- Отклоняющие системы в электронно-лучевых приборах.
В большинстве электроннолучевых приборов электронные пучки, сформированные линзами, необходимо отклонять по мишени (экрану). Как и для фокусировки, для отклонения пучков используются электрические или магнитные поля, которые создаются соответствующими отклоняющими устройствами.
К отклоняющим устройствам предъявляется ряд требований:
Отклоняющая система должна иметь большую чувствительность к отклонению;
Отклоняющая система должна обеспечивать необходимый угол отклонения луча;
Отклоняющая система должна давать меньшие искажения;
Отклоняющая система должна иметь малую емкость и индуктивность.
Простейшей электростатической отклоняющей системой являются две параллельные пластины длиной l, расположенные на расстоянии d друг от друга и на расстоянии L от экрана.
Отклонение пучка на экране трубки для данной системы отклонения определяется по выражению:
, где UП – напряжение между пластинами;
Ua – ускоряющее напряжение.
Чувствительность параллельных пластин: ,
где К – коэффициент, учитывающий поле рассеяния, обычно К = 1,15.
Анализируя выражение, можно сделать следующие выводы:
Чувствительность электростатического отклонения не зависит от величины заряда и массы частиц;
Чувствительность обратно пропорциональна ускоряющему электроны напряжению;
Параллельные отклоняющие пластины не могут обеспечить достаточный угол отклонения при хорошей чувствительности. Поэтому на практике часто применяют плоскопараллельные пластины с отогнутыми краями.
Такая форма отклоняющих пластин позволяет получить хорошую чувствительность и угол отклонения. Однако на практике углы отклонения не превышают 200, т.к. с ростом угла отклонения растут искажения, вносимые отклоняющей системой.
В электронно-лучевых трубках с электростатическим отклонением чувствительность имеет величину от 0,2 до 1 мм/В.
В случае магнитного отклонения используются однородные взаимно перпендикулярные магнитные поля, создаваемые двумя парами обтекаемых током отклоняющих катушек.
Горизонтально расположенные катушки соединяются последовательно и по ним проходит ток, создающий магнитное поле В1, под действием которого пучок будет перемещаться в вертикальной плоскости. Вертикально расположенные катушки также соединяются последовательно, и своим магнитным полем будут вызывать перемещение пучка по горизонтали.
Рассмотрим подробнее отклонение пучка магнитным полем. Будем считать, что магнитное поле, созданное парой катушек, однородно и имеет индукцию В. Ширина поля, пересекаемая электронным пучком, равна l. Расстояние до экрана равно L.
Электроны, входя в поперечное магнитное поле, движутся по дуге окружности. Пройдя по дуге, пучок выходит из зоны магнитного поля под углом a к оси Z, а затем движется по прямой линии до экрана.
Величина отклонения пучка на экране трубки: .
Чувствительность магнитного отклонения: , откуда следуют некоторые закономерности магнитного отклонения: чувствительность при магнитном отклонении зависит от заряда и массы частицы. Следовательно, ионы, имеющие бóльшие массы, будут плохо отклоняться магнитным полем.
Чувствительность магнитного отклонения обратно пропорциональна ;
Магнитное отклонение требует в противоположность электростатическому затраты энергии.
Так как индукция магнитного поля пропорциональна числу ампер-витков катушки, то удобнее чувствительность при магнитном отклонении выражать: . Следует отметить, что частотный диапазон системы магнитного отклонения значительно меньше, чем у системы электростатического отклонения, так как индуктивное сопротивление катушек имеет большую величину. |