Электронно-лучевой прибор

 

»>978233

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.05.81 (21) 32903 15/18 — 21 с присоединением заявки № (28) Приоритет (5t)M. Кл.

Н 01 J 31 00 фпударотееииый комитет

СССР ио делам изабретеиий и открытий

Опубликовано 30.11.82. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 30.11.82 (53) УДК 621.385. .832 (088.8) I

М. И. Калинин и Н. Г. Румянцев (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОННΠ— ЛУЧЕВОЙ ПРИБОР

Изобретение относится к электронной технике, в частности к конструкции электроннолучевых приборов (ЭЛП) .

Известен ЭЛП, электронно — оптическая система (ЭОС) которого, предназначенная для получения сфокусированного пятна в требуе- э мом месте люминесцентного экрана, состоит из источника электронов, фокусирующей системы (ФС) и отклоняющей системы (ОС) (11.

Однако для ЭЛП с большими размерами экранов появляется необходимость отключения электронных пучков на большие углы (до 110 ), что вызывает ухудшение разрешающей способности на краю экрана, из — за аберраций, возникающих при отклонении и несовпадения плоскости фокусировки с поверхностью экрана.

Для получения однородной фокусировки по поверхности экрана уменьшают размер электронного пучка в области отключающего поля.

Для этого применяют две или более линзы зо в фокусирующей системе.

Первая линза уменьшает угол расхождения пучка, вторая осуществляет окончательную фокусировку пучка на экране.

Чаще всего одну из линз выполняют.электростатической одиночной с тем, чтобы потен\ циал фокусирующего электрода был близок к потенциалу катода и относительно невысок.

Это позволяет использовать схемы динамической подфокусировки пучка, выполненные на элементах низковольт ной полупроводниковой техники.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электронно-лучевой прибор, содержащий экран и электронно-оптическую систему, включающую источник электронов и фокусирующую систему из последовательно расположенных бипотенциальной и одиночной линз, выполненных из цилиндрических электродов -", и отклоняющую систему. Известный ЭЛП содержит экран и электронно — оптическую систему, включающую источник электронов, линзообразующую систему, первой по ходу электронного пучка в которой является бипотенпдальная линза, образованная ускоряющим электродом и высоковольтным анодом, а второй — одиночная линза, образованная

3 тремя трубчатыми электродами,и отклоняющую систему (2).

В этом ЭЛП фокусировка пучка осуществляется практически одной одиночной линзой. Бипотенциальная линза служит лишь для подфокусировки пучка, уменьшая его угол расхождения на входе в одиночную линзу, Геометрически бипотенциальная линза выполнена слабой с тем, чтобы обеспечить удовлетворительную разрешающую способность кинескопа, так как 10 в этом случае основную ответственность за разрешение несет одиночная линза, расположенная ближе к экрану. Для получения приемлемой однородности фокусировки по поверхности экрана расстояние от одиночной линзы до экрана 15 выбрано в 20 с лишним раз больше, нежели расстояние до катода. Таким образом, однородность фокусировки получена за счет ухудшения разрешающей способности в центре экрана по первому порядку. А разрешающая способщ ность. этих ЭЛП при работе в качестве индикаторных приборов недостаточна в целом ряде применений. Повысить Разрешающую споспобность в центре экрана можно уменьшив коэффициент линейного увеличения фокусирующей 25 системы, т. е. увеличив расстояние от катода до фокусирующей системы. Однако это приве. дет к ухудшению разрешающей способности на краю экрана.

978233

30. Кроме того, в этом случае для получения однородной фокусировки при помощи динами ческой подфокусировки амплитуда подфокуси рующего напряжения существенно повышает значение 1008 — наиболее приемлемое значе35 ние для полупроводниковых схем.

Цель изобретения — повышение качества воспроизводимой информации путем улучшения разрешающей способности по поверхности экрана, 40

Эта цель достигается тем, что в электроннолучевом приборе, содержащем экран и электронно — оптическую систему, включающую источник электронов и фокусирующую систему из последовательно расположенных бипотенциальной и одиночной линз, выполне пых из цилиндрических электродов, и отклоняющую систему, одиночная линза расположена между источником электронов и бинотенциальной линзой, отношение расстояний между источником

50 электронов и одиночной линзой, между одиночной и бипотенциальной линзами и между бипотенциальной линзой и экраном составляет

1:3:{15 — 20), при этом оптические силы указанных линз соответствуют одна друтой, а отношение расстояний отклоняющей системы до экрана55 и до бипотенциальяой линзы равно (2,5 — 3,5):1.

Кроме того, в электронно — лучевом приборе бипотенциальная линза выполнена с отношением.

4 большего из диаметров ее электродов к расстоянию между ними, превышающим 1,5

С целью повышения однородности фокусировки при изменении тока пучка над бипотенциальной линзой дополнительно расположена электромагнитная фокусирующая катушка, при этом суммарная оптическая сила совмещенных пространственно бипотенциальной и электромагнитной линз соответствует оптической силе одиночной линзы.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит вакуумную оболочку 1, люминесцентный экран 2, катод 3, модулятор 4, цилиндрические электроды 5 — 8, и отклоняющую систему 9.

Электроды 5 — 7 составляют линзу 10,при этом электроды 5 и 7 электрически соединены между собой. Второй конец электрода 7 и электрод 8 образуют бипотенциальную линзу 11, при этом электрод 8 через акводаговое покрытие электрически соединен с экраном 2. Отклоняющая система 9 расположена после бипотенциальной линзы 11.

Кроме того, на чертеже указаны электронный пучок 12, расстояния между источником электро-. нов и одиночной линзой р, между одиночной и бипотенциальной линзами L, между бипотенциальной линзой и отклоняющей системой m, между отклоняющей системой и экраном и, между источником электронов и бипотенциальной линзой E и между бипотенциальной линзой и экраном q.

Устройство работает следующим образом.

Расходящийся электронный пучок 12, сформированный в иммерсионном объективе, образованном катодом, модулятором и первым торцом электрода 5, попадает в фокусирующее поле одиночной линзы. Геометрия линзы выбрана таким образом, что при потенциале катода равным ОВ, оптимальное фокусирующее напряжение для фокусировки пучка составляет менее 500 В при потенциале экрана 15 кВ, и при включенной бипотенциальной линзе. Далее пучок попадает в бипотенциальную линзу и окончательно фокусируется в пятно минимального диаметра в центре экрана. Динамическая подфокусировка пучка — совмещение поверхности минимальных сечений пучка при отклонении от оси с поверхностью экрана осуществляется подачей подфокусирующего напряжения на фокусирующий электрод. Величина подфокусирующего напряжения, пропорциональна углу отклонения. Абсолютная величина подфокусирующего напряжения не превышает 100 В, что позволяет применить для динамической корреляции низковольтные полупроводниковые схемы. Оптические силы одиночной и бипотен.циальной линз выбраны одинаковыми.

5 97823

Выбор одиночной линзы первой по ходу электронного пучка обусловлен тем, что при необходимости использования в данном случае двух линз, фокусирующих пучок с конечной энергией электронов 15 кэВ, на ножку ЭЛП при его работе при пониженных давлениях нельзя вывести потенциал более, чем 4 — 5 кВ.

Применение первой по ходу пучка бипотенциальной при условии равенства оптических сил линз потребует вывода через штырьки ножки 10 потенциала большего 5 кВ. Кроме того, невозможно при величинах напряжения, меньших

100 В, получить динамическую подфокусировку пучка при его отклонении по экрану.

Выбранные при заданной длине ЭЛП соотношения в размерах ЭОС, объясняются следующими соображениями — отношение р:L:q = 1:3:(15 — 20) определяет в конечном итоге коэффициент линейного увеличения фокусирующей системы и, следовательно, разрешающую способность в центре экрана по первому порядку при непременном условии равенства оптических сил (фокусных расстояний одиночной и бипотенциальной линз). Ест одиночная линза имеет большое фокусирующее 2S действие, нежели бипотенциальная, то не обеспечивается требуемое разрешение по первому порядку. Если бипотенциальная линза обладает большей оптической силой, то будет иметь место значительная неоднородность фокусиров- ЗО ки по поверхности экрана и потребуется большое изменение оптической силы одиночной линзы для обеспечения динамической подфокусировки пучка по экрану (при этом потре.буется и большая величина изменения потенциала на фокусирующем электроде, превышающая 100 В). В случае применения одной линзы практически невозможно было бы без динамической коррекции астигматизма (даже при наличии динамической коррекции расфокуси-,ц ровки пучка) обеспечить однородность фокусировки пучка по экрану. Выбор отношения и:m = (25 — 3);1 обусловлен тем, что при

n: m > 3 и указанном .выше соотношении в размерах фокусирующей системы будет иметь место большая неоднородность фокусировки по экрану из — за увеличения размера пучка в области ОС, так как практически невозможно осуществить компенсацию этой расфокусировки одной лишь схемой динамической коррекции расфокусировки.

