Электроника:Полупроводники/Электронные лампы/Индикаторные электронные лампы

Поддержать проект

Содержание

Теория

Практика

Проверка знаний

Рецепты

Резерв

Резерв

Резерв

Резерв

Резерв

Перевод: Макаров В. (valemak)

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.

Индикаторные электронные лампы

Помимо выполнения задач по усилению и коммутации, лампы могут использоваться в качестве отображающих устройств.

Возможно, самой известной индикаторной лампой является электронно-лучевая трубка или ЭЛТ. Первоначально это был инструмент для изучения поведения «катодных лучей» (пучков электронов) в вакууме, потом эти лампы оказались полезны для определения напряжения, а затем стали использоваться как проекционные видеоустройства – так зародилось телевидение. Основное отличие ЭЛТ, используемых в осциллографах и ЭЛТ, используемых в телевизорах, заключается в том, что в различных осциллографах используется исключительно электростатическое отклонение (с помощью пластин), в то время как в телевизорах используется электромагнитное отклонение (с помощью катушек индуктивности). Пластины работают намного лучше катушек в более широком диапазоне частот сигнала, что отлично подходит для осциллографов, но это несущественно для телевизоров, поскольку телевизионный электронный луч перемещается по вертикали и горизонтали с фиксированными частотами. Электромагнитные отклоняющие катушки более предпочтительны в конструкции телевизионных ЭЛТ, потому что их не нужно размещать внутри стеклянной колбы, что снижает производственные затраты и повышает надёжность.

Интересным «двоюродным братом» ЭЛТ является индикаторная лампа «Кошачий глаз» (она же «Магический глаз»). По сути, это прибор для измерения напряжения, индикаторное изображение которого напоминает светящееся зелёное кольцо. Электроны, испускаемые катодом этой трубки, попадают на круглый флуоресцентный экран, генерируя зелёноватое свечение. Форма свечения, создаваемого флуоресцентным экраном, изменяется при изменении величины напряжения, подаваемого на сетку:

Рис. 1. Индикатор «кошачий глаз» на дисплее лампы. Свечение неравномерное, может наблюдаться переменный сектор затенения.

Ширина формируемой тени напрямую определяется разностью потенциалов между управляющим электродом и флуоресцентным экраном. Управляющий электрод – это узкий стержень, расположенный между катодом и флуоресцентным экраном. Если напряжение на этом управляющем электроде (стержне) значительно более отрицательное, чем на флуоресцентном экране, некоторые электроны от этой области экрана будут отклоняться. Область экрана, «затенённая» управляющим электродом, будет казаться темнее, если будет значительная разница в напряжении. Когда управляющий электрод и флуоресцентный экран имеют равный потенциал (т.е. между ними нулевое напряжение), эффект затенения будет минимальным, и экран будет одинаково освещён.

Условное обозначение лампы «Кошачий глаз» выглядит примерно так:

Рис. 2. Схемное обозначение индикатора «кошачий глаз» («магический глаз).

Вот фотография «кошачьего глаза», на которой видна круглая область отображения, а также стеклянный колпак, патрубок (чёрного цвета, на дальнем конце трубки) и также заметна часть его внутренней структуры:

Рис. 3. Электровакуумный прибор «Кошачий глаз» («Магический глаз»).

Обычно в приборной панели только конец трубки выступает из отверстия-дисплея, поэтому пользователь видит только круглый флуоресцентный экран, но не всю лампу целиком. Простейшая вариация «кошачьего глаза» может работать без сетки усилителя. Однако для того, чтобы сделать его более чувствительным, усилитель сетки следует использовать, как здесь:

Рис. 4. Схема лампового индикатора «кошачий глаз». Используется усилительная сетка.

Катод, сетка усилителя и пластина действуют как триод, создавая большие изменения напряжения между пластиной и катодом при небольших изменениях напряжения между сеткой и катодом. Поскольку управляющий электрод внутренне соединён с пластиной, он электрически является общим с ней и, следовательно, обладает таким же напряжением по отношению к катоду, что и пластина. Таким образом, большие изменения напряжения, индуцированные на пластине из-за небольших изменений напряжения на сетке усилителя, в конечном итоге вызывают большие изменения ширины тени, которую видит тот, кто смотрит на лампу.

Рис. 5. а) Управляющий электрод отрицательный по отношению к флуоресцентному экрану. Это вызвано положительным напряжением сетки усилителя (относительно катода).
б) Отсутствует напряжение между управляющим электродом и флуоресцентным экраном. Это вызвано отрицательным напряжением сетки усилителя (относительно катода).

Лампа «магический глаз» ни разу не точный прибор, поэтому её нет смысла оснащать проградуированной шкалой, как в случае с электронно-лучевыми трубками и электромеханическими счётчиками. Тем не менее этот девайс хорош в качестве нуль-детектора в мостовых схемах и в качестве индикатора уровня сигнала в схемах радионастройки. Прискорбное ограничение в качестве нуль-детектора: нет возможности напрямую измерять напряжение в обеих полярностях.