Что внутри кинескопа монитора
Я разобрал кинескоп (trinitron, какой именно уточнить не получится - осколки я уже выкинул), вытащил из него пушку и маску - интересно было на эти штуки посмотреть. Теперь меня интересует не содержатся ли в них какие-либо вредные вещества? - хочется и то и другое оставить дома в качетсве экспоната. Особенно интересует маска, потому она большая, потенциально может содержать много всякой пакости, а информации о том, из чего их делают я в инете не нашел.
Все что я смог найти в инете - это то, что в пушке содержатся соединения бария. Но их количество, как я полагаю, невелико, и кроме того, они не испараются (опять же, как я полагаю). Я так понимаю, основное вредное вещество в кинескопе - это люминофор, так?
Есть!
Не только люминофор, но и порошок, которым покрыт кинескоп снаружи.
Маска скорее всего содержит вредные вещества, так как это самая сложная деталь в кинескопе(пушка не всчёт).
Маска служит для "правильного" попадания луча на нужный люминофор, и не пропускания отражженных лучей от зеркальных стенок, тоесть засвечивания кинескопа и снижения контрастности!
В Украине во времена СССР было только 2 завода по производству цветных кинескопов и те были херовые-работали до 5 лет и садились катоды.
Добавлено через 1 час 29 минут
Да! Послде "работы" с кинескопом или его частями не забывай мыть руки с мылом, ато гадости там хватает, конечно она тебе заметного вреда не принесёт, но лучше дома не хранить, особенно пыль, оставшуюся после "разборки " кинескопа.
Вот это ты точно херню гониш.Был такой аппарат Славутич202 потом 208 так вот в них кинесы работали по 10-12лет.Как раз кинесы производились во времена СССР.А вот в перестроичные времена пошла лабуда.Вот ты их как раз и застал судя по твоему возрасту на заставке.
Добавлено через 16 минут
Маска это просто железяка с правильно геометрически расположеными дырками.Вреда не несет.Вообще в кинескопе пока не разбит внутри ваккум значит ничего нет.Под действем нагрева на катоде образуются свободные электроны которые под потенциалом напряжения 25 кВ.летят к аноду и бомбордирую лиминофор заставляя его светися.Ну я так понимаю грет дома ты ничего не будеш значит вылета электронов не будет тогда чем травится от железяк и стекла.Хотя если маску достал значит стекло уже расколол и выкинул.Единственная опасность была порезаться осколками стекла.А сейчас это просто у тебя экспонаты для познания.Ведь кухонный нож из стали не излучает почему должна излучать маска из железа.Или та же электронная пушка она тож в основном из металла тока на катод нанесен слой бария который под нагревом отдает электроны.НО в холодном виде он ж их не испускает.
Эт смотря где тот телик (из которого труба) эксплуатировался! Если в видеосалоне или у видеоэротомана, то такой гадости там осело. Телевидение, конечно, окно в мир, но зачастую из него так сквозит.Вот это ты точно херню гониш.Был такой аппарат Славутич202 потом 208 так вот в них кинесы работали по 10-12лет.Как раз кинесы производились во времена СССР.А вот в перестроичные времена пошла лабуда.Вот ты их как раз и застал судя по твоему возрасту на заставке.
Я имел ввиду тока кинескопы дожившие до наших лет, в которых пушки разположены планарно, например 61ЛК5Ц.
А маску трудно сделать технологически(и на поток поставить трудно, тоесть не факт, что для производства маски не использовались вредные вещества и их часть не осталась в мизерном количестве на маске),
напридер, посмотри через маску на кинескоп(но для кинескопа с планарным размещением нужна маска от планарного, соответственно для кинескопа с триадным(вроде так наз.) расположением пушек нужна маска от такого же типа кинескопа) , меняя расстояние от маски до экрана ты должен увидеть чёткое изображение из овалов или точек(проверено на кинескопах с триуголным расположением пушек 61ЛК3Ц,4Ц).
Так вот, пятая труба(61ЛК5Ц) работает нормально 5 лет, потом садятся катоды и не стоит забывать, что сейчас встречаются в основном только телики с пятой трубой(по крайней мере в Одессе), а кинескопы с триугольным располоением пушек 61ЛК3Ц(4Ц) работали и правда по 12 лет и даже дольше, но сейчас их практически нет рабочих, по крайней мере за последние 5 последних лет я встретил только один такой рабочий кинескоп.
Замечу также, что в "планарных" кинескопах маска проще для изготовления, чем в "триадных". И также сведение у планарных полегче будет(магнитами), а у "триадных" - сведение электрическое(БС-10, БС-21), также отклоняющие системы посложнее у "триадных", но катоды там класные - долго работают и простреливаются 3 раза(больше нет смысла, напыление отлетает), строчка для "триадных" кинескопов тоже своя, например МС-1(с такой я работал, кней идёт БС-21), тоесть причины очевидны, почему эти кинескопы сняли давно из производства.
