Elektronkanon
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 23. februar 2021; checks kræver 2 redigeringer .En elektronkanon , et elektronsøgelys [1] er en enhed, der frembringer en stråle af elektroner med en given kinetisk energi og en given konfiguration. Oftest brugt i kineskoper og andre katodestrålerør , mikrobølgeanordninger (for eksempel vandrende bølgelamper ) såvel som i forskellige enheder såsom elektronmikroskoper og partikelacceleratorer .
Betjening af en elektronkanon er kun mulig i et dybt vakuum , så elektronstrålen ikke spredes, når den kolliderer med atmosfæriske gasmolekyler.
Enhed
Elektronkanonen består af en katode, en kontrolelektrode (modulator), en accelerationselektrode og en eller flere anoder. I nærvær af to eller flere anoder tildeles udtrykket fokuseringselektrode til den første anode .
Katode
Katoden skaber en strøm af elektroner, der udgår fra dens opvarmede overflade på grund af termionisk emission . Der er også elektronkanoner med en feltemission ( kold ) katode.
Ifølge opvarmningsmetoden er katoder opdelt i katoder med direkte og indirekte opvarmning.
Indirekte opvarmet katodeElektronkanoner, der bruges i CRT'er , bruger en indirekte opvarmet oxidkatode. Det giver tilstrækkelig emission ved en relativt lav temperatur på 780–820°C. Ved denne temperatur har katoden tilstrækkelig holdbarhed, og der kræves en lille mængde strøm for at opvarme den. Katoden og varmelegemet danner en katodevarmeenhed (CPU).
KPU er et hult ærme med en flad bund. Et oxidlag påføres den ydre overflade af bunden af ærmet, og inde i ærmet er der en varmelegeme i form af en spiral af højresistivitetstråd. Varmekredsløbet er elektrisk isoleret fra katoden.
Oxidlaget er en fast opløsning krystaller af oxider af jordalkalimetaller - barium , calcium og strontium ( BaO , CaO, SrO ) eller lanthanborid , sjældent tilsættes thoriumoxid til blandingen af oxider (oxid-thoriated katode, er ikke længere bruges i moderne elektrovakuumteknologi). Det er endelig dannet i processen med termisk vakuumbehandling af CRT. I processen med at pumpe ud, når det krævede vakuumniveau er nået, opvarmes katoden ved hjælp af en ekstern induktor , og derefter på den sædvanlige måde ved hjælp af en varmelegeme, der fungerer i tvungen tilstand. Som følge heraf finder kemiske reaktioner sted i de oprindelige stoffer aflejret på katodeoverfladen, og gasser frigives. Denne proces kaldes katodeaktivering og -træning. Til gengæld fører et forkert temperaturregime under drift (forsyner varmeren med øget eller reduceret spænding), såvel som vakuumforringelse, til ødelæggende mekaniske og kemiske processer i katodens oxidlag, hvilket accelererer svigtet af elektronkanonen pga. til tabet af emission (manglende evne til at opnå den nødvendige katodestrøm). Den maksimale katodestrøm, som en elektronkanon brugt i kineskoper skal levere, er i størrelsesordenen 200-300 μA.
Direkte opvarmet katodeEn direkte opvarmet katode er en metalfilament lavet af metal med en høj elektrisk modstand, som i sig selv er en kilde til termionisk emission. Den har en lavere holdbarhed sammenlignet med den indirekte opvarmede katode. En direkte opvarmet katode bruger mindre strøm, derfor blev den brugt i små tv-kinescopes med selvforsynede batterier eller en bils indbyggede netværk. Finder også anvendelse i elektronkanoner med fjernlysstrøm.
Modulator
Modulatoren er et cylindrisk glas, der dækker katoden. I midten af dens bund er der et kalibreret hul, som kaldes bæremembranen. Med dens hjælp begynder dannelsen af den ønskede tykkelse af elektronstrålen. Modulatoren er placeret tættest på katoden end alle andre elektroder (afstanden mellem katodens oxidoverflade og modulatorhullet er 0,08–0,20 ± 0,01 mm), så dens potentiale påvirker elektronstrålestrømmen mest signifikant, deraf navnet.
Modulatorens formål og funktion svarer til formålet med og driften af kontrolgitteret i et vakuumrør . Afhængigheden af elektronstrålestrømmen af modulatorpotentialet kaldes modulationskarakteristikken for elektronkanonen. På modulatoren skal der i hvert tidspunkt være et negativt potentiale i forhold til katoden. Dens konstante komponent indstiller den konstante strømkomponent af elektronkanonen og dermed lysstyrken på CRT-skærmen. Hvis den absolutte værdi af det negative potentiale på modulatoren overstiger blokeringsspændingen, vil elektronstrålestrømmen være nul.
Den modulerende spænding (for eksempel spændingen af videosignalet) bør ændre potentialeforskellen mellem katoden og modulatoren. I moderne tv'er og skærme er der et potentiale tæt på nul på modulatorerne (modulatorerne er enten direkte forbundet til enhedens fælles ledning, eller der påføres quenching lodrette og vandrette scanningsimpulser med negativ polaritet), og den positive polaritet videosignalspænding taget fra videoforstærkeren påføres katoden. Kontrasten af billedet afhænger af dets rækkevidde (tivis af volt), og lysstyrken afhænger af den konstante komponent.
Accelerationselektrode
Accelerationselektroden er en hul cylinder placeret på elektronkanonens akse. Et positivt potentiale på flere hundrede volt påføres det, det er placeret mellem modulatoren og fokuseringselektroden og udfører flere funktioner:
- informerer elektronerne om den indledende hastighed i elektronkanonen;
- en yderligere elektrostatisk linse er dannet mellem accelerationselektroden og anoden , hvilket reducerer stråledivergensvinklen, før den kommer ind i hovedlinsen, som er dannet af anoderne;
- skærmer katoderummet fra anodefeltet (fungerer som et skærmgitter i en elektronlampe), som et resultat af hvilket anodespændingsudsvingene ikke påvirker strålestrømmen og ikke fører til udsving i lysstyrken på CRT-skærmen;
I farvekineskoper opnås ved at justere accelerationsspændingen den maksimalt mulige identitet af modulationsegenskaberne for de tre elektronkanoner, hvilket er nødvendigt for at sikre hvidbalancen .
Anoder
Designet af anoderne svarer til accelerationselektrodens. Cylinderen på den anden anode har en udgangsmembran. Den passerer elektroner, hvis bane har en lille afvigelse fra elektronkanonens akse. Høje positive potentialer påført anoderne giver elektronerne, der passerer gennem dem, den nødvendige hastighed. I en elektrostatisk strålefokuserende CRT danner fokuseringselektroden og anoden den elektrostatiske hovedlinse , som fokuserer elektronstrålen på skærmen. Brændvidden af dette objektiv afhænger af deres geometri, afstanden mellem dem og forholdet mellem deres potentialer. Den justeres ved at ændre potentialet ved fokuseringselektroden for at opnå det skarpest mulige billede. Potentialet for fokuseringselektroden på farvekineskoper er ca. 6-8 kV, sort-hvide kineskoper og oscilloskoprør er ca. 1 kV. Potentialet for den anden anode af farvekineskoper er 25-30 kV, sort-hvid - 8-16 kV, oscilloskoprør - 1-2 kV.
Fjernlysstrømelektronkanoner
Med en accelerationselektrode nær katoden
I nogle tilfælde, når det er påkrævet at fjerne store strømme fra katoden, anvendes et andet princip for at konstruere nær-katodedelen af pistolen. En accelerationselektrode med et positivt potentiale på flere volt er placeret foran katoden, og så er der en kontrolelektrode med et højere potentiale. Som følge heraf bruges elektroner, der udsendes fra hele den aktive overflade af katoden, og ikke kun fra det centrale område modsat modulatormembranen, som i en konventionel pistol, til at danne strålen. Strålestrømmen styres ved at ændre det positive potentiale ved styreelektroden, som spiller rollen som en modulator. I dette tilfælde overstiger en strøm, der løber i styreelektrodekredsløbet, ikke 100 μA.
Med magnetisk strålefokusering
En elektronkanon med magnetisk strålefokusering består af en katode, en modulator, en accelerationselektrode og en anode; der er ingen fokuseringselektrode. Hovedfokuslinsen er skabt af magnetfeltet af en aksialt symmetrisk spole, som er sat på halsen af CRT. Nøjagtig fokusering af elektronstrålen udføres ved at justere fokusspolens jævnstrøm. En sådan pistol giver en højere strålestrøm sammenlignet med en pistol med elektrostatisk fokusering. Dette skyldes det faktum, at dens anode ikke har en membran, og hele katodestrømmen bruges til at danne strålen og ikke en del af den, som i pistoler med elektrostatisk fokusering (0,1-0,5).
En anden fordel ved magnetisk fokusering er den mindre størrelse af den elektroniske plet på skærmen. Dette skyldes den store diameter af fokuseringsspolen sammenlignet med diameteren af elektroderne på den elektrostatiske linse. Jo større forholdet er mellem diameteren af elektronlinsen (spolen eller elektrode) og diameteren af strålen, der passerer gennem linsen, jo højere er fokuseringskvaliteten.
Litteratur
- Alyamovsky IV Elektronstråler og elektronkanoner. - M . : Sovjetisk radio, 1966. - 231 s.
- Taranenko, V.P. Elektronpistoler. - Kiev: Teknik, 1964. - 180 s.
- Molokovskiy SI, Sushkov AD Intense elektron- og ionstråler. - M. : Energoatomizdat, 1991. - 304 s. — ISBN 5-283-03973-0 .
- Vukolov N. I., Gerbin A. I., Kotovshchikov G. S. Modtagelse af katodestrålerør: en håndbog. - M . : Radio og kommunikation, 1993.
Links
- Hvordan fungerer elektronkanonen inde i et tv, og hvorfor kaldes den en "elektronpistol"? (utilgængeligt link) . howstuffworks.com. Hentet 9. juni 2011. Arkiveret fra originalen 7. juni 2011.
Noter
- ↑ GOST 17791-82 Elektronstråleanordninger. Termer og definitioner" foreskriver brugen af udtrykket "elektronisk projektor"; brugen af den tilsvarende "elektronpistol" er ikke tilladt.
| elektronstråleapparater | ||
|---|---|---|
| Sendere | Crookes rør | |
| Foster |
| |
| huske | ||
| Elektronmikroskop | ||
| Andet |
| |
| Hoveddele |
| |
| Begreber | ||
 Ordbøger og encyklopædier |
|---|