Трехлучевой цветной кинескоп

Для получения цветного изображения в боль­шинстве современных цветных ТВ приемников и видеоконтрольных устройств используется один электровакуумный прибор — цветной кинескоп, в котором цветные изображения формируются из трех цветоделенным методом пространственного смешения цветов. В боль­шинстве разработанных кинескопов применяется трехрастровая си­стема, при которой на экране кинескопа формируются три одно­цветных растра — красный, зеленый и синий, совмещенные с до­статочной степенью точности друг с другом. Трехрастровая система предполагает наличие в кинескопе трех электронных прожекторов и трех люминофорных групп, спектральное излучение которых со­ответствует красному, зеленому и синему цветам. Разделение цве­тов, т.е. обеспечение правильного попадания каждого из лучей на люминофорные элементы экрана «своего» цвета, обеспечивается с помощью теневой маски. Такие кинескопы часто называют масоч­ными.

По способу расположения прожекторов кинескопы делятся на дельта-кинескопы, прожекторы которых, а также люминофорные группы расположены в вершинах равностороннего треугольника, и на компланарные с расположением прожекторов в одной плоскости и линейчатыми люминофорными группами.

Рис. 15.5. Устройство цветного кинескопа

Кинескоп с дельтавидным расположением электронных прожек­торов и мозаичным люминофорным экраном имеет существенные не­достатки, основными из которых являются сложная система совмеще­ния трех растров и малая прозрачность теневой маски, лимитирую­щей увеличение яркости экрана кинескопа. По этой причине совре­менные телевизионные приемники и мониторы комплектуют кине­скопами с компланарным расположением электронных прожекторов и линейчатой структурой люминофорного экрана.

D – видный кинескоп – наиболее распространенный в настоящее время кинескоп (рис.15.6). Он содержит 3 прожектора (1), которые расположены в вершинах треугольника (отсюда название), а также трехцветный точечный (мозаичный) экран 3 и теневую маску 2. Для создания цветного изображения используется метод пространственного смешения цветов.

Рис. 15.6. Дельтавидный кинескоп

Элементами экрана 3 служат триады кружков (Æ 0,45 мм) люминофоров, свечение которых соответствует основным цветам: красному (R), зеленому (G) и синему (B), предназначенным для синтеза элемента изображения любого цвета. Из-за малости размера триады глаз воспринимает результирующий цвет в соответствии со степенью возбуждения каждого из люминофоров. Число триад на экране соответствует числу элементов разложения (номинальному).

Перед экраном на расстоянии ~ 12 мм помещена металлическая (сталь) маска 2 с отверстиями, которые расположены напротив каждой триады. Она сферическая, толщина 0,15 мм, диаметр отверстий 0,3 мм. Маска обеспечивает попадание каждого луча на «свой» люминофор, что позволяет обеспечить независимое возбуждение люминофоров в триаде. Существенно, что маска формирует из каждого пучка электронов достаточно узкий электронный луч, диаметром не больше кружка люминофора. Поскольку формирование происходит за счет вырезания части пучка (диафрагмирование), это резко уменьшает полезный ток луча и снижает светоотдачу. Прожекторы 1 расположены в горловине трубки в вершинах равностороннего треугольника. Оси прожекторов составляют с осью трубки угол ~ 1°. Лучи сходятся в плоскости теневой маски 2, проходят через отверстия, затем опять расходятся по вершинам триады.

На горловине колбы находятся также внешние узлы: отклоняющая (развертывающая) система 4, регулятор радиального сведения лучей 5, магнит чистоты цвета 6 и магнит синего луча 7.

Отклоняющая система разворачивает одновременно все три пучка.

Регулятор радиального сведения лучей 5 предназначен для статического (в центре экрана) и динамического (по полю изображения) сведения лучей. Он состоит из внешних магнитов М_св, работающих совместно с полюсными наконечниками 8, расположенными внутри колбы. Магнит М_св намагничен по диаметру, поэтому в зависимости от его углового положения между полюсными наконечниками создается поперечное магнитное поле различной величины, которое и «подворачивает» электронный пучок в радиальном направлении. Совместной регулировкой магнитов М_св добиваются статического сведения пучков.

Из-за неточности сборки трубки может возникнуть необходимость смещения одного из лучей в тангенциальном направлении. Для этого перемещают «синий» луч магнитом 7. Поле этого магнита направлено вдоль радиуса колбы, поэтому синий луч смещается по окружности. Статическое сведение лучей в центре экрана не обеспечивает их совпадения в отверстиях маски, удаленных от центра. Для динамического сведения служат катушки К₁ и К₂ электромагнитов радиального сведения, через них пропускаются токи специально подобранной формы, которые меняются одновременно с отклоняющими токами. Экраны 9 сделаны для автономизации регулировки пучков.

Из-за неточной сборки кинескопа в целом может возникнуть необходимость сведения геометрических осей электронных прожекторов с осью кинескопа. Для этого используется кольцевой магнит 6 (намагничен по диаметру).

Каждый из трех прожекторов имеет раздельные выводы катодов, модуляторов, ускоряющих и фокусирующих электродов. Теневая маска соединена гальванически со вторым анодом А. В масочных трубках подобного типа 80% тока каждого из пучков задерживается маской, что ведет к уменьшению яркости. Для достижения желаемой яркости приходится увеличивать токи лучей до 1,5 мА и повышать ускоряющий потенциал до 25 кВ. При этом появляется рентгеновское излучение, для уменьшения которого используют тяжелое стекло для колбы (добавки Pb, Sr⁹⁰).