Не стоит забывать и то, что в 90-х(после развала СССР) появлялись кинескопы с алюминиевым напылением на катодах, эти и года не работали и приходилось заменять кинескоп а стоили телики с ними на 15 % дешевле чем с нормальными кинескопами.
Всё это экономически обосновано!
К примеру, черно-белые кинескопы(самые первые) работать могли до 30 лет до потери эмиссии, и если бы все ТВ работали по 30 лет то заводы стали бы банкротами, а уменьшая слой напыления на катодах они экономят и делают себе постоянный рынок сбыта, зная, что через 5 лет их телевизоры перестанут работать.
Примером этого также служат лампы накаливания(освещения), в СССР сначала их делали с более толстой вольфрамовой ниткой и они были практически вечные, но это экономически было не выгодно и толщину вольфрамовой нити уменьшили в несколько раз и теперь лампы накаливания работают в серднем не более двух месяцев.
В кинескопах уменьшили в 5-6 раз толщину напыления на катодах.
Также есть кинескопы с масками в виде натянутых тончайших проводов(фирму не помню).
В сети есть видеоролики,про пункты переработки и утилизации кинескопов из старых телевизоров.Стекло кинескопа содержит свинец,и иногда о вреде кинескопа для окружающей среды можно увидеть различные статьи.Разобрал кинескоп и посмотрим,как он устроен и какая химия в нем есть.
Внутри кинескопа вакуум,для его удаления сбил кирпичом колбу с электронной пушкой.На внешней поверхности кинескопа есть черный налет,это слой графита-аквадаг.Он предотвращает испускание электронов от люминофора .
Под стеклом находится металлический экран для защиты от электромагнитных внешних излучений.
Далее идет решетка с мелкими отверстиями-теневая маска или может апертурная решетка,выполненная из стали сорта инвар.Электроны,испускаемые электронной пушкой,попадают на эту маску и она нагревается,поэтому эта сталь имеет незначительный коэф. температурного расширения.
За маской находится тонкий слой белого вещества-люминофор,который светится красным,зеленым и синим цветом-RGB.Отверстия в маске служат для того,чтобы электроны своего цвета испускаемые пушкой попадали на свой люминофор.То,что мы видим на экране телевизора и есть свечение люминофора.Красный люминофор-это окись иттрия с европием,зеленый-это сульфид цинка и кадмия ,синий-это сульфид цинка с серебром.
Стекло кинескопа легировано свинцом,чтобы рентген излучение не выходило наружу на зрителя.Около 0.5-2.9кг оксида свинца содержит стекло и представляет опасность из-за выщелачивании свинца на полигоне ТБО.
Теперь собственно сама электронная пушка,которая испускает электроны к люминофору.Круглая таблетка-это геттер,служит для поглощения оставшегося газа при выкачивании воздуха при изготовлении кинескопа.Он может состоять из тантала,титана,бария и других металлов.
Цилиндры с тремя отверстиями-аноды,на них подается высокое напряжение.
Испускают электроны три катода,каждый соответствует одному цвету.Нагревают катод нити накаливания.Катод содержит оксид бария,кальция и стронция.
Большинство используемых и выпускаемых ныне мониторов построены на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ). В английском языке — Cathode Ray Tube (CRT), дословно — катодно-лучевая трубка. Иногда CRT расшифровывают как Cathode Ray Terminal, что соответствует уже не самой трубке, а устройству, на ней основанному. Электронно-лучевая технология была разработана немецким ученым Фердинандом Брауном в 1897 году и первоначально создавалась в качестве специального инструмента для измерения переменного тока, то есть для осциллографа.
Электронно-лучевая трубка, или кинескоп, — самый важный элемент монитора. Кинескоп состоит из герметичной стеклянной колбы, внутри которой находится вакуум (основные конструкционные узлы кинескопа показаны на рис. 1). Один из концов колбы узкий и длинный — это горловина. Другой — широкий и достаточно плоский — экран. Внутренняя стеклянная поверхность экрана покрыта люминофором (luminophor). В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов — иттрия, эрбия и т. п. Люминофор — это вещество, которое при бомбардировке заряженными частицами испускает свет. Заметим, что иногда люминофор называют фосфором, но это не верно, так как люминофор, используемый в покрытии ЭЛТ, не имеет ничего общего с фосфором. Более того, фосфор светится только в результате взаимодействия с кислородом воздуха при окислении до P2O5, и ссвечение длится очень недолго (кстати, белый фосфор — сильный яд).
Рисунок 1. Конструкция электронно-лучевой трубки.
Для создания изображения в ЭЛТ-мониторе используется электронная пушка, откуда под действием сильного электростатического поля исходит поток электронов. Сквозь металлическую маску или решетку они попадают на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками.
Поток электронов (луч) может отклоняться в вертикальной и горизонтальной плоскости, что обеспечивает последовательное попадание его на все поле экрана. Отклонение луча происходит посредством отклоняющей системы (см. рис. 2). Отклоняющие системы подразделяются на седловидно-тороидальные и седловидные. Последние предпочтительнее, поскольку итмеют пониженный уровень излучения.
Конструкция отклоняющей системы
Рисунок 2. Устройство отклоняющей системы ЭЛТ.
Отклоняющая система состоит из нескольких катушек индуктивности, размещенных у горловины кинескопа. С помощью переменного магнитного поля две катушки создают отклонение пучка электронов в горизонтальной плоскости, а две другие — в вертикальной.
Изменение магнитного поля возникает под действием переменного тока, протекающего через катушки и изменяющегося по определенному закону (это, как правило, пилообразное изменение напряжения во времени), при этом катушки придают лучу нужное направление. Путь электронного луча на экране схематично показан на рис. 3. Сплошные линии — это активный ход луча, пунктир — обратный.
Путь электронного луча
Рисунок 3. Схема развертки электронного луча.
Частота перехода на новую линию называется частотой строчной (или горизонтальной) развертки. Частота перехода из нижнего правого угла в левый верхний называется частотой вертикальной (или кадровой) развертки. Амплитуда импульсов перенапряжения на катушках строчной развертки возрастает с частотой строк, поэтому этот узел оказывается одним из самых напряженных мест конструкции и одним из главных источников помех в широком диапазоне частот. Мощность, потребляемая узлами строчной развертки, также является одним из серьезных факторов, учитываемых при проектировании мониторов.
После отклоняющей системы поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В результате электроны приобретают большую энергию (E=mV 2 /2, где E-энергия, m-масса, v-скорость), часть из которой расходуется на свечение люминофора.
Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов преобразуется в свет, то есть поток электронов заставляет точки люминофора светиться. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на вашем мониторе. Как правило, в цветном CRT мониторе используется три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся.
Известно, что глаза человека реагируют на основные цвета: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов. Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки, состоит из очень маленьких элементов (настолько маленьких, что человеческий глаз не всегда может различить их). Эти люминофорные элементы воспроизводят основные цвета, фактически имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам RGB (отсюда и название группы из люминофорных элементов — триады).
Люминофор начинает светиться, как было сказано выше, под воздействием ускоренных электронов, которые создаются тремя электронными пушками. Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные люминофорные частицы, чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется и в результате формируется изображение с требуемым цветом. Например, если активировать красную, зеленую и синюю люминофорные частицы, то их комбинация сформирует белый цвет.
Для управления электронно-лучевой трубкой необходима и управляющая электроника, качество которой во многом определяет и качество монитора. Кстати, именно различие в качестве управляющей электроники, создаваемой разными производителями, является одним из критериев определяющих разницу между мониторами с одинаковой электронно-лучевой трубкой.
Итак, каждая пушка излучает электронный луч (или поток, или пучок), который влияет на люминофорные элементы разного цвета (зеленого, красного или синего). Понятно, что электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия используется специальная маска, чья структура зависит от типа кинескопов от разных производителей, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. ЭЛТ можно разбить на два класса - трехлучевые с дельтаобразным расположением электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. В этих трубках применяются щелевые и теневые маски, хотя правильнее сказать, что они все теневые. При этом трубки с планарным расположением электронных пушек еще называют кинескопами с самосведением лучей, так как воздействие магнитного поля Земли на три планарно расположенных луча практически одинаково и при изменении положения трубки относительно поля Земли не требуется производить дополнительные регулировки.
Теневая маска
Теневая маска (shadow mask) — самый распространенный тип масок. Она применяется со времени изобретения первых цветных кинескопов. Поверхность у кинескопов с теневой маской обычно сферической формы (выпуклая). Это сделано для того, чтобы электронный луч в центре экрана и по краям имел одинаковую толщину.
Конструкция теневой маски
Рисунок 5. Конструкция теневой маски (увеличенно).
Теневая маска состоит из металлической пластины с круглыми отверстиями, которые занимают примерно 25% площади (см. рис. 5, 6). Находится маска перед стеклянной трубкой с люминофорным слоем. Как правило, большинство современных теневых масок изготавливают из инвара. Инвар (InVar) — магнитный сплав железа (64%) с никелем (36%). Этот материал имеет предельно низкий коэффициэнт теплового расширения, поэтому, несмотря на то, что электронные лучи нагревают маску, она не оказывает отрицательного влияния на чистоту цвета изображения. Отверстия в металлической сетке работают как прицел (хотя и не точный), именно этим обеспечивается то, что электронный луч попадает только на требуемые люминофорные элементы и только в определенных областях. Теневая маска создает решетку с однородными точками (еще называемыми триады), где каждая такая точка состоит из трех люминофорных элементов основных цветов — зеленного, красного и синего, которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Изменением тока каждого из трех электронных лучей можно добиться произвольного цвета элемента изображения, образуемого триадой точек.
Конструкция теневой маски 2
Рисунок 6. Конструкция теневой маски (общий вид).
Одним из слабых мест мониторов с теневой маской является ее термическая деформация. На рис. 7 показано, как часть лучей от электронно-лучевой пушки попадает на теневую маску, вследствие чего происходит нагрев и последующая деформация теневой маски. Происходящее смещение отверстий теневой маски приводит к возникновению эффекта пестроты экрана (смещения цветов RGB). Существенное влияние на качество монитора оказывает материал теневой маски. Предпочтительным материалом маски является инвар.
Конструкция отклоняющей системы 2
Рисунок 7. Конструкция отклоняющей системы.
Недостатки теневой маски хорошо известны: во-первых, это малое соотношение пропускаемых и задерживаемых маской электронов (только около 20-30% проходит через маску), что требует применения люминофоров с большой светоотдачей, а это в свою очередь ухудшает монохромность свечения, уменьшая диапазон цветопередачи, а во-вторых, обеспечить точное совпадение трех не лежащих в одной плоскости лучей при отклонении их на большие углы довольно трудно. Теневая маска применяется в большинстве современных мониторов — Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, ViewSonic.
Шаг теневой маски
Рисунок 8. Шаг теневой маски.
Минимальное расстояние между люминофорными элементами одинакового цвета в соседних строках называется шагом точек (dot pitch) и является индексом качества изображения (см. рис. 8). Шаг точек обычно измеряется в миллиметрах (мм). Чем меньше значение шага точек, тем выше качество воспроизводимого на мониторе изображения. Расстояние между двумя соседними точками по горизонтали равно шагу точек, умноженному на 0,866.
Апертурная решетка
Есть еще один вид трубок, в которых используется Aperture Grille (апертурная решетка). Эти трубки стали известны под именем Trinitron и впервые были представлены на рынке компанией Sony в 1982 году. В трубках с апертурной решеткой применяется оригинальная технология, где имеется три лучевые пушки, три катода и три модулятора, но при этом имеется одна общая фокусировка (см. рис. 9).
Конструкция апертурной решетки
Рисунок 9. Конструкция апертурной решетки.
Апертурная решетка — это тип маски, используемый разными производителями в своих технологиях для производства кинескопов, носящих разные названия, но одинаковые по сути, например, технология Trinitron от Sony, DiamondTron от Mitsubishi и SonicTron от ViewSonic. Это решение не включает в себя металлическую решетку с отверстиями, как в случае с теневой маской, а имеет решетку из вертикальных линий (см. рис. 10). Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов, апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии. Маска, применяемая в трубках фирмы Sony (Mitsubishi, ViewSonic), представляет собой тонкую фольгу, на которой процарапаны тонкие вертикальные линии. Она держится на горизонтальной (одной в 15", двух в 17", трех и более в 21") проволочке, тень от которой видна на экране. Эта проволочка применяется для гашения колебаний и называется damper wire. Ее хорошо видно, особенно при светлом фоне изображения на мониторе. Некоторым пользователям эти линии принципиально не нравятся, другие же наоборот довольны и используют их в качестве горизонтальной линейки.
В настоящее время потребность в кинескопах полностью отсутствует из-за появления жидкокристаллических и LED-телевизоров. Подробно о том, как устроен и из чего состоит кинескоп будет рассказано в данной статье. Бонусом служат два видеоролика про устройство кинескопа, а также одна скачиваемая статья.
Электронно-лучевая трубка
Кинеско́п, также электро́нно-лучева́я тру́бка — электронно-лучевой прибор, преобразующий электрические сигналы в световые. Широко применялся в телевизорах и мониторах: до 1990-х годов использовались устройства исключительно на основе кинескопа. Википедия
История развития
В 1859 году Юлиус Плюккер открыл катодные лучи. В 1879 году Уильям Крукс создал прообраз электронной трубки, установил, что катодные лучи распространяются линейно, но могут отклоняться магнитным полем. Так же он обнаружил, что при попадании катодных лучей на некоторые вещества, последние начинают светиться.
В 1895 году немецкий физик Карл Фердинанд Браун на основе трубки Крукса создал катодную трубку, получившую названия трубки Брауна. Луч отклонялся магнитно только в одном измерении, второе направление развёртывалось при помощи вращающегося зеркала. Браун решил не патентовать свое изобретение, выступал со множеством публичных демонстраций и публикаций в научной печати.Трубка Брауна использовалась и совершенствовалась многими учёными. В 1903 году Артур Венельт поместил в трубке цилиндрический электрод (цилиндр Венельта), позволяющий менять интенсивность электронного луча, а соответственно и яркость свечения люминофора.
В 1906 году сотрудники Брауна М. Дикман и Г. Глаге получили патент на использование трубки Брауна для передачи изображений, а в 1909 году М. Дикман предложил в статье фототелеграфное устройство для передачи изображений с помощью трубки Брауна, в устройстве для развёртки применялся диск Нипкова.
С 1902 года c трубкой Брауна работает Борис Львович Розинг. 25 июля 1907 года он подал заявку на изобретение «Способ электрической передачи изображений на расстояния». Развертка луча в трубке производилась магнитными полями, а модуляция сигнала (изменение яркости) с помощью конденсатора, который мог отклонять луч по вертикали, изменяя тем самым число электронов, проходящих на экран через диафрагму.
9 мая 1911 года на заседании Русского технического общества Розинг продемонстрировал передачу телевизионных изображений простых геометрических фигур и приём их с воспроизведением на экране ЭЛТ. В начале и середине XX века значительную роль в развитии ЭЛТ сыграли Владимир Зворыкин, Аллен Дюмонт и другие.
В баллоне создан глубокий вакуум — сначала выкачивается воздух, затем все металлические детали кинескопа нагреваются индуктором для выделения поглощённых газов, для постепенного поглощения остатков воздуха используется геттер.
Для того, чтобы создать электронный луч, применяется устройство, именуемое электронной пушкой. Катод, нагреваемый нитью накала, испускает электроны. Чтобы увеличить испускание электронов, катод покрывают веществом, имеющим малую работу выхода (крупнейшие производители ЭЛТ для этого применяют собственные запатентованные технологии).
Изменением напряжения на управляющем электроде (модуляторе) можно изменять интенсивность электронного луча и, соответственно, яркость изображения (также существуют модели с управлением по катоду). Кроме управляющего электрода, пушка современных ЭЛТ содержит фокусирующий электрод (до 1961 года в отечественных кинескопах применялась электромагнитная фокусировка при помощи фокусирующей катушки 3 с сердечником , предназначенный для фокусировки пятна на экране кинескопа в точку, ускоряющий электрод для дополнительного разгона электронов в пределах пушки и анод.
Покинув пушку, электроны ускоряются анодом, представляющем собой металлизированное покрытие внутренней поверхности конуса кинескопа, соединённое с одноимённым электродом пушки. В цветных кинескопах со внутренним электростатическим экраном его соединяют с анодом.
В ряде кинескопов ранних моделей, таких, как 43ЛК3Б, конус был выполнен из металла и представлял анод сам собой. Напряжение на аноде находится в пределах от 7 до 30 киловольт. В ряде малогабаритных осциллографических ЭЛТ анод представляет собой только один из электродов электронной пушки и питается напряжением до нескольких сот вольт.
Далее луч проходит через отклоняющую систему 1, которая может менять направление луча. В телевизионных ЭЛТ применяется магнитная отклоняющая система как обеспечивающая большие углы отклонения. В осциллографических ЭЛТ применяется электростатическая отклоняющая система как обеспечивающая большее быстродействие.
Люминофор от электронов приобретает отрицательный заряд, и начинается вторичная эмиссия — люминофор сам начинает испускать электроны. В результате вся трубка приобретает отрицательный заряд. Для того, чтобы этого не было, по всей поверхности трубки находится соединённый с общим проводом слой аквадага — проводящей смеси на основе графита. Кинескоп подключается через выводы и высоковольтное гнездо.
В чёрно-белых телевизорах состав люминофора подбирают таким, чтобы он светился нейтрально-серым цветом. В видеотерминалах, радарах и т. д. люминофор часто делают жёлтым или зелёным для меньшего утомления глаз.
Угол отклонения луча
Углом отклонения луча ЭЛТ называется максимальный угол между двумя возможными положениями электронного луча внутри колбы, при которых на экране ещё видно светящееся пятно. От величины угла зависит отношение диагонали (диаметра) экрана к длине ЭЛТ. У осциллографических ЭЛТ составляет как правило до 40 градусов, что связано с необходимостью повысить чувствительность луча к воздействию отклоняющих пластин.
У первых советских телевизионных кинескопов с круглым экраном угол отклонения составлял 50 градусов, у чёрно-белых кинескопов более поздних выпусков был равен 70 градусам, начиная с 60-х годов увеличился до 110 градусов (один из первых подобных кинескопов—43ЛК9Б). У отечественных цветных кинескопов составляет 90 градусов.
При увеличении угла отклонения луча уменьшаются габариты и масса кинескопа, однако, увеличивается мощность, потребляемая узлами развёртки. В настоящее время в некоторых областях возрождено применение 70-градусных кинескопов: в цветных VGA мониторах большинства диагоналей. Также угол в 70 градусов продолжает применяться в малогабаритных чёрно-белых кинескопах (например, 16ЛК1Б), где длина не играет такой существенной роли.
Ионная ловушка
Так как внутри ЭЛТ невозможно создать идеальный вакуум, внутри остаётся часть молекул воздуха. При столкновении с электронами из них образуются ионы, которые, имея массу, многократно превышающую массу электронов, практически не отклоняются, постепенно выжигая люминофор в центре экрана и образуя так называемое ионное пятно.
В телевизоре, строчная развёртка которого выполнена на лампах, напряжение на аноде кинескопа появляется только после прогрева выходной лампы строчной развёртки и демпферного диода. Накал кинескопа к этому моменту успевает разогреться.
Внедрение в узлы строчной развёртки полностью полупроводниковой схемотехники породило проблему ускоренного износа катодов кинескопа по причине подачи напряжения на анод кинескопа одновременно с включением. Для борьбы с этим явлением разработаны любительские узлы, обеспечивающие задержку подачи напряжения на анод либо модулятор кинескопа.
Интересно, что в некоторых из них, несмотря на то, что они предназначены для установки в полностью полупроводниковые телевизоры, в качестве элемента задержки использована радиолампа. Позднее начали выпускаться телевизоры промышленного производства, в которых такая задержка предусмотрена изначально.
Кинескопы цветного изображения
Устройство кинескопов цветного изображения намного сложнее устройства кинескопов черно-белого изображения, хотя они имеют много общего.
В цветном кинескопе каждый элемент изображения создается сложением излучения люминофоров трех ОСНОВНЫХ цветов свечения (красного, зеленого, синего). Глав ВОСПри нимает суммарную цветность свечения и не видит простран
ственного разделения цветов на элементе. Для правильного воспроизведения цвета необходимо независимо возбуждать люминофоры основных цветов. Это достигается особой структурой расположения люминофорных зерен на экране кинескопа, применением цветоделителыных элементов и использованием трех электронных лучей, каждый из которых возбуждает люминофор только одного из основных цветов.
Различают основные типы цветных кинескопов: масочный хромотрон, тринитрон, индексный кинескоп. Основным типом кинескопа, на котором сегодня работает большинство цветных телевизоров в мире, является трехлучевой масочный кинескоп.
Будет интересно➡ Что такое тиратрон и где он применяетсяПервоначально это был кинескоп с дельтовидным (дельта-кинескоп) 1 расположением электронных прожекторов, имеющий маску с крупными отверстиями и мозаичный экран из люминофорных кружков. В процессе совершенствования технологии производства масок и отклоняющих систем был создан компланарный масочный кинескоп с самосведением лучей. Он имеет теневую маску щелевой конструкции в качестве цветоделительного элемента, экран с линейчатой структурой люминофора и один электронный прожектор, создающий три планарно (т. е. в горизонтальной плоскости) расположенных электронных луча.
Электронный прожектор формирует три электронных луча (4), расположенных в горизонтальной плоскости. Крайние лучи имеют наклон по отношению к центральному лучу 55°. На фронтальное стекло экрана кинескопа нанесен люминофорный слой. Он состоит из вертикальных чередующихся люминофорных полосок с красным (R), зеленым (G) и синим (В) цветом свечения.
На пути к люминофорному экрану электронные лучи проходят через щелевую маску (11), установленную на раме. Каждой триаде люминофорных полосок соответствует в маске вертикальная прорезь с перемычками. Шаг прорезей маски зависит от типа кинескопа. Вследствие наклонного падения боковых лучей и вырезающего действия щелевой маски каждый луч попадает на соответствующую люминофорную полоску.
Электронные лучи управляются по интенсивности телевизионным сигналом, подаваемым на три раздельных катода электронного прожектора. В зависимости от ER, BL, Ев составляющих этого сигнала определяются яркости трех основных цветов, что обеспечивает воспроизведение цветного изображения. Сведение электронных лучей осуществляется внешними элементами на горловине кинескопа. Для статического сведения применяется магнитостатическое устройство. Этим же устройством настраивается однородность цветности по полю экрана.
Динамическое сведение лучей в кинескопе с самосведением обеспечивается конструкцией отклоняющей системы. Анод электронного прожектора, внутреннее проводящее покрытие, маска и алюминированный люминофорный экран находятся под высоким напряжением.
Выход анода расположен на конической части баллона кинескопа. Кинескоп снабжен взрывозащитным устройством. Влияние внешних магнитных полей на однородность цветности в крупногабаритных кинескопах устраняется с помощью внутреннего магнитного экрана.
К числу основных характеристик цветного кинескопа относятся, как и в черно-белом: яркость, контрастность, разрешающая способность, а также специальные характеристики, присущие цветным кинескопам: цветность свечения основных цветов и белого цвета; однородность цветности по полю экрана; баланс белого цвета; качество сведения лучей. Цветность свечения основных цветов характеризуется координатами цветности X и V в колориметрической системе МКО.
Координаты цветности определены требованиями стандарта на систему вещательного телевидения. Этим требованиям кинескопы удовлетворяют с определенными допусками, зависящими от применяемых люминофоров.
Однородность цветности свечения каждого основного цвета и их белой смеси характеризуется различием координат цветности между точками, где наблюдается визуально отличающаяся цветность. Различия не должны превышать значений Ах, Ау 0,015—0,020.
На однородность цветности влияют внешние магнитные поля, в том числе магнитное поле Земли, а также температурное расширение маски при больших токах.
Баланс белого цвета. Имеющиеся у кинескопа координаты цветности основных цветов определяют долю их яркостей при воспроизведении опорного белого цвета. Установленный для кинескопа белый цвет (Lw) при цветовой температуре 6500°К получается при пропорции яркостей.
Статический баланс белого цвета характеризует степень соответствия цвета свечения экрана цвету свечения эталонного источника белого при установке любого значения яркости воспроизводимого изображения.
Динамический баланс белого цвета характеризует сохранение правильного воспроизведения белого цвета на всех градациях яркости телевизионного изображения.
Нарушение статического баланса белого цвета приводит к окрашиванию изображений ахроматических бесцветных объектов; нарушение динамического баланса белого цвета вызывает появление посторонней цветовой окраски. Качество сведения характеризуется наибольшим расстоянием между цветными точками точечного растра.
В связи с разработкой новой телевизионной вещательной системы для телевидения высокой четкости ведутся разработки новых цветных масочных кинескопов. Это будут кинескопы гибридного типа. Кинескоп будет широкоформатным с отношением сторон 16:9, разрешающая способность не менее 1000 линий.
Устройство цветного кинескопа. 1 -Электронные пушки. 2 - Электронные лучи. 3 - Фокусирующая катушка. 4 - Отклоняющие катушки. 5 - Анод. 6 - Маска, благодаря которой красный луч попадает на красный люминофор, и т. д. 7 - Красные, зеленые и синие зерна люминофора. 8 - Маска и зерна люминофора (увеличенно).
Цветной кинескоп отличается от черно-белого тем, что в нем три пушки - "красная", "зеленая" и "синяя" (1). Соответственно, на экран 7 нанесены в некотором порядке три вида люминофора - красный, зеленый и синий (8).
На красный люминофор попадает только луч от красной пушки, на зеленый - только от зеленой, и т. д. Это достигается тем, что между пушками и экраном установлена металлическая решетка, именуемая маской (6). В современных кинескопах маска выполнена из инвара - сорта стали с небольшим коэффициентом температурного расширения.
Существует два типа масок:
- собственно теневая маска, которая существует двух видов:
- Теневая маска для кинескопов с дельтаобразным расположением электронных пушек. Часто, особенно в переводной литературе, упоминается как теневая решетка. В настоящее время применяется в большинстве мониторных кинескопов.
- Теневая маска для кинескопов с планарным расположением электронных пушек. Известна также, как щелевая решетка.
Существуют цветные кинескопы специального типа - однолучевые хромоскопы. По устройству и принципу действия они разительно отличаются от иных видов цветных кинескопов. Несмотря на явные преимущества, включая пониженную потребляемую мощность, сравнимую с аналогичным показателем черно-белого кинескопа с диагональю того же размера, широкого распространения такие кинескопы не получили.
![]()
Среди этих масок нет явного лидера: теневая обеспечивает высокое качество линий, апертурная дает более насыщенные цвета. Щелевая сочетает достоинства теневой и апертурной, но склонна к муарам.
Типы решеток, способы замера шага на них
Чем меньше элементы люминофора, тем более высокое качество изображения способна дать трубка. Показателем качества изображения является шаг маски.
Для теневой решетки шаг маски - расстояние между двумя ближайшими отверстиями маски (соответственно, расстояние между двумя ближайшими элементами люминофора одного цвета).
Для апертурной и щелевой решетки шаг маски определяется как расстояние по горизонтали между щелями маски (соответственно, горизонтальное расстояние между вертикальными полосами люминофора одного цвета).
В современных мониторных ЭЛТ шаг маски находится на уровне 0,25 мм. Телевизионные кинескопы, просмотр изображения на которых осуществляется с большего расстояния, используют шаги порядка 0,8 мм.
Сведение лучей
Так как радиус кривизны экрана много больше расстояния от него до электронно-оптической системы вплоть до бесконечности в плоских кинескопах, а без применения специальных мер точка пересечения лучей цветного кинескопа находится на постоянном расстоянии от электронных пушек, необходимо добиться того, чтобы эта точка находилась точно на поверхности теневой маски, в противном случае образуется рассовмещение трех цветовых составляющих изображения, увеличивающееся от центра экрана к краям. Чтобы этого не происходило, необходимо должным образом сместить электронные лучи. В кинескопах с дельтаобразным расположением пушек это делается специальной электромагнитной системой, управляемой отдельно устройством, которое в старых телевизорах была вынесена в отдельный блок - блок сведения - для периодических регулировок. В кинескопах с планарным расположением пушек регулировка производится при помощи специальных магнитов, расположенных на горловине кинескопа. Со временем, особенно у кинескопов с дельтаобразным расположением электронных пушек, сведение нарушается и нуждается в дополнительной регулировке. Большинство компаний по ремонту компьютеров предлагают услугу повторного сведения лучей монитора.
Размагничивание
Размагничивание необходимо в цветных кинескопах для снятия влияющей на качество изображения остаточной или случайной намагниченности теневой маски и электростатического экрана. Размагничивание происходит благодаря возникновению в так называемой петле размагничивания - кольцеобразной гибкой катушке большого диаметра, расположенной на поверхности кинескопа - импульса быстропеременного затухающего магнитного поля. Для того, чтобы этот ток после включения телевизора постепенно уменьшался, используются терморезисторы. Многие мониторы дополнительно к терморезисторам содержат реле, которое по окончании процесса размагничивания кинескопа отключает питание этой цепи, чтобы терморезистор остыл. После этого можно специальной клавишей, либо, чаще, особой командой в меню монитора, вызвать срабатывание этого реле и провести повторное размагничивание в любой момент, не прибегая к отключению и включению питания монитора.
Обозначение и маркировка
Обозначение отечественных ЭЛТ состоит из четырех элементов:
Первый элемент: число, указывающее диагональ прямоугольного либо диаметр круглого экрана в сантиметрах;
Второй элемент: предназначение ЭЛТ, в частности, ЛК - кинескоп телевизионный, ЛМ - кинескоп мониторный, ЛО - трубка осциллографическая;
Третий элемент: число, указывающие номер модели данной трубки с данной диагональю;
Четвертый элемент: буква, указывающая цвет свечения экрана, в частности, Ц - цветной, Б - белого свечения, И - зеленого свечения.
В особых случаях к обозначению может добавляться пятый элемент, несущий дополнительную информацию.
Пример: 50ЛК2Б - черно-белый кинескоп с диагональю экрана 50 см, вторая модель, 3ЛО1И - осциллографическая трубка с диаметром экрана зеленого свечения 3 см, первая модель.
Воздействие на здоровье
Электромагнитное излучение
Это излучение создается не самим кинескопом, а отклоняющей системой. Трубки с электростатическим отклонением, в частности, осциллографические, его не излучают.
В мониторных кинескопах для подавления этого излучения отклоняющую систему часто закрывают ферритовыми чашками. Телевизионные кинескопы такой экранировки не требуют, поскольку зритель обычно сидит на значительно большем расстоянии от телевизора, чем от монитора.
Ионизирующее излучение
В кинескопах присутствует ионизирующее излучение двух видов.
Первое из них - это сам электронный луч, представляющий собой, по сути, поток бета-частиц низкой энергии (25 кЭв). Наружу это излучение не выходит, и опасности для пользователя не представляет.
Второе - тормозное рентгеновское излучение, которое возникает при бомбардировке экрана электронами. Для ослабления выхода этого излучения наружу до полностью безопасных величин стекло легируют свинцом (см. ниже). Однако, в случае неисправности телевизора или монитора, приводящей к значительному повышению анодного напряжения, уровень этого излучения может увеличиться до заметных величин. Для предотвращения таких ситуаций блоки строчной развертки оборудуют узлами защиты.
Мерцание
Луч ЭЛТ-монитора, формируя изображение на экране, заставляет светиться частицы люминофора. До момента формирования следующего кадра эти частицы успевают погаснуть, поэтому можно наблюдать "мерцание экрана". Чем выше частота смены кадров, тем менее заметно мерцание. Низкая частота ведет к усталости глаз и наносит вред здоровью.
![]()
Минимальной рекомендуемой частотой обновления экрана монитора является частота 85 герц
Высокое напряжение
В работе ЭЛТ применяется высокое напряжение. Остаточное напряжение в сотни вольт, если не принимать никаких мер, может задерживаться на ЭЛТ и схемах "обвязки" неделями. Поэтому в схемы добавляют разряжающие резисторы, которые делают телевизор вполне безопасным уже через несколько минут после выключения.
Ядовитые вещества
В числе их: свинцовое стекло, соединения бария в катодах, люминофоры. Использованные ЭЛТ в большинстве стран считаются опасным мусором, и подлежат вторичной переработке или захоронению на отдельных полигонах.
Взрыв ЭЛТ
Поскольку внутри ЭЛТ вакуум, за счет давления воздуха на один только экран 17-дюймового монитора приходится нагрузка около 800 кГ - вес легкового автомобиля. Из-за особенностей конструкции давление на экран и конус ЭЛТ является положительным, а на боковую часть экрана - отрицательным, что вызывает опасность взрыва.
Читайте также:
