приборы, преобразующие оптическое изображение в последовательность электрических сигналов (передаюцще ЭЛТ). К ним относятся и первые малочувствительные передающие трубки типа кинескоп и современные суперортиконы, видиконы и их модификации;

приборы, обладающие свойством хранить и считьшать введенную информацию в течение определенного времени до ее стирания (запоминающие трубки). К ним прежде всего относятся потенциалоскопы, графеконы и др.;

приборы, позволяющие осуществлять перенос оптического изображения из одной спектральной области в другую или усиливающие яркость изображения (электронно-оптические преобразователи - ЭОП). Приборы этого типа хотя и рассматривают совместно с электроннолучевыми, но в них используют не сфокусированный, а широкий электронный поток.

Глава шестнадцатая ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРОЖЕКТОРЫ

16.1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОННЫМ ПРОЖЕКТОРАМ

Электронные прожекторы для ЭЛП должны удовлетворять следующим требованиям:

создавать в плоскости приемника электронный пучок необходимой плотности тока и возможно меньшего сечения;

ток в пучке должен плавно регулироваться от нуля до максимального значения;

электронный прожектор должен быть достаточно экономичным;

материалы, используемые для изготовления элементов прожектора, должны иметь хорошие вакуумные свойства.

В зависимости от назначения ЭЛП электронные прожекторы могут иметь весьма различающиеся характеристики. Так, ток луча может меняться от долей микроампера в передающих трубках до сотен микроампер в приемных трубках; диаметр пучка в плоскости приемника - от долей миллиметров в передающих трубках до единиц миллиметров в приемных (в зависимости от размера экрана), а ускоряющее напряжение может изменяться от нескольких сотен вольт для малогабаритных кинескопов и осциллографических трубок до десятков киловольт для проекционных кинескопов.

16.2. ФОРМИЮВАНИЕ ПУЧКА В ЭЛЕКТРОННОМ ПРОЖЕКТОРЕ

Современные прожекторы, как правило, строятся по двух- или трехлинэовой системе. Необходимость применения таких систем вытекает из анализа соотношения однолинзовой геометрической оптики.

Фокусирующее поле

Рис. 16.1. К пояснению теоремы Лагранжа-Гепьмгопьца

известного в литературе под названием теоремы Лагранжа-Гельмгольца:

(16.1)

Это условие (теорема) свяэьшает линейные размеры объекта rj и изображения r-i и углы расхождения 7i и схождения 72 (рис. 16.1).

Заменив в (16.1) показатели преломления в области объекта щ и изображения «2 соответственно величинами \fV\ и л/бз, найдем радиус изображения на экране

•2 = (-i7i/72)\CV.

(16.2)

Из (16.2) видно, что для уменьшения радиуса пятна на экране г2 следует уменьшать размер объекта - катода rj, апертурный угол 71 или увеличивать отношение С/2/f/i. Уменьшение г\ и 72 связано со снижением тока луча, что нежелательно. Отношение U2I Ui ограничивается электрической прочностью прибора. Наконец, для уменьшения г2 можно бьшо бы уменьшить отношение 71/72. Однако в однолинзо-вой системе уменьшение 72 связано с приближением к линзе экрана, что, в свою очередь, приводит к резкому снижению чувствительности отклоняющей системы [см. (17.10) и (17.16)]. По этой причине прожекторы с одной линзой не применяются, а упомянутые вьппе противоречия устраняются в прожекторе, имеющем как минимум две линзы.

Схема формирования электронного пущ<а электронным прожектором с двумя линзами представлена на рис. 16.2. Под действием преломляющей силы первой линзы (иммерсионного объектива) электронные лучи, выходящие из точек а vi б катода, сходятся в некоторой плоскости, где обраэзтат электронное изображение катода а , б. В плоскости, проходящей через фокус F, электронный пучок имеет наименьшее из всех сечений, назьшаемое в литературе скрещением или кроссовером. Вторая линза отображает кроссовер в виде пятна на экране ЭЛТ.

Следует отметить, что первая линза должна не только фокусировать электроны, но и ускорять их. По этой причш1е она может быть только электростатической. Вторая линза прожектора может быть электростатической или магнитной.

Область скрещения Изображение скрещения

"-t: I

12 / ту-"-"

Изображение катода

Рис. 16.2. Примерный характер траектории электронов и сечения электронного луча в электронно-оптической системе:

/ - катод; 2 - первая линза (иммерсионный объектив); 3 - вторая фокусирующая линза; 4 - экран

В ЭЛТ в зависимости от начальных скоростей электронов, тока пучка и аберрации линз диаметр пятна составляет от десятков микрометра до единиц миллиметра.

16.3. типы ЭЛЕКТРОШ1ЫХ ПРОЖЕКТОРОВ

В электронных прожекторах с электростатической фокусировкой, как правило, используется оптическая система, гДе первой линзой является иммерсионный объектив, а второй - иммерсионная или одиночная линза. В некоторых ЭЛТ используются прожекторы, выполненные по трехлинэовой схеме: иммерсионный объектив - иммерсионная линза - одиночная линза. Такая схема позволяет уменьшить угол расхождения пучка на входе в одиночную (главную фокусирующую) линзу, что улучшает качество фокусировки прибора.

Простейший электронный прожектор (рис. 16.3, а) состоит из катода, модулятора, первого и второго анода (тетродная система).

Выше указьшалось (§ 3.8), что в ЭЛТ применяются торцевые оксидные катоды косвенного накала. Модулятор вьшолняется в виде металлического .цилиндра, перегороженного тонким диском с центральным отверстием в середине. На него чаще всего подается отрицательный потенциал (несколько десятков вольт) по отношению к катоду. Аноды вьшолняются в виде диафрагм, цилиндров. Для изготовления названных электродов применяется немагнитная сталь, константан, нихром.

Одним из недостатков тетродной системы является взаимосвязь между линзами. При изменении, например, фокусирующего напряжения на первом аноде изменяются оптические свойства не только второй, но и первой линзы, что приводит к изменению тока луча, и наоборот. Для устранения этого недостатка между модулятором и первым анодом помещается ускоряющий электрод, выполненный в виде металлического цилиндра с одной или несколькими диафрагмами и слу-