Мои Конспекты
Главная | Обратная связь

...

Автомобили
Астрономия
Биология
География
Дом и сад
Другие языки
Другое
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Металлургия
Механика
Образование
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Туризм
Физика
Философия
Финансы
Химия
Черчение
Экология
Экономика
Электроника

МЕТА РОБОТИ





Помощь в ✍️ написании работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Ознайомитися з режимами стирання, запису та зчитування в осцилографічному запам'ятовувальному електронно-променевому приладі (ЗЕПП) з видимим зображенням та процесами взаємодії електронного про­меня з його діелектричною мішенню.

1. Теоретичні положення.

1.1. Опис і робота установки.

Лабораторну установку для дослідження електричних режимів стирання, запису та зчитування інформації в ЕПП з діелектричними мішенями (рис.1) виконано на основі запам'ятовувального осцилографа типу С8-9А та запам'ятовувального осцилографічного ЕІШ з видимим зображенням ти­пу 13ЛН10. Установка містить канал вертикального відхилення записуваль­ного електронного променя, що складається з вхідного ланцюга попередньо­го підсилювача і кінцевого підсилювача відхилення «У», канал синхронізації, що включає в себе вхідний ланцюг, підсилювач внутрішньої синхронізації і синхронізатор, канал горизонтального відхилення, що складається з генера­тора горизонтальної розгортай і кінцевого підсилювача відхилення, форму­вач імпульсу підсвічування досліджуваного ЗЕПП, блок керування режима­ми роботи ЗЕПП, блок живлення, калібратор, вольтметр, осцилограф.

Рис.1. Структурна схема установки для дослідження запам'ятовувальної осцилографічної трубки

 

1.2. Запам'ятовувальні осцилографічні півтонові трубки.

Запам'ятовувальні осцилографічні півтонові трубки застосовують у за­пам'ятовувальних осцилографах, призначених для реєстрації неперіодичних і швидкоплинних процесів. Основна вимога до таких приладів - велика швидкість запису та достатній час відтворення запису.

У приладах цього типу запис форми досліджуваного сигналу здійснюють сфокусованим записувальним електронним променем у вигляді потенціаль­ного рельєфу на поверхні сітчастої діелектричної мішені приладу. Відтворю­ється записана осцилограма на люмінесцентному екрані приладу за допомо­гою широкого однорідного пучка повільних електронів, який з рівномірною густиною струму опромінює всю поверхню діелектричної мішені. Цей пучок повільних електронів формує додатковий відтворювальний прожектор. Тому прилади цього типу мають, як мінімум, два електронні прожектори: запису­вальний і відтворювальний. Конструкцію запам'ятовувального осцилографічного ЕПП типу 13ЛН10 показано на рис.2.

 

Рис. 2. Конструкція запам'ятовувального осцилографічного ЕПП типу 13ЛН10:

1 - люмінесцентний екран; 2 - металева сітчаста підкладка мішені; 3 - діелектрик; 4 - колекторна сітка; 5 – траєкторії ектронів відтворювального прожектора; б - колімувальна система; 7 - відтворювальний прожектор; 8 - записувальний електронний промінь; 9 - відхильна система; 10 - записувальний електронний прожектор.

 

Конструкція ЗЕПП містить записувальний 10 і відтворювальний 7 прожек­тори, електростатичну відхильну систему 9, за допомогою якої записувальний електронний промінь 8 розгортається поверхнею мішені. Сітчаста мішень (рис.3) являє собою дрібноструктурну сітку з провідникових прутків 1 зав­товшки 0,02...0,04 мм з кроком 0,1...0,2 мм, покриту з боку прожектора ша­ром діелектрика 2 з великим коефіцієнтом вторинної електронної емісії. На відстані 0,2...0,3 мм від поверхні діелектричної мішені (рис.2) розмішується колекторна сітка 4, що виконує роль колектора вторинних електронів і бар'єрної сітки. Колекторна сітка усуває засів поверхні діелектричної мішені приладу вторинними електронами. Зображення записаної осцилограми від­творюється на люмінесцентному екрані 1, до якого прикладена висока напру­га 6...10 кВ. Для забезпечення ортогонального підходу електронів відтворю­вального прожектора до поверхні діелектричної мішені використовують колі­мувальну лінзу 6.

Рис. 3. Фрагмент сітчастої мішені ЗЕПП з видимим зображенням: 1 - прутки металевої сітки-шдкладки; 2 – діелектрик.

