МОДУЛЯТОР ИНТЕНСИВНОСТИ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА Российский патент 1994 года по МПК H01J29/52 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к проекционным электронно-лучевым трубкам (ЭЛТ) высокого разрешения, в том числе лазерным, и может быть использовано в проекционном телевидении высокой четности в компьютерных устройствах с выводом знакографической информации на большой экран.

Известен принцип модуляции интенсивности электронного пучка путем отклонения электронного пучка за край апертурной диафрагмы. В зависимости от величины отклонения большая или меньшая часть пучка проходит через апертурную диафрагму, а затем с помощью фокусирующей электрической или электромагнитной линзы на экран ЭЛТ проецируется изображение наименьшего сечения электронного пучка (кроссовера), расположенного перед входом в отклоняющие пластины [1] .

Существенным недостатком данного способа модуляции интенсивности электронного пучка является перемещение электронного пятна по экрану ЭЛТ в процессе модуляции, что объясняется перемещением в предметной плоскости фокусирующей линзы мнимого изображения плоскости наименьшего сечения электронного пучка (кроссовера), изображение которой переносится фокусирующей линзой на экран ЭЛТ.

Задача сводится к стабилизации положения электронного пятна (изображение кроссовера) на экране ЭЛТ. Известен трехпарный модулятор интенсивности электронного пучка, в котором после первой пары пластин расположена апертурная диафрагма, а вторая и третья пары пластин используются для полной компенсации смещения и наклона пучка относительно оси системы, что приводит к стабилизации положения электронного пятна на экране ЭЛТ в процессе модуляции тока электронного пучка [2] .

Недостатком трехпарного модулятора является то, что при одинаковой длине пластин его чувствительность в четыре раза меньше, чем у однопарного, а также необходимость применения дополнительных корректирующих пластин, которые снижают чувствительность и усложняют конструкцию.

Целью изобретения упрощение конструкции модулятора с одновременным увеличением его чувствительности.

Цель достигается тем, что модулятор содержит расположенные соосно отклоняющие пластины, апертурную диафрагму, фокусирующую линзу. Центр отклонения пластин совпадает с центром предметной плоскости фокусирующей линзы, совмещенной с плоскостью наименьшего сечения электронного пучка, при этом длина отклоняющих пластин выбирается из соотношения
l = 2E_oD h U_o^-1L^-1, где Е_о - ускоряющее напряжение;
D - диаметр отверстия апертурной диафрагмы, равный диаметру электронного пучка в месте положения диафрагмы.

h - расстояние между пластинами;
L - расстояние от центра отклонения пластины до диафрагмы;
U_о - запирающее напряжение модулятора.

На чертеже изображен предлагаемый модулятор, где 1 - центр отклонения пластин, 2 - отклоняющие пластины, 3 - предметная плоскость фокусирующей линзы, 4 - диафрагма, 5 - фокусирующая линза, 6 - экран ЭЛТ, 7 - изображение кроссовера.

Модулятор содержит установленные по оси устройства отклоняющие пластины 2, диафрагму 4 фокусирующего линзу 5 и экран 6.

Принцип работы модулятора.

Электронный пучок, ускоренный в электрическом поле с разностью потенциалов Ео, имеющий наименьшее сечение в центре 1 отклонения пластин в плоскости 3, проходит по оси симметрии системы из отклоняющих пластин 2, диафрагму 4, фокусирующей линзы 5 и экрана 6.

Изображение наименьшего сечения электронного пучка (кроссовер) проецируется с помощью электромагнитной или электростатической фокусирующей линзы 5, зона действия поля которой ограничена пунктиром, на экран 6 в точку 7. При подаче модулирующего напряжения на пластины 2 электронный пучок частично смещается за отверстие диафрагмы, что приводит к уменьшению его интенсивности. Электронный траектории в отклоняющем поле будут параболами (на чертеже не показаны). Касательные к электронным траекториям проходят через центр 1 отклонения пластин. Если плоскость наименьшего сечения пучка совпадает с предметной плоскостью фокусирующей линзы 5 и находится перед пластинами (на чертеже не показана), как в случае аналога и прототипа, то при смещении электронного пучка касательная, пройдя через центр отклонения, пересекает предметную плоскость линзы ниже оси симметрии системы, по которой расположено наименьшее сечение электронного пучка, что соответствует мнимому смещению положения наименьшего сечения электронного пучка. Соответственно на экране 6 происходит смещение электронного пятна 7, являющегося изображением наименьшего сечения электронного пучка, от оси системы. В случае расположения наименьшего сечения электронного пучка по центру предметной плоскости фокусирующей линзы, совмещенного с центром отклонения пластин, легко видеть, что мнимое и действительное положения плоскости минимального сечения электронного пучка совпадают и смещения изобретения наименьшего сечения электронного пучка на экране в этом случае нет.

На практике в случае расположения отклоняющих пластин непосредственно после анода нужное положение наименьшего сечения электронного пучка достигается рядом известных способов, например путем придания ускоряющим электродом анод-катод надлежащей формы.

Пример расчета модулятора. Пусть Е_о = = 5 ˙10⁴ В, U_o = 59 В, h = 0,4 см, L = 20 см, D= = 0,2 см. Тогда
l = 2 E_o D h U_o^-1L^-1 =
= 2*5*10⁴0,4*0,2*(50*20)^-1 = 8 см. (56) 1. Басов Н. Г. и др. Получение телевизионного изображения на большом экране с помощью ДЭЛТ. Квантовая электроника, 1974, т 1, N 11, с. 1521, 2522.

2. Насибов А. С. и др. Электронно-лучевая трубка с лазерным экраном. Квантовая электроника, 1974, т. 1, N 3, с. 534-547.

Использование: в электронной технике, в частности в проекционных электронно-лучевых трубках высокого разрешения, в т. ч. лазерных для проекционного телевидения высокой четкости и компьютерных устройств с выводом знакографической информации на большой экран. Сущность изобретения: модулятор содержит расположенные соосно отклоняющие пластины, апертурную диафрагму и фокусирующую линзу, причем центр отклонения пластин совпадает с центром предметной плоскости фокусирующей линзы, совмещенной с плоскостью наименьшего сечения электронного пучка. Приведено выражение для выбора длины отклоняющих пластин. Достигается снижение напряжения и мощности модулирующего сигнала. 1 ил.

МОДУЛЯТОР ИНТЕНСИВНОСТИ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА , содеpжащий pасположенные соосно отклоняющие пластины, апеpтуpную диафpагму и фокусиpующую линзу, отличающийся тем, что центp отклонения отклоняющих пластин совпадает с центpом пpедметной плоскости фокусиpующей линзы, совмещенной с плоскостью наименьшего сечения электpонного пучка, пpи этом длина отклоняющих пластин выбpана из соотношения
l= 2E₀DhU₀^-1L^-1 ,
где E₀ - ускоряющее напряжение, В;
U₀ - запирающее напряжение, В;
D - диаметр отверстия апертурной диафрагмы, равный диаметру электронного пучка в месте положения диафрагмы, см;
h - расстояние между пластинами, см;
L - расстояние от центра пластин до апертурной диафрагмы, см.