Контрольные вопросы. Выбираем кинескопный телевизор Что внутри кинескопа

Основные элементы цветного кинескопа:- корпус (колба) кинескопа с глубоким вакуумом;
электронная оптическая система с тремя
электронными пушками;
-отклоняющая система (ОС), обеспечивающая
развертку растра по экрану;
-теневая маска, разделяющая электронные лучи,
препятствующая попаданию их на люминофоры
“чужого” цвета;
-люминофоры первичных цветов, на внутренней
поверхности экрана, преобразующие энергию
электронного луча в световую соответствующего
цвета.

Поверхность экрана кинескопа Trinitron фрагмент боковой поверхности цилиндра,
в обычных кинескопах экран
-фрагмент сферы большого радиуса, в Trinitron
отсутствуют геометрические искажения по
вертикали.

Соотношение радиуса кривизны экрана и диагонали кинескопа

Последние модели цветных
кинескопов имеют
сверхплоские экраны со
спрямленными углами
(FST - Full Square Tube,
FSQ - Flat and Square,
Flat,Super Flat, Ultra Flat).

Для увеличения контрастности:

- светопоглощающее покрытие из графита
между “зернами” люминофоров, Black Matrix;
- затемнение стекла экрана;
- антибликовое покрытие.
В самых последних моделях поверх люминофорных триад
Люминофоры излучают свет в широкой полосеприменение цветофильтров улучшает чистоту цвета.
Светофильтры ослабляют засветку люминофора внешним
светом в “чужих” спектральных полосах, поглощая его.

Эволюция цветных кинескопов:

Эволюция
цветных кинескопов:
1.Уплощение поверхности экрана.
Степень уплощенности характеризуется радиусом кривизны R
условного кинескопа со сферическим экраном.
2. Повышение контраста за счет применения “черных
матриц”, затемненных стекол, антибликовых покрытий.
3.Применение теневых масок из инвара - почти исключает
нарушение чистоты цвета из-за нагрева маски. В кинескопах со
стальной маской, на светлых участках -нарушение чистоты цвета
(локальная термическая деформация маски)

4.Примение прецизионной электронной оптики, для
получения малой апертуры электронных лучей
на люминофоре (диаметр луча 0,1- 0,2 мм).
5.Усовершенствование отклоняющих и
фокусирующих систем.
Уплощение экрана ужесточает нормы на геометрические параметры
изображения и сведение лучей в центре и на краях изображения. Для
одинаковой четкости изображения по всему экрану в больших кинескопах
029") -динамическая фокусировка - Dynamic Multiple Focus

BIO-кинескопы

Кинескопы с керамическим
покрытием теневой маски,
уменьшающем ее тепловую деформацию.
материал покрытия преобразует энергию в тепловое
излучение, которое положительно влияние на
живые организмы…?))
поэтому они называются
BIO

Внутри колбы кинескопа:
3 электронных прожектора - 1,
формируют 3 электронных луча - (2)
трех основных цветов R, G и B.
состав прожекторов:
катод- 4;
подогреватель- 3;
модулятор (управляющий электрод)- 5;
ускоряющий электрод- 6,
фокусирующий электрод –7, анод -8.
Отклоняющая система - 9 /общая для всех лучей/ 2 строчные и 2 кадровые отклоняющие катушки.
Блок полюсных наконечников 10 - часть системы радиального
сведения лучей.Анод - графитовое покрытие стекла колбы
внутри раструба и передней части горловины и соединенные с
ним цилиндры: а, б и в.

Экран - состоит из триад люминофоров.
R - Y2O3E4;
G - (ZnCd)SAg
B - ZnCdAg
Несоблюдение точности расположения точек люминофора искажает
цветовоспроизведение. Перед экраном -цветоделительная маска -11
, для попадания ЭЛП только на люминофоры «своих» цветов.

Масочные кинескопы

дельтавидные
планарные

Маска - стальной лист толщиной 0,15 мм с круглыми отверстиями
(D = 0,3 мм), число которых = числу элементов.
Катоды всех ЭЛП -под углами в 120°
в плоскости, перпендикулярной оси трубки. Оси симметрии
прожекторов наклонены к оси трубки на 1° (+2").
После прохождения сквозь отверстия лучи расходятся, попадая
каждый на свою точку люминофора

Трехлучевой кинескоп со щелевой маской и компланарной оптикой

Люминофорный
экран
Красный луч
Зеленый луч
Синий луч
Электронные
пушки
Теневая маска
со щелями

B
G
R
B
G
R

Преимущества планарного кинескопа:
1. Упрощаются условия сведения лучей.
2. Повышается яркость свечения экрана, из-за большей
прозрачности щелевой маски.
3. Улучшается чистота цвета (при сдвиге луча в вертикальном
направлении он продолжает засвечивать свою люминофорную
полоску.
4. Используется метод самосведения лучей
5. Магнитное поле Земли не влияет на чистоту цвета.
Нз
Нз

Для самосведения - формы отклоняющих
катушек и плотности распределения витков,
создающих неравномерное отклоняющее поле.
Общая для трех лучей ОС сконструирована т.о, что поле
горизонтального отклонения подушкообразное,
а вертикального -
бочкообразное.

Результирующее поле самосведения

Образует электромагнитную линзу, совмещающую три луча в
плоскости маски по всей ее площади, несмотря на
уплощенную форму экрана и маски. Корректирует
трапецеидальные искажения красного и синего растров,
которые возникли бы при отклонении равномерным полем,
т.о., отпадает необходимость в динамическом сведении лучей
Установку и юстировку отклоняющей системы
на горловине кинескопа производят при изготовлении,
после чего прочно закрепляют (наклеивают).

