Màn hình CRT

Chia sẻ: Lamnguyen Lamnguyen | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:37

Thêm vào BST

Báo xấu

316
lượt xem 36
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu Màn hình CRT nêu lên tổng quan về màn hình và cảm nhận của mắt người; các tiêu chuẩn để đánh giá màn hình ti vi; những nền tảng về ống tia Catốt; cấu tạo và nguyên lý hoạt động CRT; các màn hình phát triển dựa trên cơ sở CRT.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Màn hình CRT

1.Tổng quan về màn hình và cảm nhận của mắt người Nhiệm vụ của màn hình là tái tạo lại hình ảnh. Để tái tạo lại hình ảnh, phương pháp phổ biến nhất hiện nay là hiển thị hình ảnh dựa vào bản đồ ma trận điểm ảnh. Theo phương pháp này, một khung hình sẽ được chia ra làm vô số các điểm ảnh nhỏ. Các điểm ảnh có dạng hình vuông, có kích thước rất nhỏ. Kích thước “thực” của một điểm ảnh là: 0.01x0.01 (cm). Tuy nhiên kích thước thực này phần lớn chỉ có ý nghĩa lý thuyết, vì hầu như chúng ta ít khi quan sát được các điểm ảnh tại kích thước thực của chúng, một phần do chúng quá bé, một phần do kích thước quan sát của điểm ảnh phụ thuộc vào độ phân giải: với cùng một diện tích hiển thị, độ phân giải (số lượng điểm ảnh) càng lớn thì kích thước quan sát được của chúng càng bé. Kích thước của một khung hình được cho bởi số lượng điểm ảnh theo chiều ngang và số lượng điểm ảnh theo chiều dọc. Ví dụ kích thước khung hình 1600x1200 (pixel) có nghĩa khung hình đó sẽ được hiển bị bởi 1600 điểm ảnh theo chiều ngang và 1200 điểm ảnh theo chiều dọc. Nhiều người lầm tưởng giá trị 1600x1200 trên chính là độ phân giải của hình ảnh. Thực chất, giá trị về số lượng pixel chỉ mang ý nghĩa kích thước (image dimension), còn độ phân giải (resolution) được cho bởi số lượng điểm ảnh hiển thị trên diện tích một inch vuông. Độ phân giải càng cao, hình ảnh được hiển thị sẽ càng nét. Độ phân giải đạt đến giá trị độ phân giải thực khi mà một pixel được hiển thị với đúng kích thước thực của nó (kích thước thực của pixel đựơc lấy sao cho ở một khoảng cách nhất định, pixel đó đựơc nhìn dưới một góc xấp xỉ bằng năng suất phân li của mắt người). Nếu độ phân giải bé hơn giá trị độ phân giải thực, mắt người sẽ có cảm giác hình ảnh bị sạn, không nét. Nếu độ phân giải cao hơn độ phân giải thực, trên lý thuyết, độ nét và độ chi tiết của hình ảnh sẽ tăng lên, tuy nhiên thực sự mắt người không cảm nhận được hoàn toàn sự khác biệt này. Mắt người cảm nhận hình ảnh dựa vào hai yếu tố, màu sắc và độ sáng (chói) của hình ảnh. Màn hình muốn hiển thị được hình ảnh thì cũng phải tái tạo lại được hai yếu tố thị giác này của hình ảnh. Về màu sắc, mắt người có khả năng cảm nhận hơn 4 tỉ sắc độ màu khác nhau, trong đó có một phổ màu khoảng hơn 30 triệu màu được cảm nhận rõ rệt nhất. Muốn tái tạo lại hình ảnh chân
thực, màn hình hiển thị cần phải có khả năng hiển thị ít nhất là khoảng 16 triệu màu. Bình thường, khi muốn tạo ra một màu sắc, người ta sử dụng kĩ thuật lọc màu từ ánh sáng trắng, mỗi bộ lọc màu sẽ cho ra một màu. Tuy nhiên, với kích thước vô cùng bé của điểm ảnh, việc đặt 16 triệu bộ lọc màu trước một điểm ảnh là gần như vô vọng. Chính vì thế, để hiển thị màu sắc một cách đơn giản nhưng vẫn cung cấp khá đầy đủ dải màu, người ta sử dụng phương pháp phối hợp màu từ các màu cơ bản. Hệ các màu cơ bản phải thoả mãn điều kiện tái tạo được một phổ màu rộng từ các màu thành phần, và các màu thành phần, khi được tổng hợp với cùng tỉ lệ phải tạo ra một trong hai màu sơ cấp là màu đen (loại trừ của tất cả màu sắc) hoặc màu trắng (tổng hoà của tất cả màu sắc). Về các màu cơ bản, trong các tài liệu mỹ thuật cổ điển thường đề cập đến ba màu cơ bản vàng, đỏ, xanh lam. Màu đỏ hợp với màu vàng sẽ tạo ra màu da cam, màu xanh với đỏ tạo ra màu tím, màu vàng với xanh tạo ra xanh lá. Tiếp tục từ các màu trên, phối hợp với nhau sẽ ra được tất cả các màu khác. Tuy nhiên, hệ 3 màu cơ bản của mỹ thuật cổ điển ngày nay đã tỏ ra có nhiều nhược điểm trong các ứng dụng kĩ thuật. Thứ nhất, với mỗi lần phối hợp màu, màu thu được thường bị xỉn đi, gây khó khăn trong việc tái tạo lại những màu sắc “tươi” như xanh lá mạ, vàng chanh..., và nhược điểm quan trọng nhất, khi chồng ba màu cơ bản vàng, đỏ, xanh lam với cường độ giống nhau lên nhau thì không thu được màu đen hoàn toàn. Yếu điểm này đã khiến cho hệ màu đỏ, vàng, xanh lam bây giờ chỉ còn tồn tại trong sách vở, và hầu như không có một ứng dụng kĩ thuật thực tế nào. Thay vào đó, ngày nay có hai hệ màu được sử dụng rất phổ biến là hệ màu RGB và hệ màu CMYK. Cơ sở để xây dựng nên hai hệ màu cơ bản này dựa trên nguyên lý phối màu phát xạ và phối màu hấp thụ của ánh sáng. Về hai nguyên lý phối màu trên, cần nói qua về cơ chế mắt cảm nhận màu. Màu sắc mà mắt cảm nhận đựơc phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng chiếu tới mắt. Bước sóng của ánh sáng chiếu tới mắt lại phụ thuộc vào bản chất nguồn sáng. Có hai loại nguồn sáng, đó là nguồn sáng sơ cấp và nguồn sáng thứ cấp. Nguồn sáng sơ cấp là các nguồn sáng có khả năng tự phát ra sóng ánh sáng, còn nguồn sáng thứ cấp là nguồn sáng phát ra ánh sáng bằng cách phản xạ lại
ánh sáng từ nguồn sáng sơ cấp. Khi quan sát một nguồn sáng sơ cấp, màu sắc mà mắt người quan sát được chính là màu của ánh sáng mà nguồn sáng phát ra, còn khi quan sát nguồn sáng thứ cấp, màu sắc quan sát được là màu mà nguồn sáng thứ cấp không có khả năng hấp thụ từ nguồn sáng sơ cấp. Ví dụ: khi quan sát ánh sáng đỏ phát ra từ đèn led, chúng ta có cảm nhận màu đỏ thì ánh sáng từ đèn led phát ra có bước sóng nằm trong vùng ánh sáng đó. Còn khi quan sát một tấm bảng màu đỏ, ta có cảm nhận màu đỏ bởi tấm bảng đã hấp thụ hầu hết các bước sóng khác (xanh, tím, vàng...) từ nguồn sáng sơ cấp, chỉ có màu đỏ là không hấp thụ được và truyền đến mắt chúng ta. Màu sắc của nguồn sáng sơ cấp luôn không đổi, còn màu sắc của nguồn sáng thứ cấp lại thay đổi phụ thuộc vào màu sắc của nguồn sáng sơ cấp. Chiếu sáng nguồn sáng thứ cấp bằng các nguồn sáng sơ cấp có màu khác nhau sẽ thu được ánh sáng thứ cấp khác nhau. Phối màu phát xạ là hình thức phối màu sử dụng cho các nguồn sáng sơ cấp, còn phối màu hấp thụ là hình thức phối màu sử dụng cho các nguồn sáng thứ cấp. Chúng khác nhau cơ bản: cơ chế của phối màu phát xạ là cộng màu, còn cơ chế của phối màu hấp thụ là trừ màu. Có thể kiểm chứng điều này một cách đơn giản: theo định nghĩa, ánh sáng trắng là tổng hoà của vô số ánh sáng đơn sắc có màu sắc khác nhau, có bước sóng từ 0.4 đến 0.7um. Tuy nhiên, chúng ta chỉ có thể thu được ánh sáng trắng nếu chiếu các chùm sáng chồng lên nhau (các chùm sáng được phát ra từ các nguồn sáng sơ cấp), còn nếu chồng các màu sắc lên nhau bằng cách tô chúng lên một tờ giấy, tất nhiên sẽ chẳng bao giờ nhận được màu trắng, mà ngược lại, còn ra màu đen. Lý do là quá trình tô màu sắc lên tờ giấy không phải quá trình “tổng hợp” các màu, mà ngược lại, là quá trình “loại trừ” các màu. Khi oại trừ hết tất cả các màu thì rõ ràng chỉ còn màu đen.
Minh hoạ nguyên tắc phối màu phát xạ Phối màu phát xạ được sử dụng trong các thiết bị phát ra ánh sáng như các loại đèn, các loại màn hình. Các ánh sáng có màu khác nhau, khi chiếu chồng lên nhau sẽ tạo ra ánh sáng có màu sắc khác. Ba màu cơ bản của cơ chế phối màu phát xạ trong các màn hình là màu đỏ, xanh lam và xanh lá (RGB). Theo hình trên, sự kết hợp màu sắc có vẻ hơi lạ: màu đỏ cộng màu xanh lá lại ra màu vàng ? Cần chú ý, nguyên lý phối màu phát xạ chỉ đúng khi được quan sát trực tiếp từ các nguồn sáng sơ cấp như màn hình, đèn, còn khi quan sát quá trình phối màu trên giấy hoặc trên màn chiếu, thực chất chúng ta đang quan sát một nguồn sáng thứ cấp nên hiển nhiên nguyên lý phối màu phát xạ trông khá vô lý. Tổng hoà của ba màu cơ bản trong phối màu phát xạ là màu trắng.
Minh hoạ nguyên tắc phối màu hấp thụ Phối màu hấp thụ được sử dụng trong các ứng dụng mà con người phải quan sát các nguồn sáng thứ cấp, như in báo, vẽ tranh... Nguyên lý của phối màu hấp thụ là trừ màu. Lớp vật liệu đỏ sẽ hấp thụ tất cả các màu sắc, ngoại trừ màu đỏ, nên chúng ta nhìn được màu đỏ. Phối màu hấp thụ dựa trên 4 màu cơ bản: CMYK: vàng, xanh lơ, hồng, đen. Về lý thuyết, chỉ cần ba màu vàng, xanh lơ, hồng là có thể tạo ra dải màu khá trung thực. Sau này, trong kĩ thuật in ấn, màu đen được thêm vào để có thể điều chỉnh một cách chi tiết hơn độ sáng tối của màu. Có thể thấy ứng dụng của hệ màu CMYK trong các máy in màu: chúng chỉ có 4 hộp mực, tương ứng với 4 màu này để có thể in ra tất cả các màu sắc của bức tranh.
Như vậy, cơ chế phối màu trong các màn hình là cơ chế phối màu phát xạ, dựa trên ba màu cơ bản là màu đỏ, xanh lam, xanh lá. Dựa trên ba màu này, màn hình có thể tái tạo lại gần như toàn bộ dải màu sắc mà mắt người cảm nhận được. Đó là về màu sắc, còn yếu tố thứ hai của hình ảnh là độ sáng, sẽ đựơc điều chỉnh bởi một đèn nền. 2. Các tiêu chuẩn để đánh giá màn hình ti vi Kích thước hiển thị: Thông số này phụ thuộc vào độ dài đường chéo của màn hình hiển thị. Độ phân giải hiển thị: Thông số này liên quan đến số điểm ảnh trên các kích thước của màn hình. Thông thường độ phân giải cao hơn sẽ cho hiệu suất tốt hơn, hình ảnh sắc nét hơn. Khoảng cách điểm: Đây là kích thước của một điểm ảnh riêng lẻ, gồm cả chiều dài của các điểm ảnh phụ và các khoảng cách giữa chúng. Nó có thể đo bằng độ dài đường nằm ngang hay đường chéo của một điểm ảnh. Khoảng cách điểm nhỏ hơn thông thường sẽ cho kết quả là một hình ảnh sắc nét hơn vì ở đó có nhiều các điểm ảnh hơn trong cùng một diện tích đã cho. Trong trường hợp màn hình hiển thị CRT, các điểm ảnh không tương đương với các chấm photpho, chúng như là bộ ba điểm ảnh trong màn hình LC. Màn hình chiếu sử dụng 3 CRT đơn sắc không có cấu trúc điểm nên tiêu chuẩn này không được áp dụng. Thời gian đáp ứng: Đây là thời gian cần thiết để màn hình hiển thị được các nguồn tín hiệu đưa vào.Với màn hình LC nó được hiểu là tổng thời gian để một điểm ảnh chuyển từ màu đen sang màu trắng, và sau đó là màu đen sang màu đen. Một màn hình với thời gian đáp ứng chậm với các hiển thị chuyển động sẽ gây ra hiện tượng nhoè hình và biến dạng (gọi là hiện tượng “bóng ma”). Một màn hình với thời gian đáp ứng nhanh có thể tăng khả năng chuyển tiếp khi hiển thị các vật thể chuyển động mà không có các hình ảnh giả tạo không mong muốn.
