — конец развертки

К оэффициент нелинейности выражает относительное изме­нение скорости нарастания напряжения в начале и конце рабочего хода развертки; дол­жен быть менее 1 %.

П рактически линейную развертку на экране ЭЛТ при ограниченном уровне питаю­щего напряжения Е можно создать в схемах интеграторов на ОУ (рис. 5.8). Операцион­ный усилитель относится к «идеальным» устройствам — поэтому в схеме ток i₀ = 0. С уче­том этого равенства токи i_R = u_BX/R и i_c = - Cdu_BЫX /dt. Приравняв эти токи и полагая RC = _а, после несложных преобразований, получим:

Рис. 5.8. Генератор развертки на ОУ

т.е. устройство осуществляет линейное интегрирование напряже­ния развертки.