Дисплейные трубки

Помимо выполнения задач по усилению и переключению, трубки могут использоваться в качестве устройств отображения.

Пожалуй, самая известная дисплейная трубка - это электронно-лучевая трубка . или CRT . Первоначально изобретенные как инструмент для изучения поведения «катодных лучей» (электронов) в вакууме, эти трубки превратились в инструменты, полезные для обнаружения напряжения, а затем в видеопроекционные устройства с появлением телевидения. Основное различие между ЭЛТ, используемым в осциллографах, и ЭЛТ, используемыми в телевизорах, заключается в том, что в различных осциллографах используется исключительно электростатическое отклонение (пластина), в то время как в телевизорах используется электромагнитное отклонение (катушка). Пластины работают намного лучше, чем катушки, в более широком диапазоне частот сигнала, что отлично подходит для осциллографов, но не имеет отношения к телевизору, поскольку телевизионный электронный луч перемещается по вертикали и горизонтали с фиксированными частотами. Электромагнитные отклоняющие катушки более предпочтительны в конструкции телевизионных ЭЛТ, поскольку они не должны проходить сквозь стеклянную оболочку трубки, что снижает производственные затраты и повышает надежность трубки.

Интересным «двоюродным братом» ЭЛТ является Кошачий глаз . или Magic-Eye индикаторная трубка. По сути, эта трубка представляет собой прибор для измерения напряжения с дисплеем, напоминающим светящееся зеленое кольцо. Электроны, испускаемые катодом этой трубки, попадают на флуоресцентный экран, вызывая излучение зеленого света. Форма свечения, создаваемого флуоресцентным экраном, изменяется при изменении величины напряжения, приложенного к сетке:

Ширина тени напрямую определяется разностью потенциалов между управляющим электродом и флуоресцентным экраном. Управляющий электрод представляет собой узкий стержень, расположенный между катодом и флуоресцентным экраном. Если этот управляющий электрод (стержень) значительно более отрицательный, чем флуоресцентный экран, он будет отклонять некоторые электроны от этой области экрана. Область экрана, «затененная» контрольным электродом, будет казаться темнее, когда между ними будет значительная разница в напряжении. Когда управляющий электрод и флуоресцентный экран имеют равный потенциал (нулевое напряжение между ними), эффект затенения будет минимальным, и экран будет одинаково освещен.

Условное обозначение трубки «кошачий глаз» выглядит примерно так:

Вот фотография трубки «кошачий глаз», на которой показана круглая область отображения, а также стеклянный колпак, патрубок (черный, на дальнем конце трубки) и некоторые его внутренние элементы:

Обычно только конец трубки выступает из отверстия в приборной панели, поэтому пользователь может видеть круглый флуоресцентный экран.

В простейшем случае лампа «кошачий глаз» могла работать без использования сетки усилителя. Однако, чтобы сделать его более чувствительным, сетка усилителя используется, и он используется так:

Катод, сетка усилителя и пластина действуют как триод, чтобы создавать большие изменения напряжения между пластиной и катодом при небольших изменениях напряжения между сеткой и катодом. Поскольку управляющий электрод внутренне соединен с пластиной, он электрически является общим для нее и, следовательно, обладает таким же напряжением по отношению к катоду, что и пластина. Таким образом, большие изменения напряжения, вызванные на пластине из-за небольших изменений напряжения на сетке усилителя, в конечном итоге вызывают большие изменения ширины тени, видимой тем, кто смотрит на лампу.

Трубки «кошачий глаз» никогда не были достаточно точными, чтобы их можно было оснастить градуированной шкалой, как в случае с электронно-лучевыми трубками и электромеханическими счетчиками, но они хорошо служили в качестве детекторов нуля в мостовых схемах и в качестве индикаторов уровня сигнала в схемах радионастройки. К сожалению, ограничением использования трубки «кошачий глаз» в качестве нуль-детектора было то, что она не могла напрямую измерять напряжение в обеих полярностях.