При и:m (2,5 значительно возрастает . угол отклонения пучка при заданной длине

ЭЛП и соответственно еще в большей степени будет иметь место расфокусировка пучка при

SS его отклонении к краю экрана.

Применение бипотенциальной линзы протяженной, кроме дальнейшего повышения разрешения и улучшения однородности фокусировки

3 6 пучка на экране повышает качество прибора, так как повышает электрическую прочность из — за исключения возможности высоковольтных пробоев. Выбор отношения большего из диаметров ее электродов к расстоянию между ними превышающем 1,5 практически гарантирует "беспробойную" работу ЭОС.

Применение магнитной линзы, выполненной в виде электромагнитной фокусирующей катушки, расположенной над протяженной бипотенциальной линзой позволяет повысить однородность фокусировки пучка при изменении тока пучка, что особенно важно в некоторых случаях работы цветных индикаторных ЭЛП с токовым возбуждением экрана. Для обеспечения гауссовой фокусировки пучка на экране такой ФС необходимо в режиме работы ЭЛП увеличить потенциал на крайних электродах одиночной линзы до 4 кВ, (что то же и на первом электроде бипотенциальной линзы). При измене1нии тока пучка потенциал до бипотенциальной линзы увеличился вдвое, тем самым уменьшилось расталкивающее кулоновское действие электронов в пучке, особенно чувствительное на относительно низковольтном участке пролета в ЭОС.

Преимущество предлагаемого ЭЛП заключается в повышении качества воспроизводимой информации и упрощения схемы управления радиотехнической установки, при этом динамическая

:подфокусировка осуществляется подачей небольшого напряжения на низковольтный электрод одиночной линзы, что позволяет применять низковольтные полупроводниковые схемы для цепей динамической коррекции.

Формула изобретения г

1. Электронно — лучевой прибор, содержащий экран и электронно — оптическую систему, включающую источник электронов и фокусирующую систему из последовательно расположенных бипотенциальной и одиночной линз, выполненных из цилиццрических электродов, и отклоняющую систему, отличающийся тем, что, с целью повышения качества воспро. изводимой информащп путем улучшения разрешающей способности по поверхности экрана, одиночная линза расположена между источником электронов и бипотенциальной линзой, отношение расстояний между источником электронов и одиночной линзой, между одиночной и бипотенциальной линзами и между бипотенциальной линзой и экраном составляет

1:3:(15 — 20), при этом оптические силы указанных линз соответствуют одна другой, а отношение расстояний отклоняющей системы до экрана и до бипотенциальной линзы равно (2,5-3,5): 1 ..

Составитель E. Пчелов

Техред Л.Пекарь КорректорА. Ферени

Редактор П. Макаревич

Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9230/69

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 978233 8

2. Прибор по п, 1, о т л и ч а ю щ и и - совмещенных пространственно бипотенциальной с я тем, что бипотенциальная линза выполнена и электромагнитной линз соответствует оптис отношением большего из диаметров ее элект- ческой силе одиночной линзы. родов к расстоянию между ними, превышаю- Источники информации, щим 1 5. принятые во внимание при экспертизе

3. Прибор по п. 2, о т л и ч а ю щ и й- 1. Миллер В. А., Куракин Л. А. Прием% I Ъ t7 с я тем, что, с целью повышения однороднос- ные электронно — лучевые трубки. М., Энергия, ти фокусировки при изменении тока пучка, 1964, с. 11-14. над бипотенциальной линзой дополнительно рас- 2. Шерстнев Л. Г. Электронная оптика и

ЪЪ я" положена электромагнитная фокусирующая . 10 электронно — лучевые приборы. М., Энерги катушка, при этом суммарная оптическая сила 1971, с. 253 (прототип).