Расскажите о назначении кинескопа.

Из чего состоит черно-белый кинескоп?

Расскажите об экранах черно-белого кинескопа.

Нарисуйте типовую зависимость тока луча от напряжения между катодом и модулятором.

Укажите рабочий интервал напряжений и токов на этой характеристике.

3.2. Кинескопы цветного изображения

В зависимости от количества электронных лучей кинескопы цветного изображения бывают трехлучевыми и однолучевыми. В трехлучевых кинескопах цветное изображение получается сложением трех моноцветных изображений, одновременно создаваемых тремя лучами. В однолучевых кинескопах цветное изображение образуется при сложении трех моноцветных изображений, образуемых одним лучом, последовательно друг за другом.

Состав и особенности конструкции трехлучевых кинескопов цветного изображения. Составные части кинескопа цветного телевидения изображены на рис. 3.5.

Рис. 3.5. Состав кинескопа цветного изображения: 1 – стеклянная колба; 2 – электронно-оптическая система; 3 – люминофорный экран; 4 – система магнитов, надеваемая на горловину трубки; 5 – теневая маска; 6 – отклоняющая система

Электронно-оптическая система состоит из трех идентичных устройств – электронных прожекторов R -, G -, B -лучей. Каждый из прожекторов формирует поток электронов (электронный луч), управляет плотностью электронов в луче и фокусирует его у поверхности экрана. Состав и конструкция прожекторов аналогичны прожектору кинескопа черно-белого изображения. Подогреватели трех прожекторов соединены внутри кинескопа параллельно. Фокусирующие электроды прожекторов соединены вместе, а вторые аноды через внутреннее проводящее покрытие, нанесенное на колбу, подсоединены к теневой маске и защитной алюминиевой пленке люминофорного слоя кинескопа.

В зависимости от положения прожекторов в горловине трубки кинескопы бывают разных видов. Если прожекторы находятся в вершинах равностороннего треугольника, плоскость которого перпендикулярна оси кинескопа, то такие приемные трубки называются кинескопами с дельтаобразным расположением прожекторов (рис. 3.6).

Если прожекторы размещены в горизонтальной плоскости, проходящей через ось трубки, то такие приборы называются кинескопами с планарным расположением прожекторов (рис 3.7).

Люминофорное покрытие кинескопов представляет собой периодически повторяющиеся люминофорные группы. В дельта-кинескопах люминофорная группа состоит из трех рядом расположенных точечных зерен красного R , синего G и зеленого B свечения (рис. 3.6). Размеры зерен малы, порядка 0,3 мм. Количество люминофорных групп на экране около 500 тысяч. В планарных кинескопах люминофорное покрытие выполнено в виде чередующихся полосок люминофоров красного, синего и зеленого свечения.

Рис. 3.6. К пояснению попадания электронных лучей на люминофорные зерна в дельта-кинескопе

Рис. 3.7. К пояснению принципа попадания электронных лучей на люминофорные полосы в планарном кинескопе

Теневая маска и система магнитов , надеваемых на горловину трубки, обеспечивает попадание R -, G -, B -лучей, сформированных в прожекторах, только на люминофоры своего цвета (свечения). Теневая маска изготовляется из стального листа со множеством отверстий, по числу люминофорных групп. В дельта-кинескопах отверстия выполнены в виде окружностей диаметром 0,25 мм.

В планарных кинескопах отверстия в маске сделаны в виде вертикальных щелей и имеют горизонтальные перемычки, увеличивающие механическую прочность маски. Маска располагается перед экраном на расстоянии 12 мм.

Как в дельта-кинескопе, так и планарном кинескопе лучи всех трех прожекторов, в какую бы область экрана они не были направлены, должны пересекаться внутри соответствующего отверстия маски. Проходя через отверстие маски, лучи снова расходятся, и каждый из них попадает на свой люминофор в группе, расположенной за отверстием.

Схемы включения планарных и дельта-кинескопов несколько отличаются друг от друга. В дельта-кинескопах катоды 3, 4, 5 соединяются вместе (рис. 3.8). В конструкции планарного кинескопа соединены модуляторы 6, 7, 8 и ускоряющие электроды 9, 10, 11.

Рис. 3.8. Схематическое изображение кинескопа и его элементов: 1, 2 – накал; 3, 4, 5 – катоды; 6, 7, 8 – модуляторы; 9, 10, 11 – ускоряющие электроды; 12 – фокусирующие электроды; 13 – второй анод

Для обеспечения рабочего режима кинескопа на его электроды подаются постоянные напряжения. Величина этих напряжений составляет:

– напряжение на катодах кинескопа 180 В < U К < 230 В;

– напряжение на модуляторах дельта-кинескопов 80 В < U M < 150 В; на модуляторах планарных кинескопов U М 0;

– напряжение на ускоряющих электродах 400 В < U У < 800 В;

– напряжение на фокусирующих электродах 4 кВ < U Ф < 7 кВ;

– напряжение на втором аноде 21 кВ < U A 2 < 27 кВ.

Искажения изображения в дельта-кинескопах. Неискаженное цветное изображение на экране кинескопа получается при выполнении двух условий:

– луч каждого прожектора должен попадать только на «свои» люминофорные зерна по всему экрану;

– цветные изображения от каждого из лучей не должны расходиться между собой в любой точке экрана.

Невыполнение первого условия называется нарушением чистоты цвета. Невыполнение второго условия называется аберрацией.

Нарушение чистоты цвета. Нарушение чистоты цвета – это появление цветных пятен на белом растре. Чтобы понять причины этого явления кратко остановимся на способе изготовления люминофорных «зерен» на экране дельта-кинескопа.

