Что такое кинескоп и как он устроен
Приемная телевизионная трубка, более известная как кинескоп, представляет собой электронно-лучевой прибор, предназначенный для воспроизведения изображения на экране телевизора. Её конструкция включает в себя стеклянную колбу, состоящую из цилиндрической горловины, конической части и широкого дна. Именно на это дно, расположенное внутри конуса, наносится специальный светящийся состав — люминофор. При бомбардировке его поверхности электронами возникает свечение, которое и формирует видимое изображение.
Исторический путь: от трубки Брауна до кинескопа
Основой для создания кинескопа послужило изобретение немецкого физика Карла Фердинанда Брауна, который в 1897 году сконструировал первую электронно-лучевую трубку. Спустя десятилетие, в 1907 году, российский ученый Борис Львович Розинг выдвинул революционную идею — использовать трубку Брауна для приема телевизионного сигнала. В 1911 году он провел знаменательный эксперимент, в ходе которого на экране модифицированной трубки было получено простое изображение (четырехполосная решетка). Конструкция трубки Розинга, включавшая катод, анод, диафрагму и люминесцирующий экран, уже тогда была очень близка к современным образцам.
Дальнейшее развитие технологии связано с именами советского физика А. П. Константинова, который в 1945 году применил в трубке принцип накопления зарядов, и Владимира Козьмича Зворыкина — ученика Розинга, эмигрировавшего в США. Именно Зворыкину чаще всего приписывают официальное авторство в создании практичного кинескопа.
Принцип работы черно-белого кинескопа
Сердцем приемной трубки является электронная пушка, расположенная в её горловине. Её задача — сформировать узкий, управляемый луч электронов. Пушка состоит из нескольких ключевых элементов:
- Катод: разогревается нитью накала и испускает электроны.
- Управляющий электрод (модулятор): представляет собой металлический цилиндр с отверстием; регулирует интенсивность потока электронов, тем самым управляя яркостью свечения.
- Фокусирующий электрод: формирует электроны в четкий, тонкий луч.
- Ускоряющий и анодный электроды: сообщают электронам высокую скорость, необходимую для достижения экрана.
На внутреннюю поверхность конической части трубки нанесено токопроводящее покрытие (аквадаг), соединенное с анодом. Высокое положительное напряжение (порядка тысяч вольт) на аноде мощно ускоряет электроны. Достигнув экрана, они вызывают свечение люминофора. Яркость каждой точки изображения прямо зависит от количества электронов, попавших в неё в данный момент.
Как луч «рисует» изображение
Чтобы электронный луч мог построить на экране целую картинку, он должен быстро перемещаться по строкам и кадрам. Это движение обеспечивается магнитным полем, создаваемым двумя парами отклоняющих катушек, надетых на горловину трубки:
- Строчные катушки заставляют луч двигаться горизонтально, слева направо.
- Кадровые катушки отвечают за вертикальное перемещение луча сверху вниз.
Синхронная и очень быстрая работа этих катушек заставляет луч сканировать весь экран, последовательно засвечивая его точки и формируя целостное изображение.
Особенности цветного кинескопа
Конструкция кинескопа для цветного телевизора значительно сложнее. В нём используются три независимые электронные пушки для красного, зеленого и синего цветов. Экран такого кинескопа покрыт не сплошным слоем люминофора, а множеством микроскопических триад — групп из трех зерен люминофора, светящихся соответствующими цветами. Каждый луч точно наводится на «свои» зерна через специальную теневую маску. Из-за чрезвычайно малого размера точек триад человеческий глаз воспринимает их свечение не по отдельности, а как единое полноцветное изображение.