Відтворювальний прожектор діє безперервно і створює широкий пучок повільних електронів, що опромінюють одночасно всю поверхню мішені. Проходячи крізь отвори сітчастої мішені, електрони відтворювального про­жектора прискорюються і потрапляють на екран 1 приладу, зумовлюючи йо­го світіння. Велика різниця потенціалів між катодом відтворювального про­жектора 7 і екраном досліджуваного (6... 10 кВ) дозволяє отримати досить високу яскравість зображення осцилограми досліджуваного сигналу. Велика прозорість сітчастої мішені (більше 60 %) дозволяє пропускати на екран зна­чні струми відтворювального пучка електронів, що так само сприяє отри­манню високої яскравості зображення.

Відтворювальний прожектор являє собою катод прямого розжарення, складений з паралельних ниток, до кожної з яких (паралельно) підводиться напруга (рис.4).

Рис. 4. Розподілений катод прямого розжарення відтворювального прожектора: Η - нитки розжарення; К - металеві кільця.

Нитки відтворювального катода і колекторна сітка являють собою плоску систему електродів, що забезпечує ортогональність падіння електронів на мі­шень. Падіння напруги вздовж нитки розжарення катода (нееквіпотенціаль­ність катода) створює розкид швидкостей серед електронів, що зменшує кру­тість керувальної характеристики, особливо в області потенціалу запирання (рис.5). Тому розподілений катод відтворювального прожектора застосо­вують тільки у разі порівняно невеликих розмірів мішені (приблизно до 120 мм), причому спосіб підключення ниток до джерела живлення (див. рис.4) має створювати протилежне одне одному падіння напруги в двох сусідніх нитках.

Електрони записувального прожектора через отвори сітки-мішені потрап­ляють також на екран і створюють там світіння. Тому якщо вимкнути відтво­рювальний прожектор, запам'ятовувальна трубка буде працювати як звичай­на осцилографічна, здатна відтворювати тільки періодичні електричні сиг­нали.

Рис. 5. Вторинно-емісійна (а) і керувальна (б) характеристики мішені ЗЕПП

 

Основними характеристиками, що визначають роботу приладу під час за­пису і відтворення осцилограми досліджуваного сигналу, є вторинно-емісійна і керувальна характеристики діелектричної мішені приладу. Вто­ринно-емісійна характеристика мішені ЗЕПП (див. рис.5, а) показує зале­жність діючого коефіцієнта вторинної емісії діелектрика мішені від його по­тенціалу у разі комутації елемента мішені електронним променем. Ця харак­теристика дозволяє визначити значення і знак заряду, нанесеного електрон­ним променем на елемент комутувальної мішені.

Керувальна характеристика мішені ЗЕПП (див. рис.5, б) показує залеж­ність значення струму екрана від потенціалу діелектрика мішені приладу.

Конструкція блока мішені дозволяє створити такий електричний режим роботи, за якого електрони відтворювального прожектора проходять мішень тільки через отвори сітки, не потрапляючи на діелектрик. Цим забезпечуєть­ся тривале відтворення запису (режим неруйнівного зчитування). Для цього потрібно, щоб поле в площині сітки було неоднорідне: потенціал поверхні ді­електрика був нижчим, а потенціал в отворах сітки - вищим за потенціал ка­тода відтворювального прожектора. Від'ємний потенціал поверхні діелектри­ка створюється нанесенням на нього від'ємного заряду в режимі стирання, а додатний потенціал в отворах сітки утворюється за рахунок додатних потен­ціалів колекторної сітки, екрана і, головним чином, сітки — підкладки, витки якої знаходяться безпосередньо біля отворів (рис.6).

Рис. 6. Сіткове керування електронами відтворювального прожектора: К - колекторна сітка; Μ - діелектрична мішень; Ε - екран

Примітка. Пунктиром показано нульову еквіпотенціальну лінію.

 

Із рис.6 видно, що на ділянках мішені, де потенціал діелектрика нижчий за потенціал запирання мішені (-5 В), утворюється електричне поле, яке пе­решкоджає проходженню електронів відтворювального прожектора на екран. На цих ділянках мішені екран світитися не буде. На ділянках мішені, де по­тенціал діелектрика вищий за потенціал запирання мішені, електрони від­творювального прожектора проходять крізь сітчасту мішень приладу і по­трапляють на екран, збуджуючи його світіння. Таким чином, потенціальний рельєф мішені керує потоком електронів відтворювального прожектора.