Люминофорные «зерна» при изготовлении кинескопа наносят на экран фотографическим способом. Экран покрывают люминофором, вызывающим, например, свечение синего цвета. Поверх этого слоя наносят светочувствительную пленку. Неподвижный инфракрасный источник света располагают на некотором расстоянии от экрана со стороны маски. Лучи этого источника света, проходя через отверстия маски высвечивают световые пятна на светочувствительной пленке. При дальнейшей обработке экрана вся светочувствительная пленка и люминофор в не засвеченных местах удаляется с поверхности экрана. Таким образом, на экране остаются «зерна» люминофора синего цвета. Аналогичным способом создаются и люминофорные «зерна» двух других цветов. При формировании «зерен» источники инфракрасного излучения размещаются в вертикальной плоскости в вершинах равностороннего треугольника, через центр тяжести которого проходит ось кинескопа.

Для нормальной работы изготовленного кинескопа необходимо, чтобы центры отклонения лучей прожекторов находились в точках, где располагались источники света. При этом условии угол вхождения электронного луча каждого из прожекторов в отверстия маски будет равен углу вхождения светового луча от соответствующего инфракрасного источника в это же отверстие. Нарушение этого условия приводит к тому, что электронный луч, проходя отверстия маски под «неправильным» углом, попадает на люминофор другого цвета. В результате изменяется цвет свечения экрана.

Нарушения чистоты цвета могут возникнуть из-за погрешностей изготовления и установки электронно-оптической системы (ЭОС) в трубке, из-за смещения отклоняющей системы вдоль горловины трубки, из-за влияния магнитного поля Земли на электронные лучи прожекторов.

Погрешности изготовления и установки ЭОС, воздействие магнитного поля Земли, устраняются специальными постоянными магнитами чистоты цвета. Смещение ОС может быть устранено перемещением отклоняющей системы по оси кинескопа.

С помощью магнитов чистоты цвета, не меняя взаимного расположения центров излучения лучей, можно передвигать эти центры одновременно в плоскости, перпендикулярной оси кинескопа. Перемещение плоскости центров излучения осуществляется передвижением ОС по горловине трубки. Таким образом, эти две операции позволяют совместить центры излучения лучей с точками расположения инфракрасных источников света при изготовлении кинескопа. Магниты чистоты цвета состоят из двух одинаковых колец, надеваемых на горловину трубки (рис. 3.9).

Кольца сделаны из магнитного материала и намагничены по диаметру каждое. Изменяя положение колец (путем их поворота на горловине трубки относительно друг друга или же поворачивая оба кольца вместе), можно менять величину и направление магнитных силовых линий. Это объясняется тем, что результирующее магнитное поле образуется геометрическим сложением векторов полей каждого из колец. Кольца намагничены до одинакового уровня, поэтому при встречном расположении колец результирующее поле равно нулю. При согласованном расположении колец получившееся максимальное суммарное поле обеспечивает сдвиг лучей порядка 20 мм.

Рис. 3.9. Магниты чистоты цвета

Аберрации подразделяются на аберрации в центральной части экрана и периферийные аберрации. Аберрации в центре экрана возникают при неправильной установке прожекторов в ЭОС. (Прожектора дельта-кинескопа должны находиться в вершинах равностороннего треугольника, угол наклона оси каждого прожектора к оси кинескопа должен составлять 1). При нарушении этих условий в центре экрана кинескопа видны три или две светящиеся точки, цвет которых отличен от белого. Это объясняется тем, что лучи попадают в разные отверстия маски центральной части кинескопа, в итоге оказываются на люминофоры соседних триад. Для совмещения лучей в центре экрана служат магниты статического сведения. Они входят в систему сведения лучей, которая изображена на рис. 3.10.

– это намагниченные по диаметру цилиндрики из феррита бария. Цилиндрики вставляются в отверстия П-образного ферритового магнитопровода. Три таких магнитопровода укрепляются в вершинах равностороннего треугольника на общей плате, которая располагается на горловине кинескопа позади отклоняющей системы. Внутри горловины кинескопа в областях магнитных полей, создаваемых магнитами статического сведения, монтируются специальные полюсные наконечники. Электронный луч каждого прожектора проходит между пластинами «своего» полюсного наконечника. Чтобы магнитные поля между пластинами полюсных наконечников не влияли друг на друга, между полюсными наконечниками ставятся магнитные экраны. При повороте цилиндриков вокруг их осей величина и направление магнитного поля изменяется и, следовательно, электронный луч перемещается между пластинами полюсного наконечника вдоль радиуса горловины кинескопа. Магниты радиального смещения должны обеспечивать перемещение светящихся точек в середине экрана не менее ±10 мм от начального. Передвигая зеленый и красный луч в радиальном направлении, всегда можно совместить их на экране кинескопа в одну точку. Если эта точка не будет находиться в центре экрана, то радиальные перемещения синего луча относительно центра экрана не приведут к совмещению его с лучами G и R , поэтому возникает необходимость в применении дополнительного магнита бокового смещения синего луча. При регулировке этим магнитом синий луч перемещается в горизонтальном направлении.

Рис. 3.10. Система сведения лучей: 1 – магниты статического сведения; 2 – П-образный магнитопровод; 3 – магнитный экран; 4 – полюсные наконечники; 5 – катушки динамического сведения

Аберрации по периферии экрана проявляются в расхождении цветных изображений на экране, образуемых в отдельности красным, синим и зеленым лучами (рис. 3.11).

Причина этого в том, что область пересечения лучей при отклонении их от центра экрана находится на поверхности сферы, радиус которой меньше радиуса кривизны экрана (рис. 3.12). Поэтому электронные лучи достигают поверхности маски расходящимся пучком, попадая через её разные отверстия на зерна люминофора в соседних триадах.

Рис. 3.11. Расположение цветных растров на экране кинескопа: а – в кинескопе с -образным расположением прожекторов; б – в кинескопе с планарным расположением прожекторов

Рис. 3.12. К пояснению причин возникновения аберраций по периферии экрана: – люминофор красного свечения; о – люминофор зеленого свечения; о – люминофор синего свечения

Для коррекции рассовмещения растров по краям экрана кинескопа применяется система динамического сведения лучей. Система динамического сведения лучей, также, как и система статического сведения, перемещает каждый из трех лучей в радиальном направлении горловины трубки. В отличие от статических (постоянных) магнитов система динамического сведения должна усиливать свое воздействие на лучи по мере их удаления от центра экрана, т. е. эта система должна создавать магнитное поле, изменяющее свою величину при движении луча. Такое поле создается токами, периодически изменяющимися со строчной и кадровой частотой. Эти токи формируются в блоке сведения и протекают через специальные катушки, надетые на магнитопроводы системы сведения (рис. 3.10).

Особенности кинескопов с планарным расположением прожекторов . Как было упомянуто выше, прожекторы кинескопа располагаются в горизонтальной плоскости. По оси кинескопа расположен зеленый прожектор, а по обе стороны от него на равных расстояниях – синий и красный прожекторы.

Основные преимущества кинескопа с планарным расположением прожекторов по сравнению с дельта-кинескопом заключаются в следующем.

1. Расположение прожекторов в одной плоскости и люминофорное покрытие в виде вертикальных полосок упрощает механизм сведения лучей: растры, получаемые от крайних лучей (синего и красного) необходимо совмещать с центральным (зеленым) только в горизонтальном направлении.

2. Повышается яркость свечения экрана, т. к. щелевая маска пропускает больше лучей, чем маска с круглым отверстием.

3. Улучшается чистота цвета, поскольку электронный луч может попасть на «чужую» полоску только в горизонтальном направлении.

4. Появляется возможность осуществить самосведение лучей и тем самым исключить сложные устройства динамического сведения.

С целью самосведения лучей магнитное поле отклоняющей системы внутри горловины трубки делается неоднородным и корректирует положение луча каждого прожектора. (В дельта-кинескопах магнитное поле отклоняющей системы однородно внутри горловины трубки – одинаково по величине и направлению в любой точке магнитного пространства). Неоднородное магнитное поле создается специальной формой отклоняющих катушек и подбором плотности намотки витков в них.

Регулировка планарных кинескопов . В планарных кинескопах осуществляют две регулировки: регулировку чистоты цвета и статическое сведение лучей. Для регулирования чистоты цвета и статического сведения используют три пары кольцевых магнитов, которые объединены в один блок, называемый магнитостатическим устройством (МСУ), закрепляемый на горловине трубки (рис. 3.13).

Рис. 3.13. Схема магнитостатического устройства: 1 – корпус; 2 – магниты чистоты цвета; 3 – четырехполюсные магниты статического сведения; 4 – шестиполюсные магниты статического сведения

Магниты чистоты цвета (2) аналогичны магнитам чистоты цвета в кинескопах с дельтаобразным расположением прожекторов.

Магниты статического сведения выполняются в виде колец и бывают двух видов: четырехполюсные и шестиполюсные.

Пара четырехполюсных магнитов позволяет одновременно отодвигать или приближать красный и синий лучи к зеленому, или передвигать их вверх-вниз в противоположных направлениях (рис. 3.14, а ). При этом зеленый луч остается неподвижным. Достигается это поворотом колец магнитов на горловине трубки. При повороте пары колец в одну и ту же сторону, изменяется направление магнитного поля, а в разные – величина напряженности поля. Фиксированное положение колец («условный нуль») соответствует такому расположению кольцевых магнитов, когда их выступы совпадают с выступом МСУ. В положении «условного нуля» разноименные полюсы (N и S) пары совпадают, поэтому магнитного поля от этой пары в горловине трубки практически нет.

Пара шестиполюсных магнитов (рис. 3.14, б ) обеспечивает смещение красного и синего луча в одну сторону. Зеленый луч при этом не двигается.

Вращая кольцевые магниты, удается обеспечить сведение лучей в одну точку в центре экрана, т. е. произвести статическое сведение.

Рис. 3.14. Магниты статического сведения: а – четырехполюсные; б – шестиполюсные

Все достоинства отклоняющей системы реализуются в полной мере при высокой точности ее изготовления и установки на горловине кинескопа. Смещение отклоняющей системы даже на 1 мм приводит к заметному нарушению сведения лучей. Поэтому после установки и регулировки положения ОС, эту систему прочно закрепляют на колбе кинескопа с помощью липкой ленты, и она становится неотъемлемой частью кинескопа. Операции по установке ОС, регулировке магнитов МСУ называются юстировкой кинескопного комплекса.

Особенности кинескопов «тринитрон» заключается в следующем (рис. 3.15).

Рис. 3.15. Устройство тринитрона: ЭП – электронный прожектор; Л – линза; ПЭС – пластины электростатического сведения; ТМ – теневая маска

1. Электронно-оптическая система выполнена в виде одного прожектора, формирующего три луча R , G , B .

2. В кинескопе используется электростатическое сведение лучей, уменьшающее диаметр поперечного сечения лучей и улучшающее их фокусировку.

3. Теневая маска сделана из натянутых на металлический каркас вертикальных струн. Это увеличивает яркость свечения экрана.