Độ sáng: Đây là lượng ánh sáng được phát ra từ màn hình. Đôi khi nó đồng nghĩa với khái niệm “độ chói” được định nghĩa là lượng ánh sáng phát ra trong một diện tích đã cho và đơn vị trong hệ SI được đo bằng cd/m2. Tỉ lệ tương phản (Độ tương phản): Đây là tỉ lệ độ chói của màu sáng nhất với độ chói của màu tối nhất trên màn hình. Độ tương phản cao luôn được mong muốn nhưng cách đo thì khác nhau rất lớn. Nó có thể được đo với màn hình được ngắt không liên hệ với môi trường của nó hoặc với ánh sáng từ trong phòng cũng được tính đến. Độ tương phản tĩnh được đo trên một hình ảnh tĩnh trong một vài khoảng thời gian không đổi. Độ tương phản động được đo trên một hình ảnh trong một khoảng thời gian. Các nhà sản suất có thể đưa ra thông số này trên thị trường theo độ tương phản tĩnh hoặc động tuỳ theo cái nào cao hơn. Tỉ lệ co (khuôn dạng) : Đây là tỉ số bề rộng trên bề dài của một màn hình. Tỉ lệ co của một tivi truyền thống là 4:3, hiện nay trong các tivi công nghiệp thì tỉ lệ này được chuyển thành 16:9, thông thường là cho các tivi màn hình rộng, tivi độ nét cao. Góc nhìn: Đây là góc tối đa mà tại đó màn hình được nhìn với chất lượng có thể chấp nhận được. Góc này được đo từ một hướng đối diện với hướng của màn hình, nên góc nhìn tối đa có thể là 1800, Khi quan sát ở ngoài góc nhìn này người xem sẽ thấy hình ảnh bị biến dạng, méo mó. Thông số này có thể được được định nghĩa khác nhau bởi các nhà sản suất khác nhau. Nhiều nhà sản suất định nghĩa đây như là một điểm mà tại đó độ chói bằng một nửa độ chói cực đại. Một vài nhà sản suất khác lại định nghĩa nó dựa trên độ tương phản và khi nhìn ở một góc mà tại đó độ tương phản được xác định một cách chính xác. Khả năng tái tạo màu, gam màu: Đây là một dải màu mà màn hình có thể hiển thị chính xác được nó. 3.Những nền tảng về ống tia Catốt Giới thiệu
Ống tia Ca tốt (CRT) để lại công nghệ màn hình vượt trội cho phạm vị rất rộng của ứng dụng – cả người tiêu dùng chuyên gia. Trong khi những yêu cầu về độ chính xác tốt hơn và độ tinh khiết của màu tăng, sự cải tiến cũng được làm trong thiết kế và sản xuất thiết bị CRT và mạch điều khiển tín hiệu. Trong 10 năm trở lại đây, sự cải tiến CRT đơn sắc và/ hay màu đã được thúc đẩy do sự bùng nổ công nghiệp máy tính cá nhân và những chi tiết trong sự phát trong sự phát triển CRT. Sự quan tâm của người tiêu dùng đối với tivi màn ảnh lớn tại nhà rất mạnh mẽ trong thập kỉ gần đây và sự hứa hẹn của những tivi có độ phân giải cao có huynh hướng gia tăng. CRT tạo ra các bức xạ nhìn thấy và tử ngoại do sự bắn phá vào lớp mỏng vật liệu huỳnh quang của chùm điện tử mạnh. Gần như tất cả những ứng dụng thương mại bao gồm sử dụng chùm điện tử hội tụ cao định hướng liên tục theo thời gian về phía điểm xác định trên lớp huỳnh quang bằng các biện pháp ngoài tĩnh điển kiểm soát hay trường điện từ. Ngoài ra dòng của chùm điện tử có thể kiểm soát hoặc điều biến trong các bộ đáp ứng với tín hiệu điện biến đổi bên ngoài. Một CRT phổ biến bao gồm các bộ phận sau: Hệ thống tạo chùm điện tử Hệ thống làm lệch chùm điện tử (tĩnh điện hoặc điện từ) Màn hình huỳnh quang Vỏ bọc bên ngoài
Hình 6.1 cho thấy kết cấu cơ bản của một CRT đơn sắc. Chùm electron được hình thành trong súng điện tử, là nơi mà nó được điều biến và điều tiêu. Chùm này sau đó truyền qua vùng làm lệch, là nơi được định hướng về một điểm xác định trên màn hình huỳnh quang. Trên màn hình huỳnh quang chùm electron gửi đến một ít năng lượng của các electron trong ánh sáng sinh ra hoặc các bức xạ khác, một số phát sinh điện tử thứ cấp và phần còn lại trong nóng lên sinh ra. Phân loại các thiết bị CRT Ống có thể phân loại theo thông số bóng hình và hình dạng màn hình/súng. Những hạng mục nguyên tắc để phân loại một loại thiết bị so với những cái bao quát khác. Kích thước ống: Theo quy ước, kích thước ống được đo bởi kích thườc đường chéo màn hình được làm tròn theo đơn vị inch hoặc centimét. Số này thông thường bao gồm trong ống số chuẩn. Đường kính cổ (OD) : Súng phóng , ách, phần cổ cứng và khớp nối ảnh hưởng bởi kích thước (tiêu biểu cho bởi milimét). Kích thước cổ chung l à 36.5, 29, 22,5 mm.
Góc lệch: Giá trị này được tính toán từ định mức đầy đủ đường chéo màn hình và bản vẽ tinh thể thuỷ tinh, sử dụng những cái ách gương chuẩn như tâm giả định của độ lệch. Góc này thông dụng là 90, 100, 110. Những góc lệch cao hơn tồn tại ở các ống ngắn nhưng thay thế sự cân bằng khác. Những đặc trưng khác bao gồm kiểu súng (tam giác hoặc đường bao) và cấu trúc màn hình ( những dải hay điểm ) đối với CRT màu. Vỏ CRT Vỏ ống tia ca tốt bao gồm cac thành phần màn hình ,bóng hình, cổ, nút bấm cơ sở, bệ, bảng an toàn màn hình, chắn và bọc kín. (Không phải tất cả các CRT đều cho vào tất cả các thành phần). Màn hình là bộ p ận có tính quyết định nhất bởi vì để hiện thị trên huỳnh quang thì phải nhìn qua nó. Đa số những màn hình được ép đặt bên trong một cái khuôn từ thuỷ tinh nóng chảy và trimmed và tôi luyện trước khi được xử lý. Một vài loại CRT chuyên dụng cho ghi hình hay quét điểm mau chóng sử dụng quang học màn hình thuỷ tinh chất lượng được bít kín trong bộ phận hình cầu trong một sự biến đổi như vậy để giảm độ biến dạng xuống tối thiểu. Để tối giản sự tán xạ trở lại của ánh sáng xung quanh từ huỳnh quang trắng, nhiều loại CRT đã sử dụng màn hình màu xám trung hoà. Trong khi thông tin màn hình được làm yếu cả đi vào và đi ra, như vậy ánh sáng vào sẽ giảm theo bình phương và làm tăng độ nét. Những CRT chuyên dụng đã biết được làm toàn bộ hoặc từng phần từ sợi quang, có đặc trưng đặc biệt , như là sự truyền tử ngoại cao. Một vùng sợi quang trong màn hình cho phép tiếp xúc với chiếu sáng của ảnh hoặc những phim nhạy khác không có nhu cầu thấu kính ngoài hay không gian cho chi ếu sáng quang học. Bộ phận bóng hình của CRT là nơi truyền các phần tử cần thiết để bao lấy thể tích làm lệch đầy đủ của chùm electron giữa vùng làm lệch và màn hình huỳnh quang trên màn hình. Trong đa số CRT, đây là một ống phễu không bằng phẳng – khuôn tạo hình – bộ phận thủy tinh, giống như minh họa ở hình trước. Thay vì một cái bóng thủy tinh thông thường, một vài loại CRT lớn bao gồm bộ
phận phễu kim loại được làm từ thủy tinh – hàn kím hợp kim sắt. Những cái phễu kim loại là những đèn thông thường nhẹ hơn các bộ phận trao đổi bằng thủy tinh. Cái vùng nối bóng của CRT và bộ phận cổ có tính quyết định đến hình dáng của thiết bị. Các cái ống làm với các khu vực riêng biệt này có mục đích là để các điện tử bị lái tia, và khu vực này là nơi mà đai lái tia mở rộng hơn được đặt tại đó. Đường kính cổ CRT phụ thuộc vào phạm vi lớn các kiểu làm lệch tia được dùng và mục đích ứng dụng của CRT. Nói chung, CRT có đường kính cổ lớn trong khi đó linh kiện lái tia – điện tử thì có đường kính nhỏ. Bảo vệ hồ quang Bởi vì điện áp vận hành cao được ứng dụng trong CRT, nên sự phóng hồ quang có thể xảy ra. Hồ quang hay những sự phóng điện có thể gây thiệt hại cho ống và/hoặc các bộ phận mạch có thể hư hỏng. Những phương pháp để điều chỉnh và bảo vệ bao gồm : + Độ sạch sẽ bên trong. Quá trình sản xuất đã được thiết kế để ngăn ngừa các cạnh sắc hay những điểm trên các điện cực. + Vấn đề các ống này hoàn thành để lập trình sẵn quá trình xử lý điện áp cao được gọi là phát hiện sự kích nổ. + Bao gồm các khe phóng điện ở các bệ ống. + Sự bao gồm các lớp phòng chống bên trong giữa các nút và súng phóng anode. + Những điện trở riêng biệt bên trong được xếp vào các bản điện cực đặc trưng. + Sử dụng các màn che hồ quang bên trong bộ phận súng phóng. Bảng 6.1 là danh sách các loại điện cực điện áp của CRT đơn sắc
Element potential to catode potential to ground Cathode 0 V 15 V Control grid 100V to +2 V 15.1 to 14.998 V First anode +400 V 14.6 V Focus electrode 0 to +400 V 14.6 to 15 V Second anode +15 V 0 V Bảo vệ cháy nổ Áp suất khí quyển lên rất mạnh mẽ lên các bóng CRT cần phải giải tỏa. Các màn của ống hơn nữa phải đối trọi với khả năng một sự nổ bất ngờ. Để bảo vệ người xem khỏi những thiệt hại có thể xảy ra, nhiều hệ thống bảo vệ cháy nổ khác nhau được thiết kế xếp vào bên trong thiết bị CRT: + Bản an toàn nhiều lớp. Một bản an toàn thủy tinh được tạo ra và gắn chặt với màn hình ống bởi keo trong suốt. + Kimcode ( ….) . Một băng vòng hai mảnh kim loại gắn xung quanh mép màn hình , cố định bởi dải áp lực. + Dải áp lực. Một dải chịu áp lực bằng kim loại được thiết lập xung quanh mép màn hình và được làm chắc bởi những cái kẹp (hay những mối hàn). + Shelbond . Một lớp kim loại chứa đầy nhựa gắn xung quanh mép màn hình. + Lớp áp lực preweld. Lớp áp lực này được mở rộng bởi sự làm nóng lên cho phép thiết lập xung quanh phía ngoài cùng mép bản điều khiển. Những cái đai lắp ráp có thể bao gồm trong tất cả các hệ thống cao cấp không kể đến bản điều khiển an toàn nhiều lớp. Với những hệ thống nổ này, thì sự phá vỡ màn hình là nguyên nhân làm ống không có sự nổ mạnh mẽ nào.
Mặt phía trước sự nổ này có thể ăn mòn bề mặt bên ngoài của nó, tạo ra các hiệu ứng thủy tinh là nguyên nhân gây ra sự phản xạ gương từ ánh sáng xung quanh. Những bản này cũng có thể gây ra sự suy giảm màu xám trung tính. Súng phóng điện tử Súng phóng điện tử là cơ sở của cấu trúc và hoạt động của bất kỳ một ống phóng tia cathode nào, đặc biệt là các thiết bị hiển thị. Sơ đồ đơn giản nhất của một súng phóng điện tử được mô tả như trong hình 6.13, đây là mặt cắt của một súng phóng điện tử 3 cực. Điện tử phát ra từ cathode, nơi mà được đốt nóng đến nhiệt độ đủ cao để giải phóng các điện tử. Bởi vậy mà điện tử phát ra tử phía cathode thường có dạng đám mây hơn là dạng chùm tia, nó cần thiết phải được gia tốc, hội tụ, bẻ cong, và các điều khiển khác để làm cho điện tử phát ra có dạng chùm tia, và có thể tới va đập vào phốtpho tại vị trí thiết kế, và với yêu cầu chùm tia mặt cắt ngang.
Chuyển động của điện tử Chuyển động của điện tử trong một trường tĩnh điện tuân theo định luật 2 Newton. Vận tốc của điện tử phát xạ được mô tả bởi phương trình: 1/ 2 �2eV � v = � �m � � Trong đó: e= 1.6×1019C m=9.1×1028g
V= Ex, điện thế tác động lên điện tử Khi thay các giá trị trên vào phương trình trước ta được kết quả: v=5.93×105V1/2 m/s Đây chính là biểu thức vận tốc của điện tử. Nếu vận tốc của điện tử hợp với phương điện trường của trường đồng nhất một góc θ, phương trình chuyển động của điện tử có thể được mô tả bằng phương trình: Ex 2 x y=− + 4V0 sin θ tan θ 2 Trong đó: V0= vận tốc ban đầu của điện tử Súng bốn cực Súng điện tử bốn cực bao gồm bốn điện cực, được mô tả như trong hình 6.15. Thuận lợi chính của việc thêm một điện cực là cải thiện độ hội tụ của chùm điện tử phát xạ.
Nguyên lý hoạt động Ngày nay gần như toàn bộ súng phóng điện tử CRT đều có cathode được đốt nóng gián tiếp trong một bộ phận có dạng một nắp niken hình ống hoặc hình trụ với nguồn nhiệt là một đèn tungsten được lắp vào từ một bộ phận phụ trợ. Hầu hết các nguồn nhiệt hoạt động ở 6.3 Vac tại dòng điện 300 đến 600 mA. Những nguồn nhiệt công suất thấp có thể hoạt động tại 1.5 V (tương ứng với dòng là 140 mA). Bộ phận cathode được lắp trên một trục điều biến có dạng hình trụ, đó là một ống kim loại có độ thầm thấu thấp hoặc là thép không rỉ có đường kính là 0.5 in và chiều dài 0.375 đến 0.5 in. Trên ống được khoan một góc mở nhỏ. Lưới G1 có hiệu điện thế âm để tương ứng với cathode(K). Dòng điện tử phát ra từ cathode đi qua góc mở của lưới, ở đây cần phải có các điện cực khác có điện thế dương đủ lớn để tạo ra một trường tĩnh điện làm cho chùm điện phát ra từ bề mặt cathode tử đi xuyên qua các góc mở của
lưới. Điện cực gia tốc như một hệ thấu với các điện cực có điện thế cao đặt liên tiếp nhau, điện cực này có thể làm hội tụ chùm điện tử tới phốtpho, bởi vậy, nó có thể tạo ra sự hội tụ trên anode. Hệ thống hoạt động cơ bản CRT tạo ra bức xạ nhìn thấy hoặc là tia cực tím bằng cách bắn phá một lớp mỏng vật liệu phát quang bằng một chùm điện tử mang năng lượng. Hầu như toàn bộ các ứng dụng thương mại đều sử dụng chùm điện tử hội tụ hướng liên tục về một vị trí thích hợp trên lớp phát quang bởi cách thức điều chỉnh bên ngoài của trường tĩnh điện hoặc trường điện từ. Thêm vào đó dòng điện trong chùm điện tử có thể điều khiển hoặc biến điệu dẫn tới một ứng dụng bên ngoài là biến điệu tín hiệu khác nhau. Một CRT tổng quát gồm các yếu tố sau. Hệ thống chùm điện tử Hệ thống chùm điện tử chệch hướng Màn hình phát quang Phân loại các thiết bị trong CRT ống phóng điện tử có thể được phân loại trong điều kiện của thông số bóng đèn và hình dạng màn che/súng bắn điện tử. Nguyên tắc phân loại là tách một lớp thiết bị. Kích cỡ ống. Theo quy ước, kích cỡ ống được đo bằng kích thước đường chéo màn hình và làm tròn theo đơn vị inch hoặc centimet. Những số này cũng được sử dụng trong ống kiểu số. Đường kính cổ ống (OD) Góc lệch hướng. Thông số này được tính toán từ toàn bộ đường chéo màn hình. Hệ lái tia :
Một hệ thống lái tia thông thường gồm 1 cặp hai cánh kim loại được đặt ở trong cổ của CRT. Hình 7.2 mô tả các thành phần cấu tạo cơ bản của một hệ lái tia.Một thiết kế đơn giản của nó là hai cánh hình chữ nhật được sắp xếp song song với nhau,nó điều chỉnh hướng đi của chùm điện tử chạy dọc ở giữa chúng.Những cánh lái được đặt ở trong vùng trường không gian tự do ở trong vùng anode thứ hai.Hai cánh này về cơ bản là vùng điện áp anode thứ hai khi không có tín hiệu lệch đặt vào.Sự lệch của chùm điện tử được thực hiện nhờ thiết lập điện trường giữa hai cánh kim loại. Phần lớn các lái tia tĩnh điện CRT thì không làm lệch các chùm điện tử khỏi tiêu điểm quá 200.Giới hạn này không cho phép các độ lệch tia cao
thông thường thì phải dùng hệ thiết bị lệch từ tính.Các hệ lái tia từ tính ở CRT có giới hạn làm lệch tia là 550 khỏi trục chính. Phần lớn các hệ lái tia tĩnh điện CRT thì được sử dụng để hiển thị các dạng sóng điện như là một hàm của thời gian.Để thực hiện thao tác này cần phát ra một xung quét tượng trưng cho sự trôi của thời gian,và để nó chồng chập trực giao với tín hiệu khuếch đại.Đây là một dạng hoàn chỉnh sử dụng hai cặp cánh lái tia.Cặp lái tia thứ hai được đặt đủ rộng để có thể cho chùm tia đã bị làm lệch bởi cặp thứ nhất đi vào. Một thiết kế cân bằng bao gồm một cảm biến lệch chung và cặp tụ lái tia. Các cánh tạo ra sự phân kì của chùm tia điện tử bằng điện áp lái tia.Độ lớn của dộ lệch chùm tia thì tỷ lệ nghịch với điện áp anode. Các nguyên lí của hiện tượng. Hình 7.2 miêu tả một sắp xếp cơ bản của một hệ lái tia tĩnh điện CRT. Những hình ảnh này là cơ sở để ta thiết lập các phương trình mô ta hiện tượng. Giả định rằng chùm điện tử được bắn vào với một góc θ khi đó: tanθ= Vd dl / 2dp Vb Trong đó: Vd là hiệu điện thế giữa hai tấm lái tia. Vb là điện áp chùm. dl độ dài tấm lái tia dp là khoảng cách giữa hai tấm lái tia. Bởi vì tâm lệch của chùm trùng với tâm của trường nên tan θ xấp xỉ y d/l ở đây yd là khoảng cách lệch tia và l là độ dài của trường lái tia.Như vậy: yd=l. Vd dl / 2dp Vb Phương trình này đúng với các tấm song song và bỏ qua hiệu ứng biên.Nếu xét đầy đủ ta có đạo hàm :
dν Vd = dy a1 + ( a 2 − a3) X / dt Ở đây a1 = tấm phân ly ở cuối đầu vào a2= tấm phân ly ở cuối đầu ra. X là khoảng cách của chùm tia ở trong điện trường. Phương trình lái tia trở thành: dlVp ln(a 2 / a1) y= 2Vba1 ( a 2 / a1) − 1 Khi a1= a2 (tấm là phẳng) thì phương trình được rút gọn: ldlVd yd = 2dpVb Hiệu ứng gia tốc điện thế. Trong 1 hệ thống lái tia CRT, khoảng cách lệch tia thì tỷ lệ thuận với điện thế lái tia Vd và tỷ lệ nghịch với sự gia tốc hay là điện thế chùm(Vb). Điều này dẫn đến yêu cầu cần phải có điện thế lái tia lớn và điện thế gia tốc của chùm tia nhỏ. Trong hệ lái tia điện từ độ lệch tỷ lệ với bình phương điện thế gia tốc chùm điện tử. Điều này dẫn đến 2 điều lưu ý khi kết hợp hệ lái tia tĩnh điện và hệ lái tia điện từ.Đầu tiên đó là sự mở rộng của chùm tia như là một hàm của thế gia tốc và dòng điện, nó cho bởi: 32.3r0V 3/4 K 1/2 = I 1/2 Ở đây V = điện thế chùm (kV) I = dòng chùm(mA)