Принцип роботи приладу цього типу такий. Для формування потенціаль­ного рельєфу мішені, відповідного вхідному сигналу, що записується, потрі­бно заздалегідь підготувати мішень до запису. Підготовка мішені полягає у вирівнюванні потенціального рельєфу по всій поверхні мішені і зміщенні його нижче потенціалу запирання (рис.5, б). Підготовка мішені до запису в цьому приладі суміщена з режимом стирання раніше записаної інформації. У режимі стирання на підкладку мішені подають імпульс амплітудою 5 В. При цьому за рахунок ємнісного зв'язку потенціал діелектрика мішені змі­щується в область додатних значень відносно потенціалу катода UK відтво­рювального прожектора. Електрони відтворювального прожектора почина­ють взаємодіяти з діелектриком мішені приладу. Вторинно-емісійна характе­ристика мішені приладу (див. рис.5, а) показує, що діюче значення коефі­цієнта вторинної електронної емісії менше одиниці і на діелектрик мішені наноситься від'ємний заряд. При цьому потенціал поверхні діелектрика зни­жується і тяжіє до катодного рівноважного потенціалу Up.k = 0 (див. рис.5, а). Після досягнення рівноважного потенціалу коефіцієнт вторинної електронної емісії дорівнює одиниці, і перезарядні процеси на мішені при­пиняються. Таким чином, діелектрична мішень приладу рівномірно зарядже­на по всій поверхні до напруги мінус 5 В.

Після закінчення режиму стирання на підкладці мішені встановлюється потенціал, який дорівнює нулю. При цьому за рахунок ємнісного зв'язку по­тенціал діелектрика мішені зміщується в область від'ємних значень і дорів­нює мінус 5 В відносно потенціалу катода відтворювального прожектора. Цей потенціал нижчий за потенціал запирання мішені (див. рис.5, б), і всі електрони відтворювального прожектора відбиваються від'ємним полем мі­шені і потрапляють на колекторну сітку. Тому після закінчення режиму сти­рання екран приладу залишається темним.

Запис вхідного сигналу здійснюється записувальнимгостросфокусова-ним електронним променем у режимі швидких електронів ( д> 1). Під час запису відкривається записувальний прожектор, потенціал катода UК якого дорівнює мінус 2,5 кВ. На горизонтальні відхильні пластини подається пил­коподібна напруга розгортки, а на вертикальні - вхідний сигнал. При енергії електронів 2,5 кеВ, коефіцієнт вторинної електронної емісії більше одиниці, тому на мішень наноситься додатний заряд. У місцях проходження записуваль­ного електронного пучка потенціал поверхні діелектрика стає вищим за по­тенціал запирання (див. рис. 5, б) і на екрані виникає світіння (осцилогра­ма), що збуджується електронами відтворювального прожектора. Ці електро­ни проникають в отвори сітки-мішені тільки на тих її ділянках, де потенціал Uд, вищий за потенціал запирання, тобто де зроблено запис. Оскільки потенціали діелектрика мішені знаходяться в області від'ємних значень, то електрони відтворювального прожектора не потрапляють на діелектрик і не руйнують запис.

Час, протягом якого можна спостерігати осцилограму, приблизно дорів­нює 20 с і обмежений появою світіння ділянок екрана, відповідних незапи­саним ділянкам мішені. Це пояснюється підвищенням потенціалу діелектри­ка під дією заряду додатних іонів, які падають на діелектрик мішені. Іони виникають унаслідок іонізації залишкових газів електронами відтворюваль­ного пучка.

Електрони відтворювального пучка, які пройшли мішень у місцях записа­ного зображення осцилограми, прискорюються високим потенціалом, при­кладеним до підкладки люмінофора екрана, і безперервно збуджують його. Тому за однакових швидкостей запису яскравість зображення в осцилографі­чних запам'ятовувальних трубках більш ніж на порядок перевищує яскра­вість звичайних осцилографічних ЕПП без пам'яті.

Запам'ятовування осцилограми на мішені в процесі безперервної дії відтво­рювального пучка дозволяє, вибираючи люмінофор, не враховувати час після­світіння, а виходити з його світловидатності і спектральних характеристик випромінювання. Оскільки для збільшення яскравості не потрібне збільшен­ня енергії електронів записувального променя, його чутливість до відхилен­ня не пов'язана з яскравістю. Тому енергію записувального променя виби­рають з урахуванням лише умови фокусування і забезпечення максимального коефіцієнта вторинної емісії діелектрика мішені. На практиці прискорюваль­на напруга становить близько 2,5.. .3 кВ.

Як приклад наведемо основні дані вітчизняної осцилографічної за­пам'ятовувальної трубки 13ЛН10: швидкість запису не менше 4 000 км/с, час відтворення зображення 1 хв, яскравість зображення >1кд/м2, ширина лінії осцилограми >1 мм. Другий анод заземлений, на катод записувального про­жектора подається напруга мінус 2,5 кВ, а на екран 4 кВ.

 

 

Доверь свою работу ✍️ кандидату наук!
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Поиск по сайту:







©2015-2020 mykonspekts.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.