Электронно -лучевая трубка ( ЭЛТ ) — это вакуумная трубка , содержащая одну или несколько электронных пушек , которые испускают электронные лучи, которыми управляют для отображения изображений на фосфоресцентном экране. [2] Изображения могут представлять собой электрические сигналы на осциллографе , кадр видео на аналоговом телевизоре (ТВ), цифровую растровую графику на мониторе компьютера или другие явления, такие как радиолокационные цели. ЭЛТ в телевизоре обычно называют кинескопом . ЭЛТ также использовались в качестве устройств памяти , и в этом случае экран не должен быть виден наблюдателю. Термин «катодный луч» использовался для описания электронных пучков, когда они были впервые обнаружены, до того, как стало понятно, что то, что испускалось из катода, было пучком электронов.
В ЭЛТ-телевизорах и компьютерных мониторах вся передняя часть трубки сканируется неоднократно и систематически по фиксированной схеме, называемой растром . В цветных устройствах изображение создается путем управления интенсивностью каждого из трех электронных лучей , по одному для каждого аддитивного основного цвета (красного, зеленого и синего), с использованием видеосигнала в качестве эталона. [3] В современных ЭЛТ-мониторах и телевизорах лучи изгибаются за счет магнитного отклонения с помощью отклоняющего ярма . Электростатическое отклонение обычно используется в осциллографах . [3]
Трубка представляет собой стеклянную оболочку, тяжелую, хрупкую и длинную от лицевой стороны экрана до задней части. Ее внутренняя часть должна быть близка к вакууму , чтобы предотвратить столкновение испускаемых электронов с молекулами воздуха и их рассеяние до того, как они попадут на поверхность трубки. Таким образом, внутреннее давление вакуумируется до менее чем миллионной доли атмосферного давления . [4] Таким образом, обращение с ЭЛТ сопряжено с риском сильного взрыва , который может отбросить стекло с огромной скоростью. Лицо обычно изготавливается из толстого свинцового стекла или специального бариево - стронциевого стекла, чтобы оно было устойчивым к разрушению и блокировало большую часть рентгеновского излучения. Эта трубка составляет большую часть веса ЭЛТ-телевизоров и компьютерных мониторов. [5] [6]
С середины-конца 2000-х годов ЭЛТ были вытеснены технологиями плоских дисплеев, такими как ЖК-дисплеи , плазменные дисплеи и OLED- дисплеи, которые дешевле в производстве и эксплуатации, а также значительно легче и тоньше. Плоские дисплеи также могут быть изготовлены очень больших размеров, тогда как 40–45 дюймов (100–110 см) [7] были примерно самым большим размером ЭЛТ. [8]
ЭЛТ работает путем электрического нагрева вольфрамовой катушки [9] , которая, в свою очередь, нагревает катод в задней части ЭЛТ, заставляя его испускать электроны, которые модулируются и фокусируются электродами. Электроны направляются отклоняющими катушками или пластинами, а анод ускоряет их по направлению к экрану с люминофорным покрытием, который генерирует свет при попадании в него электронов. [10] [11] [12]
Катодные лучи были открыты Юлиусом Плюкером и Иоганном Вильгельмом Гитторфом . [13] Хитторф заметил, что некоторые неизвестные лучи испускались из катода (отрицательного электрода), которые могли отбрасывать тени на светящуюся стенку трубки, указывая на то, что лучи движутся по прямым линиям. В 1890 году Артур Шустер продемонстрировал, что катодные лучи могут отклоняться электрическими полями , а Уильям Крукс показал, что они могут отклоняться магнитными полями. В 1897 году Дж. Дж. Томсону удалось измерить отношение массы к заряду катодных лучей, показав, что они состоят из отрицательно заряженных частиц, меньших атомов, первых « субатомных частиц », которые ирландский физик Джордж Джонстон Стоуни уже назвал электронами . в 1891 году. Самая ранняя версия ЭЛТ была известна как «трубка Брауна», изобретенная немецким физиком Фердинандом Брауном в 1897 году. [14] Это был диод с холодным катодом , модификация трубки Крукса с люминофорным покрытием . экран. Браун был первым, кто задумал использовать ЭЛТ в качестве устройства отображения. [15] Трубка Брауна стала основой телевидения 20-го века. [16]
В 1908 году Алан Арчибальд Кэмпбелл-Суинтон , член Королевского общества (Великобритания), опубликовал в научном журнале Nature письмо, в котором описал, как «дальнего электрического зрения» можно достичь с помощью электронно-лучевой трубки (или «дальнего электрического зрения»). Трубка Брауна) как передающее и приемное устройство. [17] Он подробно изложил свое видение в речи, произнесенной в Лондоне в 1911 году и опубликованной в « Таймс» [18] и « Журнале Рентгеновского общества» . [19] [20]
Первая электронно-лучевая трубка, в которой использовался горячий катод , была разработана Джоном Бертраном Джонсоном (который дал свое имя термину « шум Джонсона ») и Гарри Вайнером Вейнхартом из Western Electric и стала коммерческим продуктом в 1922 году . горячие катоды позволяли использовать более низкое ускоряющее анодное напряжение и более высокие токи электронного пучка, поскольку анод теперь только ускорял электроны, испускаемые горячим катодом, и ему больше не требовалось очень высокое напряжение, чтобы вызвать эмиссию электронов с холодного катода. [22]
В 1926 году Кенджиро Такаянаги продемонстрировал ЭЛТ-телевизор с механической видеокамерой, получавшей изображение с разрешением в 40 строк. [23] К 1927 году он улучшил разрешение до 100 строк, что не имело себе равных до 1931 года. [24] К 1928 году он первым смог передать человеческие лица в полутонах на ЭЛТ-дисплее. [25]
В 1927 году Фило Фарнсворт создал прототип телевизора. [26] [27] [28] [29] [30]
Название ЭЛТ было дано в 1929 году изобретателем Владимиром Константиновичем Зворыкиным . [25] : 84 Впоследствии он был нанят компанией RCA , которая в 1932 году получила товарный знак для термина «Кинескоп», термина RCA для ЭЛТ; в 1950 году он добровольно передал этот термин в общественное достояние. [31]
В 1930-х годах Аллен Б. Дюмон изготовил первые ЭЛТ, рассчитанные на 1000 часов использования, что стало одним из факторов, приведших к широкому распространению телевидения. [32]
Первые коммерческие электронные телевизоры с электронно-лучевыми трубками были произведены компанией Telefunken в Германии в 1934 году. [33] [34]
В 1947 году было создано развлекательное устройство с электронно-лучевой трубкой — самая ранняя известная интерактивная электронная игра, а также первая игра, в которой использовался экран с электронно-лучевой трубкой. [35]
С 1949 по начало 1960-х годов произошел переход от круглых ЭЛТ к прямоугольным ЭЛТ, хотя первые прямоугольные ЭЛТ были изготовлены в 1938 году компанией Telefunken. [36] [22] [37] [38] [39] [40] Хотя круглые ЭЛТ были нормой, европейские телевизоры часто блокировали части экрана, чтобы он казался несколько прямоугольным, в то время как американские телевизоры часто оставляли всю переднюю часть экрана. ЭЛТ обнажила или заблокировала только верхнюю и нижнюю части ЭЛТ. [41] [42]
В 1954 году RCA выпустила одни из первых цветных ЭЛТ, ЭЛТ 15GP22, использованные в CT-100 , [43] первом цветном телевизоре, который производился массово . [44] Первые прямоугольные цветные ЭЛТ были также изготовлены в 1954 году. [45] [46] Однако первые прямоугольные цветные ЭЛТ, предложенные публике, были изготовлены в 1963 году. Одна из проблем, которую необходимо было решить для производства прямоугольная цветная ЭЛТ имела схождение по углам ЭЛТ. [39] [38] В 1965 году более яркие редкоземельные люминофоры начали заменять более тусклые и кадмийсодержащие красные и зеленые люминофоры. Со временем были заменены и синие люминофоры. [47] [48] [49] [50] [51] [52]
Размер ЭЛТ со временем увеличился с 20 дюймов в 1938 году, [53] до 21 дюйма в 1955 году, [54] [55] 25 дюймов к 1974 году, 30 дюймов к 1980 году, 35 дюймов к 1985 году, [56] и 43 дюймов. к 1989 году. [57] Однако экспериментальные 31-дюймовые ЭЛТ были изготовлены еще в 1938 году. [58]
В 1960 году была изобретена трубка Айкена . Это была ЭЛТ в формате плоского дисплея с одной электронной пушкой. [59] [60] Отклонение было электростатическим и магнитным, но из-за проблем с патентами оно так и не было запущено в производство. Он также задумывался как проекционный дисплей в самолетах. [61] К тому времени, когда проблемы с патентами были решены, RCA уже вложила значительные средства в обычные ЭЛТ. [62]
1968 год ознаменовался выпуском марки Sony Trinitron модели КВ-1310, в основе которой лежала технология Aperture Grille. Было отмечено улучшение выходной яркости. Экран Тринитрона имел идентичную вертикальную цилиндрическую форму благодаря уникальной конструкции с тремя катодами и одной пушкой.
В 1987 году компания Zenith разработала ЭЛТ с плоским экраном для компьютерных мониторов, которые уменьшают отражения и помогают повысить контрастность и яркость изображения. [63] [64] Такие ЭЛТ были дорогими, что ограничивало их использование компьютерными мониторами. [65] Были предприняты попытки произвести ЭЛТ с плоским экраном, используя недорогое и широко доступное флоат-стекло . [66]
В 1990 году компания Sony выпустила на рынок первые ЭЛТ с разрешением HD. [67]
В середине 1990-х годов производилось около 160 миллионов ЭЛТ в год. [68]
В середине 2000-х годов Canon и Sony представили дисплеи с электронной эмиттером поверхностной проводимости и дисплеи с автоэмиссионной эмиссией соответственно. Оба они представляли собой плоские дисплеи с одним (SED) или несколькими (FED) эмиттерами электронов на субпиксель вместо электронных пушек. Эмиттеры электронов были помещены на лист стекла, и электроны ускорялись к соседнему листу стекла с помощью люминофоров с использованием анодного напряжения. Электроны не были сфокусированы, что делало каждый субпиксель по существу ЭЛТ с заливающим лучом. Они так и не были запущены в массовое производство, поскольку ЖК-технология была значительно дешевле, что лишило рынок таких дисплеев. [69]
Последний крупный производитель (в данном случае переработанных) [70] ЭЛТ, компания Videocon , прекратил свою деятельность в 2015 году. [71] [72] ЭЛТ-телевизоры перестали производиться примерно в то же время. [73]
В 2012 году Samsung SDI и ряд других крупных компаний были оштрафованы Европейской комиссией за фиксирование цен на телевизионные электронно-лучевые трубки. [74] То же самое произошло в 2015 году в США и в Канаде в 2018 году. [75] [76]
Мировые продажи компьютерных ЭЛТ-мониторов достигли пика в 2000 году и составили 90 миллионов единиц, а продажи ЭЛТ-телевизоров достигли пика в 2005 году и составили 130 миллионов единиц. [77]
С конца 90-х по начало 2000-х годов ЭЛТ начали заменять ЖК-дисплеями, начиная с компьютерных мониторов размером менее 15 дюймов [78] , в основном из-за их меньшего размера. [79] Среди первых производителей, прекративших производство ЭЛТ, была Hitachi в 2001 году, [80] [81], за ней последовала Sony в Японии в 2004 году, [82] Плоские дисплеи упали в цене и начали значительно вытеснять электронно-лучевые трубки в 2000-е. Продажи ЖК-мониторов начали превышать продажи ЭЛТ в 2003–2004 годах [83] [84] [85] , а продажи ЖК-телевизоров на некоторых рынках начали превышать продажи ЭЛТ на некоторых рынках в 2005 году. [86] Samsung SDI прекратила производство ЭЛТ в 2012 году. [87]
Несмотря на то, что на протяжении десятилетий компьютерные мониторы и телевизоры на основе ЭЛТ были основой технологии отображения, сейчас они устарели . Спрос на ЭЛТ-экраны упал в конце 2000-х годов. [88] Несмотря на усилия Samsung и LG сделать ЭЛТ конкурентоспособными по сравнению со своими ЖК- и плазменными аналогами, предлагая более тонкие и дешевые модели, чтобы конкурировать с более дорогими ЖК-дисплеями аналогичного размера, [89] [90] [91] [92] [93] ЭЛТ в конечном итоге устарели и были отправлены на развивающиеся рынки и энтузиастам винтажных товаров, как только ЖК-дисплеи упали в цене, а их меньший объем, вес и возможность настенного монтажа стали плюсами.
В некоторых отраслях до сих пор используются ЭЛТ, потому что их замена требует слишком больших усилий, времени простоя и/или затрат, либо альтернативы нет; Ярким примером является авиационная отрасль. Такие самолеты, как Boeing 747-400 и Airbus A320, использовали ЭЛТ-инструменты в стеклянных кабинах вместо механических инструментов. [94] Такие авиакомпании, как Lufthansa, до сих пор используют технологию CRT, которая также использует дискеты для обновлений навигации. [95] По тем же причинам они также используются в некоторой военной технике.
По состоянию на 2022 год [обновлять]как минимум одна компания будет производить новые ЭЛТ для этих рынков. [96]
Популярным среди потребителей ЭЛТ являются ретроигры . В некоторые игры невозможно играть без ЭЛТ-дисплея, а некоторые игры работают лучше. Световые пушки работают только с ЭЛТ, поскольку они зависят от свойств ЭЛТ с прогрессивной синхронизацией.
Корпус ЭЛТ обычно состоит из трех частей: экрана/лицевой панели/панели, конуса/воронки и горловины. [97] [98] [99] [100] [101] Соединение экрана, воронки и горлышка известно как колба или оболочка. [38]
Горлышко изготавливается из стеклянной трубки [102] , а воронка и сито изготавливаются путем заливки и последующего прессования стекла в форму. [103] [104] [105] [106] [107] Стекло, известное как ЭЛТ-стекло [108] [109] или телевизионное стекло, [110] требует особых свойств для защиты от рентгеновских лучей, обеспечивая при этом достаточную светопропускаемость в экран или очень электроизолирующие воронку и горловину. Состав, придающий стеклу его свойства, также известен как расплав. Стекло очень высокого качества, практически не загрязняется и не имеет дефектов. Большая часть затрат, связанных с производством стекла, связана с энергией, используемой для плавления сырья в стекло. Стекловаренные печи для производства ЭЛТ-стекла имеют несколько кранов, позволяющих заменять формы без остановки печи, что позволяет производить ЭЛТ нескольких размеров. Только стекло, используемое в экране, должно иметь точные оптические свойства.
Оптические свойства стекла, используемого в экране, влияют на цветопередачу и чистоту цветных ЭЛТ. Пропускаемость или прозрачность стекла можно отрегулировать так, чтобы оно было более прозрачным для определенных цветов (длин волн) света. Пропускание измеряется в центре экрана при длине волны света 546 нм и толщине экрана 10,16 мм. Пропускаемость снижается с увеличением толщины. Стандартные коэффициенты пропускания цветных ЭЛТ-экранов составляют 86%, 73%, 57%, 46%, 42% и 30%. Более низкие коэффициенты пропускания используются для улучшения контрастности изображения, но они создают большую нагрузку на электронную пушку, требуя большей мощности электронной пушки, чтобы более высокая мощность электронного луча освещала люминофоры более ярко, чтобы компенсировать пониженный коэффициент пропускания. [65] [111] Для обеспечения чистоты цвета коэффициент пропускания должен быть равномерным по всему экрану. Радиус (кривизна) экранов со временем увеличился (стал менее изогнутым) с 30 до 68 дюймов, в конечном итоге превратившись в полностью плоские экраны, уменьшающие отражения. Толщина как изогнутых [112] , так и плоских экранов постепенно увеличивается от центра к краям, а вместе с этим постепенно снижается и пропускание. Это означает, что ЭЛТ с плоским экраном могут быть не совсем плоскими внутри. [112] [113]
Стекло, используемое в ЭЛТ, поступает со стекольного завода на завод ЭЛТ либо в виде отдельных экранов и воронок с плавлеными горлышками для цветных ЭЛТ, либо в виде лампочек, состоящих из сплавленного экрана, воронки и горловины. Существовало несколько составов стекла для различных типов ЭЛТ, которые были классифицированы с использованием кодов, специфичных для каждого производителя стекла. Составы расплавов также были специфичны для каждого производителя. [114] Те, которые оптимизированы для высокой чистоты цвета и контрастности, были легированы неодимом, тогда как монохромные ЭЛТ были окрашены в разные уровни, в зависимости от используемого состава, и имели коэффициенты пропускания 42% или 30%. [115] Чистота гарантирует активацию правильных цветов (например, обеспечение равномерного отображения красного цвета на экране), а конвергенция гарантирует, что изображения не искажаются. Сходимость можно изменить с помощью перекрестной штриховки. [116] [117] [118]
ЭЛТ-стекло раньше производилось специализированными компаниями [119] , такими как AGC Inc. , [120] [121] [122] OI Glass , [123] Samsung Corning Precision Materials, [124] Corning Inc. , [125] [126] ] и Nippon Electric Glass ; [127] другие, такие как Videocon, Sony для рынка США и Thomson, производили собственное стекло. [128] [129] [130] [131] [132]
Воронка и горлышко изготовлены из свинцово-калийно-силикатного стекла или свинцово-силикатного стекла [6] для защиты от рентгеновских лучей, генерируемых электронами высокого напряжения, когда они замедляются после удара о цель, например люминофорный экран или теневую маску лазера. цветная ЭЛТ. Скорость электронов зависит от анодного напряжения ЭЛТ; чем выше напряжение, тем выше скорость. [133] Количество рентгеновских лучей, излучаемых ЭЛТ, также можно снизить за счет уменьшения яркости изображения. [134] [135] [136] [100] Используется свинцовое стекло, потому что оно недорогое, [137] а также хорошо защищает от рентгеновских лучей, хотя некоторые воронки могут также содержать барий. [138] [139] [140] [115] Вместо этого экран обычно изготавливается из специального бессвинцового силикатного [6] стекла с добавлением бария и стронция для защиты от рентгеновских лучей, поскольку оно не коричневеет в отличие от стекла. содержащие свинец. [137] [141] В другой рецептуре стекла на экране содержится 2–3% свинца . [100]
Монохромные ЭЛТ могут иметь тонированное бариево-свинцовое стекло как на экране, так и на воронке, со свинцово-калийно-свинцовым стеклом на горлышке; калийно-содовый и барий-свинцовый составы имеют разные коэффициенты теплового расширения. Стекло, используемое в горловине, должно быть отличным электрическим изолятором, чтобы удерживать напряжения, используемые в электронной оптике электронной пушки, например, в фокусирующих линзах. Свинец в стекле приводит к тому, что оно становится коричневым (темнеет) при использовании из-за рентгеновских лучей. Обычно катод ЭЛТ изнашивается из-за отравления катода до того, как потемнение становится очевидным. Состав стекла определяет максимально возможное анодное напряжение и, следовательно, максимально возможный размер ЭЛТ-экрана. Для цветных максимальные напряжения часто составляют 24–32 кВ, а для монохромных — обычно 21 или 24,5 кВ, [142] что ограничивает размер монохромных ЭЛТ до 21 дюйма, или ~1 кВ на дюйм. Необходимое напряжение зависит от размера и типа ЭЛТ. [143] Поскольку составы разные, они должны быть совместимы друг с другом, имея одинаковые коэффициенты теплового расширения. [115] Экран также может иметь антибликовое или антибликовое покрытие, [144] [111] [145] или быть отшлифованным для предотвращения отражений. [146] ЭЛТ также могут иметь антистатическое покрытие. [111] [147] [65]
Свинцовое стекло в воронках ЭЛТ может содержать 21–25% оксида свинца (PbO), [148] [149] [114]. Горлышко может содержать 30–40% оксида свинца [150] [151] и Экран может содержать 12% оксида бария и 12% оксида стронция . [6] Типичная ЭЛТ содержит несколько килограммов свинца в виде оксида свинца в стекле [101] в зависимости от ее размера; 12-дюймовые ЭЛТ содержат в общей сложности 0,5 кг свинца, а 32-дюймовые ЭЛТ — до 3 кг. [6] Оксид стронция начал использоваться в ЭЛТ, его основном применении, в 1970-х годах. [152] [153] До этого в ЭЛТ на лицевой панели использовался свинец. [154]
В некоторых ранних ЭЛТ использовалась металлическая воронка, изолированная полиэтиленом, вместо стекла с проводящим материалом. [54] У других вместо воронок из прессованного стекла были керамические или выдувные пирексы. [155] [156] [40] [157] [158] Ранние ЭЛТ не имели специального соединения с анодной крышкой; воронка была анодным соединением, поэтому во время работы она была под напряжением. [159]
Воронка покрыта изнутри и снаружи проводящим покрытием, [160] [161] превращая воронку в конденсатор, помогая стабилизировать и фильтровать анодное напряжение ЭЛТ и значительно сокращая время, необходимое для включения ЭЛТ. . Стабильность, обеспечиваемая покрытием, решила проблемы, присущие ранним конструкциям источников питания, поскольку в них использовались электронные лампы. Поскольку воронка используется в качестве конденсатора, стекло, используемое в воронке, должно быть отличным электрическим изолятором ( диэлектриком ). Внутреннее покрытие имеет положительное напряжение (анодное напряжение может составлять несколько кВ), а внешнее покрытие подключено к земле. ЭЛТ, питающиеся от более современных источников питания, не нужно заземлять из - за более прочной конструкции современных источников питания. Номинал конденсатора, образуемого воронкой, составляет 5–10 нФ , хотя при том напряжении, которым обычно питается анод. Конденсатор, образованный воронкой, также может страдать от диэлектрической абсорбции , как и другие типы конденсаторов. [162] [142] [163] [164] [160] [115] По этой причине ЭЛТ необходимо разрядить [165] перед использованием, чтобы предотвратить травмы.
Глубина ЭЛТ связана с размером экрана. [166] Обычные углы отклонения составляли 90 ° для ЭЛТ компьютерных мониторов и небольших ЭЛТ и 110 °, что было стандартом для более крупных ЭЛТ телевизоров, а 120 или 125 ° использовались в тонких ЭЛТ, производимых с 2001–2005 годов в попытке конкурировать с ЖК-дисплеями. телевизоры. [167] [111] [92] [99] [168] Со временем углы отклонения увеличивались по мере того, как они становились практичными: с 50 ° в 1938 году до 110 ° в 1959 году, [22] и 125 ° в 2000-х годах. ЭЛТ с отклонением на 140° исследовались, но так и не были коммерциализированы, поскольку проблемы конвергенции [ требуются разъяснения ] так и не были решены. [169]
Размер ЭЛТ может измеряться по всей площади экрана (или диагонали лицевой стороны ) или, альтернативно, только по его видимой области (или диагонали), покрытой люминофором и окруженной черными краями. [161] [170]
Хотя видимая область может быть прямоугольной, края ЭЛТ могут иметь кривизну (например, ЭЛТ с черной полосой, впервые выпущенные Toshiba в 1972 году) [132] или края могут быть черными и действительно плоскими (например, ЭЛТ Flatron) [112] ] [132] [171] или видимая область может повторять кривизну краев ЭЛТ (с черными или изогнутыми краями или без них). [172] [173] [174]
Небольшие ЭЛТ размером менее 3 дюймов были созданы для портативных телевизоров , таких как MTV-1 , и видоискателей в видеокамерах. В них может не быть черных краев, но они действительно плоские. [175] [163] [176] [177] [178]
Большую часть веса ЭЛТ приходится на толстый стеклянный экран, который составляет 65% от общего веса ЭЛТ и ограничивает ее практический размер (см. § Размер). Воронка и горлышко составляют оставшиеся 30% и 5% соответственно. Стекло в воронке может быть разной толщины, чтобы соединить тонкое горлышко с толстым экраном. [179] [180] [6] [5] Для уменьшения веса ЭЛТ-стекла можно использовать химически или термически закаленное стекло. [181] [182] [183] [184]
Внешнее проводящее покрытие соединяется с землей, а внутреннее проводящее покрытие соединяется с помощью анодной кнопки/колпачка через ряд конденсаторов и диодов (генератор Кокрофта-Уолтона ) с высоковольтным обратноходовым трансформатором ; внутреннее покрытие является анодом ЭЛТ [185] , который вместе с электродом электронной пушки также известен как конечный анод. [186] [187] Внутреннее покрытие соединяется с электродом с помощью пружин. Электрод является частью бипотенциальной линзы. [187] [188] Конденсаторы и диоды служат умножителем напряжения для тока, передаваемого обратноходовым преобразователем.
Для покрытия внутренней воронки в монохромных ЭЛТ используется алюминий, а в цветных ЭЛТ — аквадаг ; [115] В некоторых ЭЛТ внутри может использоваться оксид железа. [6] Внешне большинство ЭЛТ (но не все) [189] используют аквадаг. [190] Аквадаг — электропроводящая краска на графитовой основе. В цветных ЭЛТ аквадаг распыляется на внутреннюю часть воронки [191] [115] , тогда как исторически аквадаг наносился на внутреннюю часть монохромных ЭЛТ. [22]
Анод используется для ускорения электронов по направлению к экрану, а также собирает вторичные электроны, испускаемые частицами люминофора в вакууме ЭЛТ. [192] [193] [194] [195] [22]
Соединение анода в современных ЭЛТ должно выдерживать напряжение до 55–60 кВ в зависимости от размера и яркости ЭЛТ. Более высокие напряжения позволяют использовать ЭЛТ большего размера, более высокую яркость изображения или компромисс между ними. [196] [143] Он состоит из металлического зажима, который расширяется внутри анодной кнопки, встроенной в воронкообразное стекло ЭЛТ. [197] [198] Соединение изолируется силиконовой присоской, возможно, также с использованием силиконовой смазки для предотвращения коронного разряда . [199] [200]
Анодная кнопка должна иметь специальную форму, обеспечивающую герметичное соединение между кнопкой и воронкой. Рентгеновские лучи могут просачиваться через анодную кнопку, хотя в новых ЭЛТ, выпущенных с конца 1970-х по начало 1980-х годов, этого может быть не так, благодаря новой конструкции кнопки и зажима. [143] Кнопка может состоять из набора из трех вложенных друг в друга чашек, при этом крайняя чашка изготавливается из сплава никель-хром-железо, содержащего 40–49% никеля и 3–6% хрома, чтобы кнопку можно было легко плавить. к стеклу воронки, причем первая внутренняя чашка сделана из толстого недорогого железа для защиты от рентгеновских лучей, а вторая самая внутренняя чашка также изготовлена из железа или любого другого электропроводящего металла для соединения с зажимом. Чашки должны быть достаточно термостойкими и иметь такие же коэффициенты теплового расширения, как и у вороночного стекла, чтобы выдерживать приваривание к вороночному стеклу. Внутренняя сторона кнопки соединена с внутренним проводящим покрытием ЭЛТ. [193] Анодную кнопку можно прикрепить к воронке во время ее прессования в форме. [201] [202] [143] Альтернативно, вместо этого в зажим может быть встроена защита от рентгеновского излучения. [203]
Обратноходовой трансформатор также известен как IHVT (интегрированный трансформатор высокого напряжения), если он включает в себя умножитель напряжения. В обратноходовом преобразователе используется керамический или порошковый железный сердечник, обеспечивающий эффективную работу на высоких частотах. Обратноходовой преобразователь содержит одну первичную и множество вторичных обмоток, которые обеспечивают несколько различных напряжений. Основная вторичная обмотка подает импульсы напряжения на умножитель напряжения, чтобы в конечном итоге обеспечить ЭЛТ высоким анодным напряжением, которое она использует, в то время как остальные обмотки подают напряжение накала ЭЛТ, импульсы манипуляции, напряжение фокусировки и напряжения, полученные из растра сканирования. Когда трансформатор выключается, магнитное поле обратноходового преобразователя быстро разрушается, что приводит к возникновению высокого напряжения в его обмотках. Скорость, с которой схлопывается магнитное поле, определяет индуцируемое напряжение, поэтому напряжение увеличивается вместе с его скоростью. Конденсатор (Retrace Timing Capacitor) или серия конденсаторов (для обеспечения резервирования) используются для замедления коллапса магнитного поля. [204] [205]
Конструкция источника питания высокого напряжения в изделии, использующем ЭЛТ, влияет на количество рентгеновских лучей, излучаемых ЭЛТ. Количество испускаемых рентгеновских лучей увеличивается как с увеличением напряжения, так и с увеличением тока. Если в таком продукте, как телевизор, используется нерегулируемый источник питания высокого напряжения, а это означает, что напряжение анода и фокуса снижается с увеличением тока электронов при отображении яркого изображения, количество излучаемых рентгеновских лучей будет самым высоким, когда отображается ЭЛТ. умеренно яркие изображения, поскольку при отображении темных или ярких изображений более высокое анодное напряжение противодействует меньшему току электронного луча и наоборот соответственно. Электронные лампы стабилизатора высокого напряжения и выпрямителя в некоторых старых ЭЛТ-телевизорах также могут излучать рентгеновские лучи. [154]
Электронная пушка испускает электроны, которые в конечном итоге попадают на люминофоры на экране ЭЛТ. Электронная пушка содержит нагреватель, который нагревает катод, генерирующий электроны, которые с помощью сеток фокусируются и в конечном итоге ускоряются на экране ЭЛТ. Ускорение происходит в сочетании с внутренним алюминиевым или аквадаговым покрытием ЭЛТ. Электронная пушка расположена так, что направлена в центр экрана. [187] Он находится внутри горловины ЭЛТ, скрепляется и крепится к горловине с помощью стеклянных бусин или стеклянных опорных стержней, которые представляют собой стеклянные полоски на электронной пушке. [22] [187] [206] Электронная пушка изготавливается отдельно, а затем помещается внутрь горловины посредством процесса, называемого «намоткой» или герметизацией. [66] [207] [208] [209] [210] [211] Электронная пушка имеет стеклянную пластину, приваренную к шейке ЭЛТ. Соединения электронной пушки проникают через стеклянную пластину. [208] [212] Как только электронная пушка оказывается внутри горловины, ее металлические части (сетки) изгибаются между собой с помощью высокого напряжения, чтобы сгладить любые неровные края в процессе, называемом точечным выбиванием, чтобы предотвратить появление неровных краев в сетках. генерация вторичных электронов. [213] [214] [215]
Электронная пушка имеет горячий катод , который нагревается нагревательным элементом с вольфрамовой нитью; нагреватель может потреблять ток 0,5–2 А в зависимости от ЭЛТ. Напряжение, подаваемое на нагреватель, может повлиять на срок службы ЭЛТ. [216] [217] Нагревание катода заряжает электроны в нем, способствуя эмиссии электронов, [218] в то же время на катод подается ток; обычно от 140 мА при 1,5 В до 600 мА при 6,3 В. [219] Катод создает электронное облако (испускает электроны), электроны которого извлекаются, ускоряются и фокусируются в электронный луч. [22] Цветные ЭЛТ имеют три катода: по одному для красного, зеленого и синего. Нагреватель находится внутри катода, но не касается его; катод имеет собственное отдельное электрическое соединение. Катод покрыт кусочком никеля, который обеспечивает электрическое соединение и опору конструкции; нагреватель находится внутри этой детали, не касаясь ее. [185] [220] [221] [222]
В электронной пушке с ЭЛТ может произойти несколько коротких замыканий . Одним из них является короткое замыкание между нагревателем и катодом, из-за которого катод постоянно испускает электроны, что может привести к появлению изображения с ярко-красным, зеленым или синим оттенком с обратными линиями, в зависимости от затронутого катода(ов). Альтернативно, катод может замкнуться на управляющую сетку, что может вызвать аналогичные эффекты, либо управляющая сетка и экранная сетка (G2) [223] могут замкнуться, что приведет к очень темному изображению или его отсутствию вообще. Катод может быть окружен экраном для предотвращения распыления . [224] [225]
Катод представляет собой слой оксида бария, нанесенный на кусок никеля для электрической и механической поддержки. [226] [142] Оксид бария необходимо активировать путем нагревания, чтобы он мог высвободить электроны. Активация необходима, поскольку оксид бария нестабилен на воздухе, поэтому его наносят на катод в виде карбоната бария, который не может эмитировать электроны. Активация нагревает карбонат бария для его разложения на оксид бария и углекислый газ с образованием тонкого слоя металлического бария на катоде. [227] [226] Активация осуществляется при создании вакуума (описано в § Эвакуация). После активации оксид может быть поврежден несколькими распространенными газами, такими как водяной пар, углекислый газ и кислород. [228] Альтернативно, вместо карбоната бария можно использовать карбонат бария, стронция, кальция, получая после активации оксиды бария, стронция и кальция. [229] [22] Во время работы оксид бария нагревается до 800–1000 ° C, после чего он начинает терять электроны. [230] [142] [218]
Поскольку это горячий катод, он подвержен катодному отравлению, которое представляет собой образование слоя положительных ионов, который предотвращает испускание электронов катодом, что значительно или полностью снижает яркость изображения и приводит к влиянию на фокус и интенсивность в зависимости от частоты катода. видеосигнал, препятствующий отображению детальных изображений на ЭЛТ. Положительные ионы поступают из остатков молекул воздуха внутри ЭЛТ или из самого катода [22] , которые со временем вступают в реакцию с поверхностью горячего катода. [231] [225] Восстанавливающие металлы, такие как марганец, цирконий, магний, алюминий или титан, могут быть добавлены к куску никеля, чтобы продлить срок службы катода, поскольку во время активации восстанавливающие металлы диффундируют в оксид бария, улучшая его срок службы, особенно при высоких токах электронного пучка. [232] В цветных ЭЛТ с красными, зелеными и синими катодами один или несколько катодов могут быть повреждены независимо от других, вызывая полную или частичную потерю одного или нескольких цветов. [225] ЭЛТ могут изнашиваться или перегорать из-за отравления катода. Отравление катода ускоряется увеличением катодного тока (перегрузка). [233] В цветных ЭЛТ, поскольку имеется три катода: один для красного, зеленого и синего, один или несколько отравленных катодов могут вызвать частичную или полную потерю одного или нескольких цветов, окрашивая изображение. [225] Этот слой может также действовать как конденсатор, включенный последовательно с катодом, вызывая тепловую задержку. Вместо этого катод может быть изготовлен из оксида скандия или включать его в качестве легирующей примеси, чтобы замедлить отравление катода и продлить срок службы катода до 15%. [234] [142] [235]
Количество электронов, генерируемых катодами, зависит от площади их поверхности. Катод с большей площадью поверхности создает больше электронов в большем электронном облаке, что затрудняет фокусировку электронного облака в электронный луч. [233] Обычно только часть катода излучает электроны, если только ЭЛТ не отображает изображения, части которых имеют полную яркость изображения; только части с полной яркостью заставляют весь катод испускать электроны. Площадь катода, испускающая электроны, увеличивается от центра наружу по мере увеличения яркости, поэтому износ катода может быть неравномерным. Когда изношена только центральная часть катода, ЭЛТ может ярко освещать те части изображений, которые имеют полную яркость изображения, но вообще не показывать более темные части изображений; в таком случае ЭЛТ отображает плохую гамма-характеристику. [225]
Вторая (экранная) сетка пушки (G2) ускоряет электроны по направлению к экрану, используя несколько сотен вольт постоянного тока. На первую (управляющую) сетку (G1) подается отрицательный ток [236] для сведения электронного пучка. G1 на практике представляет собой цилиндр Венельта . [219] [237] Яркость экрана не контролируется изменением анодного напряжения или тока электронного луча (они никогда не изменяются), несмотря на то, что они влияют на яркость изображения, а яркость изображения контролируется путем изменения разницы в напряжении. между катодом и управляющей сеткой G1. Третья сетка (G3) электростатически фокусирует электронный луч, прежде чем он отклоняется и ускоряется анодным напряжением на экране. [238] Электростатическая фокусировка электронного луча может быть осуществлена с помощью линзы Эйнцеля, питаемой напряжением до 600 вольт. [239] [227] До электростатической фокусировки для фокусировки электронного луча требовалась большая, тяжелая и сложная механическая фокусирующая система, расположенная вне электронной пушки. [159]
Однако электростатическая фокусировка не может быть осуществлена вблизи конечного анода ЭЛТ из-за его высокого напряжения в десятки киловольт, поэтому электрод высокого напряжения (≈600–8000 В) [240] вместе с электродом при конечном анодном напряжении ЭЛТ вместо этого можно использовать для фокусировки. Такое устройство называется бипотенциальной линзой, которая также обеспечивает более высокие характеристики, чем линза Эйнцеля, или фокусировка может быть осуществлена с использованием магнитной фокусирующей катушки вместе с высоким анодным напряжением в десятки киловольт. Однако реализация магнитной фокусировки дорогая, поэтому на практике она используется редко. [185] [227] [241] [242] Некоторые ЭЛТ могут использовать две сетки и линзы для фокусировки электронного луча. [234] Фокусное напряжение генерируется в обратноходовом преобразователе с использованием части высоковольтной обмотки обратноходового преобразователя в сочетании с резистивным делителем напряжения. Фокусирующий электрод подключается рядом с другими разъемами, расположенными в шейке ЭЛТ. [243]
Существует напряжение, называемое напряжением отсечки, которое создает черный цвет на экране, поскольку оно приводит к исчезновению изображения на экране, созданного электронным лучом, напряжение подается на G1. В цветной ЭЛТ с тремя пушками они имеют разное напряжение отсечки. Многие ЭЛТ используют сетку G1 и G2 для всех трех пушек, что увеличивает яркость изображения и упрощает настройку, поскольку на таких ЭЛТ имеется единое напряжение отсечки для всех трех пушек (поскольку G1 используется всеми пушками). [187] , но создает дополнительную нагрузку на видеоусилитель, используемый для подачи видео на катоды электронной пушки, поскольку напряжение отсечки становится выше. Монохромные ЭЛТ не страдают от этой проблемы. В монохромных ЭЛТ видео подается на пушку путем изменения напряжения на первой управляющей сетке. [244] [159]
Во время обратного отслеживания электронного луча предусилитель, который питает видеоусилитель, отключается, и видеоусилитель смещается до напряжения, превышающего напряжение отсечки, чтобы предотвратить отображение линий обратного пути, или к G1 может быть приложено большое отрицательное напряжение, чтобы предотвратить электроны от выхода из катода. [22] Это называется гашением. (см. Интервал гашения по вертикали и Интервал гашения по горизонтали .) Неправильное смещение может привести к появлению видимых линий возврата на одном или нескольких цветах, в результате чего линии возврата будут иметь оттенок или белый цвет (например, с красным оттенком, если затронут красный цвет, с оттенком пурпурного, если затрагиваются красный и синий цвета, а также белый, если затрагиваются все цвета). [245] [246] [247] Альтернативно, усилитель может управляться видеопроцессором, который также вводит OSD (экранное отображение) в видеопоток, который подается в усилитель, с использованием сигнала быстрого гашения. [248] Телевизорам и компьютерным мониторам, оснащенным ЭЛТ, необходима схема восстановления постоянного тока для подачи видеосигнала на ЭЛТ с составляющей постоянного тока, восстанавливающей исходную яркость различных частей изображения. [249]
На электронный луч может воздействовать магнитное поле Земли, в результате чего он обычно попадает в фокусирующую линзу не по центру; это можно исправить с помощью элементов управления астигмацией. Средства управления астигмацией бывают как магнитными, так и электронными (динамическими); магнитный выполняет большую часть работы, а электронный используется для точной настройки. [250] На одном из концов электронной пушки имеется стеклянный диск, края которого сплавлены с краем горловины ЭЛТ, возможно, с использованием фритты ; [251] Металлические выводы, соединяющие электронную пушку с внешней средой, проходят через диск. [252]
Некоторые электронные пушки имеют квадрупольную линзу с динамической фокусировкой, позволяющую изменять форму и регулировать фокус электронного луча, изменяя напряжение фокусировки в зависимости от положения электронного луча, чтобы поддерживать четкость изображения по всему экрану, особенно по углам. [111] [253] [254] [255] [256] Они также могут иметь предохранительный резистор для получения напряжения для сеток на основе конечного анодного напряжения. [257] [258] [259]
После изготовления ЭЛТ их состаривали, чтобы катодная эмиссия стабилизировалась. [260] [261]
Электронные пушки в цветных ЭЛТ приводятся в движение видеоусилителем, который принимает сигнал на каждый цветовой канал и усиливает его до 40–170 В на канал для подачи на катоды электронной пушки; [247] Каждая электронная пушка имеет свой собственный канал (по одному на каждый цвет), и все каналы могут управляться одним и тем же усилителем, который внутри имеет три отдельных канала. [262] Возможности усилителя ограничивают разрешение, частоту обновления и коэффициент контрастности ЭЛТ, поскольку усилителю необходимо одновременно обеспечивать широкую полосу пропускания и изменения напряжения; более высокие разрешения и частоты обновления требуют более высокой полосы пропускания (скорости, с которой можно изменять напряжение и, таким образом, переключаться между черным и белым), а более высокие коэффициенты контрастности требуют более высоких изменений напряжения или амплитуды для более низких уровней черного и более высоких уровней белого. Например, полоса пропускания 30 МГц обычно обеспечивает разрешение 720p или 1080i, а полоса пропускания 20 МГц обычно обеспечивает около 600 (по горизонтали, сверху вниз) строк разрешения. [263] [247] Разница в напряжении между катодом и управляющей сеткой модулирует электронный луч, модулируя его ток и, следовательно, яркость изображения. [225] Люминофоры, используемые в цветных ЭЛТ, производят разное количество света для данного количества энергии, поэтому для получения белого цвета на цветной ЭЛТ все три лампы должны выдавать разное количество энергии. Пушка, которая излучает больше всего энергии, — это красная пушка, поскольку красный люминофор излучает наименьшее количество света. [247]
ЭЛТ имеют ярко выраженную триодную характеристику, что приводит к значительному гамма-излучению (нелинейная зависимость в электронной пушке между приложенным видеонапряжением и интенсивностью луча). [264]
Существует два типа отклонения: магнитное и электростатическое. Магнит обычно используется в телевизорах и мониторах, поскольку он обеспечивает более высокие углы отклонения (и, следовательно, более мелкие ЭЛТ) и мощность отклонения (что обеспечивает более высокий ток электронного луча и, следовательно, более яркие изображения) [265] , избегая при этом необходимости использования высоких напряжений для отклонения до 2 кВ [168] , в то время как осциллографы часто используют электростатическое отклонение, поскольку необработанные сигналы, улавливаемые осциллографом, можно подавать непосредственно (после усиления) на вертикальные электростатические отклоняющие пластины внутри ЭЛТ. [266]
Те, кто использует магнитное отклонение, могут использовать ярмо с двумя парами отклоняющих катушек; одна пара для вертикального отклонения, другая для горизонтального отклонения. [267] Хомут может быть клееным (быть цельным) или съемным. Те, которые были приклеены, использовали клей [268] или пластик [269] для присоединения ярмо к области между горловиной и воронкой ЭЛТ, в то время как те, у кого съемные хомуты, были зажаты. [270] [117] Ярмо генерирует тепло, отвод которого имеет важное значение, поскольку проводимость стекла увеличивается с повышением температуры, поэтому стекло должно быть изолирующим, чтобы ЭЛТ оставалась пригодной для использования в качестве конденсатора. Таким образом, при проектировании нового ярма проверяется температура стекла под ярмом. [142] Ярмо содержит катушки отклонения и схождения с ферритовым сердечником для уменьшения потерь магнитной силы [271] [267] , а также намагниченные кольца, используемые для выравнивания или регулировки электронных лучей в цветных ЭЛТ (Чистота цвета и сходимость кольца, например) [272] и монохромные ЭЛТ. [273] [274] Ярмо может быть подключено с помощью разъема, порядок подключения отклоняющих катушек ярма определяет ориентацию изображения, отображаемого на ЭЛТ. [165] Отклоняющие катушки можно закрепить на месте с помощью полиуретанового клея. [268]
Катушки отклонения управляются пилообразными сигналами [275], [276] [247] , которые могут передаваться через VGA в виде сигналов горизонтальной и вертикальной синхронизации. [277] ЭЛТ нуждается в двух схемах отклонения: горизонтальной и вертикальной, которые аналогичны, за исключением того, что горизонтальная схема работает на гораздо более высокой частоте (частота горизонтальной развертки ) 15–240 кГц в зависимости от частоты обновления ЭЛТ. и количество горизонтальных линий, которые необходимо нарисовать (вертикальное разрешение ЭЛТ). Более высокая частота делает его более восприимчивым к помехам, поэтому можно использовать схему автоматической регулировки частоты (AFC) для синхронизации фазы сигнала горизонтального отклонения с фазой синхросигнала, чтобы предотвратить искажение изображения по диагонали. Вертикальная частота варьируется в зависимости от частоты обновления ЭЛТ. Таким образом, ЭЛТ с частотой обновления 60 Гц имеет схему вертикального отклонения, работающую на частоте 60 Гц. Сигналы горизонтального и вертикального отклонения могут генерироваться с использованием двух схем, которые работают по-разному; сигнал горизонтального отклонения может быть сгенерирован с использованием генератора, управляемого напряжением (ГУН), тогда как вертикальный сигнал может быть сгенерирован с использованием запускаемого релаксационного генератора. Во многих телевизорах частоты, на которых работают отклоняющие катушки, частично определяются величиной индуктивности катушек. [278] [247] ЭЛТ имели разные углы отклонения; чем выше угол отклонения, тем меньше ЭЛТ [279] для данного размера экрана, но за счет большей мощности отклонения и более низких оптических характеристик. [142] [280]
Более высокая мощность отклонения означает, что больший ток [281] подается на отклоняющие катушки, чтобы изгибать электронный луч под большим углом, [111] что, в свою очередь, может генерировать больше тепла или требовать электроники, способной справиться с возросшей мощностью. [280] Тепло выделяется из-за резистивных потерь и потерь в сердечнике. [282] Мощность отклонения измеряется в мА на дюйм. [247] Для работы катушек вертикального отклонения может потребоваться ~24 В, а для работы катушек горизонтального отклонения — ~120 В.
Катушки отклонения приводятся в действие усилителями отклонения. [283] Катушки горизонтального отклонения также могут частично приводиться в действие выходным каскадом горизонтальной развертки телевизора. Каскад содержит конденсатор, включенный последовательно с катушками горизонтального отклонения и выполняющий несколько функций, в том числе: формирование сигнала пилообразного отклонения в соответствии с кривизной ЭЛТ и центрирование изображения путем предотвращения развития смещения постоянного тока на катушке. В начале обратного хода магнитное поле катушки схлопывается, заставляя электронный луч возвращаться в центр экрана, в то же время катушка возвращает энергию в конденсаторы, энергия которых затем используется для вынуждения электрона. луч, чтобы перейти в левую часть экрана. [204]
Из-за высокой частоты, на которой работают катушки горизонтального отклонения, энергию в катушках отклонения необходимо повторно использовать, чтобы уменьшить рассеивание тепла. Переработка осуществляется путем передачи энергии магнитного поля отклоняющих катушек набору конденсаторов. [204] Напряжение на катушках горизонтального отклонения отрицательное, когда электронный луч находится на левой стороне экрана, и положительное, когда электронный луч находится на правой стороне экрана. Энергия, необходимая для отклонения, зависит от энергии электронов. [284] Электронным пучкам с более высокой энергией (напряжением и/или током) требуется больше энергии для отклонения, [133] и они используются для достижения более высокой яркости изображения. [285] [286] [196]
Чаще всего используется в осциллографах. Отклонение осуществляется путем приложения напряжения к двум парам пластин: одна для горизонтального, другая для вертикального отклонения. Электронный луч управляется за счет изменения разности напряжений на пластинах в паре; Например, подача напряжения на верхнюю пластину пары вертикального отклонения при поддержании напряжения на нижней пластине на уровне 0 В приведет к отклонению электронного луча в сторону верхней части экрана; Увеличение напряжения на верхней пластине при сохранении 0 на нижней пластине приведет к отклонению электронного луча в более высокую точку экрана (приведет к отклонению луча на больший угол отклонения). То же самое относится и к горизонтальным отклоняющим пластинам. Увеличение длины и близости между пластинами в паре также может увеличить угол отклонения. [287]
Выгорание — это когда изображения физически «прожигаются» на экране ЭЛТ; это происходит из-за деградации люминофоров из-за длительной бомбардировки люминофоров электронами и происходит, когда фиксированное изображение или логотип слишком долго остается на экране, в результате чего оно выглядит как «призрачное» изображение или, в тяжелых случаях, также, когда ЭЛТ выключена. Чтобы противостоять этому, в компьютерах использовались заставки , чтобы минимизировать выгорание. [288] Выгорание характерно не только для ЭЛТ, оно также происходит с плазменными дисплеями и OLED-дисплеями.
Частичный вакуум ЭЛТ от 0,01 паскаля (1 × 10 -7 атм) [289] до 0,1 микропаскаля (1 × 10 -12 атм) или менее [290] вакуумируется или откачивается в печи при ~ 375–475 ° C в процессе процесса. называется выпечкой или выпеканием . [291] Процесс вакуумирования также выделяет газы из любых материалов внутри ЭЛТ, одновременно разлагая другие материалы, такие как поливиниловый спирт, используемый для нанесения люминофоров. [292] Нагрев и охлаждение производятся постепенно, чтобы избежать возникновения напряжения, затвердевания и возможного растрескивания стекла; печь нагревает газы внутри ЭЛТ, увеличивая скорость молекул газа, что увеличивает вероятность их вытягивания вакуумным насосом. Температура ЭЛТ поддерживается ниже температуры печи, и печь начинает остывать сразу после того, как ЭЛТ достигает 400 °C, или ЭЛТ выдерживалась при температуре выше 400 °C в течение 15–55 минут. . ЭЛТ нагревалась во время или после вакуумирования, и это тепло могло использоваться одновременно для плавления фритты в ЭЛТ, соединяющей экран и воронку. [293] [294] [295] Используемый насос представляет собой турбомолекулярный насос или диффузионный насос . [296] [297] [298] [299] Раньше также использовались ртутные вакуумные насосы. [300] [301] После обжига ЭЛТ отсоединяют («запечатывают или отсоединяют») от вакуумного насоса. [302] [303] [ 304] Затем геттер запускается с помощью РЧ (индукционной) катушки. Геттер обычно находится в воронке или горловине ЭЛТ. [305] [306] Геттерный материал, который часто состоит из бария, улавливает любые оставшиеся частицы газа по мере их испарения вследствие нагрева, индуцируемого ВЧ-катушкой (который может сочетаться с экзотермическим нагревом внутри материала); пар заполняет ЭЛТ, захватывая любые молекулы газа, с которыми он сталкивается, и конденсируется внутри ЭЛТ, образуя слой, содержащий захваченные молекулы газа. В материале может присутствовать водород , который помогает распределять пары бария. Материал нагревается до температуры выше 1000 °C, в результате чего он испаряется. [307] [308] [228] Частичная потеря вакуума в ЭЛТ может привести к нечеткому изображению, синему свечению в шейке ЭЛТ, вспышкам, потере катодной эмиссии или проблемам с фокусировкой. [159]
ЭЛТ раньше перестраивали; отремонтированы или отремонтированы. Процесс восстановления включал разборку ЭЛТ, разборку и ремонт или замену электронной пушки (пушек), удаление и перенанесение люминофоров и аквадага и т. д. Восстановление было популярно до 1960-х годов, поскольку ЭЛТ были дорогими и быстро изнашивались. значит ремонт того стоит. [305] Последняя компания по восстановлению ЭЛТ в США закрылась в 2010 году, [309] а последняя в Европе, RACS, расположенная во Франции, закрылась в 2013 году. [310]
Цель, также известная как омоложение, состоит в том, чтобы временно восстановить яркость изношенной ЭЛТ. Это часто делается путем осторожного увеличения напряжения на катодном нагревателе , а также тока и напряжения на управляющих сетках электронной пушки вручную . Некоторые омолаживающие устройства также могут устранить замыкание между нагревателем и катодом, пропуская через короткое замыкание емкостный разряд. [225]
Люминофоры в ЭЛТ излучают вторичные электроны, поскольку они находятся внутри вакуума ЭЛТ. Вторичные электроны собираются анодом ЭЛТ. [195] Вторичные электроны, генерируемые люминофорами, необходимо собирать, чтобы предотвратить образование зарядов на экране, что может привести к снижению яркости изображения [22] , поскольку заряд будет отталкивать электронный луч.
Люминофоры, используемые в ЭЛТ, часто содержат редкоземельные металлы, [311] [312] [288] заменяя более ранние более тусклые люминофоры. Ранние красные и зеленые люминофоры содержали кадмий [313] , а некоторые черные и белые ЭЛТ-люминофоры также содержали бериллий в форме силиката цинка и бериллия [50] , хотя белые люминофоры, содержащие кадмий, цинк и магний с серебром, медью или марганцем в качестве примесей, были также используется. [22] Редкоземельные люминофоры, используемые в ЭЛТ, более эффективны (производят больше света), чем более ранние люминофоры. [314] Люминофоры прилипают к экрану под действием Ван-дер-Ваальсовых и электростатических сил. Люминофоры, состоящие из более мелких частиц, сильнее прилипают к экрану. Люминофоры вместе с углеродом, используемые для предотвращения утечки света (в цветных ЭЛТ), можно легко удалить, поцарапав их. [138] [315]
Для ЭЛТ было доступно несколько десятков типов люминофоров. [316] Люминофоры классифицировались по цвету, стойкости, кривым нарастания и спада яркости, цвету в зависимости от анодного напряжения (для люминофоров, используемых в проникающих ЭЛТ), назначению, химическому составу, безопасности, чувствительности к выгоранию и свойствам вторичной эмиссии. . [317] Примерами редкоземельных люминофоров являются оксид иттрия для красного цвета [318] и силицид иттрия для синего цвета в лучевых индексных трубках, [319] в то время как примерами более ранних люминофоров являются сульфид меди-кадмия для красного цвета,
Люминофоры SMPTE-C обладают свойствами, определенными стандартом SMPTE-C, который определяет одноименное цветовое пространство. В стандарте приоритет отдается точной цветопередаче, что затрудняется из-за различных люминофоров и цветовых пространств, используемых в цветовых системах NTSC и PAL. Телевизоры PAL имеют субъективно лучшую цветопередачу из-за использования насыщенных зеленых люминофоров, которые имеют относительно длительное время затухания, что допускается в PAL, поскольку в PAL у люминофоров больше времени для затухания из-за более низкой частоты кадров. Люминофоры SMPTE-C использовались в профессиональных видеомониторах. [320] [321]
Люминофорное покрытие монохромных и цветных ЭЛТ может иметь алюминиевое покрытие на задней стороне, используемое для отражения света вперед, обеспечения защиты от ионов для предотвращения сгорания ионов отрицательными ионами на люминофоре, управления теплом, выделяемым электронами, сталкивающимися с люминофором [322] . ] предотвращает накопление статического электричества, которое может отталкивать электроны от экрана, образует часть анода и собирает вторичные электроны, генерируемые люминофорами на экране после попадания электронного луча, обеспечивая электронам обратный путь. [323] [142] [324] [322] [22] Электронный луч проходит через алюминиевое покрытие, прежде чем попасть на люминофор на экране; алюминий ослабляет напряжение электронного луча примерно на 1 кВ. [325] [22] [317] На люминофоры можно наносить пленку или лак, чтобы уменьшить шероховатость поверхности, образованной люминофорами, чтобы алюминиевое покрытие имело однородную поверхность и не допускало его соприкосновения со стеклом люминофора. экран. [326] [327] Это называется съемками. [174] Лак содержит растворители, которые позже испаряются; лаку можно придать шероховатость химически, чтобы образовалось алюминиевое покрытие с отверстиями, позволяющими растворителям выходить. [327]
Доступны различные люминофоры в зависимости от потребностей приложения измерения или отображения. Яркость, цвет и интенсивность освещения зависят от типа люминофора, используемого на ЭЛТ-экране. Доступны люминофоры со стойкостью от менее одной микросекунды до нескольких секунд. [328] Для визуального наблюдения кратковременных переходных процессов может оказаться желательным люминофор с длительным послесвечением. Для быстрых и повторяющихся или высокочастотных событий обычно предпочтителен люминофор с коротким послесвечением. [329] Постоянство люминофора должно быть достаточно низким, чтобы избежать размытия или ореолов артефактов при высоких частотах обновления. [111]
Изменения анодного напряжения могут привести к изменениям яркости отдельных частей или всего изображения, а также к размытию, сжатию или увеличению или уменьшению изображения. Более низкое напряжение приводит к размытию и увеличению изображения, тогда как более высокое напряжение приводит к противоположному результату. [330] [331] Некоторое размытие неизбежно, его можно рассматривать как яркие области изображения, которые расширяются, искажают или отодвигают окружающие более темные области того же изображения. Цветение происходит потому, что в ярких областях наблюдается более высокий ток электронного луча из электронной пушки, что делает луч шире и его сложнее сфокусировать. Плохое регулирование напряжения приводит к снижению фокусного и анодного напряжения с увеличением тока электронного луча. [154]
Доминг — это явление, наблюдаемое в некоторых ЭЛТ-телевизорах, при котором части теневой маски нагреваются. В телевизорах, демонстрирующих такое поведение, оно обычно возникает в высококонтрастных сценах, в которых присутствует в основном темная сцена с одним или несколькими локализованными яркими пятнами. Когда электронный луч попадает на теневую маску, в этих областях она нагревается неравномерно. Теневая маска деформируется из-за разницы температур, в результате чего электронная пушка попадает на люминофоры не того цвета, и в пораженной области отображаются неправильные цвета. [332] Тепловое расширение приводит к расширению теневой маски примерно на 100 микрон. [333] [334] [335] [336]
При нормальной работе теневая маска нагревается примерно до 80–90 °C. [337] Яркие области изображений нагревают теневую маску сильнее, чем темные, что приводит к неравномерному нагреву теневой маски и короблению (размытию) из-за теплового расширения, вызванного нагревом повышенным током электронного луча. [338] [339] Теневая маска обычно изготавливается из стали, но может быть изготовлена из инвара [116] (сплава никеля и железа с низким тепловым расширением), поскольку она выдерживает в два-три раза больший ток, чем обычные маски, без заметного коробления. , [111] [340] [64] , одновременно упрощая создание ЭЛТ с более высоким разрешением. [341] На теневую маску можно наносить покрытия, рассеивающие тепло, чтобы ограничить выцветание [342] [343] в процессе, называемом чернением. [344] [345]
Биметаллические пружины могут использоваться в ЭЛТ, используемых в телевизорах, для компенсации деформации, которая возникает, когда электронный луч нагревает теневую маску, вызывая тепловое расширение. [63] Теневая маска крепится к экрану с помощью металлических деталей [346] или направляющей или рамы [347] [348] [349] , которая приваривается к воронке или стеклу экрана соответственно, [254] удерживая теневую маску. в натяжении, чтобы минимизировать деформацию (если маска плоская, используется в компьютерных ЭЛТ-мониторах с плоским экраном) и обеспечить более высокую яркость и контрастность изображения.
Экраны с апертурной решеткой ярче, поскольку пропускают больше электронов, но для них требуются опорные провода. Они также более устойчивы к деформации. [111] Для достижения той же яркости цветным ЭЛТ требуется более высокое анодное напряжение, чем монохромным ЭЛТ, поскольку теневая маска блокирует большую часть электронного луча. Щелевые маски [51] и особенно апертурные решетки не блокируют столько электронов, что приводит к более яркому изображению при заданном анодном напряжении, но ЭЛТ с апертурной решеткой тяжелее. [116] Теневые маски блокируют [350] 80–85% [338] [337] электронного луча, а апертурные решетки пропускают больше электронов. [351]
Яркость изображения связана с анодным напряжением и размером ЭЛТ, поэтому более высокие напряжения необходимы как для больших экранов [352] , так и для более высокой яркости изображения. Яркость изображения также контролируется током электронного луча. [233] Более высокие анодные напряжения и токи электронного луча также означают большее количество рентгеновских лучей и выделение тепла, поскольку электроны имеют более высокую скорость и энергию. [154] Для блокировки большинства рентгеновских излучений используются свинцовое стекло и специальное бариево-стронциевое стекло.
Практическим ограничением размера ЭЛТ является вес толстого стекла, необходимого для безопасного поддержания вакуума, [353] поскольку внешняя поверхность ЭЛТ подвергается полному атмосферному давлению , которое, например, составляет 5800 фунтов силы (26000 Н ). на 27-дюймовом (400 дюймов 2 ) экране. [354] Например, большой 43-дюймовый Sony PVM-4300 весит 440 фунтов или 200 кг , [355] намного тяжелее, чем 32-дюймовые ЭЛТ (до 163 фунтов или 74 кг) и 19-дюймовые ЭЛТ (до 60 кг). фунтов или 27 кг). Гораздо более легкие телевизоры с плоским экраном весят всего около 18 фунтов (8,2 кг) для 32-дюймовых и 6,5 фунтов (2,9 кг) для 19-дюймовых. [356]
Размер также ограничен анодным напряжением, поскольку для предотвращения образования дуги и вызываемых ею электрических потерь и образования озона потребуется более высокая диэлектрическая прочность без ущерба для яркости изображения.
