Рис. 15. Электронно-лучевая трубка с фокусировкой посредством электронной линзы. Высокое напряжение на последнем аноде требует хорошей изоляции; поэтому его вывод осуществляется вне цоколя трубки.
1 — управляющий электрод; 2 — первый анод; 3 — второй анод; 4 — проводящее покрытие.
Н. — А почему не через штырек цоколя?
Л. — Да потому, что из-за высокого напряжения на этом электроде его следует по возможности отдалить от других электродов.
Н. — Теперь я ясно представляю себе всю цепь. Электроны вылетают из катода, пролетают отверстия управляющего электрода и одного или нескольких анодов и попадают на какую-то точку экрана. Оттуда они движутся вдоль стенок по направлению к последнему аноду и через источник высокого напряжения возвращаются на катод. Я полагаю, что самая трудная часть пути — это та, которая ведет от пятна к краю экрана.
Л. — Верно, потому что люминесцентный слой очень далек от идеального проводника. Но в современных трубках на этот слой часто наносится очень тонкий зеркальный слой алюминия, сквозь который легко проходят электроны, вылетающие из электронной пушки, и который облегчает удаление вторичных электронов. Впрочем, истинная цель алюминиевого слоя — увеличить яркость изображения, отражая по направлению к зрителю ту часть световых лучей, которая без этого безвозвратно терялась бы для него, уходя внутрь трубки.
ПЯТНО ХОДИТ ВВЕРХ И ВНИЗ
Н. — Вот мы и владеем электронным карандашом, предназначенным для вычерчивания светящихся изображений на экране. Однако, чтобы рисовать, нужно сделать его подвижным. Как схватить этот невидимый пучок и манипулировать им по своему желанию?
Л. — Когда настоящая пушка выпускает снаряд, он следует по прямолинейной траектории?
Н. — Нет, конечно. Он описывает параболу, так как земное притяжение искривляет его траекторию по направлению к Земле.
Л. — Не видишь ли ты возможности воздействовать на электрон аналогичной силой, способной отклонить его от прямого пути?
Н. — Да, вижу. Можно было бы расположить под пучком положительно заряженный электрод, который притягивал бы электроны так же, как Земля притягивает снаряд. Таким образом, пучок искривился бы книзу.
Л. — Правильно! Можно поступить еще лучше, поместив одновременно над пучком второй, отрицательно заряженный электрод (рис. 16).
Рис. 16. Электростатическое отклонение. В соответствии со знаком напряжения на отклоняющих пластинах пятно отклоняется вниз или вверх.
Н. — Понимаю. Отталкивая электроны пучка, он дополнит действие электрода, помещенного внизу. Но два таких электрода в действительности образуют обкладки конденсатора.
Л. — Конечно. Заметь, впрочем, что на отклоняющие пластины нужно подавать не постоянное напряжение, так как, отклонившись от центра экрана, пятно займет неподвижное положение. Однако не это нам нужно. Что произойдет, если к двум отклоняющим электродам приложить переменное напряжение?
Н. — Во время полупериода, когда верхний электрод становится положительным, а нижний — отрицательным, пучок будет притягиваться вверх (отталкиваясь при этом снизу). Мы увидим, как пятно поднимается. Во время следующего полупериода верхний электрод, становясь отрицательным, его оттолкнет, в то время как он будет притягиваться к нижнему электроду, который станет положительным. Наше пятно, следовательно, переместится вниз.
Л. — Ты видишь, что пятно будет передвигаться туда и обратно вдоль вертикального диаметра экрана. И если частота переменного напряжения, приложенного к отклоняющим пластинам, превышает тридцать герц…
Н. — …глаз воспримет светящуюся вертикальную черту, так как, принимая во внимание инерцию светового ощущения, он не будет различать мгновенных положений, занимаемых пятном.
ПЯТНО КОЛЕБЛЕТСЯ ВПРАВО И ВЛЕВО
Л. — Предположим теперь, Незнайкин, что на пути пучка мы помещаем вторую пару отклоняющих пластин, на этот раз расположенных вертикально по обе стороны пучка (рис. 17).
Рис. 17. Электронно-лучевая трубка с электростатическим отклонением.
1 — вход видеосигнала; 2 — к пластинам вертикального отклонения (кадры); 3 — к пластинам горизонтального отклонения (строки).
Н. — Ясно, что они создадут возможность отклонять пучок вправо и влево. И если приложить к этим пластинам переменное напряжение, то пятно прочертит на экране горизонтальную линию.
Л. — Справедливость и логичность твоих выводов заслуживают комплиментов.
Н. — Но мне не нравится, что вертикальные пластины создают горизонтальное отклонение, и наоборот.
Л. — Это, действительно, очень досадно. И некоторые авторы создают плачевную путаницу, когда говорят о «горизонтальных отклоняющих пластинах», тогда как хотят сказать о «горизонтально отклоняющих пластинах» или «пластинах горизонтального отклонения», которые сами по себе расположены вертикально!
ИЗОБРАЖЕНИЕ ВЫРИСОВЫВАЕТСЯ
Н. — Мы умеем теперь отклонять пятно как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Как его заставить теперь вычерчивать изображение?
Л. — Не будем торопиться и ограничимся сначала ориентировочным представлением. Предположи, что к горизонтально отклоняющим пластинам приложено периодическое напряжение такой формы, что пятно пробегает с постоянной скоростью горизонтальную линию слева направо, потом почти мгновенно возвращается налево, возобновляет такое же движение вправо и т. д.
Н. — Это вроде того, как если бы я читал без конца одну и ту же строчку книги.
Л. — Остается, следовательно, сообщить пятну гораздо более медленное движение сверху вниз, прикладывая соответствующее напряжение к вертикально отклоняющим пластинам.
Н. — Таким образом, когда одна строка будет прочитана, мы не будем больше возвращаться к началу этой же строки, а будем переходить к началу следующей.
Л. — Конечно. И так будет для всех строк изображения, потому что пятно будет медленно с постоянной скоростью перемещаться сверху вниз. Но когда оно пробежит последнюю строку, резкий переброс вертикально отклоняющего напряжения возвратит пятно кверху, чтобы начать развертку следующего изображения.
