Сетка кинескопа из чего сделана

9

Вот такие кинескопы

Стеклянная колба, из которой откачан воздух, экран с нанесенным на него люминофором, еще десяток-другой деталей можно насчитать в кинескопе. Далеко ему по сложности до полупроводниковой микросхемы с ее тысячами микроскопических элементов, даже в двигателе внутреннего сгорания автомобиля деталей больше. Но… с таким подсчетом, как оказалось, подходить нельзя.

По цехам московского завода «Хроматрон» меня сопровождал секретарь комитета комсомола Михаил Осипов. Технолог по образованию, сейчас на комсомольской работе. Первый же вопрос Михаила показал, что гид мне попался знающий.

— Сколько, по-вашему, здесь отверстий? — Михаил протянул мне прямоугольный стальной лист толщиной с лезвие бритвы и размером с экран кинескопа — цветоделительную маску.

В цветном кинескопе три электронные пушки. Каждая из них посылает тонкий электронный луч на экран, где нанесены точки красного, синего и зеленого люминофоров. Каждая пушка должна быть «пристреляна» по точкам только одного цвета. Как раз для того, чтобы они не промахивались, не попадали по чужим «мишеням», внутри кинескопа стоит маска— стальная сетка с отверстиями- направляющими. В какое бы отверстие ни попал луч любой пушки, напротив него обязательно окажется точка нужного цвета. Ясно, чем больше в маске отверстий, тем больше на экране точек, из которых складывается изображение, и, конечно, выше его качество. На испытательном стенде, мимо которого мы с Михаилом прошли на участок, где делают маски, работал новенький, только что с конвейера, кинескоп. Изображение было отличное! Сколько же отверстий может быть в маске, чтобы получить такую четкость?

— Десять тысяч,— отвечаю я, как говорится, с запасом.

— Шестьсот,— усмехается Михаил,— шестьсот тысяч.

Шестьсот тысяч отверстий, каждое из которых тоньше волоса, расположенных в строгом порядке! Чем удалось их сделать? Лазером?

— Наш завод выпускает за год семьсот пятьдесят тысяч кинескопов. Если простреливать каждую маску лазерным лучом всего по сто тысяч раз, мы не справились бы с планом и за десяток лет! На изготовление маски мы тратим всего несколько минут.

Стальная лента, разматываясь с огромного рулона, толчками уходит внутрь длинного, во всю стену цеха металлического шкафа. Похоже на то, как движется внутри фотоаппарата пленка. Эта ассоциация оказалась вполне уместной: внутри установки, как выяснилось, работает… своеобразная автоматическая фотолаборатория.

Первым делом на стальную ленту внутри установки наносится слой светочувствительного материала, она действительно становится фотопленкой. Затем на эту фотопленку мощная лампа проецирует негативное изображение эталонной, сверхточно изготовленной сетки. Засвеченные точки покрытия мгновенно затвердевают и накрепко прилипают к металлу. После промывки, которая удаляет незасвеченные участки фотослоя, автоматика протягивает ленту в узел электрохимического травления. Здесь электрический ток растворяет незащищенные участки металла; на их месте остаются крошечные отверстия. Наконец автомат смывает остатки фотоэмульсии и нарезает ленту на куски нужных размеров. Просто, надежно, быстро. Участок изготовления масок задает темп работы всего конвейера, движущегося с участка на участок, из цеха в цех. В одном цехе завода детали будущих кинескопов ползут на резиновой ленте транспортера, в другом — конвейер напоминает горный подъемник, на котором поднимаются или опускаются кинескопы. Есть на «Хроматроне» и роботы, осторожно передающие кинескопы с oпeрации на операцию. А вдоль цеха, куда мы пошли вслед за только что изготовленными масками, двигались захваты-манипуляторы. Каждый надежно держал экран. Не кинескоп, каким мы привыкли его видеть, заглянув внутрь телевизора, а экран — стеклянную коробку высотой в несколько сантиметров, с выпуклым дном.

На наших глазах манипулятор подставил экран под кран, и из него вытекла тонкая струйка желтовато-зеленой жидкости — люминофор. Происходящее насторожило: кран — и сверхточное производство. А что, если капли не хватит или несколько лишних капель прольется в экран?

— Это абсолютно неважно,— поясняет Михаил,— главное, чтобы люминофор растекся по внутренней поверхности экрана ровным слоем.

Манипулятор тем временем вставил экран в центрифугу. Экран начал вращаться, и я увидел, как жидкость равномерно растеклась по внутренней поверхности ровной пленкой. В том, что она ровная, можно не сомневаться — центробежные силы используют даже для того, чтобы превратить жидкую ртуть в зеркало для телескопов!

Размагничивание цветоделительной маски. С этой простой операции начинают главные, заключительные испытания кинескопов.

Ну а как же превратят ровный слой люминофора в шестьсот тысяч точек, в определенном порядке расположенных на экране? Как затем нанесут люминофор другого цвета, третьего. Всего на экране должно получиться 1 800 ООО точек — втрое больше, чем отверстий в маске! Здесь, как я узнаю, тоже «работает» фотоспособ.

Порядок нанесения люминофора таков: сначала на поверхность экрана с помощью центрифуги наносят ровный слой зеленого. Сквозь маску, которая сопровождает экран во время этой операции, на слой люминофора под определенным углом подают луч света. Прошедшие через отверстия в маске тоненькие лучики как бы приклеивают к стеклу экрана точки люминофора, а незасвеченный, лишний люминофор смывают. Так же наносят последовательно синий и красный люминофоры, с той лишь разницей, что свет для этого подают уже под другими углами, имитируя ход лучей электронных пушек во время работы…

Обратили внимание — свет подают на каждый экран через свою маску? Может быть, лучше использовать эталон, как при производстве масок? Ведь как ни точно изготовлены маски, все же двух совершенно одинаковых не отыскать, и точки люминофора тоже, выходит, на экранах расположатся не так, как рассчитано.

Чтобы вакуум стал «чистым», в кинескопе распыляют вещество, частицы которого вылавливают молекулы воздуха после откачки.

— Верно, не так,— отвечает Михаил,— верно и то, что двух одинаковых масок не бывает. Глаз, конечно, не заметит, что отверстие сдвинуто на несколько микрон относительно заданной точки, но электронный луч из-за этого мог бы промахнуться, если бы мы наносили люминофор с помощью маски-эталона.

Представьте, что у пушки — не электронной, а настоящей — сбит прицел. Выстрел — промах, выстрел — промах. А что будет, если изменить положение мишени так, что ее «десятка» придется в место, куда летит снаряд? Ответ ясен — целясь, как и раньше, вы обязательно попадете в «десятку». Для электронной пушки мишень — точки люминофора, и если наносить их даже сквозь сбитый «прицел» — отверстие маски, можно быть уверенным: луч электронной пушки не промахнется.

