Menu Zamknij

GeeksforGeeks

Grafika komputerowa stała się powszechnym elementem w dzisiejszym nowoczesnym świecie. Czy to w interfejsach użytkownika, czy w wizualizacji danych, filmach, itp., grafika komputerowa odgrywa ważną rolę. Podstawowym urządzeniem wyjściowym w systemie graficznym jest monitor wideo. Chociaż istnieje wiele technologii, działanie większości monitorów wideo opiera się na standardowej konstrukcji kineskopu CRT (Cathode Ray Tube). Lampa elektronopromieniowa jest centralną technologią wykorzystywaną w urządzeniu zwanym oscyloskopem katodowym, który jest naukową nazwą typu telewizora, jaki oglądali twoi rodzice lub dziadkowie.

Rurki katodowe (CRT) –
Rurki katodowe (CRT) są wyspecjalizowanymi lampami próżniowymi, w których obrazy są wytwarzane, gdy wiązka elektronów uderza w powierzchnię fosforescencyjną. Most desktop computer displays make use of CRT for image displaying purposes.

Image source – physics.usyd

Cathode Ray Oscilloscope Circuitry

  1. Vertical Amplifier
  2. Horizontal amplifier
  3. Time base Circuit
  4. Power Supplies
  5. Cathode Ray Tube

Construction of a CRT –

  1. The primary components are the heated metal cathode and a control grid.
  2. The heat is supplied to the cathode (by passing current through the filament). This way the electrons get heated up and start getting ejected out of the cathode filament.
  3. This stream of negatively charged electrons is accelerated towards the phosphor screen by supplying a high positive voltage.
  4. This acceleration is generally produced by means of an accelerating anode.
  5. Następnym elementem jest system ogniskowania, który jest używany do wymuszenia zbieżności wiązki elektronów do małego punktu na ekranie.
  6. Jeśli nie będzie żadnego systemu ogniskowania, elektrony będą rozproszone z powodu ich własnego odpychania i stąd nie uzyskamy ostrego obrazu obiektu.
  7. To ogniskowanie może być albo za pomocą pól elektrostatycznych lub pól magnetycznych.

Typy odchylania:

  1. Odchylanie elektrostatyczne –
    Wiązka elektronów (promienie katodowe) przechodzi przez silnie dodatnio naładowany cylinder metalowy, który tworzy soczewkę elektrostatyczną. Ta elektrostatyczna soczewka skupia promienie katodowe na środku ekranu w taki sam sposób, w jaki soczewka optyczna skupia wiązkę światła. Dwie pary równoległych płytek są zamontowane wewnątrz kineskopu. Czułość elektrostatycznego odchylenia kineskopu jest ilością odchylenia wytwarzanego w wiązce elektronów, gdy napięcie 1V jest przyłożone między płyty.
  2. Odchylenie magnetyczne –
    Tutaj, dwie pary cewek są używane. Jedna para jest zamontowana na górze i na dole kineskopu, a druga para na dwóch przeciwległych bokach. Pole magnetyczne wytwarzane przez obie te pary jest takie, że na wiązce elektronów powstaje siła w kierunku, który jest prostopadły zarówno do kierunku pola magnetycznego, jak i do kierunku przepływu wiązki. Jedna para jest zamontowana poziomo, a druga pionowo.

Teraz, gdy ta wysokoenergetyczna wiązka uderza w powierzchnię ekranu, elektrony są zatrzymywane, a ich energia kinetyczna jest pochłaniana przez ekran fosforowy (atomy). Część energii jest tracona w postaci ciepła, ale większość energii kinetycznej jest przenoszona na atomy luminoforu. Jak te atomy otrzymują tę ogromną ilość energii, stają się one wzbudzone do wyższego poziomu energetycznego.

Po krótkim czasie, te atomy zaczynają wracać do swojego pierwotnego poziomu energetycznego. Pierwotny poziom jest na niższym poziomie energetycznym niż poziom wzbudzony, stąd atomy uwalniają pewną ilość energii podczas schodzenia w dół. Ta dodatkowa energia jest rozpraszana w formie małego kwantu światła. W ten sposób w wyniku deekscytacji na ekranie pojawia się jasna plamka. Częstotliwość (kolor) plamki zależy od różnicy pomiędzy dwoma poziomami energetycznymi (poziomem wzbudzonym i poziomem stanu podstawowego).

Różne rodzaje luminoforów są stosowane w kineskopach. Różnica jest oparta na czasie, jak długo luminofor nadal emituje światło po usunięciu wiązki kineskopu. Ta właściwość jest określana jako trwałość. Zasadniczo, trwałość oznacza, ile czasu zajmuje emitowane światło, aby zmniejszyć się do jednej dziesiątej jego pierwotnej intensywności. Teraz, luminofory o niższej trwałości wymagają wyższych częstotliwości odświeżania, aby utrzymać obraz na ekranie bez migotania.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *