Новые электронно-лучевые приборы

На современном этапе развития электронной техники значительно возросла потребность в устройствах отображения информации. В этих устройствах широко применяются электронно-лучевые приборы, параметры которых существенно улучшены благодаря использованию при их разработках современных конструкторско-технологических достижений и новых высокоэффективных материалов.

Цветные кинескопы для вещательного телевидения. В настоящее время выпускается достаточно широкий ассортимент цветных кинескопов для вещательного телевидения с размерами по диагонали экрана от 16—32 см (малогабаритные) до 51—67 см (крупногабаритные). Разработаны новые типы кинескопов 61ЛК4Ц, 61ЛК6Ц, 32ЛК2Ц, модернизированы кинескопы 61ЛКЗЦ и 32ЛК11Д, освоены в производстве кинескопы 51ЛК2Ц (табл. 1). В результате этих работ повышена электрическая прочность и сокращено время готовности кинескопов 61ЛК4Ц, 32ЛК2Ц, 51ЛК2Ц с 20 до 10 с, увеличена их средняя наработка на отказ до 9 тыс. ч.

Улучшение чистоты цвета, уменьшение остаточного несведения электронных пучков удалось реализовать в кинескопах с планарным расположением электронно-оптической системы (ЭОС), щелевой маской и экраном линейчатой структуры.

Для планарной ЭОС разработана отклоняющая система (ОС), которая за счет магнитного поля специальной формы обеспечивает сомосведение электронных пучков по полю экрана, т.е. позволяет исключить применение специальных схем динамического сведения в телевизионном приемнике и перейти к конструированию и производству комплексов, включающих в себя кинескоп с закрепленной на горловине ОС.

Дальнейшее улучшение параметров цветных кинескопов связано с применением светопоглощающих покрытий на экране, позволяющих в сочетании с качественными пигментированными люминофорами и малозакрашенным стеклом существенно повысить яркость с сохранением контраста при внешней засветке; разработкой низкотемпературных малоинерционных катодов с уменьшенным временем готовности, повышающих надежность кинескопов; использованием новой конструкции ОС, не требующей схемной коррекции геометрических искажений.

Цветные кинескопы с высоким разрешением. В дисплеях диалоговых устройств ЭВМ для отображения информации применяются цветные масочные кинескопы с повышенным разрешением. Закончена разработка цветных кинескопов с высокой разрешающей способностью (табл. 2) и диагональю экрана 42 (рис. 1) и 61 см, имеющих дельтаобразную ЭОС и мозаичное расположение люминофорных точек. Повышенное разрешение обеспечивается специальной маской с диаметром отверстия 0,14 мм и шагом 0,3 мм. Кинескопы имеют электростатическую фокусировку и электромагнитное отклонение пучков.

Разрабатывается цветной кинескоп в комплексном исполнении на базе кинескопа 25ЛК2Ц с повышенными разрешением и устойчивостью к внешним воздействиям, с анодным напряжением 18 кВ, яркостью свечения экрана 220 кд/м² и разрешающей способностью 450 тел. линий.

Цветные индикаторные ЭЛП предназначены для отображения знаковой и графической информации в радиолокационной аппаратуре, дисплеях и других устройствах (рис. 2—4). Двух- или многоцветное представление данных увеличивает объем отображаемой информации и обеспечивает четкое ее разделение, что облегчает работу оператора. В настоящее время освоен в производстве ряд индикаторных ЭЛП с энергетическим управлением цветом свечения (табл. 3), предназначенных для отображения телевизионной, знаковой и графической информации в условиях повышенной освещенности (до 70000 лк).

Приборы отличаются высокой разрешающей способностью, средним временем послесвечения и выполнены в стеклянном оформлении в трех модификациях: с оболочками из прозрачного и контрастного стекла и с бликозащитным фильтром на экране.

В приборах с энергетическим управлением изменение цвета свечения производится переключением ускоряющего напряжения. Наличие скоростного переключателя, рассчитанного на десятки киловольт, значительно усложняет конструкцию аппаратуры, что ограничивает области применения таких приборов.

От указанного недостатка свободны индикаторные ЭАП, для которых разработаны специальные люминофоры с нелинейными характеристиками, позволяющими осуществлять управление цветом свечения путем изменения плотности тока электронного пучка (табл. 4). Несмотря на то, что по величине яркости приборы с токовым управлением уступают приборам с энергетическим управлением, они находят широкое применение в аппаратуре.

Проекционные ЭЛП 16ЛК7И, 16ЛК7П, 16ЛК7А (рис. 5) красного, зеленого и синего цвета свечения предназначены для работы в цветных проекционных телевизионных устройствах коллективного пользования. Изображение проецируется на светоотражательный экран с помощью объективов, стоящих перед каждым кинескопом. Цветное изображение образуется вследствие совмещения на экране трех монохромных изображений.