С этим удалось разобраться, а дальше… Что бы вы сказали, увидев, как только что нарисованную картину замазывают черной краской? Картине конец. Но если слой люминофора покрыть непрозрачной алюминиевой пленкой, экран кинескопа светится гораздо ярче!

Алюминиевая пленка отражает видимый свет, словно зеркало, а частицы люминофора, как известно, светят во все сто

роны сразу. Часть света проходит сквозь стекло экрана к зрителю, примерно столько же уходит в глубь кинескопа. Зеркальная пленка, нанесенная поверх люминофора, отражает этот свет, возвращает его зрителю. Не мешает ли пленка лучам электронной пушки попадать на люминофор? Да, мешает, но пленка эта очень тонка и для электронов в отличие от видимого света почти прозрачна. Так что даже с учетом потерь пленка-зеркало усиливает яркость свечения экрана почти вдвое!

— Обратили внимание на стекло экранов? — спрашивает Михаил.

Стекло прозрачное, тщательно отполированное… Но главное — в стекломассу добавлены барий, свинец, сурьма, стронций… Зачем так много всего?

Дело в том, что внутри кинескопа работают пучки электронов. Электроны, разогнавшись в электрическом поле кинескопа, ударяются о частицы люминофора. Часть их энергии при этом передается люминофору, заставляет его светиться. А остальная энергия, увы, переходит в рентгеновское излучение… Сила этого излучения, конечно, ничтожна, но ведь телевизор покупают, чтобы его смотреть не один раз в год. Как предохранить зрителя от лучей со стопроцентной гарантией? Лучшая защита от рентгена, как известно, свинцовая перегородка. Но экран телевизора из свинца не сделаешь. Решили попробовать добавить свинец в стекломассу. Получившееся стекло неплохо защищало от лучей, но вскоре потемнело, не выдержав многочасовой электронной «бомбардировки»…

Это был только первый шаг. Стекло сегодняшнего кинескопа благодаря своей сложной структуре не меняет свойств даже при облучении в мощном ускорителе, а сдерживает рентгеновские лучи не хуже, чем массивная свинцовая броня!

За каждым узлом кинескопа, за каждой его деталью — серьезный научный поиск, оригинальное решение. Например, после того, как нанесены люминофор и алюминиевая пленка, после того, как вставлена на специальных пружинах-распорках цветоделительная маска, экран нужно соединить с конусом. Сварить, оплавив края экрана и конуса? Нельзя — будут повреждены люминофор, маска. Склеить? После сборки из кинескопа откачивают воздух, создают в нем очень «чистый» вакуум. Воздух будет стараться проникнуть внутрь кинескопа, а клея, который смог бы выдержать его натиск, пока нет. Поэтому конус к экрану припаивают. Конечно, не оловом, как радиосхемы. Припой, которым пользуются на «Хроматроне», называется ситаллоцементом. Это не просто легкоплавкая стекловидная масса, хорошо герметизирующая кинескоп. Во время работы кинескоп нагревается, стекло экрана и конуса немного расширяется. Так вот, ситаллоцемент при нагреве расширяется так же, как стекло! За герметичность шва, спаянного ситаллоцементом, можно не волноваться. И все же качество шва тщательно проверяют.

Проверка, контроль обязательны на каждом участке. На «Хроматроне» контролируют, как сказано, качество шва, контролируют сборку оптической системы (так называют здесь узел с электронными пушками — тремя цилиндриками, в каждый из которых встроена нить накала, как в электронной лампе). Контролируют герметичность кинескопа после того, как оптическая система заварена в его горловине. Главный участок контроля — испытательный стенд.

Работа на стенде выглядит простой. Испытатель вставляет кинескоп в стенд со множеством регуляторов на панели. Затем несколько движений большим магнитом перед экраном — размагничена маска, повороты ручек… На экране вспыхивает многоцветная испытательная таблица. Снова быстрые умелые движения — меняются контрастность, яркость, цвета сменяют друг друга…

Это заключительная операция, и на ней станут явными все недоделки, все ошибки, которых не заметили ранее. После этого испытания кинескоп со штампом «годен» в паспорте отправится на тепевизионный завод. А весь процесс изготовления кинескопа, как подсчитали специалисты завода, состоит из шести тысяч операций!

Вот такие эти кинескопы — десяток деталей и шесть тысяч операций. Цель каждой из них одна — качество.

Устройство цветного кинескопа

Телевизор является одним из самых привычных бытовых приборов. Не секрет, что его основным предназначением является демонстрация изображения. По качеству изобра­жения и отличают одну модель от другой. Идеальный телеви­зор, которого, к сожалению, не существует, что бы там не го­ворили производители, вос­произведет изображение, аб­солютно идентичное переданному на него тем или иным источником, причем воспроизведет его одинаково качественно на всей плоскости экрана.

Технологии развиваются и кинескопные ТВ потеряли свои позиции лидеров продаж.

НЕМНОГО ИСТОРИИ

Никакая другая среда не вызвала большую глобализацию культуры и столь впечатляющего изменения способа, которым люди воспринимают мир вокруг себя, как телевидение.

Главный принцип действия телевидения был предложен в 1880 году независимо двумя учеными, американцем В. Е. Сойером и французом Морисом Лебланом.

В 1922 году шотландский инженер Джон Лоджи Бэрд начал разрабатывать телевизионное оборудование и тремя годами позднее смог передать первые распознаваемые изображения человеческих лиц. В 1926 году в Королевском Институте в Лондоне Джон Лоджи Бэрд продемонстрировал первую действующую телесистему, передающую движущиеся изображения.

В декабре 1936 года лаборатория RCA продемонстрировала первый телевизор, пригодный для практического использования.

В апреле 1939 года RCA представил первый телевизор для широкой продажи. Он был показан на Всемирной выставке в Нью-Йорке. Этот телевизор производился в четырех версиях — трех консольных и одной настольной, которая имела 5-дюймовый экран и была известна как RCA ТТ-5. Все модели размещались в шкафах ручной работы из орехового дерева.

К началу 1950-х была изобретена практически реализуемая система цветного телевидения. Но прошло еще много лет, прежде чем цветное телевидение стало нормой. Постепенная миниатюризация технологии давала возможность уменьшить корпуса и сделать их менее навязчивыми, а размеры экранов увеличить.

В 1960 году японская компания Sony выпустила первый в мире транзисторный телевизор и уже в 1968 году представила первый из своих революционных цветных телевизоров " Тринитрон". В 1980-х и начале 90-х телевизоры приобретают более строгий облик. Пример тому — большеэкранный " Тринитрон" от Sony.

Вслед за развитием кинескопных телевизоров стали появляться и более развитые технологии, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Далее мы рассмотрим, что же такое современный кинескоп­ный телевизор, и как наилучшим образом презентовать его клиенту.

КИНЕСКОП

Главным элементом любого кинескопного телевизора является кинес­коп. Это стеклянная трубка, расширяющаяся на одном конце в форму экрана, который выходит на переднюю панель телевизора. Кинескоп является вакуумным прибором, то есть он герметично запаян стеклом. В безвоздушном пространстве внутри него размещены электронные компоненты, позволяющие создавать на экране изображение. Имея представление о том, как устроен и работает кинескоп, можно легко и эффективно выделять технические и потребительские преимущества того или иного телевизора. Итак, вот как устроен кинескоп:

Яркость и контраст

Яркость или «сила свечения» измеряется в канделах (Кд). В данном случае яркость — это сила свечения точек кинескопа.

Максимально возможная разница в яркости свечения между двумя соседними точками изображения называется контрастом. Контраст выражается в отношении между силой свечения черной и самой яркой точки экрана, например, 1: 100 Кд. Чем выше разница, тем выше будет детализация и четкость картинки (во взаимосвязи с пространственным разрешением).

Кадр

Кадр — статичное изображение.

Учитывая, что луч движется с очень высокой скоростью, мозг воспри­нимает последовательно загорающиеся точки экрана как одновремен­но горящие по всей его плоскости. Так формируется статичное телеви­зионное изображение, «фотография на экране» — кадр.

Смена кадров. Смена кадров образует динамичное изображение.

Все точки, которые «увидит» рецептор сетчатки за 1/16 секунды, бу­дут восприниматься мозгом слитно, то есть если кадры на экране будут меняться со скоростью выше 16 смен в секунду, то мозг будет воспри­нимать более или менее слитно, но не раздельно:

Представьте, что в кадрах отражено перемещение черной точки по белому экрану:

Тогда при смене кадра с частотой 16 раз в секунду 16 Гц мы увидим прерывистую линию:

«_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ »

А при частоте 25 Гц сплошную линию:

Феномены слитного восприятия раздельного изображения лежат в основе кино и телевидения. Благодаря такому восприятию можно наб­людать несуществующее изображение в виде статичного кадра, а по­следовательность кадров воспринимать как изменение единого изоб­ражения. Телевизионная техника с переменным успехом использует эти особенности, однако не нужно забывать, что воспроизводит теле­визор не изображение реального мира, а телевизионный сигнал.

Технология 100Герц

Видеосигнал, представленный в цифровой форме, предоставляет гораздо более широкие возможности обработки, чем аналоговый. Например, можно запомнить представленный в цифровой форме кадр изображения и в нужное время воспроизвести его. Эта технология позволяет решить проблему мерцания изображения на экране. Дело в том, что при частоте смены полукадров (полей) 50 (60) Гц, мерцание изображения, особенно на ярких участках, все же остается заметным. Попробуйте, глядя в сторону от экрана, увидеть его боковым зрением, и вы убедитесь в этом сами. При длительном просмотре телепередач это приводит к значительной утомляемости зрения.

Было предложено следующее решение этой проблемы: запомнить кадр изображения в цифровом запоминающем устройстве, встроенном в телевизионный приемник, а затем воспроизвести его два раза, за время, которое необходимо в обычном телевизоре для воспроизведения одного кадра. В этом случае, при телевизионном сигнале, принимаемом с телестанции с частотой смены полей 50 Гц, изображение на экране будет воспроизводиться с удвоенной частотой — 100 Гц. При такой частоте мерцание экрана практически не фиксируется зрением человека.

Все же эта система так же не лишена недостатков: при чередовании полукадров первый — первый — второй — второй, переход от нечетных к четным строкам происходит с прежней частотой 50 Гц. Это проявляется в дрожании верхних и нижних краев деталей изображения из-за чередования четных и нечетных строк. Преодолеть этот недостаток позволяет усовершенствованная система, получившая название Digital Scan, в которой полукадры чередуются в последовательности первый — второй — первый — второй. В этом случае частота смены полукадров с четными и нечетными строками составляет уже 100 Гц, и дрожание становится практически незаметным.

Для лучшей передачи быстро меняющихся изображений в телевизорах с разверткой 100 Гц применяются специальные технологии цифровой обработки сигналов. Дело в том, что без принятия специальных мер быстрое движение объекта на экране телевизора с цифровой обработкой изображения может вызвать " смазывание" изображения. Для преодоления этого неприятного эффекта ведущие фирмы-производители телевизоров разработали системы с интерполяцией промежуточного кадра, такие как Digital Scan с функцией Natural Motion (Philips), Digital Plus (Sony), Digital Mastering и Intelligent Mastering (Thomson), Digital Scan и Super Digital Scan (Panasonic), Full Digital с системой DMI (Digital Motion Interpolation) (Loewe) и другие. В этих системах по специальному алгоритму происходит создание (интерполяция) промежуточного кадра, который вставляется между теми кадрами, из которых он формируется. В результате быстро перемещающиеся объекты на экране выглядят более естественно

КИНЕСКОПНЫХ ТЕЛЕВИЗОРОВ

1. Телевизионное изображение состоит из точек, которые могут быть более или менее заметными, в зависимости от пространственно­го разрешения и размера экрана.

2. Изображение кинескопного телевизора всегда мерцает. Дру­гой вопрос, заметен этот эффект или нет, но в силу природы видеосиг­нала и способа его воспроизведения экран мерцает всегда.

3. Строки экрана всегда дрожат. Дрожание может быть более или менее выражено, но присутствует всегда.

4. Телевизионное изображение всегда графически искажает сиг­нал. Плоский или выпуклый экран оптически активен, всегда работает как линза и в большей или меньшей степени искажает графику исход­ного изображения.

5. Всегда искажается детализация изображения из-за неравно­мерного пространственного разрешения по плоскости экрана.

КОНСТРУКЦИЯ ТЕЛЕВИЗОРА

Теперь вернемся к рассмотрению конструкции телевизора. Мы уже знаем, что основным его элемен­том является кинескоп. Усложним описание и рассмотрим, что имен­но заключено в этой стеклянной трубке и за ее пределами.

