Название: Электровакуумные приборы (Алексеев C. Н.)

Жанр: Военный

Просмотров: 3945


3.4 устройство электронно-лучевой трубки с магнитным управлением луча

 

Область применения фокусировки электронного луча с помощью однород- ного магнитного поля ограничена [3]. В частности, использование соленои- дальной фокусировки в приёмных электронно-лучевых трубках сопряжено со

 

 

значительным усложнением конструкции и потребовало бы существенного увеличения длины горловины трубок. Поэтому для фокусировки электронно- го луча в таких трубках применяется короткая катушка, создающая неодно- родное магнитное поле (рис. 3.19).

Для увеличения неоднородности поля во внутренней стенке стального каркаса катушки сделан узкий воздушный зазор, благодаря чему магнитное поле проникает в трубку лишь в месте зазора. Напряжённость магнитного поля Н можно разложить в каждой точке поля на составляющие: осевую, направлен- ную вдоль оси трубки, и радиальную Нr, лежащую в плоскости, перпендику- лярной оси трубки. В зависимости от величины составляющих фокусирующее магнитное поле можно разделить на три области (рис. 3.19, б).

 

Рис. 3.19 Фокусировка короткой катушкой:

а  — общий вид фокусирующей системы; б  — принцип фокусировки

электронного луча; в — траектория одного электрона

 

 

В первой области, в которую влетает электрон, фокусирующее поле имеет значительную радиальную составляющую (осевой составляющей поля в этой области можно пренебречь). В результате взаимодействия летящего электрона с   радиальной   составляющей   магнитного   поля   на   него   действует   сила F  e   0   H , направление которой определяется по правилу левой руки. Под влиянием этой силы электроны, летящие к экрану, получают боковое отклоне- ние. Поэтому во вторую, центральную, область поля электроны влетают, имея добавочную боковую составляющую. В этой  области  Нr    >> Нz,     поэтому можно   считать,   что   здесь   существует   лишь   осевая составляющая на- пряжённости поля Нz.  Взаимодействие  боковой составляющей  скорости с осевой составляющей поля приводит к появлению силы, прижимающей элек- троны к оси, т. е. к появлению радиальной составляющей скорости, направлен- ной к оси трубки. Осевая составляющая скорости в этой области поля не созда-

u

 
ёт отклоняющей силы (осевая составляющая скорости электрона          0

лельна осевой составляющей поля Нz).

парал-

В третьей области магнитное поле вновь имеет значительную радиальную

составляющую Hr. Однако направление вектора Нr в этой области противопо- ложно направлению вектора Нr в первой области. Поэтому в третьей области сила, действующая на электрон в боковом направлении, будет направлена про- тивоположно боковой силе, действующей на электрон в первой области. В ре- зультате этого боковая составляющая скорости, полученная электроном в первой области, будет гаситься боковой составляющей скорости, полученной электроном в третьей области. Радиальная составляющая скорости электро- на, направленная к оси, остаётся в третьей области неизменной.

Таким образом, электрон, прошедший магнитное поле, приобретает ради- альную составляющую скорости, прижимающую его к оси трубки. Благодаря этому электроны, вылетающие из диафрагмы первого анода расходящимся лу- чом, после прохождения фокусирующего магнитного поля будут двигаться схо- дящимся лучом.

Из рис. 3.19, в на котором показана траектория электрона в трёх проекци- ях, видно, что в области действия фокусирующего магнитного поля электрон движется по спирали.

Точка фокуса F совмещается с экраном трубки за счёт изменения величи-

ны тока, проходящего через фокусирующую катушку.

Фокусировка электронов неоднородным магнитным полем имеет ряд преимуществ перед электростатической фокусировкой, а именно:

1.  Светящееся пятно на экране получается меньше.

2.  Геометрическая длина фокусирующей системы получается меньше, по-

этому горловина трубки с магнитным управлением может быть сделана короче.

3.  Трубка с магнитным управлением в конструктивном отношении проще, так

как фокусирующая система находится вне трубки.

 

 

Недостатком магнитной фокусировки является то, что на создание фоку- сирующего поля затрачивается определённая мощность (порядка 10 Вт), так как через фокусирующую катушку течёт большой ток. При электростатиче- ской фокусировке на создание фокусирующего поля мощность не затрачива- ется. Кроме того, магнитная фокусировка сложнее электростатической в ре- гулировке.

Однако следует отметить, что неоднородное фокусирующее магнитное поле может быть получено и без фокусирующей катушки при помощи цилиндриче- ского постоянного магнита. На рис. 3.20 показано устройство такого магнита с полюсными наконечниками. Напряжённость фокусирующего магнитного поля может регулироваться посредством изменения величины зазора между

магнитом и полюсным наконечником или с помощью дополнительного элек-

тромагнита.

Преимуществом фокусировки с помощью постоянных магнитов являет- ся отсутствие затрат мощности, малый вес и габариты фокусирующей сис- темы. Кроме того, в этом случае при включении и регулировках не требуется времени на установление температурного режима, в то время как при исполь-

зовании фокусирующих катушек температурный режим устанавливается толь-

ко через 10-15 мин после вклю-

чения.

Недостатком постоянных магнитов является сложность дистанционной регулировки напряжённости магнитного по-

ля. Кроме того, при использо- вании постоянных магнитов нельзя осуществлять автома- тическую компенсацию дефо- кусировки луча при колебани- ях анодного напряжения труб-

ки. При  использовании  фоку-

сирующих  катушек  подобная

компенсация не представляет особой трудности, поскольку питание фокусирующей систе- мы и электродов трубки произ- водится от общего первичного источника энергии.

Рис. 3.20 Цилиндрический фокусирующий магнит с полюсными наконечниками:

а – цилиндрический магнит;

б – полюсные наконечники из мягкого железа