Теневые маски также становится сложнее создавать с увеличением разрешения и размера. [341]
При высоких углах отклонения, разрешениях и частотах обновления (поскольку более высокие разрешения и частоты обновления требуют применения значительно более высоких частот к катушкам горизонтального отклонения) отклоняющее ярмо начинает выделять большое количество тепла из-за необходимости перемещения электронного луча. под большим углом, что, в свою очередь, требует экспоненциально большего количества энергии. Например, для увеличения угла отклонения с 90 до 120° необходимо также увеличить потребляемую мощность ярма с 40 Вт до 80 Вт, а для дальнейшего увеличения со 120 до 150° мощность отклонения снова должна увеличиться с 80 до 160 Вт . Обычно это делает ЭЛТ, которые выходят за пределы определенных углов отклонения, разрешения и частоты обновления, непрактичными, поскольку катушки будут генерировать слишком много тепла из-за сопротивления, вызванного скин- эффектом , поверхностными и вихревыми потерями тока и/или, возможно, из-за повреждения стекла под катушкой. стать проводящими (поскольку электропроводность стекла уменьшается с повышением температуры). Некоторые отклоняющие ярмы предназначены для рассеивания тепла, возникающего при их работе. [115] [357] [282] [358] [359] [360] Более высокие углы отклонения в цветных ЭЛТ напрямую влияют на сходимость в углах экрана, что требует дополнительных схем компенсации для управления мощностью и формой электронного луча, что приводит к более высоким затратам. и энергопотребление. [361] [362] Более высокие углы отклонения позволяют сделать ЭЛТ заданного размера тоньше, однако они также создают большую нагрузку на корпус ЭЛТ, особенно на панель, уплотнение между панелью и воронкой и на воронку. Воронка должна быть достаточно длинной, чтобы свести к минимуму напряжение, поскольку более длинная воронка может иметь лучшую форму, чтобы снизить напряжение. [99] [363]
На ЭЛТ частота обновления зависит от разрешения, оба из которых в конечном итоге ограничены максимальной частотой горизонтальной развертки ЭЛТ. Размытие изображения также зависит от времени затухания люминофоров. Люминофоры, которые распадаются слишком медленно для данной частоты обновления, могут вызвать размытие или размытость изображения. На практике ЭЛТ ограничены частотой обновления 160 Гц. [370] ЖК-дисплеи, способные конкурировать с OLED (двухслойные и мини-LED ЖК-дисплеи), недоступны с высокой частотой обновления, хотя ЖК- дисплеи с квантовыми точками (QLED) доступны с высокой частотой обновления (до 144 Гц) [371] и Конкурируют по цветопередаче с OLED. [372]
ЭЛТ-мониторы по-прежнему могут превосходить ЖК- и OLED-мониторы по входной задержке, поскольку между ЭЛТ и разъемом дисплея монитора нет обработки сигнала, поскольку ЭЛТ-мониторы часто используют VGA, который обеспечивает аналоговый сигнал, который можно подавать на ЭЛТ напрямую. Видеокарты, предназначенные для использования с ЭЛТ, могут иметь RAMDAC для генерации аналоговых сигналов, необходимых ЭЛТ. [373] [10] Кроме того, ЭЛТ-мониторы часто способны отображать четкие изображения в нескольких разрешениях, эта способность известна как мультисинхронизация . [374] По этим причинам компьютерные геймеры иногда отдают предпочтение ЭЛТ, несмотря на их объем, вес и тепловыделение. [375] [365]
ЭЛТ, как правило, более долговечны, чем их аналоги с плоскими панелями, [10] хотя существуют и специализированные ЖК-дисплеи, обладающие аналогичной долговечностью.
ЭЛТ выпускались в двух основных категориях: кинескопы и кинескопы. [68] Кинескопы использовались в телевизорах, а кинескопы использовались в компьютерных мониторах. Трубки дисплея имели более высокое разрешение и при использовании в компьютерных мониторах иногда имели регулируемое переразвертку , [376] [377] или иногда пониженную развертку. [378] [379] ЭЛТ кинескопа имеют переразвертку, то есть фактические края изображения не отображаются; это сделано специально для того, чтобы обеспечить различия в настройках между ЭЛТ-телевизорами, предотвращая появление неровных краев (из-за размытия) изображения на экране. Теневая маска может иметь канавки, отражающие электроны, не попавшие на экран из-за переразвертки . [380] [111] Цветные кинескопы, используемые в телевизорах, также были известны как CPT. [381] ЭЛТ также иногда называют трубками Брауна. [382] [383]
Если ЭЛТ представляет собой черно-белую (черно-белую или монохромную) ЭЛТ, в горловине находится одна электронная пушка, а воронка покрыта изнутри алюминием , нанесенным путем испарения; алюминий испаряется в вакууме и конденсируется внутри ЭЛТ. [174] Алюминий устраняет необходимость в ионных ловушках , необходимых для предотвращения сгорания ионов на люминофоре, а также отражает свет, генерируемый люминофором, к экрану, регулируя тепло и поглощая электроны, обеспечивая для них обратный путь; раньше воронки покрывались изнутри аквадагом, который использовался потому, что его можно наносить как краску; [164] люминофоры оставались непокрытыми. [22] Алюминий начал применяться в ЭЛТ в 1950-х годах, покрывая внутреннюю часть ЭЛТ, включая люминофоры, что также увеличивало яркость изображения, поскольку алюминий отражал свет (который в противном случае был бы потерян внутри ЭЛТ) к внешней стороне ЭЛТ. [22] [384] [385] [386] В алюминизированных монохромных ЭЛТ снаружи используется Aquadag. Воронка и сито покрыты единым алюминиевым покрытием. [174]
Экран, воронка и горловина сплавляются в единую оболочку, возможно с использованием пломб из свинцовой эмали, в воронке делается отверстие, на которое устанавливается анодный колпачок, после чего наносятся люминофор, аквадаг и алюминий. [66] Ранее в монохромных ЭЛТ использовались ионные ловушки, для которых требовались магниты; Магнит использовался для отклонения электронов от ионов, которые труднее отклонить, пропуская электроны, позволяя ионам сталкиваться с листом металла внутри электронной пушки. [387] [159] [322] Ионный ожог приводит к преждевременному износу люминофора. Поскольку ионы труднее отклонить, чем электроны, при сжигании ионов в центре экрана остается черная точка. [159] [322]
Внутреннее покрытие аквадага или алюминиевое покрытие являлось анодом и служило для ускорения электронов по направлению к экрану, сбора их после попадания на экран, одновременно выполняя роль конденсатора вместе с внешним покрытием аквадага. Экран имеет единое равномерное люминофорное покрытие и не имеет теневой маски, что технически не имеет ограничения по разрешению. [388] [166] [389]
Монохромные ЭЛТ могут использовать кольцевые магниты для регулировки центрирования электронного луча и магниты вокруг отклоняющего ярма для регулировки геометрии изображения. [274] [390]
В цветных ЭЛТ используются три разных люминофора, которые излучают красный, зеленый и синий свет соответственно. Они упакованы вместе в полосы (как в конструкции апертурной решетки ) или в группы, называемые «триадами» (как в ЭЛТ с теневой маской ). [392] [393]
Цветные ЭЛТ имеют три электронные пушки, по одной на каждый основной цвет (красный, зеленый и синий), расположенные либо по прямой (в линию), либо по равносторонней треугольной конфигурации (пушки обычно конструируются как единое целое). [187] [267] [394] [395] [396] Треугольную конфигурацию часто называют дельта-пушкой , исходя из ее связи с формой греческой буквы дельта (Δ). Расположение люминофоров такое же, как и у электронных пушек. [187] [397] Решетка или маска поглощают электроны, которые в противном случае попали бы не в тот люминофор. [398]
В трубке теневой маски используется металлическая пластина с крошечными отверстиями, обычно дельта-конфигурации, расположенная так, что луч электронов освещает только правильные люминофоры на лицевой стороне трубки; [392] блокируя все остальные электроны. [100] Теневые маски, в которых вместо отверстий используются прорези, известны как маски прорезей. [10] Отверстия или щели сужаются [399] [400] так, что электроны, попадающие внутрь любого отверстия, отражаются обратно, если они не поглощаются (например, из-за локального накопления заряда), а не отскакивают через отверстие. отверстие, чтобы поразить случайное (неправильное) место на экране. Другой тип цветной ЭЛТ (Trinitron) использует апертурную решетку из натянутых вертикальных проволок для достижения того же результата. [398] Теневая маска имеет одно отверстие для каждой триады. [187] Теневая маска обычно находится на расстоянии 1/2 дюйма от экрана. [116]
ЭЛТ Trinitron отличались от других цветных ЭЛТ тем, что у них была одна электронная пушка с тремя катодами, апертурная решетка, пропускающая больше электронов, увеличивающая яркость изображения (поскольку апертурная решетка не блокирует столько электронов), а также вертикально цилиндрический экран. , а не изогнутый экран. [401]
Три электронные пушки находятся в шейке (кроме тринитронов), а красный, зеленый и синий люминофоры на экране могут быть разделены черной сеткой или матрицей (называемой Toshiba черной полосой). [65]
Воронка покрыта аквадагом с обеих сторон, а экран имеет отдельное алюминиевое покрытие, наносимое в вакууме [187] [115] после нанесения люминофорного покрытия, обращенное к электронной пушке. [402] [403] Алюминиевое покрытие защищает люминофор от ионов, поглощает вторичные электроны, обеспечивая им обратный путь, предотвращая электростатический заряд экрана, который затем отталкивает электроны и снижает яркость изображения, отражает свет от люминофора вперед. и помогает управлять теплом. Он также служит анодом ЭЛТ вместе с внутренним покрытием аквадаг. Внутреннее покрытие электрически соединено с электродом электронной пушки с помощью пружины, образующей конечный анод. [188] [187] Внешнее покрытие аквадага соединяется с землей , возможно, с помощью ряда пружин или жгута, который контактирует с аквадагом. [404] [405]
Теневая маска поглощает или отражает электроны, которые в противном случае попали бы не в те точки люминофора, [389] вызывая проблемы с чистотой цвета (обесцвечивание изображений); другими словами, при правильной настройке теневая маска помогает обеспечить чистоту цвета. [187] Когда электроны ударяются о теневую маску, они выделяют свою энергию в виде тепла и рентгеновских лучей. Если электроны имеют слишком много энергии, например, из-за слишком высокого анодного напряжения, теневая маска может деформироваться из-за тепла, что также может произойти во время лерового обжига при ~ 435 ° C фриттового уплотнения между лицевой панелью и воронка ЭЛТ. [350] [406]
Теневые маски были заменены в телевизорах щелевыми масками в 1970-х годах, поскольку щелевые маски пропускают больше электронов, увеличивая яркость изображения. Теневые маски могут быть электрически подключены к аноду ЭЛТ. [407] [51] [408] [409] Тринитрон использовал одну электронную пушку с тремя катодами вместо трех полных пушек. ЭЛТ-мониторы ПК обычно используют теневые маски, за исключением Trinitron от Sony, Diamondtron от Mitsubishi и Cromaclear от NEC ; Trinitron и Diamondtron используют апертурные решетки, а Cromaclear использует щелевую маску. Некоторые ЭЛТ с теневой маской имеют цветные люминофоры, диаметр которых меньше диаметра электронных лучей, используемых для их освещения, [410] с намерением покрыть весь люминофор, увеличивая яркость изображения. [411] Теневым маскам можно придать изогнутую форму. [412] [413] [414]
Ранние цветные ЭЛТ не имели черной матрицы, которая была представлена компаниями Zenith в 1969 году и Panasonic в 1970 году. [411] [415] [132] Черная матрица исключает утечку света от одного люминофора к другому, поскольку черная матрица изолирует люминофор точки друг от друга, поэтому часть электронного луча касается черной матрицы. Это также необходимо из-за деформации теневой маски. [65] [410] Легкое кровотечение все еще может возникать из-за случайных электронов, поражающих неправильные точки люминофора. При высоких разрешениях и частотах обновления люминофоры получают лишь очень небольшое количество энергии, что ограничивает яркость изображения. [341]
Для создания черной матрицы было использовано несколько методов. В одном методе экран покрывался фоторезистом, таким как фоторезист из поливинилового спирта, сенсибилизированный дихроматом, который затем сушился и подвергался экспонированию; неэкспонированные области были удалены, а весь экран был покрыт коллоидным графитом для создания углеродной пленки, а затем использовалась перекись водорода для удаления оставшегося фоторезиста вместе с углеродом, который был поверх него, создавая отверстия, которые, в свою очередь, создавали черную матрицу. . Фоторезист должен был иметь правильную толщину, чтобы обеспечить достаточную адгезию к экрану, в то время как шаг экспонирования необходимо было контролировать, чтобы избежать слишком маленьких или больших отверстий с неровными краями, вызванными дифракцией света, что в конечном итоге ограничивало максимальное разрешение больших цветов. ЭЛТ. [410] Затем отверстия были заполнены люминофором с использованием метода, описанного выше. В другом методе использовались люминофоры, суспендированные в ароматической соли диазония, которая прилипала к экрану под воздействием света; люминофоры были нанесены, а затем экспонированы, чтобы они приклеились к экрану, повторяя процесс один раз для каждого цвета. Затем на оставшиеся области экрана был нанесен углерод, подвергая весь экран воздействию света, чтобы создать черную матрицу, а к экрану был применен процесс фиксации с использованием водного раствора полимера, чтобы сделать люминофоры и черную матрицу устойчивыми к воде. [415] Вместо углерода в черной матрице можно использовать черный хром. [410] Использовались и другие методы. [416] [417] [418] [419]
Люминофоры наносятся методом фотолитографии . Внутренняя сторона экрана покрыта частицами люминофора, суспендированными в суспензии фоторезиста ПВА, [420] [421] которую затем высушивают с использованием инфракрасного света, [422] экспонируют и проявляют. Экспонирование осуществляется с помощью «маяка», в котором используется источник ультрафиолетового света с линзой-корректором, позволяющий ЭЛТ достичь чистоты цвета. В качестве фотомасок используются съемные теневые маски с подпружиненными зажимами. Процесс повторяется со всеми цветами. Обычно зеленый люминофор наносится первым. [187] [423] [424] [425] После нанесения люминофора экран подвергается термической обработке для удаления любых органических химикатов (таких как ПВА, который использовался для нанесения люминофора), которые могут остаться на экране. [415] [426] Альтернативно, люминофоры можно наносить в вакуумной камере путем их испарения и конденсации на экране, создавая очень однородное покрытие. [234] На первые цветные ЭЛТ люминофоры наносились с помощью шелкографии. [43] Люминофоры могут иметь цветные фильтры над ними (обращённые к зрителю), содержать пигмент цвета, излучаемого люминофором, [427] [312] или быть инкапсулированы в цветные фильтры для улучшения чистоты цвета и воспроизведения при одновременном уменьшении бликов. [424] [409] Эта технология продавалась компанией Toshiba под торговой маркой Microfilter. [428] Плохая экспозиция из-за недостаточного освещения приводит к плохой адгезии люминофора к экрану, что ограничивает максимальное разрешение ЭЛТ, поскольку меньшие точки люминофора, необходимые для более высокого разрешения, не могут получить столько света из-за своего меньшего размера. [429]
После покрытия экрана люминофором и алюминием и установки на него теневой маски экран прикрепляют к воронке с помощью стеклянной фритты, которая может содержать 65–88% оксида свинца по массе. Оксид свинца необходим для того, чтобы стеклянная фритта имела низкую температуру плавления. Оксид бора (III) также может присутствовать для стабилизации фритты, а порошок оксида алюминия в качестве порошка-наполнителя для контроля теплового расширения фритты. [430] [148] [6] Фритту можно применять в виде пасты, состоящей из частиц фритты, суспендированных в амилацетате или в полимере с мономером алкилметакрилата вместе с органическим растворителем для растворения полимера и мономера. [431] [432] ЭЛТ затем обжигают в печи в так называемой печи Лера, чтобы затвердеть фритту, герметизируя воронку и экран вместе. Фритта содержит большое количество свинца, поэтому цветные ЭЛТ содержат больше свинца, чем их монохромные аналоги. С другой стороны, монохромные ЭЛТ не требуют фритты; воронку можно приварить непосредственно к стеклу [100] путем плавления и соединения краев воронки и экрана с помощью газового пламени. Фритта используется в цветных ЭЛТ для предотвращения деформации теневой маски и экрана в процессе плавления. Края экрана и воронки ЭЛТ никогда не оплавляются. [187] Для улучшения адгезии на края воронки и сита перед нанесением фриттовой пасты можно нанести грунтовку. [433] Запекание в Лере состоит из нескольких последовательных этапов, на которых ЭЛТ нагревается, а затем постепенно охлаждается до тех пор, пока она не достигнет температуры 435–475 °C [431] (в других источниках могут указываться другие температуры, например, 440 °C) [434] После обжига Лера ЭЛТ продувается воздухом или азотом для удаления загрязнений, электронная пушка вставляется и герметизируется в горловину ЭЛТ, на ЭЛТ образуется вакуум. [435] [209]
Из-за ограничений в размерной точности, с которой ЭЛТ могут быть экономично изготовлены, практически невозможно создать цветные ЭЛТ, в которых три электронных луча можно было бы выровнять так, чтобы поражать люминофоры соответствующего цвета в приемлемой координации, исключительно на основе геометрической геометрии. конфигурация осей электронной пушки и положения апертуры пушки, апертуры теневой маски и т. д. Теневая маска гарантирует, что один луч попадет только в пятна люминофоров определенных цветов, но незначительные различия в физическом выравнивании внутренних частей между отдельными ЭЛТ могут вызвать различия. в точном выравнивании лучей через теневую маску, позволяя некоторым электронам, например, красного луча попадать, скажем, на синие люминофоры, если только не будет сделана некоторая индивидуальная компенсация различий между отдельными трубками.