4. Экран «тринитрона» – поверхность вертикального цилиндра с малой кривизной. Такая поверхность обеспечивает неискаженное изображение в вертикальной плоскости при расположении зрителя под любым углом к поверхности экрана. Структура люминофорного экрана представляет триады, состоящие из чередующихся вертикальных полос красного, синего и зеленого свечения.

Существует несколько разновидностей кинескопов «тринитрон». В некоторых из них применяются экраны с черным стеклом, повышающим контраст изображения за счет поглощения светового излучения внешних источников; используются обогащенные люминофоры, позволяющие повысить яркость изображения; экран покрывается антистатическим покрытием, уменьшающим оседание пыли.

Индексный однолучевой кинескоп. Наряду с трехлучевыми кинескопами, в цветном ТВ находят применение и однолучевые. В однолучевых кинескопах отсутствуют искажения изображения, вызванные нарушением чистоты цвета и аберрацией лучей. В этих кинескопах цветные люминофоры наносятся в виде чередующихся вертикальных полос R , G , B , между которыми наносится индексная полоска люминофора, излучающего в ультрафиолетовой области спектра внутрь кинескопа. При прохождении электронного луча в процессе развертки через индексную полоску, ее излучение преобразуется фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) в электрический сигнал, который несет информацию о положении луча по отношению к люминофорным полоскам триады R , G , B .

Этот сигнал управляет электронным коммутатором, переключающим цветовые видеосигналы в определенной последовательности, соответствующей последовательности люминофоров в триаде.

В трехлучевом кинескопе используется одновременный пространственный способ смешения цветов, а в однолучевом – последовательный, заключающийся в последовательном возбуждении люминофорных полосок R , G , B в каждой из триад. Отсюда вытекают следующие недостатки однолучевых цветных кинскопов: Ухудшение цветопередачи и снижение разрешающей способности ТВ-системы; с увеличением размера экрана становится заметна его линейчатая структура.

В разработке современных цветных кинескопов прослеживаются такие тенденции

1. Уплощение поверхности экрана. Кинескопы нового поколения отличаются малой кривизной поверхности экрана и спрямленными углами.

2. Для получения высоких значений контрастности изображения применяют светопоглощающее покрытие из графита между зернами люминофоров, называемое черная матрица (Black Matrix). Эффективность ее обусловлена высокой степенью поглощения графитом внешней засветки, дополнительно ослабляемой затемненным стеклом экрана кинескопа. Для еще большего повышения контраста изображения на экран наносится антибликовое покрытие.

3. Применение теневых масок из инвара, практически исключает нарушение чистоты цвета из-за нагрева теневой маски.

4. Для повышения четкости изображения применяется прецизионная электронная оптика, позволяющая получить малую апертуру электронных лучей на люминофоре (диаметр луча 0,1 – 0,2 мм).

5. Усовершенствование отклоняющих и фокусирующих систем. Уплощение поверхности экрана ужесточает нормы на геометрические параметры изображения и сведения лучей как в центре, так и на периферии экрана. Для обеспечения одинаковой четкости изображения по всей поверхности экрана в больших кинескопах применяется так называемая динамическая фокусировка (Dynamic Multiple Focus).

Фирма Samsung выпускает кинескопы с керамическим покрытием теневой маски. Материал покрытия преобразует энергию поглощенных электронов в тепловое излучение, которое оказывает положительное влияние на живые организмы, поэтому эти кинескопы имеют фирменное название BIO.

Выбираем кинескопный телевизор

Катодно-лучевой кинескоп (его еще называют электронно-лучевой трубкой, ЭЛТ) - это технология, дошедшая до нас из прошлого века. Серийный выпуск первых телевизоров, работавших по такому принципу, начался в далеком 1939 году. Тем не менее столь почтенный возраст этой технологии является, скорее, ее достоинством, чем недостатком, ведь кинескопные телевизоры используются и сегодня, а значит, они вполне удовлетворяют запросам любителей проводить свободное время у голубых экранов. Так что в данном случае снисходительное словосочетание «прошлый век» означает вовсе не «старье», а проверенные временем традиции.

В наше время наибольшее распространение получили , о принципах работы этих устройств наиболее «продвинутые» потребители уже имеют представление. А вот о том, что находится внутри корпуса кинескопного телевизора, некоторые потенциальные покупатели и не подозревают.

Устройство и принцип работы кинескопного телевизора

Как уже упоминалось выше, основным элементом телевизора старого образца является катодно-лучевой кинескоп (в англоязычном варианте Cathode Ray Tube, CRT). В этом устройстве происходит процесс формирования телевизионной «картинки», которая затем отображается на экране.

На рисунке цифрами обозначены:

1 - электронные пушки (три - у цветных телевизоров, одна - у черно-белых);
2 - электронные лучи;
3 - фокусирующие катушки;
4 - отклоняющие катушки;
5 - анодный вывод;
6 - теневая «маска», отфильтровывающая красные, зеленые и синие части «картинки»;
7 - слой фосфорсодержащего люминофора, покрывающий внутреннюю поверхность экрана, с областями красного, зеленого и синего свечения;
8 - увеличенное изображение люминофорного покрытия внутренней стороны экрана.

По сути, электронно-лучевая трубка представляет собой стеклянную колбу, внутри которой создается вакуум. Под воздействием электричества электронные пушки (1) начинают испускать лучи (2), которые проходят сквозь трубку кинескопа. Эти лучи, являющиеся направленными потоками электронов, улавливаются системой фокусирующих и отклоняющих катушек (3, 4). Электромагнитные катушки перенаправляют лучи на анодный вывод (5), подающий электроны на маску-фильтр (6), разделяющую общий поток на цветовые составляющие. В самых старых моделях черно-белых телевизоров цветной фильтр, естественно, отсутствовал.

Процесс появления изображения на экране можно описать следующим образом. После формирования и фильтрования световых потоков лучи попадают на внутреннюю, невидимую для зрителей поверхность телеэкрана (7). Люминофорное покрытие состоит из красных, зеленых и синих частиц, которые светятся под воздействием луча соответствующего цвета. Покрытая люминофором поверхность освещается не полностью, подсвечиваются лишь отдельные частицы вещества - таким образом посылаемые анодным выводом лучи формируют на экране быстро перемещающееся световое пятно. Это пятно движется по экрану построчно, слева направо и сверху вниз, но перемещение происходит очень быстро, неуловимо для человеческих глаз, поэтому зритель видит целостное изображение. Соответственно, чем больше частота обновления экрана (период «пробегания» светового пятна от первой до последней точки), тем качественнее получается изображение.

Трубка кинескопа располагается перпендикулярно поверхности экрана, а это значит, что она занимает достаточно много места под корпусом телевизора. Именно поэтому корпус такого устройства отличается столь внушительными габаритами и сделать его супертонким, как у современных плазменных или жидкокристаллических телевизоров, невозможно по чисто технологическим причинам. Не удивительно, что кинескопные аппараты получили в народе нежное прозвище - «ящики»!

Основные технические характеристики кинескопных телевизоров

Теперь, когда мы получили общее представление о работе кинескопа, можно приступать к выбору телевизора. В принципе основные параметры, на которые следует ориентироваться при выборе, вполне очевидны. Тем не менее неопытные покупатели могут не обратить внимания на достаточно важные технические подробности, которые испортят все удовольствие от просмотра любимого сериала или важного спортивного матча.

1. Размер и форма экрана

Приобретая «окошко» в огромный мир телевидения, важно не прогадать с размерами, иначе разглядеть удастся не так уж много. Очевидно, что телевизоры с наибольшей диагональю экрана отличаются большими габаритами, поэтому владельцам малометражных гостиных придется умерить свои аппетиты. В кинескопных телевизорах по мере возрастания размера экрана увеличиваются не только высота и ширина, но и глубина корпуса, а значит, делая ставку на крупный экран, незадачливый покупатель может столкнуться с большой проблемой: обновка займет слишком много свободного пространства в комнате.

Самые маленькие ЭЛТ-телевизоры имеют диагональ 10 дюймов - просмотр передач на них нельзя назвать комфортным. Оптимальный минимум - это 14-15 дюймов, телевизоры с такими параметрами выпускают практически все известные фирмы. Еще более популярны экраны с диагональю от 20 до 25 дюймов. Телевизоры с такими габаритами прекрасно вписываются в среднестатистическую квартиру и обладают, как правило, полным набором наиболее востребованных функций. Самыми большими считаются 29-дюймовые кинескопные телевизоры, однако в продаже можно найти модели и с 34-дюймовым экраном. Это настоящие гиганты, они подходят только для очень больших помещений и обычно устанавливаются на специальные тумбы, поставляемые в комплекте или по заказу.

При выборе телевизора важно помнить и о таком параметре, как наиболее комфортное расстояние просмотра.

Ориентируясь на эту таблицу, несложно определить примерное расположение мебели в зоне отдыха гостиной, а именно, расстояние, на которое должны быть разнесены телевизионная подставка и диван или кресла. Приобретая ЭЛТ-телевизор, необходимо заранее планировать место его установки. Если он будет стоять в мебельной нише, то обязательным условием является наличие зазора между стенками ниши и корпусом устройства, при этом нельзя перекрывать доступ воздуха к вентиляционным отверстиям. В противном случае телевизор перегреется и выйдет из строя.

Формат экрана также немаловажен. При классическом соотношении ширины и высоты 4:3 удобнее всего просматривать обычные телевизионные передачи. Широкоформатные экраны с соотношением сторон 16:9 идеальны для просмотра видеофильмов, поэтому, если телевизор будет чаще всего работать в паре с DVD-проигрывателем, широкий формат более предпочтителен. Существует еще несколько менее популярных форматов, позволяющих получить изображение с минимальным искажением. В современных моделях телевизоров есть функция автоматической подстройки формата.

Соотношение форматов экранов

Четкость изображения зависит от геометрии экрана. Выпуклый кинескоп достаточно сильно искажает «картинку». Чтобы получать изображения с максимальной реалистичностью, лучше приобрести телевизор с плоским или суперплоским экраном.

2. Частота развертки - это один из показателей качества изображения. В соответствии с описанным выше принципом работы кинескопа изображение на экране появляется благодаря свечению люминофорных частиц. Именно частотой развертки и определяется скорость перемещения светового пятна по экрану. В старых моделях телевизоров этот показатель равнялся 50 Гц, поэтому зрителю казалось, что «картинка» мерцает. При длительном просмотре телепередач нестабильное изображение становилось причиной сильной усталости глаз. Современные кинескопы обеспечивают частоту развертки 100-120 Гц - этот показатель считается оптимальным для телевизоров с большой диагональю, где нестабильность изображения особенно заметна.

Следует отметить, что при частоте обновления экрана 100 Гц иногда наблюдается эффект шлейфа от быстро перемещающихся в кадре предметов. Для стабилизации «картинки» фирмы-производители используют специальные технологии. Приобретая крупногабаритный телевизор, стоит обратить внимание на технологию стабилизации изображения: для это Digital Plus, для - Digital Scan Natural Motion, для - Super Digital, для - Digital Mastering или Intelligent Mastering, в зависимости от модели.

3. Динамики

Телевизионные программы - это не только визуальный ряд, поэтому мощное и качественное звучание является одной из основных технических характеристик. Небольшие телевизоры часто оснащаются одиночными динамиками, в то время как в крупногабаритных моделях устанавливают только стереоколонки. Вне зависимости от количества динамиков они всегда располагаются на фронтальной поверхности корпуса, обычно снизу или по бокам от экрана.

Стандартное расположение динамиков под экраном (слева) и по бокам экрана (справа)

Дорогие современные ЭЛТ-телевизоры часто имеют встроенные сабвуферы, которые передают звук низкой частоты, и системы объемного звучания, выполненные по технологии Dolby Pro Logic или Dolby Digital.

4. Разъемы для подключения внешних устройств

Как известно, телевизор не может работать сам по себе, для приема сигнала ему нужны внешняя антенна или цифровой кабель. Пожалуй, среди современных телевизоров невозможно найти ни одной модели, которая оснащалась бы только разъемом для антенны. Для полноценного использования необходимы еще, как минимум, аудио- и видеовыходы, к которым подключают видеомагнитофон и DVD-проигрыватель.

Минимальный набор разъемов: гнездо для телеантенны и RCA-разъемы для аудио- и видеосигналов

Кроме того, в наборе разъемов не окажется лишним аналоговый порт VGAи универсальный порт SCART - к нему можно подключать мультимедийную аппаратуру, спутниковый или цифровой ресивер.

5. Способ управления телевизором

Пульт дистанционного управления давно уже стал неизменным атрибутом телевизора. Это простое и удобное в использовании устройство позволяет переключать каналы, регулировать уровень звука и выполнять многие другие процедуры, не вставая с дивана. Тем не менее на лицевой панели телевизора, как правило, можно найти основные кнопки управления, дублирующие соответствующие клавиши пульта, обычно это кнопка включения, регуляторы громкости и кнопки перехода по каналам.

Кнопки управления, расположенные на корпусе телевизора

Выбирая телевизор, не стоит покупать такую модель, на корпусе которой был бы продублирован весь набор кнопок пульта управления - такое устройство будет слишком громоздким. Достаточно только основных клавиш, которые можно использовать, если в пульте сели батарейки.

Достоинства и недостатки ЭЛТ-телевизоров

Поскольку с основными техническими характеристиками ЭЛТ-телевизоров мы уже разобрались, необходимо еще рассмотреть сильные и слабые стороны этих устройств.

Достоинства:

низкая цена;
большое разнообразие моделей;
хорошее качество изображения;
реалистичная цветопередача;
продолжительный срок службы (около 15 лет).

Недостатки:

большие габариты и вес;
негативное влияние на зрение при длительном просмотре.

Подойдем к экрану включенного телевизора и пристально приглядимся к нему (лучше, через увеличительное стекло). Мы увидим, что изображение состоит из мельчайших точек или полосок . Эти точки переливаются цветами, становятся то тусклее, то ярче, но стоит отойти от экрана на шаг — и перед нами снова движущаяся картинка. Человеческий мозг обладает способностью «собирать» из сливающихся воедино точек целую картинку, а последовательность быстро сменяющихся неподвижных изображений мы воспринимаем как движущееся изображение.

Экран кинескопного телевизора — это видимая часть сложного электронного прибора, который называется и формой отдаленно напоминает грушу.

Там, где у груши черенок, у кинескопа размещено устройство, которое называетсяать электронной пушкой . «Пушка» выстреливает электронными потоками (невидимыми глазу потоками мельчайших частиц) в направлении экрана.

Сам экран покрыт крошечными точками люминофора (именно их мы и видели через лупу). Люминофор — это вещество с особыми свойствами. При попадании на него электронного луча, он начинает светиться, и чем луч мощнее, тем ярче светится люминофор. На экране черно-белого телевизора изображение складывается из таких вот маленьких точек, которые «бомбардирует» электронный луч. Там, где на люминофор падает особенно мощный поток из «пушки» мы видим яркое свечение, то есть белый цвет. Там где луч послабее — серый. Те же точки, по которым «пушка» в это мгновение не «стреляет» , мы воспринимаем как черный цвет. Так из черных, серых и белых точек на экране складывается черно-белая картинка. Точки собраны в строки — идущие справа налево ряды. Всего таких рядов 625.

Да, но ведь на экране цветного телевизора мы видим не только черный, серый и белый цвета, но и красный, изумрудный, фиолетовый, оранжевый… Как же дело обстоит там? Устройство кинескопа цветного телевизора несколько сложнее. Здесь экран поделен на точки (или полоски), каждая из которых состоит из трех участков люминофора с разными свойствами. Один из участков при попадании на него электронного потока светится зеленым цветом, другой — синим, и третий — красным. Оказывается, все остальные цвета можно получить, смешивая только эти три.

Проведем небольшой эксперимент. Возьмем два карманных фонарика и наденем на стекло фильтры из прозрачной цветной пленки — на один красную, на другой зеленую. Теперь зайдем в темную комнату и направим оба фонарика на стену. Мы видим два круга — зеленый и красный. Теперь сдвинем их вместе. Там, где круги пересекутся появится участок желтого цвета! А если к двум фонарикам добавить третий, с синим фильтром, и совместить три круга, мы увидим еще три цвета — малиновый, бирюзовый и — там где пересекаются все три круга — белый.

Если бы у нас была возможность сделать так, чтобы один фонарик светил ярче, а другой слабее, то на пересечении кругов получались бы другие оттенки цветов. В них было бы, скажем больше красного, но меньше зеленого, или больше зеленого, но меньше синего. Так можно получить любой цвет — и оранжевый, и лиловый, и бежевый.

Теперь мы понимаем, что для того, чтобы на экране телевизора появилось полноцветное изображение, одного луча из электронной пушки недостаточно . Нужно чтобы каждый из участков люминофора — красный, синий и зеленый — «обстреливался» отдельным лучом. Заставляя светиться эти разноцветные участки то ярче, то более тускло, три луча будут создавать в точке экрана любой цвет, смешивая всего три «самых главных» из них.

Остается самый интересный вопрос. Ведь если электронная пушка черно-белого телевизора «выстреливает» всего одним лучом всего в одну крохотную точку, а в цветном телевизоре таких луча три, то как же возникает изображение одновременно на всем экране? Да еще при этом получается движущаяся картинка.

Действительно, в каждое мгновение три электронных луча «бомбардируют» только одну точку экрана. Но это мгновение настолько коротко, что за секунду лучи «оббегают » все точки люминофора на экране 25 раз . Это настолько быстро, что человеческий глаз видит на экране лишь непрерывно меняющееся изображение. Происходит это благодаря тому, что люминофор после встречи с электронным лучом гаснет не сразу, а еще некоторое время сохраняет свечение. Именно поэтому, пока телевизор не выключен, экран его никогда не гаснет.

Специальные электромагниты , управляемые электрическими сигналами, направляют электронные лучи, заставляя их оббегать все строки экрана за считанные доли секунды!

Изображение, которое мы видим на экране старого телевизора, воспроизводится на экране электроннолучевой трубки - кинескопа. Кинескоп представляет собой стеклянную колбу, имеющую узкую цилиндрическую часть - горловину, переходящую в коническую часть и заканчивающуюся широким дном.

Устройство кинескопа.

С внутренней стороны дно кинескопа покрыто специальным составом - люминофором, который начинает светиться при бомбардировке его электронами. Дно трубки с нанесенным слоем люминофора и образует экран кинескопа. Воздух из колбы откачивается, так как электроны могут свободно перемещаться только в вакууме (см. Вакуумная техника).

В горловине кинескопа размещается электронная «пушка» - устройство, создающее узкий направленный поток электронов - электронный луч. В электронной «пушке» имеются катод, анод и несколько электродов для фокусировки управления лучом.

Катод разогревается нитью накала и испускает электроны. Он окружен металлическим цилиндром с небольшим отверстием посредине, через которое проходят излучаемые им электроны; это управляющий электрод кинескопа. За ним расположены ускоряющий и фокусирующий электроды и, наконец, анод. Все эти электроды и анод представляют собой полые цилиндры и отличаются друг от друга только длиной и диаметром.

Кинескоп цветного телевизора.

На ускоряющий электрод подается положительное напряжение. Электроны, пролетая сквозь него, получают ускорение и двигаются дальше.

Фокусирующий электрод собирает поток электронов в узкий луч. На анод, который соединен с токопроводящим покрытием, нанесенным на внутреннюю поверхность конуса кинескопа, подается очень высокое положительное напряжение. Электроны под действием этого напряжения приобретают еще большую скорость движения к экрану: они вылетают из электронной «пушки», как снаряды из орудийного ствола.

Чем сильнее поток электронов, тем ярче свечение экрана. «Плотность» электронного луча и, следовательно, яркость изображения изменяются под действием управляющего электрода кинескопа, исполняющего такую же роль, что и сетка триода.

Перемещение луча по экрану кинескопа происходит при помощи магнитного поля, которое создается не громоздкими магнитами, а специальными отклоняющими катушками: катушками, кадров и катушками строк - специальными электромагнитами, размещенными на горловине трубки. Они-то и являются своеобразным прицельным устройством, которое позволяет «обстрелять» любую точку экрана, направив в нее электронный луч. Строчные катушки заставляют луч чертить горизонтальные строки, а кадровые катушки, «подталкивая» луч от строки к строке, перемещают его по вертикали.

Структура люминесцентного матричного экрана: 1 - стеклянная подложка; 2 - прозрачные электроды; 3, 5 - изолирующие оксидные пленки; 4 - люминофор; 6 - контрастный светопоглощающий слой; 7 - металлические электроды.

В кинескопе цветного телевизора размещены сразу три электронные «пушки», стреляющие по экрану тремя лучами. Тысячи точек красного, зеленого и синего люминофоров, покрывающие экран, светятся при попадании на них электронов. Внутри кинескопа перед экраном помещена металлическая маска со множеством отверстий. Эти отверстия расположены так, что электронный луч, формирующий красную часть изображения, может попасть только на люминофор, вызывающий красное свечение; луч, «рисующий» зеленую часть изображения, направляется на точки зеленого люминофора; наконец, третий луч попадает только на зерна синего люминофора.

Поскольку зерна цветных люминофоров очень малы и расположены близко друг от друга, наш глаз воспринимает их как целое цветное изображение.

Конструкция кинескопа претерпела множество совершенствований. Появились приборы, в которых внутренняя поверхность экрана, в отличие от кинескопов с металлической маской, выполнена в виде вертикальных штрихов. Велись разработки телевизоров с прямоугольным экраном в виде плоской панели, выполненным с использованием электролюминофоров. Люминесцентные экраны делают на основе стеклянных матриц особого состава. Структура люминесцентного матричного экрана представлена на рисунке справа.

Современные цветные телевизоры, основанные на новых технологиях, проще в управлении, они позволяют получать изображение с большей яркостью и лучшей контрастностью.