Наличие трех независимых прожекторов приводит к проблеме получения белого во всех диапазонах яркостей. Причина этого – разброс модуляционных характеристик каждого из прожекторов (рис. 15.6).

Для подгонки яркостей («баланс белого») меняют ускоряющие напряжения лучей, чтобы совместить напряжения отсечки. Однако этого мало – наклоны модуляционных характеристик разные, поэтому регулируют также коэффициенты усиления усилителей яркостных сигналов.

Цветной кинескоп с линейным расположением прожекторов. Недостаточная яркость экрана, сложность настройки, сложная технология вынудили искать другие варианты конструкций кинескопов. Один из них – линейное (планарное) расположение электронных прожекторов.

Экран имеет штриховую структуру в виде тонких вертикальных полосок чередующихся люминофоров R, G, B. Перед экраном находится металлическая цветоделительная маска с вертикальными щелями и горизонтальными перемычками (для прочности).

Пучок зеленого прожектора направлен по оси кинескопа и создает симметричный растр, не нуждающийся в сведении. Прожекторы R и B расположены симметрично относительно прожектора G и находятся с ним в одной плоскости («планарность»). Симметрия дает возможность иметь одинаковые искажения, что упрощает сведение лучей в динамике. Яркость свечения здесь выше, чем в мозаичных кинескопах, т.е. щелевая маска более прозрачна, чем маска с круглыми отверстиями. Сдвиг любого пучка в вертикальном направлении не вызывает искажений, т.к. пучки не сходят со «своих» полосок люминофоров.

Планарные кинескопы позволяют делать системы самосведения пучков, что невозможно в мозаичном. Для этого подбирают форму отклоняющих катушек и плотность витков в них так, что катушка горизонтального отклонения создает «подушку», а вертикального – «бочку». После настройки катушки приклеивают к колбе.

Упомянем еще одну разновидность цветного кинескопа – однолучевой хроматрон. Экран трубки имеет линейчатую структуру перемежающихся люминофоров, перед которыми помещается цветокоммутирующая сетка (рис. 15.6). Полоски люминофора располагаются вертикально в последовательности RGBGRGBGRGBG… Ширина полосок R и В составляет 0,2 мм, полоска G имеет ширину 0,1 мм. Один элемент цветного изображения образует RGBG.

Экран трубки алюминирован и соединен с анодом, находящимся под напряжением 15 кВ относительно катода. Перед экраном на расстоянии 20 мм натянуты вертикальные проволочные струны Æ 0,036 мм с шагом 0,3 мм, так что нечетные струны помещены перед полосками красного люминофора, а четные – перед синими. Все четные струны соединены вместе (один вывод цветокоммутирующей сетки), а все нечетные также соединены и имеют вывод.

Если напряжения на секциях сетки одинаковые (слабо отрицательные), то электронный луч прожектора проходит между струнами и попадает на зеленый люминофор (рис. 15.6), а при некотором напряжении в зависимости его знака луч попадает либо на красный, либо на синий люминофор. Сетка в целом имеет довольно большую емкость, поэтому в течение одной строки потенциал сетки не меняется, а меняется лишь один раз за три строки растра, т.е. образуются последовательно три строки одинакового цвета (интенсивность каждой из них зависит от сигнала на модуляторе) – красная, зеленая, синяя. Получается пространственное смешение цветов, но с потерей цветовой четкости в 3 раза. При количестве струн 400 горизонтальная четкость составляет ~ 300 строк.

Контрольные вопросы:

1. Что такое генерация изображения?

2. Что такое синтез изображения?

3. Приведите классификацию устройств синтеза изображений.

4. Каковы требования, предъявляемые к устройствам воспроизведения ТВ изображения

5. Приведите структуру ЭЛТ. Каково назначение ее основных элементов.

6. Система кадровой развертки в телевизионном приемнике состоит из: А) генератора пилообразного сигнала; Б) питающей отклоняющие кадровые катушки; В) делителя напряжения; Г) формирователя и оконечной ступени.

7. Развертка – это: А) ячейка плоского изображения; Б) изображение, полученное в результате однократного повтора всех элементов; В) элемент изображения; Г) процесс последовательной передачи всех элементов изображения.

8. Избыточность числа кадров в ТВ передаче изображений устраняется применением:

А) строчной развертки; Б) подстрочной развертки; В) чересстрочной развертки;

Г) кадровой развертки.

9. Подушкообразные искажения приводят к тому, что: А) изображение снижается и

растягивается в центре; Б) изображение снижается по краям и растягивается в центре; В) изображение снижается в центре и растягивается по краям; Г) снижается изображение.

10. Центровка растра по горизонтали и вертикали про­изводится пропусканием тока через: А) кадровые отклоняющие катушки; Б) строчные и кадровые отклоняющие катушки; В) строчные отклоняющие катушки.

11. Для создания строчных отклоняющих токов и высокого анодного напряжения предназначен: А) блок синхронизации; Б) видеоусилитель; В) блок кадровой развертки; Г) блок строчной развертки;

12. Отклоняющие системы цветного телевидения обычно работают при напряжении на втором аноде кинескопа: А) 25 кВ; Б) 100 кВ; В) 50 кВ; Г) 75 кВ;

Дата добавления: 2014-01-06