Сходимость цветов и чистота цвета — два аспекта этой единой проблемы. Во-первых, для корректной цветопередачи необходимо, чтобы независимо от того, куда на экране отклоняются лучи, все три попадали в одно и то же место (и номинально проходили через одно и то же отверстие или щель) на теневой маске. [ нужны разъяснения ] Это называется конвергенцией. [436] Более конкретно, схождение в центре экрана (без поля отклонения, приложенного ярмом) называется статической схождением, а схождение по остальной части экрана (особенно по краям и углам) называется динамическим. конвергенция. [117] Лучи могут сходиться в центре экрана и при этом отклоняться друг от друга, поскольку они отклоняются к краям; можно сказать, что такая ЭЛТ имеет хорошую статическую сходимость, но плохую динамическую сходимость. Во-вторых, каждый луч должен попадать только на люминофоры того цвета, на который он предназначен, и ни на какие другие. Это называется чистотой. Подобно конвергенции, существует статическая чистота и динамическая чистота с теми же значениями слов «статический» и «динамический», что и для конвергенции. Конвергенция и чистота — разные параметры; ЭЛТ может иметь хорошую чистоту, но плохую сходимость, или наоборот. Плохая конвергенция приводит к появлению цветных «теней» или «призраков» вдоль отображаемых краев и контуров, как если бы изображение на экране было напечатано глубокой печатью с плохой совмещением. Плохая чистота приводит к тому, что объекты на экране кажутся бесцветными, а их края остаются четкими. Проблемы чистоты и сходимости могут возникать одновременно, в одной и той же или в разных областях экрана или в обеих по всему экрану, а также равномерно или в большей или меньшей степени в разных частях экрана.
Решением проблем статической сходимости и чистоты является набор кольцевых магнитов для выравнивания цвета, установленных на шейке ЭЛТ. [437] Эти подвижные слабые постоянные магниты обычно устанавливаются на заднем конце узла отклоняющего хомута и настраиваются на заводе для компенсации любой статической чистоты и ошибок сходимости, присущих неотрегулированной трубке. Обычно используются две или три пары двух магнитов в виде колец из пластика, пропитанного магнитным материалом, магнитные поля которых параллельны плоскостям магнитов, перпендикулярным осям электронной пушки. Часто одна пара колец имеет 2 полюса, другая — 4, а оставшееся кольцо — 6 полюсов. [438] Каждая пара магнитных колец образует один эффективный магнит, вектор поля которого можно полностью и свободно регулировать (как по направлению, так и по величине). Вращая пару магнитов относительно друг друга, можно изменять их относительное выравнивание полей, регулируя эффективную напряженность поля пары. (Поскольку они вращаются относительно друг друга, можно считать, что поле каждого магнита состоит из двух противоположных компонентов, расположенных под прямым углом, и эти четыре компонента [по два на два магнита] образуют две пары, одна пара усиливает друг друга, а другая пара противостоящих и Вращая пару магнитов вместе, сохраняя относительный угол между ними, направление их коллективного магнитное поле можно изменять. В целом, регулировка всех магнитов конвергенции/чистоты позволяет точно настроить небольшое отклонение электронного луча или боковое смещение, что компенсирует незначительные статические ошибки конвергенции и чистоты, присущие некалиброванной трубке. После установки эти магниты обычно приклеиваются на место, но при необходимости их обычно можно освободить и отрегулировать в полевых условиях (например, в мастерской по ремонту телевизоров).
На некоторых ЭЛТ добавляются дополнительные фиксированные регулируемые магниты для динамической конвергенции или динамической чистоты в определенных точках экрана, обычно вблизи углов или краев. Дальнейшая регулировка динамической сходимости и чистоты обычно не может быть выполнена пассивно, но требует наличия активных компенсационных схем: одна для коррекции сходимости по горизонтали, а другая для ее коррекции по вертикали. Отклоняющее ярмо содержит катушки конвергенции, по две на каждый цвет, намотанные на одном сердечнике, на которые подаются сигналы конвергенции. Это означает 6 катушек конвергенции в группах по 3, по 2 катушки в группе, одна катушка для коррекции горизонтальной конвергенции, а другая для коррекции вертикальной конвергенции, причем каждая группа имеет общий сердечник. Группы отделены друг от друга на 120°. Динамическая конвергенция необходима, поскольку передняя часть ЭЛТ и теневая маска не имеют сферической формы, что компенсирует расфокусировку электронного луча и астигматизм. Тот факт, что ЭЛТ-экран не является сферическим [439], приводит к проблемам с геометрией, которые можно исправить с помощью схемы. [440] Сигналы, используемые для конвергенции, представляют собой параболические сигналы, полученные из трех сигналов, поступающих из схемы вертикального выхода. Параболический сигнал подается на катушки сходимости, а два других представляют собой пилообразные сигналы, которые при смешивании с параболическими сигналами создают необходимый сигнал для сходимости. Резистор и диод используются для фиксации сигнала конвергенции в центре экрана, чтобы предотвратить влияние статической конвергенции на него. Схемы горизонтальной и вертикальной конвергенции аналогичны. Каждая схема имеет два резонатора, один обычно настроен на 15 625 Гц, а другой на 31 250 Гц, которые задают частоту сигнала, посылаемого на катушки конвергенции. [441] Динамическая сходимость может быть достигнута с использованием электростатических квадрупольных полей в электронной пушке. [442] Динамическая конвергенция означает, что электронный луч не движется по совершенно прямой линии между отклоняющими катушками и экраном, поскольку катушки конвергенции заставляют его искривляться, чтобы соответствовать экрану.
Вместо этого сигнал конвергенции может представлять собой пилообразный сигнал с легким внешним видом синусоидальной волны, часть синусоидальной волны создается с использованием конденсатора, включенного последовательно с каждой отклоняющей катушкой. В этом случае сигнал конвергенции используется для управления отклоняющими катушками. Синусоидальная часть сигнала заставляет электронный луч двигаться медленнее вблизи краев экрана. Конденсаторы, используемые для создания сигнала конвергенции, известны как s-конденсаторы. Этот тип конвергенции необходим из-за больших углов отклонения и плоских экранов многих компьютерных ЭЛТ-мониторов. Номинал s-конденсаторов необходимо выбирать в зависимости от частоты сканирования ЭЛТ, поэтому мониторы с мультисинхронизацией должны иметь разные наборы s-конденсаторов, по одному для каждой частоты обновления. [111]
Вместо этого в некоторых ЭЛТ динамическая конвергенция может быть достигнута с использованием только кольцевых магнитов, магнитов, приклеенных к ЭЛТ, и путем изменения положения отклоняющего хомута, положение которого можно поддерживать с помощью установочных винтов, зажима и резиновых клиньев. [117] [443] ЭЛТ с углом отклонения 90° могут использовать «самоконвергенцию» без динамической конвергенции, что вместе с линейным расположением триады устраняет необходимость в отдельных катушках конвергенции и соответствующих схемах, снижая затраты. сложности и глубины ЭЛТ на 10 миллиметров. Самоконвергенция работает посредством «неоднородных» магнитных полей. Динамическая конвергенция необходима в ЭЛТ с углом отклонения 110°, а для динамической конвергенции также могут использоваться квадрупольные обмотки на отклоняющем ярме на определенной частоте. [444]
Динамическая конвергенция и чистота цветов являются одной из основных причин, по которым до самого конца своей истории ЭЛТ были длинными (глубокими) и имели двуосно изогнутые грани; эти геометрические конструктивные характеристики необходимы для внутренней пассивной динамической конвергенции и чистоты цвета. Только примерно с 1990-х годов стали доступны сложные схемы активной динамической компенсации конвергенции, которые сделали ЭЛТ с короткой шейкой и плоской поверхностью работоспособными. Эти схемы активной компенсации используют отклоняющее ярмо для точной регулировки отклонения луча в соответствии с целевым местоположением луча. Те же методы (и основные компоненты схемы) также позволяют регулировать поворот, перекос и другие параметры сложной геометрии растра с помощью электроники под контролем пользователя. [111]
Альтернативно, пистолеты можно совместить друг с другом (свести) с помощью сужающих колец, расположенных прямо за шейкой; с одним кольцом на пистолет. Кольца могут иметь северный и южный полюса. Может быть 4 набора колец: одно для регулировки схождения RGB, второе для регулировки схождения красного и синего, третье для регулировки вертикального сдвига растра и четвертое для регулировки чистоты. Вертикальный сдвиг растра регулирует прямолинейность линии сканирования. ЭЛТ также могут использовать схемы динамической конвергенции, которые обеспечивают правильную сходимость на краях ЭЛТ. Магниты из пермаллоя также можно использовать для исправления схождения по краям. Сведение осуществляется с помощью штриховки (сетки). [445] [446] Вместо колец в других ЭЛТ могут использоваться магниты, которые вставляются внутрь и наружу. [405] В ранних цветных ЭЛТ отверстия в теневой маске становились все меньше по мере того, как они расширялись наружу от центра экрана, чтобы способствовать сближению. [411]
Если теневая маска или апертурная решетка намагничиваются, их магнитное поле изменяет траекторию электронных лучей. Это вызывает ошибки «чистоты цвета», поскольку электроны больше не следуют только по намеченным траекториям, а некоторые из них попадают в люминофоры другого цвета, отличного от предполагаемого. Например, некоторые электроны красного луча могут попасть на синий или зеленый люминофор, придав пурпурный или желтый оттенок частям изображения, которые должны быть чисто красными. (Этот эффект локализуется в определенной области экрана, если намагниченность локализована.) Поэтому важно, чтобы теневая маска или апертурная решетка не намагничивались. Магнитное поле Земли может влиять на чистоту цвета ЭЛТ. [445] По этой причине некоторые ЭЛТ имеют внешние магнитные экраны над воронками. Магнитный экран может быть изготовлен из мягкого железа или мягкой стали и содержать катушку размагничивания. [447] Магнитный экран и теневая маска могут быть постоянно намагничены магнитным полем Земли, что отрицательно влияет на чистоту цвета при перемещении ЭЛТ. Эту проблему решает встроенная катушка размагничивания, которая есть во многих телевизорах и компьютерных мониторах. Размагничивание может быть автоматическим и происходить при каждом включении ЭЛТ. [448] [187] Магнитный экран также может быть внутренним, располагаясь внутри воронки ЭЛТ. [449] [450] [111] [451 ] [452] [453]
Цветные ЭЛТ-дисплеи в телевизорах и компьютерных мониторах часто имеют встроенную катушку размагничивания (размагничивания), установленную по периметру лицевой панели ЭЛТ. При включении ЭЛТ-дисплея схема размагничивания производит кратковременный переменный ток через катушку, который затухает до нуля в течение нескольких секунд, создавая затухающее переменное магнитное поле катушки. Это поле размагничивания достаточно сильное, чтобы в большинстве случаев устранить намагниченность теневой маски, сохраняя при этом чистоту цвета. [454] [455] В необычных случаях сильного намагничивания, когда внутреннего поля размагничивания недостаточно, теневую маску можно размагничивать снаружи с помощью более мощного портативного размагничивателя или размагничивателя. Однако слишком сильное магнитное поле, переменное или постоянное, может механически деформировать (изогнуть) теневую маску, вызывая необратимое искажение цвета на дисплее, что очень похоже на эффект намагничивания.
Шаг точек определяет максимальное разрешение дисплея, если использовать ЭЛТ с дельта-пушкой. В них, когда разрешение сканирования приближается к разрешению шага точки, появляется муар , поскольку отображаемые детали более мелкие, чем то, что может передать теневая маска. [456] Однако мониторы с апертурной решеткой не страдают от вертикального муара, поскольку их люминофорные полосы не имеют вертикальных деталей. В ЭЛТ меньшего размера эти полосы сохраняют положение сами по себе, но для ЭЛТ с апертурной решеткой большего размера требуется одна или две поперечные (горизонтальные) опорные полосы; один для ЭЛТ меньшего размера и два для больших. Опорные провода блокируют электроны, благодаря чему провода становятся видимыми. [457] В ЭЛТ с апертурной решеткой шаг точек заменен шагом полос. Hitachi разработала теневую маску Enhanced Dot Pitch (EDP), в которой вместо круглых отверстий используются овальные отверстия с соответствующими овальными люминофорными точками. [409] Муар снижается в ЭЛТ с теневой маской за счет расположения отверстий в теневой маске в виде сот. [111]
Проекционные ЭЛТ использовались в ЭЛТ-проекторах и ЭЛТ -телевизорах с обратной проекцией и обычно имеют небольшие размеры (7–9 дюймов в поперечнике); [263] имеют люминофор, генерирующий красный, зеленый или синий свет, что делает их монохромными ЭЛТ; [458] и по конструкции аналогичны другим монохромным ЭЛТ. Проекционные ЭЛТ большего размера, как правило, служили дольше и могли обеспечивать более высокие уровни яркости и разрешения, но были также более дорогими. [459] [460] Проекционные ЭЛТ имеют необычно высокое анодное напряжение для своего размера (например, 27 или 25 кВ для 5- или 7-дюймовой проекционной ЭЛТ соответственно), [461] [462] и специально изготовленный вольфрам/бариевый катод. (вместо обычно используемого чистого оксида бария), который состоит из атомов бария, внедренных в 20% пористого вольфрама или алюминатов бария и кальция, или из оксидов бария, кальция и алюминия, покрытых пористым вольфрамом; барий диффундирует через вольфрам, испуская электроны. [463] Специальный катод может выдавать ток силой 2 мА вместо 0,3 мА обычных катодов, [464] [463] [227] [166] что делает их достаточно яркими, чтобы их можно было использовать в качестве источников света для проецирования. Высокое анодное напряжение и специально изготовленный катод увеличивают соответственно напряжение и ток электронного луча, что увеличивает свет, излучаемый люминофорами, а также количество тепла, выделяемого при работе; это означает, что ЭЛТ-проекторы нуждаются в охлаждении. Экран обычно охлаждается с помощью контейнера (сетка является частью контейнера) с гликолем; сам гликоль может быть окрашен [465] или бесцветный гликоль может быть использован внутри контейнера, который может быть окрашен (образуя линзу, известную как С-элемент). Цветные линзы или гликоль используются для улучшения цветопередачи за счет яркости и используются только на красных и зеленых ЭЛТ. [466] [467] Каждая ЭЛТ имеет свой собственный гликоль, который имеет доступ к воздушному пузырю, что позволяет гликолю сжиматься и расширяться при охлаждении и нагревании. ЭЛТ проектора могут иметь регулировочные кольца, как и цветные ЭЛТ, для регулировки астигматизма, [468] который представляет собой вспышку электронного луча (рассеянный свет, похожий на тени). [469] Имеют три регулировочных кольца; один с двумя полюсами, один с четырьмя полюсами и еще один с 6 полюсами. При правильной настройке проектор может отображать идеально круглые точки без бликов. [470] Экраны, используемые в проекционных ЭЛТ, были более прозрачными, чем обычно, с коэффициентом пропускания 90%. [115] Первые проекционные ЭЛТ были изготовлены в 1933 году. [471]
ЭЛТ-проекторы были доступны с электростатической и электромагнитной фокусировкой, причем последняя была дороже. При электростатической фокусировке использовалась электроника для фокусировки электронного луча вместе с фокусирующими магнитами на шейке ЭЛТ для точной регулировки фокусировки. Этот тип фокусировки со временем деградировал. Электромагнитная фокусировка была представлена в начале 1990-х годов и включала в себя электромагнитную фокусирующую катушку в дополнение к уже существующим фокусирующим магнитам. Электромагнитная фокусировка была гораздо более стабильной на протяжении всего срока службы ЭЛТ, сохраняя 95% своей резкости к концу срока службы ЭЛТ. [472]
Индексно-лучевые трубки , также известные как Uniray, Apple CRT или Indextron, [473] были попыткой в 1950-х годах компании Philco создать цветную ЭЛТ без теневой маски, устраняя проблемы конвергенции и чистоты и позволяя использовать более мелкие ЭЛТ с более высоким отклонением. углы. [474] Для последнего анода также требовался источник питания с более низким напряжением, поскольку в нем не использовалась теневая маска, которая обычно блокирует около 80% электронов, генерируемых электронной пушкой. Отсутствие теневой маски также сделало его невосприимчивым к магнитному полю Земли, а также сделало ненужным размагничивание и увеличило яркость изображения. [475] Он был сконструирован аналогично монохромной ЭЛТ, с внешним покрытием аквадаг, внутренним алюминиевым покрытием и одной электронной пушкой, но с экраном с чередующимся узором из красных, зеленых, синих и УФ (индексных) люминофорных полос ( аналогично тринитрону) с установленным сбоку фотоумножителем [476] [475] или фотодиодом, направленным к задней части экрана и установленным на воронке ЭЛТ, для отслеживания электронного луча и активации люминофоров отдельно друг от друга, используя один и тот же электронный луч. Для слежения использовалась только индексная полоска люминофора, и это был единственный люминофор, не покрытый слоем алюминия. [325] Его отложили на полку из-за точности, необходимой для его производства. [477] [478] Он был возрожден Sony в 1980-х годах как Indextron, но его распространение было ограничено, по крайней мере частично, из-за разработки ЖК-дисплеев. ЭЛТ с индексом луча также страдали от низкого коэффициента контрастности, составлявшего всего около 50: 1, поскольку фотодиодам постоянно требовалось некоторое излучение света люминофорами для отслеживания электронного луча. Это позволило использовать одноцветные ЭЛТ-проекторы из-за отсутствия теневой маски; обычно в ЭЛТ-проекторах используются три ЭЛТ, по одному на каждый цвет, [479] поскольку из-за высокого анодного напряжения и тока луча выделяется много тепла, что делает теневую маску непрактичной и неэффективной, поскольку она деформируется под воздействием выделяемого тепла (теневые маски поглощать большую часть электронного пучка и, следовательно, большую часть энергии, переносимой релятивистскими электронами); наличие трех ЭЛТ означало, что во время установки проектора необходимо было выполнить сложную процедуру калибровки и настройки [480] , а перемещение проектора потребовало бы его повторной калибровки. Наличие одной ЭЛТ означало, что необходимость в калибровке была устранена, но яркость была уменьшена, поскольку ЭЛТ-экран нужно было использовать для трех цветов вместо того, чтобы каждый цвет имел свой собственный ЭЛТ-экран. [473] Полосатый рисунок также накладывает ограничение на разрешение по горизонтали; Напротив, трехэкранные ЭЛТ-проекторы не имеют теоретического предела разрешения из-за того, что они имеют одиночное однородное люминофорное покрытие.
Плоские ЭЛТ — это устройства с плоским экраном. Несмотря на плоский экран, они могут быть не совсем плоскими, особенно внутри, а иметь значительно увеличенную кривизну. Заметным исключением является LG Flatron (производство LG.Philips Displays , позже LP Displays), который действительно плоский снаружи и внутри, но имеет приклеенную стеклянную панель на экране с натянутой окантовкой для обеспечения защиты от взрыва. Такие полностью плоские ЭЛТ были впервые представлены компанией Zenith в 1986 году, и в них использовались плоские натяжные теневые маски, в которых теневая маска удерживается под напряжением, обеспечивая повышенную устойчивость к расплыванию. [481] [482] [483] [254] [347] [484] Плоские ЭЛТ сталкиваются с рядом проблем, например с прогибом. Усилители вертикального отклонения необходимы для увеличения силы тока, подаваемого на катушки вертикального отклонения, чтобы компенсировать уменьшенную кривизну. [281] ЭЛТ, используемые в Sinclair TV80 и во многих Sony Watchmans , были плоскими, поскольку они не были глубокими, а их передние экраны были плоскими, но их электронные пушки были расположены сбоку от экрана. [485] [486] В телевизоре TV80 использовалось электростатическое отклонение, [487] в то время как в «Стороже» использовалось магнитное отклонение с люминесцентным экраном, изогнутым внутрь. Подобные ЭЛТ использовались в видеодомофонах. [488]
Радарные ЭЛТ , такие как 7JP4 , имели круглый экран и сканировали луч от центра наружу. Отклоняющее ярмо вращалось, заставляя балку вращаться по кругу. [489] Экран часто имел два цвета: часто яркий цвет с коротким послесвечением, который появлялся только при сканировании луча по дисплею, и послесвечение люминофора с длительным послесвечением. Когда луч попадает на люминофор, люминофор ярко светится, а когда луч уходит, более тусклое послесвечение с длительным послесвечением будет продолжать гореть там, где луч попадал на люминофор, рядом с радиолокационными целями, которые были «записаны» лучом, пока луч не снова зажжется. - ударил по люминофору. [490] [491]
.jpg/1280px-Lissajous-Figur_1_zu_3_(Oszilloskop).jpg)
В ЭЛТ осциллографов используется электростатическое отклонение , а не магнитное отклонение, обычно используемое в телевизорах и других больших ЭЛТ. Луч отклоняется горизонтально за счет приложения электрического поля между парой пластин слева и справа и вертикально за счет приложения электрического поля к пластинам сверху и снизу. В телевизорах используется магнитное, а не электростатическое отклонение, поскольку отклоняющие пластины блокируют луч, когда угол отклонения настолько велик, насколько это требуется для трубок, которые относительно короткие для их размера. Некоторые ЭЛТ осциллографов содержат аноды после отклонения (ПДА), имеющие спиралевидную форму для обеспечения равномерного анодного потенциала на ЭЛТ и работающие при напряжении до 15 кВ. В ЭЛТ КПК электронный луч отклоняется перед ускорением, что повышает чувствительность и разборчивость, особенно при анализе импульсов напряжения с короткими рабочими циклами. [492] [158] [493]
При отображении быстрых одноразовых событий электронный луч должен очень быстро отклоняться, при этом на экран попадает мало электронов, что приводит к тусклому или невидимому изображению на дисплее. ЭЛТ осциллографов, предназначенные для очень быстрых сигналов, могут обеспечить более яркое изображение, пропуская электронный луч через микроканальную пластину непосредственно перед тем, как он достигнет экрана. Благодаря явлению вторичной эмиссии эта пластина увеличивает количество электронов, достигающих люминофорного экрана, что значительно повышает скорость записи (яркость), а также улучшает чувствительность и размер пятна. [494] [495]
Большинство осциллографов имеют сетку как часть визуального дисплея для облегчения измерений. Сетка может иметь постоянную маркировку внутри лицевой стороны ЭЛТ или может представлять собой прозрачную внешнюю пластину из стекла или акрилового пластика. Внутренняя сетка устраняет ошибку параллакса , но ее нельзя изменить для соответствия различным типам измерений. [496] Осциллографы обычно предусматривают возможность боковой подсветки сетки, что улучшает ее видимость. [497]
Они встречаются в аналоговых запоминающих осциллографах с люминофором . Они отличаются от цифровых запоминающих осциллографов , в которых для хранения изображения используется твердотельная цифровая память.
Если одно кратковременное событие отслеживается осциллографом, такое событие будет отображаться обычной трубкой только в то время, когда оно действительно происходит. Использование люминофора с длительным послесвечением может позволить наблюдать изображение после события, но в лучшем случае только в течение нескольких секунд. Это ограничение можно преодолеть за счет использования накопительной электронно-лучевой трубки прямого обзора (накопительной трубки). Трубка для хранения будет продолжать отображать событие после того, как оно произошло, до тех пор, пока оно не будет стерто. Накопительная трубка аналогична обычной трубке, за исключением того, что она оснащена металлической сеткой, покрытой диэлектрическим слоем, расположенной сразу за люминофорным экраном. Внешнее напряжение, приложенное к сетке, изначально гарантирует, что вся сетка находится под постоянным потенциалом. Эта сетка постоянно подвергается воздействию низкоскоростного электронного луча из «проливной пушки», которая работает независимо от основной пушки. Этот заливной пистолет не отклоняется, как основной, а постоянно «освещает» всю сетку хранилища. Первоначальный заряд накопительной сетки таков, что он отталкивает электроны от наводняющей пушки, которые не могут попасть на люминофорный экран.
Когда основная электронная пушка записывает изображение на экран, энергии главного луча достаточно, чтобы создать «потенциальный рельеф» на ячейке хранения. Области, где создается этот рельеф, больше не отталкивают электроны из пушки, которые теперь проходят через сетку и освещают люминофорный экран. Следовательно, изображение, которое на короткое время было прослежено основным пистолетом, продолжает отображаться после того, как оно произошло. Изображение можно «стирать», повторно подавая внешнее напряжение на сетку, восстанавливая ее постоянный потенциал. Время, в течение которого изображение может отображаться, было ограничено, поскольку на практике заливной пистолет медленно нейтрализует заряд на сетке хранения. Один из способов сохранить изображение дольше — временно выключить заливной пистолет. Тогда изображение может сохраняться в течение нескольких дней. Большинство аккумуляторных трубок позволяют подавать на аккумуляторную сетку более низкое напряжение, что медленно восстанавливает исходное состояние заряда. Изменяя это напряжение, можно получить переменную инерционность. Отключение заливной пушки и подачи напряжения на накопительную сетку позволяет такой трубке работать как обычная трубка осциллографа. [498]
Векторные мониторы использовались в первых системах автоматизированного проектирования [499] и в некоторых аркадных играх конца 1970-х — середины 1980-х годов, таких как Asteroids . [500] Они рисуют графику «точка-точка», а не сканируют растр. В векторных дисплеях можно использовать как монохромные, так и цветные ЭЛТ, а основные принципы конструкции и работы ЭЛТ одинаковы для любого типа дисплеев; Основное отличие заключается в схемах и схемах отклонения луча.
Трубка Вильямса или трубка Вильямса-Килберна представляла собой электронно-лучевую трубку, используемую для электронного хранения двоичных данных. Он использовался в компьютерах 1940-х годов как цифровое запоминающее устройство с произвольным доступом. В отличие от других ЭЛТ, рассматриваемых в этой статье, трубка Уильямса не была устройством отображения, и фактически ее нельзя было просматривать, поскольку ее экран закрывала металлическая пластина.
В некоторых радиоприемниках на электронных лампах была предусмотрена лампа «Волшебный глаз» или «Настроечный глаз», помогающая в настройке приемника. Настройка будет корректироваться до тех пор, пока ширина радиальной тени не будет минимизирована. Он использовался вместо более дорогого электромеханического счетчика, который позже стал использоваться в тюнерах более высокого класса, когда транзисторным наборам не хватало высокого напряжения, необходимого для управления устройством. [501] Устройство того же типа использовалось с магнитофонами в качестве измерителя уровня записи, а также для различных других применений, включая электрическое испытательное оборудование.
Некоторые дисплеи для первых компьютеров (те, которым нужно было отображать больше текста, чем было практически возможно при использовании векторов, или которые требовали высокой скорости для вывода фотографий) использовали ЭЛТ Charactron. Они включают в себя перфорированную металлическую маску символа ( трафарет ), которая формирует широкий электронный луч для формирования символа на экране. Система выбирает символ на маске, используя один набор схем отклонения, но это приводит к тому, что вытянутый луч направляется вне оси, поэтому второй набор отклоняющих пластин должен перенацелить луч, чтобы он был направлен к центру маски. экран. Третий набор пластин размещает персонажа там, где это необходимо. Луч на короткое время гаснет (включается), чтобы нарисовать символ в этом положении. Графику можно было рисовать, выбирая на маске положение, соответствующее коду пространства (на практике они просто не рисовались), имевшего в центре небольшое круглое отверстие; это фактически отключило маску символов, и система вернулась к обычному векторному поведению. У Чарактронов были исключительно длинные шейки из-за необходимости иметь три системы отклонения. [502] [503]
Nimo была торговой маркой семейства небольших специализированных ЭЛТ, производимых компанией Industrial Electronic Engineers . У них было 10 электронных пушек, которые производили электронные лучи в форме цифр, аналогично тому, как это делается в характроне. Трубки представляли собой либо простые одноразрядные дисплеи, либо более сложные четырех- или шестиразрядные дисплеи, создаваемые с помощью подходящей системы магнитного отклонения. Имея небольшую сложность стандартной ЭЛТ, трубка требовала относительно простой схемы возбуждения, а поскольку изображение проецировалось на стеклянную поверхность, она обеспечивала гораздо более широкий угол обзора, чем конкурирующие типы (например, газоразрядные трубки ). [504] Однако их потребность в нескольких напряжениях и высокое напряжение сделали их необычными.
ЭЛТ с прожекторным лучом представляют собой небольшие трубки, расположенные в виде пикселей для больших видеостен, таких как Jumbotrons . Первый экран, использующий эту технологию (названный Diamond Vision от Mitsubishi Electric), был представлен компанией Mitsubishi Electric для Матча всех звезд Высшей бейсбольной лиги 1980 года . [505] [506] Он отличается от обычной ЭЛТ тем, что электронная пушка внутри не производит сфокусированный управляемый луч. Вместо этого электроны распыляются широким конусом по всей передней части люминофорного экрана, в результате чего каждый блок действует как одна лампочка. [507] Каждый из них покрыт красным, зеленым или синим люминофором, образующим цветные субпиксели. Эта технология в значительной степени была заменена светодиодными дисплеями. Нефокусированные и неотклоняемые ЭЛТ использовались в качестве стробоскопических ламп с сеточным управлением с 1958 года . [508] В 2011 году были выпущены лампы электронно-стимулированной люминесценции (ЭСЛ), использующие тот же принцип работы. [509]
ЭЛТ с нефосфорированным передним стеклом, но со встроенными в него тонкими проводами использовались в качестве электростатических печатающих головок в 1960-х годах. Провода пропускали ток электронного луча через стекло на лист бумаги, где желаемое содержимое откладывалось в виде рисунка электрического заряда. Затем бумагу поднесли к луже жидких чернил с противоположным зарядом. Заряженные участки бумаги притягивают чернила и таким образом формируют изображение. [510] [511]
В конце 1990-х и начале 2000-х годов исследовательские лаборатории Philips экспериментировали с типом тонкой ЭЛТ, известной как дисплей Zeus , который содержал функции, подобные ЭЛТ, на плоском дисплее . Катод этого дисплея был установлен под передней частью дисплея, и электроны от катода должны были быть направлены назад к дисплею, где они оставались до тех пор, пока не были извлечены электродами, расположенными рядом с передней частью дисплея, и направлены к передней части дисплея. дисплей с фосфорными точками. [512] [513] [514] [515] [516] Устройства демонстрировались, но никогда не продавались.
Некоторые производители ЭЛТ, как LG.Philips Displays (позже LP Displays), так и Samsung SDI, внедрили инновационную технологию ЭЛТ, создав более тонкую трубку. Более тонкие ЭЛТ имели торговые названия Superslim, [517] Ultraslim, [518] Vixlim (от Samsung) [519] и Cybertube и Cybertube+ (оба от дисплеев LG Philips). [520] [521] Плоская ЭЛТ диаметром 21 дюйм (53 см) имеет глубину 447,2 миллиметра (17,61 дюйма). Глубина Superslim составляла 352 миллиметра (13,86 дюйма) [522] , а Ultraslim — 295,7 миллиметра (11,64 дюйма). [523]
ЭЛТ могут излучать небольшое количество рентгеновского излучения; это результат бомбардировки электронным лучом теневой маски/апертурной решетки и люминофоров, что приводит к тормозному излучению (тормозному излучению), поскольку высокоэнергетические электроны замедляются. Считается, что количество радиации, выходящей за переднюю часть монитора, не представляет опасности. Постановления Управления по контролю за продуктами и лекарствами, содержащиеся в 21 CFR 1020.10 , используются, чтобы строго ограничивать, например, телевизионные приемники до 0,5 миллирентген в час на расстоянии 5 см (2 дюйма) от любой внешней поверхности; с 2007 года выбросы большинства ЭЛТ значительно ниже этого предела. [524] Обратите внимание, что рентген является устаревшей единицей и не учитывает поглощенную дозу. Коэффициент конверсии составляет около 0,877 рентген на бэр . [525] Если предположить, что зритель усвоил всю дозу (что маловероятно) и смотрел телевизор по 2 часа в день, доза в 0,5 миллирентген в час увеличит годовую дозу зрителя на 320 миллибэр . Для сравнения, средний фоновый уровень радиации в США составляет 310 миллибэр в год. Отрицательные последствия хронической радиации обычно незаметны до тех пор, пока дозы не превысят 20 000 миллибэр. [526]
Плотность рентгеновских лучей, генерируемых ЭЛТ, невелика, поскольку при растровом сканировании типичной ЭЛТ энергия электронного луча распределяется по всему экрану. Напряжения выше 15 000 вольт достаточно для генерации «мягкого» рентгеновского излучения. Однако, поскольку ЭЛТ могут оставаться включенными в течение нескольких часов, количество рентгеновских лучей, генерируемых ЭЛТ, может стать значительным, отсюда важность использования материалов для защиты от рентгеновских лучей, таких как толстое свинцовое стекло и барий. Стронциевое стекло, используемое в ЭЛТ. [136]
Опасения по поводу рентгеновского излучения, излучаемого ЭЛТ, начались в 1967 году, когда было обнаружено, что телевизоры, произведенные General Electric, излучают «рентгеновское излучение, превышающее желаемый уровень». Позже выяснилось, что телевизоры всех производителей также излучают радиацию. Это привело к тому, что представители телеиндустрии предстали перед комитетом Конгресса США, который позже предложил законопроект о федеральном регулировании радиации, который стал Законом о радиационном контроле для здоровья и безопасности 1968 года. Владельцам телевизоров рекомендовалось всегда находиться на расстоянии не менее 6 футов от экрана телевизора и избегать «длительного воздействия» по бокам, сзади или под телевизором. Было обнаружено, что большая часть излучения была направлена вниз. Владельцам также посоветовали не модифицировать внутренние устройства своего телевизора, чтобы избежать воздействия радиации. Заголовки о «радиоактивных» телевизорах продолжались до конца 1960-х годов. Однажды два конгрессмена из Нью-Йорка предложили производителям телевизоров «прийти в дома, чтобы протестировать все 15 миллионов цветных телевизоров страны и установить в них радиационные устройства». В конечном итоге FDA начало регулировать выбросы радиации от всех электронных продуктов в США. [527]
Старые цветные и монохромные ЭЛТ могли быть изготовлены с использованием токсичных веществ, таких как кадмий , в люминофорах. [50] [528] [529] [530] Задняя стеклянная трубка современных ЭЛТ может быть изготовлена из свинцового стекла , которое представляет опасность для окружающей среды при неправильной утилизации. [531] С 1970 года в стекле передней панели (видимой части ЭЛТ) использовался оксид стронция, а не свинец, хотя задняя часть ЭЛТ по-прежнему производилась из свинцового стекла. Монохромные ЭЛТ обычно не содержат достаточного количества свинцового стекла, чтобы не пройти тесты EPA TCLP. В то время как процесс TCLP измельчает стекло на мелкие частицы, чтобы подвергнуть его воздействию слабых кислот для проверки на выщелачивание, неповрежденное ЭЛТ-стекло не выщелачивается (свинец остеклован и содержится внутри самого стекла, подобно хрусталю из этилированного стекла ).
При низкой частоте обновления (60 Гц и ниже) периодическое сканирование дисплея может вызывать мерцание, которое некоторые люди воспринимают легче, чем другие, особенно при просмотре периферийным зрением . Мерцание обычно ассоциируется с ЭЛТ, поскольку большинство телевизоров работают с частотой 50 Гц (PAL) или 60 Гц (NTSC), хотя есть телевизоры PAL с частотой 100 Гц, которые не мерцают . Обычно только мониторы бюджетного класса работают на таких низких частотах, при этом большинство компьютерных мониторов поддерживают частоту не менее 75 Гц, а мониторы высокого класса способны работать на частоте 100 Гц и более, чтобы устранить любое ощущение мерцания. [532] Хотя PAL с частотой 100 Гц часто достигался с использованием чередующегося сканирования, разделения цепи и сканирования на два луча по 50 Гц. Некомпьютерные ЭЛТ или ЭЛТ для гидролокаторов или радаров могут иметь люминофор с длительным послесвечением и, следовательно, не мерцать. Если на видеодисплее выдержка слишком велика, движущиеся изображения будут размыты.
ЭЛТ 50 Гц/60 Гц, используемые для телевидения, работают с частотами горизонтальной развертки 15 750 и 15 734,27 Гц (для систем NTSC ) или 15 625 Гц (для систем PAL ). [533] Эти частоты находятся в верхнем диапазоне человеческого слуха и неслышимы для многих людей; однако некоторые люди (особенно дети) будут слышать высокий тон рядом с работающим ЭЛТ-телевизором. [534] Звук возникает из-за магнитострикции в магнитном сердечнике и периодического движения обмоток обратноходового трансформатора [535] , но звук также может создаваться движением отклоняющих катушек, ярма или ферритовых шариков. [536]
Эта проблема не возникает на телевизорах с частотой 100/120 Гц и на компьютерных дисплеях, отличных от CGA (адаптер цветной графики), поскольку они используют гораздо более высокие частоты горизонтальной развертки, которые создают звук, неслышимый для человека (от 22 кГц до более 100 кГц).
Если стеклянная стенка повреждена, атмосферное давление может взорвать вакуумную трубку на опасные фрагменты, которые ускорятся внутрь, а затем разлетятся с высокой скоростью во всех направлениях. Хотя современные электронно-лучевые трубки, используемые в телевизорах и компьютерных дисплеях, имеют лицевые панели, приклеенные эпоксидной смолой, или другие меры, предотвращающие разрушение оболочки, с ЭЛТ следует обращаться осторожно, чтобы избежать травм. [537]
Ранние ЭЛТ имели стеклянную пластину над экраном, которая была прикреплена к нему с помощью клея, [142] создавая экран из многослойного стекла: первоначально клеем был поливинилацетат (ПВА), [538] тогда как в более поздних версиях, таких как LG Flatron, использовалась смола. , возможно, смола, отверждаемая УФ-излучением. [539] [347] ПВА со временем разлагается, образуя «катаракту» — кольцо испорченного клея по краям ЭЛТ, которое не пропускает свет от экрана. [538] В более поздних ЭЛТ вместо этого используется натянутая металлическая ободок, установленная по периметру, которая также обеспечивает точки крепления ЭЛТ к корпусу. [382] В 19-дюймовом ЭЛТ растягивающее напряжение в ободе составляет 70 кг/см². [540]
Старые ЭЛТ крепились к телевизору с помощью рамы. Ленту натягивают путем нагревания и последующей установки на ЭЛТ; после этого полоса остывает, сжимаясь в размерах и подвергая стекло сжатию, [541] [142] [542] что укрепляет стекло и уменьшает необходимую толщину (и, следовательно, вес) стекла. Это делает ленту неотъемлемым компонентом, который никогда не следует снимать с неповрежденной ЭЛТ, в которой все еще есть вакуум; попытка удалить его может привести к взрыву ЭЛТ. [322]
Оправа предотвращает взрыв ЭЛТ в случае поломки экрана. Оправу можно приклеить к периметру ЭЛТ с помощью эпоксидной смолы, чтобы предотвратить распространение трещин за пределы экрана в воронку. [543] [542]
В альтернативном варианте можно использовать сжатие, вызванное ободком, чтобы заставить любые трещины в сите распространяться вбок с высокой скоростью, так что они достигают воронки и полностью проникают в нее, прежде чем они полностью проникнут через сито. Это возможно, поскольку стенки воронки тоньше экрана. Полное проникновение через воронку сначала позволяет воздуху проникнуть в ЭЛТ с небольшого расстояния за экраном и предотвратить взрыв, гарантируя, что экран полностью пронизан трещинами и сломается только тогда, когда в ЭЛТ уже есть воздух. [142]
Чтобы ускорить электроны от катода к экрану с достаточной энергией [544] для достижения достаточной яркости изображения, требуется очень высокое напряжение (ЭНТ или сверхвысокое напряжение), [545] от нескольких тысяч вольт для небольшой ЭЛТ осциллографа. до десятков тысяч для цветного телевизора с большим экраном. Это во много раз превышает напряжение бытовой электросети. Даже после отключения источника питания некоторые связанные конденсаторы и сама ЭЛТ могут сохранять заряд в течение некоторого времени и, следовательно, внезапно рассеивать этот заряд через заземление, например, из-за невнимательного заземления человеком провода разряда конденсатора. Средняя монохромная ЭЛТ может использовать анодное напряжение 1–1,5 кВ на дюйм. [546] [274]
При некоторых обстоятельствах сигнал, излучаемый электронными пушками , схемами сканирования и соответствующей проводкой ЭЛТ, может быть захвачен удаленно и использован для реконструкции того, что показано на ЭЛТ, с использованием процесса, называемого фрикингом Ван Эка . [547] Специальная защита TEMPEST может смягчить этот эффект. Однако такое излучение потенциально пригодного для использования сигнала происходит и в других технологиях отображения [548] и в электронике в целом. [ нужна цитата ]
Из-за токсинов, содержащихся в ЭЛТ-мониторах, Агентство по охране окружающей среды США ввело правила (в октябре 2001 года), согласно которым ЭЛТ необходимо сдавать на специальные предприятия по переработке электронных отходов . В ноябре 2002 года Агентство по охране окружающей среды начало штрафовать компании, которые утилизировали ЭЛТ на свалках или сжигали их . Регулирующие органы на местном уровне и в масштабе штата контролируют утилизацию ЭЛТ и другого компьютерного оборудования. [549]
ЭЛТ считаются электронными отходами , которые сложнее всего перерабатывать. [550] ЭЛТ имеют относительно высокую концентрацию свинца и люминофоров , которые необходимы для отображения. В Соединенных Штатах есть несколько компаний, которые взимают небольшую плату за сбор ЭЛТ, а затем субсидируют свой труд, продавая собранную медь, провод и печатные платы . Агентство по охране окружающей среды США (EPA) включает выброшенные ЭЛТ-мониторы в категорию «опасных бытовых отходов» [551] , но считает ЭЛТ, отложенные для испытаний, товаром, если их не выбрасывают, спекулятивно не накапливают или не оставляют незащищенными. от непогоды и других повреждений. [552]
В переработке ЭЛТ участвуют разные штаты, каждый из которых имеет свои требования к отчетности для сборщиков и предприятий по переработке. Например, в Калифорнии переработка ЭЛТ регулируется CALRecycle, Калифорнийским департаментом переработки и восстановления ресурсов через их платежную систему. [553] Предприятия по переработке, которые принимают ЭЛТ-устройства из коммерческого и бытового сектора, должны получить контактную информацию, такую как адрес и номер телефона, чтобы гарантировать, что ЭЛТ поступают из источника в Калифорнии, чтобы участвовать в Платежной системе по переработке ЭЛТ.
В Европе утилизация ЭЛТ-телевизоров и мониторов регулируется Директивой WEEE . [554]
Было предложено несколько методов переработки ЭЛТ-стекла. Методы включают термические, механические и химические процессы. [555] [556] [557] [558] Все предложенные методы удаляют из стекла оксид свинца. Некоторые компании использовали печи для отделения свинца от стекла. [559] Коалиция под названием «Проект Recytube» когда-то была создана несколькими европейскими компаниями для разработки метода переработки ЭЛТ. [5] Люминофоры, используемые в ЭЛТ, часто содержат редкоземельные металлы. [560] [561] [562] [311] ЭЛТ содержит около 7 граммов люминофора. [563]
Воронку можно отделить от экрана ЭЛТ с помощью лазерной резки, алмазной пилы или проволоки или с помощью нихромовой проволоки, нагретой резистивно. [564] [565] [566] [567] [568]
Освинцованное ЭЛТ-стекло продавалось для переплавки в другие ЭЛТ, [77] или даже разбивалось и использовалось в дорожном строительстве или использовалось в плитке, [569] [570] бетоне, бетоне и цементных кирпичах, [571] изоляции из стекловолокна или использовалось в качестве флюс при выплавке металлов. [572] [573]
Значительная часть ЭЛТ-стекла выбрасывается на свалку, где оно может загрязнять окружающую среду. [5] ЭЛТ-стекло чаще утилизируется, чем перерабатывается. [574]
Применение ЭЛТ в различных целях отображения:
Исторические аспекты:
Безопасность и меры предосторожности:
Доказательства существования «катодных лучей» впервые были найдены Плюкером и Хитторфом...
![Старая монохромная ЭЛТ[391] без алюминия, только аквадаг](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/40/Osziroehre.jpg/1280px-Osziroehre.jpg)
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{cite magazine}}: Требуется журнал Cite |magazine=( помощь ) ; Отсутствует или пусто |title=( помощь )24:Телезрители 1970-х годов увидят свои программы на совсем других съемочных площадках, чем сегодня, если будут разработаны разрабатываемые сейчас проекты. На рынке товаров для дома в Чикаго, штат Иллинойс, 21 июня 1961 года. Особенностью этой дизайнерской модели является тонкий экран телевизора. Еще одна особенность — устройство автоматического таймера, которое будет записывать телепрограммы во время отсутствия зрителей для последующего воспроизведения. Цветной экран размером 32x22 дюйма имеет толщину четыре дюйма.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ){{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )