КОНДЕНСАТОР ДЛЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ И ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА Российский патент 2005 года по МПК H01J31/00 

Настоящее изобретение относится к конденсатору и электронно-лучевой трубке, а более конкретно, но не исключительно, к развязывающему конденсатору для использования в индуктивной выходной трубке (ИВТ (IOT)).

ИВТ являются устройствами типа электронно-лучевой трубки, которые используются, например, для усиления высокочастотных сигналов телевизионного вещания, и требуют для своей работы напряжений в диапазоне нескольких десятков киловольт.

Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить конденсатор, имеющий характерную низкую индуктивность, а также постоянную, распределенную емкость, что делает конденсатор, в частности, подходящим для использования в качестве развязывающего конденсатора в высокочастотных электронно-лучевых трубках, например, в усилителях ИВТ.

Согласно изобретению задача решается тем, что предлагается конденсатор, содержащий трубку из материала, проводящего электрический ток, слой изолирующего материала, расположенный на внешней поверхности трубки, и материал, проводящий электрический ток и расположенный на изолирующем материале.

Конденсатор по изобретению позволяет достигнуть улучшения, например, при работе на боковой полосе частот и при использовании в приложениях цифрового телевидения.

В конкретном предпочтительном варианте осуществления изобретения трубка обеспечивает поддержку слоя и проводящего материала. Так как трубка действует как подложка, то не обязательно, чтобы слой и проводящий материал были самонесущими элементами. Изолирующий материал имеет преимущественно большую длину в продольном осевом направлении трубки, чем материал, проводящий электрический ток. Таким образом, длина электрического пути между трубкой и проводящим материалом может быть относительно большой, что позволяет выдерживать высокие напряжения.

Изолирующий материал предпочтительно покрывает, по существу, всю внешнюю поверхность трубки. Его можно получить, например, с помощью покрытия, наносимого погружением, или любым другим подходящим способом для предполагаемых материалов. Изолирующим материалом, конкретно подходящим для конденсатора, является Кэптон (Kapton, торговая марка), но кроме него можно использовать и другие изоляционные материалы, обладающие высокой диэлектрической постоянной. Кэптон можно наносить в виде одного или нескольких слоев на внешнюю поверхность трубки или можно покрывать погружением. Проводящий материал можно наносить на изолирующий материал, например, с помощью напыления или проводящий материал может представлять собой металлическую пленку, которой оборачивают изолирующий материал.

Трубка, изолирующий материал и проводящий материал предпочтительно размещаются в круговой симметричной геометрии относительно продольной оси трубки, чтобы минимизировать индуктивность. В одном предпочтительном варианте длина трубки, по крайней мере, в два раза больше своего диаметра.

Трубку, которая является полой, можно при необходимости окружить электрическими проводниками или другими компонентами устройства.

Предусмотренный электрический соединитель преимущественно подсоединяется к проводящему материалу, по существу, в средней точке осевого отрезка проводящего материала. Соединитель может быть, по существу, кольцеобразным, образуя при этом соединение с проводящим материалом вокруг внутреннего края соединителя, что снова приводит к низкой индуктивности. Соединитель может быть кольцеобразным элементом, который размещается и простирается в плоскости, перпендикулярной продольной оси. В одном варианте осуществления соединитель включает в себя отверстия, выполненные в нем, с помощью которых, например, охлаждающий воздух может поступать к другим компонентам устройства, к которым он подсоединен. Соединитель может включать в себя сетку. Сетка образует только часть соединителя, обеспечивая при этом путь протекающей жидкости, или она может занимать более существенную часть соединителя. Например, соединитель может состоять из сетки, размещенной около рамки. Конструкция соединителя с отверстиями или сеткой также позволяет уменьшить вес, который играет большую роль в некоторых приложениях.

В одном варианте осуществления соединитель электрически подсоединяется к проводящему материалу через множество пружинных контактов. Подобным образом соединитель может также иметь множество пружинных контактов. Подобным образом соединитель может также иметь множество пружинных контактов, расположенных вокруг его внешнего края, с помощью которых достигается электрическое соединение с окружающим проводящим элементом. Контакты обеспечивают хорошее электрическое соединение, а также позволяют легко регулировать положение соединителя. Соединитель можно поддерживать с помощью отдельной, электрически изолированной опоры, на которую его устанавливают.

Конденсатор, согласно изобретению, особенно подходит для использования в тех случаях, где необходимо выдерживать высокие напряжения порядка нескольких десятков киловольт. В одном варианте трубка конденсатора выдерживает напряжение 35 кВ и во время работы устройства проводящий материал находится под земляным потенциалом и подсоединен к нему.

Согласно особенности изобретения электронно-лучевая трубка содержит электронную пушку, имеющую катод, и конденсатор, согласно изобретению подсоединенный в качестве развязывающего конденсатора для замыкания паразитной емкости схемы и создания утечки для высокочастотной мощности. Трубка конденсатора предпочтительно подсоединяется к потенциалу катода. Там, где электронно-лучевая трубка объединена с кольцевым входным объемным резонатором, как и в усилителе ИВТ, конденсатор может располагаться в объеме, окруженном внутренней стенкой резонатора и, по существу, параллельно ей.

Проводящий материал конденсатора может электрически подсоединяться к внутренней стенке.

Сущность изобретения иллюстрируется ссылкой на чертежи, на которых:

Фиг.1 схематически изображает конденсатор, согласно изобретению входящий в состав ИВТ; и

Фиг.2 схематически изображает ИВТ, которая частично показана на Фиг.1.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

На Фиг.1 и 2 конденсатор 1, который входит в состав усилителя индуктивной выходной трубки, включает в себя цилиндрическую полую алюминиевую трубку 2, имеющую длину почти в три раза больше ее диаметра. В средней точке в осевом направлении трубки 2 внешнюю поверхность алюминиевой трубки 2 покрывают тремя слоями Кэптона 3 и вокруг внешней стороны Кэптона 3 обматывают ленту из металлической фольги 4. Таким образом, трубка 2 действует как подложка для Кэптона 3 и металлической фольги 4. В процессе использования трубка 2 действует как одна пластина конденсатора, а фольга 4 как другая пластина конденсатора. Кэптон можно использовать в качестве покрытия, наносимого на трубку 2 погружением, вместо использования слоев Кэптона.

Алюминиевая трубка 2 поддерживается на одном конце с помощью части структуры 5, которая, в свою очередь, подсоединяется к катоду 6 ИВТ, при этом во время работы усилителя РЧ на опорной структуре 5 поддерживается потенциал катода.

Кольцевая металлическая пластина 7 окружает трубку 2 конденсатора, которая размещена перпендикулярно своей продольной оси. Внутренний край кольцевой пластины 7 включает в себя множество проводящих пружинных контактов 8, расположенных вокруг по внутренней длине окружности. Это обеспечивает хорошее электрическое соединение между металлической фольгой 4 и металлической кольцевой пластиной 7. Пластина 7 опирается на изолирующий цилиндр 9.

ИВТ включает в себя кольцевой входной объемный резонатор 10, имеющий внутреннюю стенку 11 и внешнюю стенку 12. Соединитель 7 электрически подсоединен через другое множество пружинных контактов 13, размещенных на равном расстоянии вокруг своего края, к внутренней стенке 11 входного резонатора 10. Таким образом, металлическая фольга 4 электрически подсоединена к внутренней стенке 11 входного резонатора 10, на котором во время использования усилителя поддерживается потенциал земли. Обычно потенциал катода равен 35 кВ, и, таким образом, изолирующий слой 3 может гарантированно выдерживать напряжение 35 кВ. Конец алюминиевой трубки 2, удаленный от опоры 5 катода, закрыт элементом 14, имеющим криволинейную поверхность и предохраняющим от коронного разряда. С другой стороны, это можно выполнить путем придания подходящей формы конца самой трубки 2. Пружинные контакты позволяют поддерживать электрический контакт с возможностью перемещения пластины 7 в осевом направлении. В других вариантах осуществления пластину 7 можно подсоединить к фольге 4 и/или внутренней стенке 11 с помощью фиксированного соединения в случае, если не требуется перемещения.

Пластина 7 имеет отверстие, которое позволяет охлаждающему воздуху проходить выше внутренней стенки 11. Часть пластины также включает в себя сетку, которая позволяет воздуху проходить через нее.

На Фиг.2 изображена более подробно ИВТ (Фиг.1), включающая, в себя выходной резонатор 15, с которым связан усиленный высокочастотный сигнал. Конденсатор 1 позволяет получить постоянную распределенную емкость с характерной низкой индуктивностью. Он замыкает паразитную емкость схемы и создает условия для утечки высокочастотной мощности РЧ, которые в противном случае могут привести к искажению усиливаемого сигнала.

Изобретение относится к электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) с развязывающим конденсатором. Техническим результатом изобретения является снижение индуктивности развязывающего конденсатора. Согласно изобретению ЭЛТ содержит электронную пушку, катод и конденсатор, который включает в себя проводящую трубку, покрытую изолирующим материалом, и слой проводящего материала, расположенный на центральной части трубки. Эта конфигурация имеет характерную низкую индуктивность и постоянную, распределенную емкость. Конденсатор можно использовать в качестве развязывающего конденсатора в усилителе ИВТ для уменьшения паразитной емкости и создания утечки высокочастотного излучения в одном усилителе, который располагается внутри и ограничен внутренней стенкой кольцевого входного резонатора. 23 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Электронно-лучевая трубка, содержащая электронную пушку, имеющую катод, и конденсатор, используемый в качестве развязывающего конденсатора для замыкания паразитной емкости схемы и/или создания утечки высокочастотной мощности, причем конденсатор содержит трубку, выполненную из материала, проводящего электрический ток, слой изолирующего материала на внешней поверхности трубки, выполненной из материала, проводящего электрический ток, и материал, проводящий электрический ток, на изолирующем материале.2. Электронно-лучевая трубка по п.1, отличающаяся тем, что трубка, проводящая электрический ток, обеспечивает подложку для слоя и проводящего материала.3. Электронно-лучевая трубка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что слой изолирующего материала имеет большую длину в продольном осевом направлении трубки, проводящей электрический ток, чем у материала, проводящего электрический ток.4. Электронно-лучевая трубка по пп.1, 2 или 3, отличающаяся тем, что слой изолирующего материала покрывает, по существу, всю внешнюю поверхность трубки, проводящей электрический ток.5. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что слой изолирующего материала состоит из множества слоев.6. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что изолирующим материалом является Кэптон (торговая марка).7. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что изолирующий материал наносится на трубку, проводящую электрический ток, посредством погружения.8. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что материал, проводящий электрический ток, является металлической фольгой.9. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что длина трубки, проводящей электрический ток, по меньшей мере, в два раза больше ее диаметра.10. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что проводящий материал простирается в осевом направлении трубки, проводящей электрический ток, и позиционируется по центру относительно концов трубки, проводящей электрический ток.11. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что включает в себя электрический соединитель, подсоединенный к проводящему материалу, по существу, в средней точке проводящего материала в осевом направлении трубки, проводящей электрический ток.12. Электронно-лучевая трубка по п.11, отличающаяся тем, что соединитель выполнен, по существу, кольцеобразным и создает соединение с проводящим материалом вокруг внутреннего края соединителя.13. Электронно-лучевая трубка по п.12, отличающаяся тем, что соединитель является кольцеобразным элементом, простирающимся в плоскости, перпендикулярной продольной оси.14. Электронно-лучевая трубка по п.12 или 13, отличающаяся тем, что соединитель представляет собой кольцеобразную пластину с отверстием.15. Электронно-лучевая трубка по п.12 или 13, отличающаяся тем, что соединитель включает в себя сетку.16. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.11-15, отличающаяся тем, что соединитель электрически соединен с проводящим материалом через множество контактов.17. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.11-16, отличающаяся тем, что соединитель электрически соединен со стенкой, окружающей соединитель, через множество контактов.18. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.11-17, отличающаяся тем, что включает в себя электрически изолирующую опору, на которой крепится соединитель.19. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.1-18, отличающаяся тем, что во время работы потенциал трубки, проводящей электрический ток, поддерживается отличающимся на несколько десятков киловольт от потенциала проводящего материала.20. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.1-19, отличающаяся тем, что содержит средство против коронного разряда на одном и/или двух концах трубки, проводящей электрический ток.21. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.1-20, отличающаяся тем, что трубка конденсатора, проводящая электрический ток, подсоединена к потенциалу катода.22. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.1-21, отличающаяся тем, что включает в себя кольцевой входной объемный резонатор, размещенный около электронной пушки с конденсатором, который расположен внутри объема, ограниченного внутренней стенкой резонатора, и, по существу, параллельно ей.23. Электронно-лучевая трубка по п.22, отличающаяся тем, что проводящий материал конденсатора электрически соединен с внутренней стенкой резонатора.24. Электронно-лучевая трубка по любому из пп.1-23, отличающаяся тем, что представляет собой индуктивную выходную трубку (ИВТ).