Прожектор электронов — электронная пушка, катодный излучатель электронов. Располагается в самом узком месте трубки. В цветных те­левизорах может использоваться одна (технология Trinitron от Sony) или три электронных пушки (все остальные технологии), предназна­ченные для возбуждения каждого цвета люминофора. Количество электронных пушек не является преимуществом ни с точки зрения по­купателя (количество пушек на цену и качество изображения не влия­ет), ни с точки зрения производителя (в каждом способе есть свои тех­нологические трудности, которые уравнивают трудоемкость и затраты на производство).

Очень правильно для оценки количества звучит определение «тех­нология». Количество пушек — это «технология возбуждения люмино­форов», которая не является преимуществом или недостатком, а являет­ся способом достижения результата (цветного изображения), качество которого зависит от взаимосвязи многих факторов.

Отклоняющая система — электромагнитная обмотка кинескопа, ра­бота и конструкция которой, как и количество пушек, относится к спо­собу получения изображения и тоже не имеет явно выраженных само­стоятельных преимуществ.

Маски телевизоров

Для того, чтобы пучок электронов попадал только в тот пиксель, в который он в данный момент должен попасть, используются маски. Они могут быть выполнены в виде сетки с отверстиями или в виде ре­шетки. Каждое отверстие пропускает пучок электронов в строго огра­ниченный пиксель и закрывает окружающее пространство. Существует несколько видов кинескопов: с теневой маской, с апертурной решет­кой и др. В первом случае в качестве цветоуправляющего элемента выс­тупает сетка, расположенная перед слоем люминофоров и имеющая кривизну, равную кривизне экрана. Маска содержит около 956×575

= 550000 отверстий (в кинескопе телевизора, а у мониторов больше) и осуществляет цветоделение, обеспечивая прохождение лучей на соот­ветствующие им люминофоры. Во втором случае цветоуправление осуществляет решетка тонких вертикальных проволок.

Для получения правильной цветовой передачи изображения необ­ходимо, чтобы каждый электронный прожектор кинескопа подсвечи­вал люминофоры строго своего типа (на рисунке каждый луч условно окрашен в соответствующий цвет). Диаметр отверстия в маске подоб­ран таким образом, чтобы электронный луч, проходя мимо, отдавал бы максимум своей энергии в строго локализованный участок. При правильном ориентировании лучей прожекторов, каждый будет засвечивать «свой» люминофор.

Выбор материала, из которого производятся маски телевизора, имеет принципиальное значение, так как при выходе из строя маски выходит из строя и изображение на экране. Практически с самого начала телевидения маски для кинескопов производились из инвара -сплава никеля и железа. Этот материал обладает всеми необходимыми свойствами, в частности, устойчивостью к повышенной температуре и к бомбардировке электронами по относительно невысокой цене.

Со временем большинство производителей перестало упоминать инвар в технических характеристиках прибора, однако некоторые про­должают использовать это название, создавая иллюзию уникальности своего продукта. На самом деле, все маски на сегодняшний день вы­полняются из инвара с небольшими отклонениями от первоначальной структуры сплава — микродобавками других металлов.

Теневая маска (Shadow Mask) -отверстия маски имеют округлую форму и располагаются напротив точечных элементов люминофора. Три точки люминофора разного цвета формируются в триады. Диа­гональное расстояние между триа­дами называется шагом маски (Dot Pitch). Чем меньше шаг между триа­дами, тем выше качество изобра­жения. В современных телевизорах шаг маски находится в пределах от 0, 25 мм у лучших моделей до 0, 30 мм у посредственных моделей.

Кинескоп с теневой маской воспроизводит очень четкое изображе­ние с высокой контрастностью.

Недостаток — невысокая яркость и насыщенность цветов.

Апертурная решетка (Aperture Grid) — маска состоит из вертикаль­ных струн. Люминофор нанесен тонкими вертикальными полосками. Расстояние по горизонтали между полосками одного цвета считается шагом апертурной решетки, который колеблется от 0, 23 до 0, 25 мм.

Некоторые телевизоры с апертурными решетками (например, «абсолютно плоские») имеют переменный шаг решетки, на­пример, 0, 23 в центре экрана и 0, 25 на периферии. Это связано со значительной разницей угла падения потока электронов в разные участки плоского экра­на. Для того, чтобы качество изображения на краях экрана соответствовало центральному, необходимо увеличивать расстояние между крайними струнами апертурной решетки (появляется перемен­ный шаг апертуры, который ни в коем случае не означает «переменное качество изображения»).

Апертурная решетка имеет незначительную площадь по сравнению с теневой маской, поэтому яркость и насыщенность цвета в таких телевизорах очень высока.

Следует подчеркнуть еще две особенности, присущие кинескопам с апертурной решеткой. Во-первых, они плоские как минимум в верти­кальном направлении, во-вторых, на них всегда присутствуют одна или две (в зависимости от размера диагонали экрана) горизонталь­ные тонкие линии. Это не дефект изображения, а тень от горизон­тальной проволоки, поддерживающей и стабилизирующей верти­кальные струны.

Щелевая маска (Slot Mask) в значительной степени объеди­няет достоинства теневой и апертурной масок. Отверстия в ней имеют прямоугольную или овальную форму. Элементы люминофора также имеют прямоугольную или оваль­ную форму. Шагом маски или щелевым шагом называют расстояние по горизонтали между элементами люминофора одного цвета (от 0, 21 до 0, 27 мм).

Щелевая маска позволяет добиваться высокой детализации с ярки­ми и насыщенными красками.

Slim, Ultra-Slim-телевизоры

Отдельно следует остановиться на решении — slim-телевизоре. Особенность slim-телевизоров в том, что они меньше по глуби­не. Глубина обычных телевизоров, прежде всего, обусловлена глубиной кинескопа. Как видно из рисунка в самом начале нашего пособия, конст­рукция кинескопа предусматривает наличие трубки, в которой располо­жены пушки излучающие электроны, и эта трубка вынесена назад на определенное расстояние. До недавнего времени расстояние не могли уменьшить, так как это сказывалось на качестве изображения.

Одним из первых производителей была компания LG, усовершенствовавшая технологию СЛИМ ТВ, выпустив в 2007 году ТВ серии Ultra Slim

На момент пресс релиза производитель заявлял, что ТВ серии«Ultra Slim гораздо тоньше, чем телевизоры Super Slim* или Slim Fit**(*, **технологии других производителей). Глубина его кинескопа и самого телевизора меньше на 16% и 17% соответственно. По сравнению с существующими обычными телевизорами с ЭЛТ, его толщина значительно меньше, на 33% у кинескопа и на 32% у телевизора. Так как угол обзора сильно влияет на толщину телевизора, компания LG применила самую короткую электронную пушку Slim Gun, которая позволила сделать телевизор тоньше, чем когда-либо. Такой угол обзора означает, что пучок электронов достигает левой, правой, верхней и нижней части экрана телевизора. Чем он шире, тем меньше толщина телевизора. Кроме того, специальная конструкция рамки и кинескопа LG не допускает искажений у края экрана. Технология Nano-Fluorescent Substance (нано-флуоресцентное вещество) позволяет добиться более высокой контрастности и отличного качества изображения на экране с яркими и насыщенными цветами.

Таким образом, с помощью новых технологий весь корпус телевизора можно сделать уже, и некоторые производители смело сравнивали новый дизайн ТВ с LCD панелями

Эта технология позволила уменьшить глу­бину кинескопного телевизора без серьез­ных потерь для качества изображения, но если клиенту важны габаритные размеры теле­визора, особенно если телевизор будет встраиваться в современную мебель и подвешиваться у стены, эти сантиметры могут стать решаю­щими при выборе.

ОБЩИЕ ПАРАМЕТРЫ ЭКРАНА

Размер экрана

Размер экрана всегда несколько больше размера видимого изобра­жения. Принято указывать размер по диагонали в дюймах и сантимет­рах. Традиционными размерами являются: 14" (37 см), 20" (51 см), 21 " (54 см), 25" (63 см), 29" (72 см), 32" (81 см), 34" (87 см), 36" (92 см).

На сегодняшний день диагонали, доступные к продаже 21" и 14"

Большие диагонали стали нецелесообразны к выпуску из за большой стоимости производства.

Габаритные размеры

Многочисленная реклама постепенно формирует у потребителей стереотип в отношении габаритов «нового телевизора» — он обязатель­но должен быть «тонким». Здесь покупателей обычных телевизоров ожидает разочарование, ведь для кинескопа необходимо место. Глуби­на телевизоров с диагональю 14 и менее дюймов с технической точки зрения не может быть меньше размера диагонали, а у телевизоров средних и больших размеров составит 47-60 см. Если клиент целена­правленно ищет меньшую глубину, то ему нужно ориентироваться на жидкокристаллические или плазменные модели, так как плоских тру­бочных телевизоров не бывает.

Формат экрана

Современные телевизоры выпускаются с соотношением сторон экрана 4: 3 и 16: 9. Последние обеспечивают широкоэкранное изобра­жение и очень удобны именно в качестве компонента системы домашнего кинотеатра (при получении сигнала с DVD-проигрывателя или спутниковой антенны). С другой стороны, для воспроизведения обыч­ного эфирного телесигнала, передаваемого в нашей стране в формате 4: 3, лучше подходят устройства с аналогичным соотношением сторон экрана.

Но если необходим универсальный телевизор, обычно используются широкоэкранные модели. В них отображение картинки формата 4: 3 воз­можно несколькими способами. Самый простой — использовать только часть экрана, оставляя справа и слева темные полосы (хотя они занима­ют до 25% от площади всего экрана). Другой ва­риант — пропорциональное увеличение изобра­жения с помощью функции Zoom (есть во многих современных телевизорах). Правда, здесь часть изображения окажется, наоборот, отрезана по верхнему и нижнему краю. В некоторых моделях существует возможность нелинейного растягива­ния картинки на весь экран. При этом централь­ная ее часть сохраняет свои пропорции, однако периферия, где по умолчанию расположены второстепенные детали, подвергается искажениям. Как видим, все способы имеют свои недостатки. Сказать, что является наименьшим злом, невозможно.

СПОСОБЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФОРМАТОВ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Преобразование формата 4: 3 в формат 16: 9

Movie Expand (широкоформат­ный фильм) — это средство, позво­ляющее заполнить экран 16: 9 изо­бражением формата 4: 3. Изобра­жение 4: 3 «раздувается» или рас­ширяется, чтобы заполнить темные полосы по бокам изображения на экране. Картинка расширяется также и по вертикали вверх и вниз, по­этому часть изображения сверху и снизу «отрезается». Если в формате 4: 3 транслируется широкоформат­ный кинофильм (с черными полосами над и под изображением), то черные полосы исчезают и изображение не страдает.

Преобразование формата 16: 9 в формат 4: 3

Существует несколько способов «упаковки» фильмов или программ формата 16: 9 в формат 4: 3.

Технология Widescreen («широкоэкранный режим») — применяется в широкоэкранных телевизорах для растяжения изображения 4: 3 на весь экран. В этом режиме не про­исходит потери части изображения сверху и снизу, так как оно растяги­вается только по горизонтали. В ре­зультате возникает незначительное искажение изображения. Улучшает изображение в режиме Widescreen технология Panoramic View (пано­рама). По этой технологии изобра­жение 4: 3 также растягивается по горизонтали, но неравномерно -минимально в середине и посиль­нее на краях. Тогда в середине изображения, которая является центром внимания зрителя, искажения отсутствуют. По краям изображения ис­кажения не так сильно бросаются в глаза, и поэтому не вызывают от­рицательной реакции. Между тем усечения частей изображения сверху и снизу не происходит. Субтитры, например, остаются нетронутыми.

Letterbox (почтовый конверт) — чтобы транслировать широкофор­матные изображения в оригиналь­ном виде в формате 4: 3, многие фильмы сжимаются так, что на экра­не образуются черные полосы над и под изображением. Этот способ но­сит название Letterbox (почтовый конверт), и для владельцев широко­экранных телевизоров он весьма удобен: с помощью режима Movie Expand они могут настроить изображение так, что оно будет выводиться на экран без потерь каких-либо частей.

Pan & Scan (навести и снять) — это метод, когда режиссер в студии принимает решение о том, какую часть изображения в формате 16: 9 отсечь и как получить наиболее информативный фрагмент в фор­мате 4: 3. Этот процесс более или менее похож на обратный процесс вписывания изображения 4: 3 в формат 16: 9. Недостатком подхода является невозможность для зрителя повлиять на процесс принятия решения и необходимость полагаться на вкусы и мастерство другого человека.

Movie Compress (сжатие ) — изоб­ражение 16: 9 сжимается пропорционально только по горизонта­ли. На обычном телевизоре фор­мата 4: 3 люди выглядят тоньше. Владельцы широкоэкранных теле­визоров могут установить режим Widescreen. Тогда изображение пропорционально растянется и заполнит весь экран. Владельцы обыч­ных телевизоров могут включить режим Movie Compress. В этом случае изображение сожмется по вертикали, и восстановятся его исходные пропорции 16: 9. Но тогда на экране обычного телевизора появится «почтовый конверт».

Другой существенный для клиента момент — выбор диагонали экра­на и его установка в различных помещениях. Здесь важно, где будет установлен телевизор и что по нему предполагается смотреть. В зави­симости от расстояния между экраном и зрителями подбирается и раз­мер диагонали. Комфортным для просмотра и безопасным (если речь идет о кинескопных телевизорах) считается расстояние в 3-5 диагона­лей экрана. Поэтому в небольших по объему помещениях (спальнях и кухнях) чаще всего устанавливают кинескопные или ЖК-телевизоры с диагональю до 21′. При этом, чем выше качество изображения, тем бли­же можно находиться к экрану. В современных кинескопных телевизо­рах, оснащенных системой развертки изображения с частотой 100 Гц, мерцание экрана практически незаметно (по сравнению со старыми моделями, имеющими частоту развертки 50 Гц), поэтому смотреть та­кие телевизоры комфортно уже с расстояния в 3 диагонали. Еще ближе можно располагать плазменные панели и ЖК-телевизоры, главное, чтобы не было заметно «зерно» (такие телевизоры рекомендуется уста­навливать на расстоянии в 2, 0-2, 5 диагонали).

ТЕЛЕТЕКСТ

Удобным средством получения дополнительной информации при помощи телевизора является система телетекста. Суть этой системы состоит в том, что дополнительная информация в закодированном виде передается вместе с сигналом телевизионного изображения во время действия кадрового гасящего импульса. В телевизоре, не осна­щенном системой телетекста, передача этой дополнительной инфор­мации не оказывает никакого влияния на изображение, так как пере­дается в то время, когда луч кинескопа после формирования очеред­ного кадра погашен. Если же телевизор оснащен блоком телетекста, эта дополнительная информация выделяется и запоминается блоком и может быть выведена на экран по желанию телезрителя.

Информация предоставляется в виде страниц, имеет оглавление и тематические разделы. В основном, информация предоставляется в виде букв и цифр, но может содержать и несложные изображения.

В принятой у нас еще в советское время английской системе WST (World System Teletext) страница телетекста может содержать 24 строки по 40 знаков в строке. Теоретически один канал телетекста может со­держать до 899 страниц. Каждая страница может дополнительно со­держать подстраницы. Страницы обозначаются трехзначными номера­ми, первая цифра которого обозначает номер условного тома или жур­нала (от 1 до 9), а вторая и третья — номер страницы в нем. Так началь­ная страница телетекста, которая обычно содержит общее тематичес­кое оглавление всех передаваемых страниц, имеет номер 100 (журнал 1, страница 00).

Важным параметром декодера телетекста является объем его памя­ти. Дело в том, что страницы телетекста передаются в телевизионном сигнале последовательно, и для загрузки новой выбранной страницы декодер ожидает некоторое время, пока будет передаваться соответс­твующая страница. В то же время наличие микросхемы памяти в деко­дере позволяет запомнить в ней несколько определенных страниц и мгновенно вызывать их на экран. Самые простые декодеры позволяют, как правило, запомнить до 4-х страниц. Более совершенные декодеры имеют память несколько десятков страниц и более.

Для правильного отображения телетекста необходим устойчивый (без помех и повторов на изображении) прием программы, на которой он передается. В противном случае телетекст не будет приниматься вовсе, либо текст будет изобиловать ошибками (пропуски знаков или их замена на неправильные).

Для приема телетекста необходимо, чтобы схема телевизора вклю­чала в себя соответствующий декодер. Он встраивается в телевизор при производстве либо по желанию владельца после его приобрете­ния. Если же в телевизоре не предусмотрена установка декодера теле­текста, выходом может быть приобретение внешнего декодера-прис­тавки (такой декодер обойдется дороже, чем встроенный).

Необходимым условием приема русскоязычных программ телетекста является наличие поддержки декодером символов русского алфавита. Некоторые декодеры импортного производства поддерживают толь­ко символы латинского алфавита. При приеме с помощью такого деко­дера телетекста на русском языке информация будет воспроизводиться неверно.

В настоящее время распространены четыре режима работы с теле­текстом:

· Обычный режим или режим LIST. В этом режиме выбор страниц осуществляется набором их номера при помощи кнопок пульта дистанционного управления (ДУ), предназначенных для переклю­чения каналов. Этот режим также присутствует во всех рассмотрен­ных ниже режимах телетекста.

· Режим FAST- выбор страниц организован по цветовому принципу. Для этого на пульте ДУ должны находиться четыре цветных кнопки (красная, желтая, зеленая и голубая). При просмотре страницы те­летекста связанные с ней по тематике страницы будут автоматичес­ки отображаться внизу экрана в прямоугольниках, окрашенных в цвета, соответствующие цветам кнопок на пульте. Для выбора одной из связанных страниц достаточно нажать кнопку соответст­вующего цвета. В случае, когда этот режим не поддерживается теле­центром, передающим телетекст, в цветных прямоугольниках будут отображаться номера страниц по следующему алгоритму: N-1, N, N+1, N+2, где N — номер страницы, отображаемой на экране.

· Режим FLOF (Full Level One Features) — как и режим FAST оперирует четырьмя цветами. Вся информация сгруппирована по четырем те­мам, каждой из которых присвоен свой цвет. При нажатии одной из цветных кнопок на пульте ДУ на экран выводятся одна за другой все страницы соответствующей выбранному цвету темы. Отпустив кнопку, смену страниц можно остановить.

· Режим TOP (Table Of Pages). В этом режиме " перелистывания" страниц телетекста осуществляется с помощью отображаемого на экране телевизора меню из списка доступных страниц. Выбор необходимой страницы осуществляется курсором, перемещаемым с помощью кнопок ДУ.

КАРТИНКА В КАРТИНКЕ

С целью повышения комфортности использования телевизоров ин­женеры разработали технологию Picture in picture («картинка в картин­ке»), сокращенно PIP. Эта технология позволяет показывать на экране на фоне основного канала в небольшом прямоугольном окне любой другой канал или изображение, полученное от внешнего источника видеосигнала (видеомагнитофона, видеокамеры и т. д.). Звуковое со­провождение можно выбирать как основной, так и дополнительной программы. Обычно предусматривается изменение размеров допол­нительной картинки и места расположения ее на экране. Также возмо­жен обмен изображениями между основным экраном и дополнитель­ным окном с помощью нажатия одной кнопки на пульте дистанционного управления.

Главным отличием между «простыми» и «сложными» функциями PIP является присутствие в дорогих моделях телевизоров дополнительно­го тюнера, позволяющего телевизору одновременно расшифровывать два телевизионных сигнала.

Простейшим однооконным PIP (часто с черно-белой дополнитель­ной картинкой) могут оснащаться даже недорогие модели телевизо­ров с размером экрана 21 дюйм. В этом случае используется один тю­нер телевизора, поэтому в дополнительном окне можно вывести толь­ко программы, поступающие в телевизор с видеомагнитофона или ви­деокамеры. Если же в основном экране просматривается запись, вос­производимая с видеомагнитофона, в малом окне можно следить за одной из эфирных программ.

Возможности простейшей системы PIP расширяются, если к низкочас­тотному входу подключить видеомагнитофон, то есть использовать видеомагнитофон как дополнительный тюнер. В этом случае можно выводить эфирные программы, поступающие через тюнер видеомаг­нитофона. В случае подключения к телевизору спутникового тюнера с помощью PIP можно просматривать в дополнительном окне спутнико­вые программы.

Более дорогие модели телевизоров могут иметь в своем составе блок PIP, оснащенный собственным (вторым) тюнером. В этом случае в дополнительном окне или окнах можно просматривать любые посту­пающие на телевизор программы. Многие из телевизоров с двумя тю­нерами позволяют одновременно выводить 3-9, а в широкоэкранных телевизорах — даже 16 окон с различными программами (системы Multi PIP, Multi Window EX и другие).

В широкоэкранных телевизорах с форматом экрана 16: 9 может быть реализован режим POP (Picture Out of Picture — «картинка вне картин­ки»). В этом режиме три дополнительных изображения вписаны в сво­бодную часть широкого экрана сбоку от основной картинки формата 4: 3, вместе с ней полностью заполняя площадь экрана телевизора.

Технология Picture in picture бывает 2 типов:

· РАР (картинка и картинка) — экран разделяется на две части, в каждой из которых располагается немного сжатое активное изображение.

· PAT (картинка и текст) — экран разделяется на две части — немного сжатое активное изображение и полная страница текста.

ВХОДЫ И ВЫХОДЫ

Разъемы для входа и выхода соот­ветствуют типам сигнала, который может по ним передаваться. Спра­ведливым всегда будет утвержде­ние: «чем больше разъемов, тем луч­ше для потребителя».

Принципиальное отличие между сигналами заключается в способе сочетания сигнала о яркости изоб­ражения, сигнала о цветности изоб­ражения и сигнала о взаимосвязи этих характеристик.

Видео-интерфейсы:

· Композитный (на фото — 3) — разъём типа тюльпан RCA. Как правило, разъём этого типа имеет жёлтую окраску. Композитным этот интер­фейс называется потому, что составляющие яркости и цветности в нём смешаны. Относится к форматам VHS, VHS-C, Video-8, и именно его мы получаем через телевизионную антенну. Сигнал представ­ляет собой составной видеосигнал, в котором совмещены яркостной сигнал и цветоразностные и синхронизирующие сигналы. Для подачи такого сигнала надо всего два провода. Из плюсов этого сиг­нала можно отметить его стандартность (есть практически везде) и наименьшие требования к пропускной способности канала по сравнению с другими сигналами. Из минусов — наихудшее качество изображения из всех, что обусловлено тем, что сигналы, из которых он состоит, ограничиваются по ширине полосы. А это приводит к снижению чёткости изображения.

· S-Video (на фото — 2) — четырехштырьковое гнездо miniDIN. Этот интер­фейс позволяет добиться лучшего качества передачи видео, поскольку составляющие яркости и цветности здесь разделены. Кста­ти, буква S в названии вовсе не означает Super. S — Separate (отдель­ный). Такие разъемы используются, как правило, на видеовоспро-изводящей аппаратуре хорошего качества. Требования к пропуск­ной способности канала здесь гораздо либеральнее (ведь через эфир его подавать не надо), поэтому сигналы не ограничиваются по ширине и качество изображения получается очень хорошее.

· SCART (на фото — 8) — 21 -штырьковое гнездо. Этот интерфейс самый универсальный — по нему передаётся и видео, и управляющие сиг­налы (при соответствующей совместимости). Интересной особен­ностью является то, что со SCART можно послать сигнал на любой другой интерфейс.

· Компонентный разъём (на фото — 4) — три разъёма RCA разного цвета. Интерфейс позволяет получить картинку очень высокого ка­чества, однако он не столь популярен, как другие. Большинство те­левизоров, имеющих компонентный интерфейс, произведено ази­атскими или американскими компаниями.

· DVI (на фото — б) — первый массовый цифровой интерфейс, на который сегодня перешло большинство производителей графических плат и мониторов, однако для передачи видеосигнала на проекторы и теле­визоры все больше применяется с другим разъемом новейшим HDMI.

· HDMI (на фото — 7) — цифровой интерфейс, получающий в послед­нее время все большее и большее развитие.

Аудио-интерфейсы:

· Оптический (на фото — 5) — цифровой интерфейс. Теоретически он позволяет добиться наиболее высокого качества, однако на прак­тике это получается только на самых дорогих моделях.

· mini Jack (на фото -1) — разъем, больше известный как штекер для науш­ников, но и для передачи звукового сигнала применяется нередко.

· 5.1-аналоговый сигнал — шесть RCA-разъёмов, на которые посту­пает уже декодированный сигнал Dolby Digital или DTS.

ПРЕЗЕНТАЦИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ

Для клиента выбор телевизора является достаточно сложным про­цессом. В большинстве случаев человек не знает технические особен­ности работы телевизора, а ориентируется исключительно на свое вос­приятие картинки телевизора и его функциональные возможности.

Для того, чтобы человек смог сделать правильный выбор осознанно, полагаясь на свои впечатления, телевизор должен быть правильно на­строен и его лучшие стороны были видны.

сетка от кинескопа

сегодня во дворе нашел разбитый компьютерный монитор. пригляделся — а у него цела оказалась маска, представляющая собой шикарную очень-очень мелкую сеточку.
отколупал (снимается легко совсем, буквально в шести местах точечной сваркой прихвачена), теперь вот думаю что с неё сделать хорошего.
перво наперво была идея вырезать из неё фильтры для редукторов типа Украина-2 (мне такой фильтр от кого-то в куче ЗИПа достался, видать из чего-то похожего).
думаю нормально получится.

и вторая потом идея возникла — а если взять две шайбы с маленьким отверстием посередине, зажать между ними сетку эту — получится же дюза хитрая!

вобщем вопрос лишь один — кто знает из какого материала она может быть сделана? никель?

Что такое кинескоп и как он устроен

Кинескоп – это специальная телевизионная трубка, отвечающая за прием сигнала. По-другому он называется электролучевой трубкой. Без этой детали невозможно воспроизводить изображение на экране телевизора или монитора. Одна из стенок покрыта специальным люминофором, которые при бомбардировки электронами издает свое свечение, цвет которого меняется в зависимости от ряда факторов.

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

Дело в том, что картинка на экране рисуется при помощи электронного луча. Электронный луч очень похож на световой. Но световой луч состоит из фотонов, а электронный – из электронов, и мы его увидеть не можем. Куча электронов несется с бешеной скоростью по прямой от пункта А – к пункту Б. Так образуется “луч”.

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

Пункт Б – это анод. Он находится прямо на обратной стороне экрана. Также, экран (с обратной стороны) вымазан специальным веществом – люминофором. При столкновении электрона на бешеной скорости с люминофором, последний испускает видимый свет. Чем быстрее летел электрон до столкновения – тем свет будет ярче. То есть, люминофор – это преобразователь “света” электронного луча в свет, видимый для человеческого глаза.

С пунктом Б разобрались. А что же такое пункт “А”? А – это “электронная пушка”. Название страшное. Но страшного в ней ничего нет. Она не предназначена для того, чтобы жестоко расстреливать пришельцев с Марса. Но “стрелять” она все же умеет – электронным лучем в экран.

Вообще, ЭЛТ – это такая большая электронная лампа. Как? Вы не знаете что такое лампа? Ну ладно…

Электронные лампы – это такие же усилительные элементы как и любимые всеми нами транзисторы. Но лампы появились намного раньше их кремниевых “коллег”, еще в первой половине прошлого века.

Лампа – это такой стеклянный баллон, из которого откачан воздух. В самой простой лампе – 4 вывода: катод, анод и два вывода нити накала. Нить накала нужна для того, чтобы разогреть катод. А разогреть катод нужно для того, чтобы с него полетели электроны. А электроны должны полететь затем, чтоб возник электрический ток через лампу. Для этого обычно на нить накала подается напряжение – 6,3 или 12,6 В (в зависимости от типа лампы)

Кроме того, чтобы полетели электроны – нужно высокое напряжение между катодом и анодом. Оно зависит от расстояния между электродами и от мощности лампы. В обычных радиолампах это напряжение составляет несколько сотен вольт, расстояния от катода до анода в таких лампах не превышают нескольких миллиметров.

[stextbox кинескопе расстояние от катода, находящегося в электронной пушке до экрана может превышать несколько десятков сантиметров. Соответственно, и напряжение там нужно намного большее – 15…30 кВ.[/stextbox]

Такие зверские напряжения создает специальный повышающий трансформатор. Его еще называют строчный трансформатор, поскольку он работает на строчной частоте. Но, об этом – чуть позже.

При ударении электрона об экран, кроме видимого света, “вышибаются” также и другие излучения. В частности – радиоактивное. Вот почему не рекомендуется смотреть телек ближе 1…2 метров от экрана.

Итак, луч получили. И он так красивенько светит аккурат в центр экрана. Но нам-то надо, чтоб он “чертил” по экрану линии. То есть, нужно заставить его отклоняться от центра. И в этом вам помогут… электромагниты. Дело в том, что электронный луч, в отличие от светового, очень чувствителен к магнитному полю. Поэтому то он и используется в ЭЛТ.

Нужно поставить две пары отклоняющих катушек. Одна пара будет отклонять по горизонтали, другая – по вертикали. Умело управляя ими, можно гонять луч по экрану куда угодно.

Картинка на экране телевизора образуется в результате того, что луч с бешенной скоростью чертит слева-направо сверху-вниз по экрану. Такой метод последовательной прорисовки изображения называется “развертка”. Поскольку развертка происходит очень быстро – для глаза все точки сливаются в строчки а строчки – в единый кадр.

В системах PAL и SECAM за одну секунду луч успевает пробежать весь экран 50 раз. В американской системе NTSC – еще больше – аж 60 раз! Вообще говоря, системы PAL и SECAM отличаются лишь в передаче цвета. Все остальное у них – одинаково. Картинка образуется за счет того, что во время “бега”, луч изменяет свою яркость в соответствии с принимаемым видеосигналом. Как происходит управление яркостью?

А очень просто! Дело в том, что кроме рассмотренных электродов – анода и катода, в лампах бывает еще третий электрод – сетка. Сетка – это управляющий электрод. подавая на сетку сравнительно низкое напряжение, можно управлять током, протекающим через лампу. Иными словами, можно управлять интенсивностью потока электронов, “летящих” от катода к аноду. В ЭЛТ сетка используется для изменения яркости луча.

Подавая на сетку отрицательное напряжение (относительно катода), можно ослабить интенсивность потока электронов в луче, или вообще закрыть “дорогу” для электронов. Это бывает нужно, например, при перемещении луча от конца одной строки к началу другой. Теперь поговорим поподробнее именно про принципы развертки. Для начала, стоит запомнить несколько несложных чисел и терминов:

• Растр- это одна “строчка”, которую рисует луч на экране.
• Поле- это все строчки, которые нарисовал луч за один вертикальный проход.
• Кадр- это элементарная единица видеоряда. Каждый кадр состоит из двух полей – четного и нечетного.

Это стоит пояснить: изображение на экране телевизора разворачивается с частотой 50 полей в секунду. Однако, телевизионный стандарт равен 25 кадрам в секунду. Поэтому один кадр при передаче разбивается на два поля – четное и нечетное. В четном поле содержатся только четные строчки кадра (2,4,6,8…), в нечетном – только нечетные. Изображение на экране также “рисуется” через строку. Такая развертка называется “чересстрочная развертка”.

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.

[stextbox 1905 году Альберт Эйнштейн опубликовал уравнение внешнего фотоэффекта, открытого в 1877 году Генгихом Герцем, и исследованного Александром Григорьевичем Столетовым.[/stextbox]

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.

[stextbox луч попадает в экран покрытый люминофором. От бомбардировки электронами люминофор светится и быстро перемещающееся пятно переменной яркости создаёт на экране изображение.[/stextbox]

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.

Основные светотехнические и электротехнические параметры кинескопов.

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.

Для борьбы с этим до середины 60 гг. применялись ионная ловушка, обладающая крупным недостатком: её правильная установка – довольно кропотливая операция, а при неправильной установке изображение отсутствует. В начале 60 гг. был разработан новый способ защиты люминофора: алюминирование экрана, кроме того позволившее вдвое повысить максимальную яркость кинескопа, и необходимость в ионной ловушке отпала.

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.

[stextbox элемент размещен перед люминофорным покрытием и обеспечивает попадание электронного луча только на “свой” люминофор.[/stextbox]

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.

Первоначально 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 E_R, BL, Е_в 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 (L_w) 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.