Проекционные кинескопы имеют стеклянное оформление. Светоизлучающие экраны изготавливают с применением стойких к электронной бомбардировке редкоземельных люминофоров: К-78 (красный), КЛЗ-31 (зеленый) и КЛГ-2 (синий). Яркость свечения экрана кинескопа с зеленым цветом свечения составляет 16000 кд/м², с красным — 7200 кд/м², с синим — 4000 кд/м². Они обеспечивают разрешающую способность до 600 тел. линий, контраст — 1:3 при напряжении второго анода 25 кВ и токе пучка 100—700 мА. Фокусировка пучка — электростатическая, отклонение — электромагнитное.

На базе проекционных кинескопов начат выпуск цветных видеопроекционных устройств коллективного пользования напольной конструкции с диагональю экрана 115 см. В настоящее время разработана и проходит опытную эксплуатацию видеопроекционная система для салонов самолетов ИЛ-86.

Для отображения телевизионной, знаковой и графической информации значительного объема на экранах коллективного пользования изготовлен проекционный ЭЛП с рабочим диаметром экрана 90 мм (рис. 6).

При анодном напряжении 30 кВ, ширине линии 0,12 мм, скорости перемещения пучка по экрану 1,2 мм/мс, токе пучка 700 мА приборы обеспечивают яркость свечения линии в зеленом цвете - 35200 кд/м², красном — 16500 кд/м², синем — 11000 кд/м². Фокусировка пучка — комбинированная, отклонение — электромагнитное.

Прибор имеет металлостеклянное оформление, а в качестве подложки экрана используется монокристалл лейкосапфира диаметром 100 мм.

Квантоскопы. Разработаны не имеющие аналогов ЭЛП на основе полупроводниковых квантовых генераторов с электронным возбуждением зеленого и красного цвета свечения (рис. 7). В качестве рабочего вещества экрана используются монокристаллы сульфоселенида кадмия и сульфида кадмия (для красного и зеленого цветов свечения).

Квантоскоп предназначен для отображения графической, буквенно-цифровой и телевизионной информации на экране коллективного пользования площадью 10м². Узкий спектр излучения (4 нм) и малый угол расходимости света позволяют с помощью простых проекционных объективов обеспечить при проекции изображения на экран коэффициент использования света, близкий к единице. Квантоскопы при рабочем напряжении 55—58 кВ и максимальном токе пучка 1,0 мА обеспечивают разрешающую способность 1125 тел. линий, световой поток 250 лм в диапазоне 605— 640 нм и 500 лм в диапазоне 520—550 нм. Фокусировка и отклонение пучка — электромагнитные.

Ведутся работы по созданию квантоскопа на селениде цинка синего цвета свечения с максимумом излучения 450 нм, обеспечивающим световой поток до 50 лм.

Бессеточные запоминающие ЭЛП (рис. 8) предназначены для устройств отображения информации в системах САПР АСУ, АСУТП в качестве индикатора графической и знаковой информации.

Бессеточный ЗЭЛП позволяет одновременно наблюдать запоминаемую и незапоминаемую информацию, что дает возможность оператору редактировать ее на экране, вводить дополнительные данные в ЭВМ. Прибор способен хранить записанную информацию в течение длительного времени. Применение бессеточных ЗЭЛП в дисплеях позволяет обойтись без сложных буферных устройств памяти и схем управления.

Бессеточные запоминающие ЭЛП отличаются от традиционных приборов тем, что в них совмещены функции люминесцентного экрана, потенциалоносителя (мишени), коллектора и ионного отражателя.

В настоящее время серийно выпускается бессеточный ЗЭЛП с диагональю экрана 31 см, имеющий керамическую оболочку и стеклянный экран. Основные параметры прибора приведены ниже.

Широкополосные осциллографические ЭЛТ (рис. 9) обеспечивают наблюдение и регистрацию однократных и периодических сигналов с полосой частот 100—1000 МГц и более. В таких ЭАП вместо отклоняющих систем конденсаторного типа используют замедляющие системы типа «бегущая волна», обеспечивающие ширину полосы пропускания более 5 МГц.

Создан осциллографический ЭАП с полосой пропускания 5 ГГц и скоростью фотозаписи 300 тыс. км/с. Особенностью прибора является микроканальный усилитель яркости (на основе микроканальной пластины), применение которого позволяет увеличить скорость фотозаписи на 2—3 порядка, чувствительность к отклонению в 2—4 раза и снизить в 1,5—2 раза напряжение на экране. Прибор имеет следующие характеристики:

Параметры новых ЭЛП удовлетворяют требованиям разработчиков основных сфер применения (телевидения, индикации, осциллографии, дисплейной техники) по яркости, контрастности, скорости записи, долговечности, способности отображать многоцветную телевизионную, графическую и цифро-буквенную информацию.