A számítástechnika a fejlett 3-dimenziós modellezés és képfeldolgozás terén jelentős előrelépéseket fog elérni, és a felhasználók a mai szuperszámítógépek számítási erejével rendelkező asztali számítógépeket fogják látni. Még a grafikus képességek is elérhetőek lennének az átlagfelhasználók számára, elfogadható költségek mellett. Ehhez ultra nagy felbontású monitorokra lesz szükség. Különböző megjelenítési rendszerek léteznek, mint például katódsugárcsövek (CRT), folyadékkristályos kijelzők (LCD), elektrolumineszcens kijelzők (ELD), plazma kijelzők és fénykibocsátó diódák (LED). Itt a katódsugárcsövet (CRT) tárgyaljuk.
A munkamenet elve
Amikor a két fémlemez a magasfeszültség forrásként a katódnak nevezett negatív töltésű lemez láthatatlan sugarat bocsát ki. A katódsugarat a pozitív töltésű lemezre hívják, amelyet anódnak hívnak, ahol egy lyukon áthaladva tovább halad a cső másik végéig. Amikor a sugár megüt a speciálisan bevont felületen, a katódsugár erős fluoreszcenciát vagy erős fényt produkál. Ha a katódsugárcsövön elektromos mezőt vezetünk, a katódsugarat a pozitív töltéseket hordozó lemez vonzza. Ezért a katódsugárnak negatív töltésű részecskékből kell állnia. A mozgó töltött test úgy viselkedik, mint egy apró mágnes, és kölcsönhatásba léphet egy külső mágneses mezővel. A mágneses tér által elhajolt elektronok. És amikor a külső mágneses mező megfordul, az elektronika nyalaga ellentétes irányba terelődik.
A katódsugárcsőben a katód egy fűtött izzószál, amelyet vákuumba helyeznek. A sugár egy elektronáram, amely természetesen egy fűtött katódot önt le a vákuumba. Az elektronok negatívak. Az anód pozitív, ezért vonzza a katódról leáramló elektronokat. A TV katódsugárcsövében az elektronáramot egy fókuszáló anód fókuszálja egy szoros sugárba, majd egy gyorsuló anód gyorsítja fel. Ez a szűk, nagy sebességű elektronnyaláb átrepül a csőben lévő vákuumon, és a cső másik végén lévő lapos képernyőt eléri. Ez a képernyő foszforral van bevonva, amely akkor világít, amikor a gerenda megüt.
A CRT működtetése
A Cathode Ray Tube (CRT) egy számítógépes képernyő, amelyet a kimenet standard kompozit videojelben jelenítenek meg. A CRT működése egy elektronnyaláb mozgásától függ, amely előre-hátra mozog a képernyő hátulján. Az elektronnyaláb forrása az elektronpisztoly, a pisztoly a keskeny, hengeres nyakon helyezkedik el a CRT szélső hátulján, amely termionos emisszió révén elektronáramot hoz létre. Általában a CRT-nek fluoreszkáló képernyője van a kimeneti jel megjelenítésére. Az alábbiakban egy egyszerű CRT látható.
Katódsugárcső
A CRT monitor működése nagyon egyszerű. A katódsugárcső egy vagy több elektronpuskából, esetleg belső elektrosztatikus terelőlemezből és egy foszfor célpontból áll. A CRT-nek három elektronnyalábja van - mindegyikhez egy (piros, zöld és kék) világosan látható az ábrán. Az elektronsugár apró, fényesen látható foltot produkál, amikor a foszforral bevont képernyőt eléri. Minden monitorkészülékben a cső teljes elülső területét ismételten és szisztematikusan, raszternek nevezett fix mintázatban pásztázzák. Kép (raszter) jelenik meg az elektronnyaláb pásztázásával a képernyőn. A foszfor célpontjai rövid idő után kezdenek elhalványulni, a képet folyamatosan frissíteni kell. Így a CRT elkészíti a három színes képet, amelyek elsődleges színek. Itt 50 Hz-es frekvenciát használtunk a villogás kiküszöbölésére a képernyő frissítésével.
A katódsugárcső fő részei a katód, a vezérlő rács, a terelőlemezek és a képernyő.
Katód
A melegítő a katódot magasabb hőmérsékleten tartja, és az elektronok a fűtött katódból áramlanak a katód felszíne felé. A gyorsuló anód közepén egy kis lyuk van, és nagy potenciállal rendelkezik, amely pozitív polaritású. A sorrendje ezt a feszültséget 1 és 20 kV között van a katódhoz viszonyítva. Ez a potenciálkülönbség elektromos teret hoz létre jobbról balra a gyorsuló anód és a katód közötti tartományban. Az anód haladásának lyukán az elektronok állandó vízszintes sebességgel haladnak az anódtól a fluoreszcens képernyőig. Az elektronok elütik a képernyőt, és fényesen izzik.
A vezérlő rács
A vezérlő rács szabályozza a folt fényerejét a képernyőn. Az elektronok számának az anód általi vezérlésével, és ezáltal a fókuszáló anód biztosítja, hogy a katódot kissé különböző irányokban elhagyó elektronok egy keskeny nyalábig fókuszálódjanak, és mindannyian ugyanabba a pontba érkezzenek a képernyőn. A katód, a vezérlőrács, a fókuszáló anód és a gyorsító elektróda teljes egységét elektronpuskának nevezzük.
Terelőlemezek
Két pár terelőlemez engedi az elektronnyalábot. Az első lemezpár közötti elektromos mező vízszintesen, az a második pár közötti elektromos mező pedig függőlegesen tereli el őket. Az elektronok egyenes vonalban haladnak a gyorsuló anód lyukától a képernyő közepéig, ha nincsenek terelő mezők vannak jelen, ahol fényes foltot produkálnak.
Képernyő
Ez lehet kör alakú vagy téglalap alakú. A képernyőt speciális típusú fluoreszkáló anyaggal vonják be. A fluoreszkáló anyag elnyeli energiáját, és fotonok formájában újból bocsát ki fényt, amikor az elektronnyaláb a képernyőre kerül. Amikor ez megtörténik, néhányan úgy pattannak vissza, mint egy tücsöklabdáról a falról. Ezeket szekunder elektronoknak nevezzük. Fel kell szívódniuk és vissza kell térniük a katódhoz, ha nem így vannak, a képernyő közelében felhalmozódva térfelet vagy elektronfelhőt hoznak létre. Ennek elkerülése érdekében aqua day bevonatot alkalmaznak a CRT tölcséres részén belülről.
A CRT előnyei
- A CRT-k olcsóbbak, mint más megjelenítési technológiák.
- Bármilyen felbontással, geometriával és képaránnyal működnek a képminőség romlása nélkül.
- A CRT-k a legjobb színt és szürkeárnyalatot biztosítják minden professzionális kalibráláshoz.
- Kiváló látószög.
- Jó fényerőt és hosszú élettartamot biztosít.
A CRT jellemzői
A CRT technológia használata az LCD-k bevezetése óta gyorsan csökkent, de bizonyos szempontból még mindig verhetetlenek. A CRT monitorokat széles körben használják számos elektromos eszközben, például a számítógép képernyőjén, a televíziókészülékekben, a radarképernyőkben és a tudományos és orvosi célokra használt oszcilloszkópokban.
Most már világos elképzelése van a katódsugárcsőről, és ha bármilyen kérdése van ezzel a témával vagy az elektromos és elektronikus projektek hagyja az alábbi megjegyzéseket.
Photo Credit:
- Katódsugárcső minden áramkörről
