Orbis pictus 21. století

1. Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

2. Orbis pictus 21. století Obrazovky a zobrazovače (CRT, LCD, plasmové) – část a Obor: ElektrikářRočník:3.Vypracoval:Prof.Ing. Václav Říčný, CSc. OB21-OP-EL-ELZ-RIC-U-3-001 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

3. 1 Vakuové obrazovky CRT(Cathode Ray Tube) Princip činnosti Katoda (tzv. elektronové dělo) emituje elektronový svazek. Ten je zaostřován systémem elektrostatických čoček, vychylován magnet. polem vychylovacích cívek a urychlován napětím hlavní anody (cca 20 kV) na stínítko (luminofor), vytvoří fosforescencí svítící bod. Astigmatické zkreslení působí zvětšení stopy a tím rozostření obrazu na okrajích Řez černobílou TV obrazovkou s pentodovým fokusačním a urychlovacím systémem

4. Magnetické vychylování elektronového svazku, vlastnosti V homogenním magnet. poli se elektron pohybuje po kružnici s poloměrem r. Vzniká tím systémové tangenciální zkreslení. Výchylka y není lineárně úměrná proudu ve vychylovacích cívkách (magnet. indukci B). Zkreslení vzrůstá s úhlem vychýlení – - tedy při zmenšování hloubky obrazovky. Při tele- vizním x- y vychylování vzniká tak tzv. poduškovité zkreslení. Lze je částečně eliminovat polem přídav- ných permanentních magnetů Pro výchylku y vlivem mg. pole platí V tomto vztahu značí B......magnetická indukci ve vychylovacím poli vlivem vychyl. proudu T, me... hmotnost elektronu (9,1.10-31kg), qe …náboj elektronu (1,6.10-19C), Ua….urychlovací napětí V, a,b...rozměry obrazovky

5. Tangenciální zkreslení lze také zmenšittvarováním vychylovacího proudu tzv.S - korekcí. Pro velikost kondenzátoru Ck zapojeného v serii s horizontální- mi vychylovacími cívkami platí Thompsonův vztah: Ck = tař/(2.Lvc). K eliminaci efektu stabilizacepotenciálu stínítka vlivem dopadajícího elektro- nového svazku, který omezuje dosažitelný jas, je na stínítko napařen hliníkový povlak galvanický spojený s urychlovací anodou - tzv. metalizace. Vzhledem k vysokému vakuu na obrazovku působí venkovní barometrický tlak mnoha tun. Pro snížení důsledků případné implose se vyrábí v antiimplosním provedení (ocelový pás kolem silného čelního skla). a) b) Provedení vychylovacích cívek : a) sedlové pro horizontální (řádkový) rozklad. Mají vyšší vychylovací účinnost, ale jsou výrobnědražší, b) toroidní. Mají menší vychylovací účinnost Obrazovky CRT dnes již ztrácejí v TV technice význam !!!

6. 2 Barevné vakuové obrazovky Tzv. tří-tryskové obrazovky obsahují tři elektronové trysky pro základní složkové signály. Dle provedení se dělí na: maskové obrazovky DELTA, maskové obrazovky IN LINE, obrazovky typu TRINITRON (fa. Sony). 2.1 Maskové obrazovky DELTA Tři trysky jsou umístěny v rozích rovnostranného trojúhelníka. Mají velmidobrou barevnou rozlišovací schopnost. Vyžadují však složitézabezpečeníčistoty barev (elektronové svazky trysek musí budit jen odpo- vídající terčíky luminoforů) a dobré konvergence (přesnéhokrytí dílčích barevných rastrů). Tu za- jišťují konvergenční jednotka a obvody korekce poduškovitého zkreslení v obou směrech. Masková obrazovka má relativně malý jas. Více jak 50% elektronů dopadá na masku a ohřívá ji. To komplikuje její uchycení ve skle. Dosahuje však vysoký kontrast, protože CRT je tzv. primární zářič (přímý zdroj světla). Uspořádání barevné obrazovky DELTA

7. Maska a luminofory maskové obrazovky DELTA Provedení luminoforů: a) původní Buzení luminoforů obrazovky DELTA, (luminofor má větší průměr než otvor při dobré čistotě barev i konvergenci masky omezující elektronový svazek), b) Hi-Lite Matrix (luminofor má menší průměr než otvor masky Konvergenční chyba dvou různě vychýlených svazků (střed a okraj)

8. 2.2 Maskové obrazovky IN LINE Tři elektronové trysky jsou uspořádány v přímce. Střední tryska (obvykle „zelená) leží přímo v ose obrazovky. Otvory v masce a luminofory jsou obdélníkové a vertikálně orientované. Proti obra- zovce DELTA má zejména tyto přednosti: • vyšší jas (maska má výrazně vyšší propustnost pro elektronové svazky), • snazší zajištění konvergence. U menších obrazo- vek lze dobrou konvergenci zajistit jen vhodným průběhem magnetického pole vychylovacích cívek, které jsou natmeleny na hrdle obrazovky), •snížený vliv vnějších magnet. polí (díky vertikální orientaci luminoforových proužkůnemá malý posuv stopy vevertikálním směru vliv na čistotu barevného podání). Ve srovnání s obrazovkou DELTA má poněkud menší barevnou rozlišovací schopnost (má větší rozměry luminoforových proužků Princip maskové obrazovky IN LINE

9. Vyrábí se zejména v technologiích FST (Flat Square Tube) zejménaprovedeníRIS (Rectangular in Line - fa.Toshiba)neboPIL (Precisionin Line - fy. RCA, Philips aj.) s natmelenými samokonvergenčními vychy- lovacími cívkami. Uspořádání trysek, výřezů v masce a luminoforů v obrazovce IN LINE Luminoforové proužky jsou odděleny černou vrstvou s malým činitelem sekun- dární emise (technologie HI – LITE - MATRIX, BLACK STRIPEaj.), což zvětšuje barevný kontrast obrazu za vnějšího osvětlení. V obrazovkáchIN LINE s úhlopříčkou nad 30 se pro zvýšení ostrosti jasových přechodů používárychlostní modulace elektronovéhosvazku.Na dělenou foku- sační elektrodu se přivádí impulsy odvozené ze strmýchhran jasovéhosignálu. Tím se mění vychylovací rychlost v době trvání přechodu.Jinésystémy –např. DAF (Dynamic Astigmatismus and Focussing) používají parabolicky tvarované napětí z  rozkladových generátorů superponovanék stejnosměrnému napětí dělenéfokusační elektrody. V 90. létech představovaly vakuové obrazovky IN LINE většinu produkce TV obrazovek.

10. 2.3 Barevná obrazovka TRINITRON je nejkvalitnější vakuová barevná obrazovka patentovaná firmou Sony. Tři elektronové trysky jsou opět uspořádány v řadě. Stínicí maska byla nahrazena konvergenční mřížkou (drátěná nebo plechová vertikální mříž tloušťky 0,1 mm, napnutá v masivním rámu a vyztužená vodorovnými drátky). Rozdílný je i systém fokusace společný pro všechny tři svazky (tzv. PAN FOCUS). Díky charakteristickému válcovému tvaru baňky a stínítka se snadněji dosa- hujekonvergence a snížuje se také vliv odrazů vnějšího světla. Pro zlepšení kontrastu obrazu se užívá pro luminofory také technologie BLACK MATRIX a

11. čelního skla se sníženou propustností. Díky těmto úpravám se TRINITRONY vyznačují velikým jasem, kontrastem i dobrou čistotou barev i konvergencí. Barevné obrazovky pro monitory vyžadují velkou barevnou rozlišovací schopnost (zvýšený počet menších lumi- noforů). Z hlediska geometrie elektronových trysek šlo o obrazovky IN LINE, ale luminofory byly uspořádány všestiúhelníkové struktuře s roztečí cca 0,28 mm. Užívala se technologii BLACK MATRIX a elektrostatická optika DAF. V počítačích se dnes se již prakticky nepoužívají a byla nahrazeny plochými monolitickými zobrazovači. Technologická obměna počala v této oblasti ještě před televizní technikou (především pro přenosné počítače – noteboky).

12. Na konci éry vakuových obrazovek se řada výrobců (např. LG, Philips aj.) snažila o jejich zachování na trhu – především technologiemi plochách FLAT a tenkých SLIM vakuových obrazovek. Srovnání klasických vakuových obrazovek se zobrazovačem LCD

13. Celkové hodnocení vakuových obrazovek Vakuové obrazovky (CRT) ztrácejí svůj význam pro televizní i počítačové zobrazování. K jejich hlavním nevýhodám patří především ● geometrické zkreslení vlivem elektromagnetického vychylování, ● velká hloubka obrazovky, ● velká hmotnost obrazovky, ● značný příkon, ● omezená rozlišovací schopnost, ● jasové blikání související s postupným vytvářením obrazu (rozkladem), ● složité pomocné analogové obvody pro rozklad, zajištění čistoty barev, konvergenci, ● vliv vnějších magnetických polí na čistotu barev a konvergenci. K jejich výhodám pak patří především ● velký jas a zejména kontrast obrazu - obrazovky CRT jsou primární zářiče, ● rychlá doba odezvy, ● velký pozorovací úhel,

14. Děkuji Vám za pozornost Václav Říčný Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky