『示波管的结构和原理』开发手记

作者: zyjedifier 分类: 未分类 发布时间: 2018-11-29 18:02 ė views 6 没有评论

示波管的核心部件是电子枪和偏转极板.

 

电子枪的作用是电子的发射、加速和聚焦.

 

电子的发射

发射电子的部位我们称为阴极(所以电子束又称为阴极射线),电子枪强常用的阴极是『间热式阴极』(b图)

有区别于另一种直热式阴极(a图)——灯丝不起到发射电子的作用,而是加热与之紧贴的阴极,使阴极表面的电子获得从表面逸出的能量。常用的阴极物质氧化钡其逸出功为2.8eV,而钨丝的逸出功为4.55eV.

 

辉度调节

电子从阴极发射出来,受到栅极作用,栅极上是电势为负,起到阻碍电子向前运动的作用,最终只有部分电子能穿过栅极的中心孔,通过调节栅极的电压越低,通过的电子越少,荧光屏上的亮点就越暗,这就是辉度调节的原理。

电子的加速

电子通过栅极之后,进入到第一次加速阶段,经过高电势的第一阳极加速,后面还有第二阳极和第三阳极,在这些阳极的加速下,电子束能够获得足够高的能量。

 

电子的聚焦

电子束在往前运动的过程中,由于电子之间的同种电荷的排斥作用,使电子束越来越粗,导致图像模糊,这就需要设置聚焦场来帮助电子束聚焦。示波管中一般采用额外的静电场来实现电子束的聚焦。电聚焦的原理可以用下面的几幅图来展示。

正对的两极板由于所加电压不一样,在极板间形成凹陷的电场。

当偏离中轴的电子斜飞入这样的电场中时,一开始会受到指向中轴方向的电场力,起到汇聚和加速的效果,当电子飞行到右端时,电场力会起到发散,加速作用,

但是由于此时电子速度变快了,发散效果不明显,因而电子在这种凹陷型的电场中整体起到了聚焦作用(当然还有加速作用)

 

电子束的偏转

当电子束进入到偏转电场中,电子在电场中做类平抛运动,可以通过公式推导出,在屏幕上电子偏离中心点的水平位移和X方向的偏转电压成正比,竖直位移和Y方向上的偏转电压成正比。利用位移信息我们可以读出偏转电压的信息。这也是示波管显示信号的物理原理。

 

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