Интересные и необычные ЭВП

Это Вы, уважаемый, не относите, а я отношу.

 

Ну да, у нас теперь кинескоп все, что имеет люминесценное покрытие и пушку? конечно, лучше фантазировать и выдумывать свои классы нев есть чего, нежели руководствоваться по регламентированной классификации приборов, их ТУ и ГОСТам.

Кстати да, как там обстоят дела с книгой, в которой, как вы гордо заявили указаны приборы сери АЭ, что это механотроны, которые я выложил на ЧипМекере?
Может все таки заделетесь инфой, или так и останется плодом ваших пустых фантазий?

 

Суперортикон ЛИ-801 Нальчик-01-89
Перевод гуглем с немецгого сайта:
Эволюция от ортикона к супер-ортикону и здесь привела к дальнейшему повышению чувствительности. Трубку расширили преобразователем изображения и умножителем вторичных электронов.
Установка может быть разделена на преобразователь изображения, сканирующую и электронно-умножительную части.
В части преобразователя изображения это изображение излучения, вызванное внешним световым электрическим эффектом, создаваемым фотокатодом, фокусируется на длинной катушке, ускоряется через электрод и записывается на тонкую стеклянную пленку (прибл. От 2 до 5 мкм) электронно-оптически визуализирован. Пленка образует накопительный конденсатор с мелкоячеистой сеткой на расстоянии 30-50 мкм друг от друга в качестве противоэлектрода. Вторичная электронная эмиссия создает усиленную картину заряда на электродах накопительного конденсатора. Отклоняемый в виде сетки электронный пучок в сканирующей части трубки разряжает заряды, соответствующие световому изображению, на задней стороне накопительной пластины. Луч тормозится специальными электродами перед попаданием на накопительную пластину. Электроны, не связанные на накопительной пластине, возвращаются в направлении системы генератора излучения при симметричном действии фокусирующей катушки. Там они встречаются с анодом пучка электронного умножителя и усиливаются примерно в 1000...2000 раз на нескольких динодных ступенях. При большей яркости и, следовательно, большем заряде, утекающий ток сигнала уменьшается (отрицательная модуляция). Для достижения оптимальной проводимости стеклянной пленки требуется стабилизация температуры примерно до 40°C, которая осуществляется с помощью нагревательной обмотки в части преобразователя изображения.

 

Разобрал головную часть ЛИ-801, виден нагреватель на 2 фрагменте, а вот плёнка 4 между двух сеток 3 и 5 рассыпалась в прах...

 

Не хочу расстраивать Вас, но нагреватель этот не имеет никакого отношения к поддержанию температурного режима стеклянной пленки. Данный нагреватель, как говорит дна моя знакомая деточка, является "распылятором". После откачки воздуха из баллона проволочка, обмазанная толстым (чтобы не успел окислиться на воздухе) слоем щелочных металлов вперемешку с цезием, нагревается. В результате чего обмазка плавится, собирается за счет поверхностного натяжения в несколько капелек, а заодно начинает интенсивно испаряться, оседая на холодном переднем стекле в виде тонкого слоя.
Точно таким же способом формируются фотокатоды в подавляющем большинстве ФЭУ.

 

Да это я уже и так понял... Вы бы лучше пояснили, что хотели рассказать немцы, как-то туманно описали.

 

Честно сказать, я сам нихрена не понял чего они там наумничали.
Вообще, одно из самых доступных и простых объяснений принципов работы передающих ТВ трубок есть на совершенно непрофильном сайте Зрение.ру В том числе, там есть принцип действия невиданного ортикона...

ЗЫ. И, кстати, ЛИ801 он не супериортикон. Он суперизокон - впрочем, поскольку "простых" изоконов в природе не существовало (в отличие от ортиконов), очень часто лишнюю приставку "супер" при названии этого класса приборов опускают и называют их просто "изоконы".

 

Цветной кинескоп 16ПК1К.

Изготовлен львовским заводом «Кинескоп» в мае 1994 года. Понятно, что кинескоп этот 16ЛК1Ц, просто в связи со взрывом самостийности он внезапно стал Променевим и Кольоровим, вместо Лучевого и Цветного (хотя разработан был, скорее всего, еще при СССР). Вообще удивительно, поскольку старые (да и вновь разработанные тоже) осциллографические ЭЛТ Львов до последних дней выпускал с названиями на русском языке. А вот вновь разработанные кинескопы получали наименования по новому украинскому стандарту, введенному взамен советского ГОСТ... А в этом стандарте не только и не столько мову ввели, сколько вообще поменяли систему обозначений. Тут же мы видим нечто среднее: стандарт наименования еще советский, а вот буквы уже от украиноязычных сокращений.
С завода кинескоп (как и все цветные кинескопы с самосведением) поставляется с намертво приклеенной отклоняющей системой. В данном случае, это ВС-60.22КТ. Понятное дело, что она тоже стала Відхиляючою вместо Отклоняющей… Изготовитель ОС не указан, хотя, с большой долей вероятности, это вильнюсский завод «Вингис».
Ну да ладно, оставим тему с языком.
Кинескоп 16ЛК1Ц (простите, 16ПК1К) является одним из самым маленьким из советских масочных кинескопов. Предназначался он, скорее всего, для использования в компактных видеомониторах – но смежники подкачали, монитор так и не был разработан и кинескоп так и не встал в серийное производство. Хотя наделали их порядочно, в довоенные времена на украинских торговых площадках эти кинескопы пробегали регулярно. Стекло экрана имеет глубокое дымчато-серое тонирование, что сделано для повышения контрастности изображения, и дополнительно намекает на использование кинескопа в условиях внешних засветок.

Безымянный цветной кинескоп.

Изготовитель и дата изготовления неизвестны. Предположительно, львовский завод «Кинескоп», год изготовления 1989…1990.
Кинескоп в тропическом исполнении, что намекает на околовоенное его применение. Диагональ изображения 16см, при этом угол отклонения 70 градусов (у 16ЛК1Ц 60 градусов), что позволило несколько уменьшить габариты конуса.
Люминофор нанесен полосами (что более технологично), в отличие от 16ЛК1Ц. Отклоняющая система ОС-70.20ПЦ17 опытная, изготовлена вильнюсским заводом «Вингис» в январе 1989 года.
Опять же, в отличие от 16ЛК1Ц, стекло экрана бесцветное.

 

Думаю, многие интересующиеся электронно-лучевыми трубками, а также старыми телевизорами, слышали (а кое-кто даже видел последствия) об ионном пятне. Я долго ленился, но вот решил наконец внести ясность в этот вопрос. Итак, что такое ионное пятно? Откуда оно берется? И как с ним бороться?

Часть первая. Причины возникновения ионного пятна.

…В начале 1950-х годов, спустя некоторое время после начала массового выпуска телевизоров, в которых использовалась ЭЛТ с магнитным отклонением (это важно – я позже объясню, почему), от их пользователей стали поступать нарекания. Люди жаловались, что в центре экрана изображение постепенно теряет яркость, а на экране выключенного телевизора отчетливо проступает пятно чуть темнее, чем окружающий его люминофор. Естественно, когда количество жалоб стало неприлично большим, промышленность среагировала и начала разбираться, кто виноват и что со всем этим можно поделать.

Проведенные исследования подтвердили нарекания пользователей. Действительно, люминофор в центре экрана постепенно темнел, а светоотдача его при возбуждении лучом электронов падала. Была найдена и причина: бомбардировка люминофора потоком отрицательно заряженных ионов. Откуда же они взялись? И почему раньше никто не заметил этого явления?

На первый вопрос ответ был получен почти сразу. В первую очередь обвинили ионизацию остаточных газов. Дело в том, что в те годы электровакуумная промышленность еще только формировалась. Первые вакуумные насосы не могли дать достаточно хороший вакуум, и в объеме трубки оставалось некоторое количество остаточных газов. При этом, бариевый распыляемый геттер с ними тоже не мог справиться (он хорошо связывает кислород, а вот с азотом и инертными газами дело обстоит намного хуже). Но даже самая качественная откачка лишь немного замедлила образование ионного пятна. Более глубокие исследования выявили истинного виновника появления ионов: сам катод. Для уменьшения работы выхода на рабочую поверхность катода наносят слой окислов бария. В ходе продолжительной работы катода барий из верхних слоев обмазки постепенно испаряется, замещаясь поступающими из более глубоких слоев атомами бария. При этом в объем трубки выделяются отрицательно заряженные ионы кислорода. Помимо этого, в ходе естественного старения (разрушения материала) катода из него выделяются и другие отрицательные ионы. Причем, чем больше ток луча (чем выше яркость изображения), тем быстрее идет разрушение катода, и тем больше отрицательных ионов выделяется из него. Поэтому, выделение отрицательно заряженных ионов было признано неизбежным злом. Устранить его нельзя, необходимо бороться с последствиями.

Почему же столь неприятное явление не было замечено ранее? Ведь электронно-лучевые трубки, телевизионные в том числе, выпускались уже около 15 лет, и никто ничего не заметил… Дело в том, что основная масса ранее выпускавшихся ЭЛТ предназначались для осциллографов, и имели электростатическое отклонение и фокусировку. Да что там осциллографы, даже первый телевизионный кинескоп, ЛК-740, он же 18ЛО40Б, также имел электростатические отклонение и фокусировку! Отрицательные ионы имеют намного большую массу, чем электроны – но электростатическое воздействие достаточно эффективно влияет на них, и поток ионов фокусируется и отклоняется вместе с лучом по всему экрану. Тем самым, отсутствуют условия для формирования пятна – люминофорное покрытие равномерно деградирует по всей поверхности экрана, «метленно и неспееешно»... А что с ЭЛТ, предназначенных для всевозможных локаторов, которые имеют магнитное отклонение (а зачастую и фокусировку), спросите вы? И тут тоже есть нюанс! По ряду причин в радарных (как, впрочем, и в осциллографических) ЭЛТ применяется зеленый люминофор на основе силиката цинка, который относительно устойчив к ионной бомбардировке. А в телевизорах в те годы для получения белого цвета применялись в основном сульфиды того же цинка, устойчивость которых к ионной бомбардировке в разы ниже.

Определенную роль в скорости образования ионного пятна играет толщина слоя люминофора. Увеличение оной повышает стойкость слоя люминофора к ионной бомбардировке, однако при прочих равных вызывает уменьшение яркости изображения, а также некоторое увеличение времени послесвечения.

Подытожу написанные выше многабукаф. Процессы старения катода (в первую очередь) и наличие остаточных газов (в незначительной степени) приводит к появлению отрицательно заряженных ионов. Они ускоряются вместе с электронами, но электромагнитные фокусировка и отклонение практически не оказывают на них влияния, в силу большой массы ионов. Ускорившись, отрицательные в виде расходящегося луча достигают экрана, и вызывают деградацию люминофорного покрытия на нем.

…Что касается методов борьбы с ионным пятном, не привлекая внимания санитаров, пардон, используя имеющийся задел кинескопов.
Прежде всего, не следует допускать перекала катода. Повышенное напряжение накала не только способствует ускоренному старению и деградации катода, но и увеличивает скорость выделения ионов кислорода – а, значит и скорость появления ионного пятна. Менее опасен недокал. Однако, напряжение накала не должно быть менее 90% от номинального, иначе нарушается процесс замещения испарившегося бария в поверхностном слое катода атомами из глубинных слоев. Это неминуемо ведет к ускоренной потере эмиссии катода.
Понижение ускоряющего напряжения уменьшает энергию электронов и, как следствие, делает ионное пятно более заметным на фоне изображения. Поэтому следует стремиться к работе на по возможности более высоких ускоряющих напряжениях, что, помимо большей яркости, позволяет добиться более резкой фокусировки луча и более четкого изображения.

Все иные способы борьбы с ионным пятном требуют существенного вмешательства в конструкцию ЭЛТ. Рассказу об этих способах будут посвящены следующие посты.

Проиллюстрирую вышесказанное несколькими рисунками. Основой для иллюстрации я выбрал кинескопы, применявшиеся в самом массовом телевизоре начала 50-х годов, КВН-49.

1. «Начало пути». Прожектор кинескопа ЛК-715а, он же 18ЛК15.

Показаны общий вид и разрез прожектора. Красным показан луч электронов, зеленым – пучок отрицательных ионов.

2. Разрез кинескопа 18ЛК15 и ионное пятно на экране кинескопа 18ЛК15.

Показана приблизительная зона фокусировки электронного луча (заметно по прекращению расхождения и началу сужения луча). Луч ионов, помимо того что изначально имеет больший угол расхождения, еще и не фокусируется. А пятно… Вот так оно и выглядело, пятно по центру экрана диаметром 4…5см. В реальности оно было чуть сероватым, на фоне нетронутого желтоватого люминофора вокруг. Маленькая точка в центре экрана - это неотклоненный сфокусированный луч электронов, диаметр которого составляет примерно 0,4мм.

3. Общий вид кинескопа 18ЛК15.

Показан общий вид кинескопа. Сквозь окна, предназначенные для контроля распыления геттера, проглядывают «лучи».

 

Часть вторая. Попытка забороть ионное пятно минимальными усилиями.

После того, как были выяснены причины возникновения ионного пятна, стало ясно: «консервативное лечение невозможно – надо резать». (с) А именно, усложнять конструкцию прожектора, добиваясь того чтобы поток ионов каким-то образом застревал в его пределах.
Первую попытку предприняли на заводе «МЭЛЗ». По счастью, История сохранила для нас фамилии авторов этого, безусловно, изящного решения. Это были инженеры В. А. Миллер и М. В. Цеханович. В октябре 1951 года они подали заявку, а в декабре 1952 года получили авторское свидетельство №95668 (насколько я знаю) на изобретение ионной ловушки. Прежде чем описывать конструкцию этой ловушки, для начала необходимо сделать некое «научно-теоретическое» отступление.
Как известно, кинескоп телевизора КВН имел магнитную фокусировку луча. А что такое, эта самая магнитная фокусировка? И каковы ее свойства?

В продольном магнитном поле (то есть поле, вектор напряженности которого совпадает с направлением пролета электронов), а фокусирующая катушка создает именно такое, электроны начинают двигаться по спирали. В зависимости от полярности магнитного поля спираль получается сходящаяся либо расходящаяся. Естественно, для фокусировки обеспечивается та полярность, при которой спираль становится сходящейся. Существуют четкие физические формулы, позволяющие точно посчитать шаг спирали (либо угол поворота за определенное расстояние), при известных напряженности магнитного поля, ускоряющем напряжении и удельного заряда частицы. Очень важный нюанс: удельный заряд. Это отношение заряда частицы к ее массе. Так, например, отрицательный ион кислорода и электрон, имея равный электрический заряд, повернутся в магнитном поле на углы, отличающиеся практически в 170 раз – то есть, можно считать что ион, в сравнении с электроном, никуда не поворачивает а продолжает лететь прямо. (Кстати, такое же отношение углов поворота будет и в поперечном магнитном поле, создаваемом отклоняющими катушками – почему я написал выше, что ионы никак не реагируют на магнитное отклонение).

Итак, в поле фокусирующей катушки электроны начинают двигаться по спирали. Если на пути пучка поставить несколько секторных диафрагм, повернутых друг относительно друга на некоторый угол, электроны (потеряв часть луча на первой диафрагме) беспрепятственно проскочат все остальные. Ионы же, двигаясь прямолинейно, «соберут» все диафрагмы по дороге – и там и останутся.
Путем теоретических расчетов было выяснено, что установка повернутых друг относительно друга на 15 градусов четырех диафрагм, с шестью 20-градусными секторными «ножами», является оптимальным выбором между процентом потерь луча электронов и сложностью конструкции прожектора. Потеря интенсивности электронного луча в этом случае составит 33,(3)% - то есть яркость изображения упадет до 0,66(6) от первоначального значения.
На основе всех этих теоретических выкладок был разработан новый кинескоп, получивший название 18ЛК4Б. Его серийный выпуск начался в 1952 году.

Глянем же на прожектор этого кинескопа!

1. «Первый блин комом». Прожектор кинескопа 18ЛК4Б.

Показаны общий вид и разрез прожектора. Красным показан луч электронов, зеленым – пучок отрицательных ионов. Из интересных особенностей стоит отметить использование керамического клея для фиксации элементов прожектора на штабиках. Такой способ крепления обеспечивает большую точность сборки, чем сварные хомутики.

2. Прожектор кинескопа 18ЛК4Б, детали.

Слева показана крупным планом секторная диафрагма, установленная в окно кассеты. Прорези в кассете расположены таким образом, чтобы диафрагмы в них сразу принимали нужный угол поворота. Фиксирующие кольца с обеих сторон кассеты погашены.
Справа представлен фрагмент электронного луча в пространстве между диафрагмами. Кассеты и фиксирующие кольца, а также ионный луч погашены. Заметно, что диафрагмы расположены на разном расстоянии друг от друга. Это вызвано тем, что напряженность магнитного поля фокусирующей катушки вдоль оси прожектора не постоянна, и в разных его частях поток электронов повернется на один и тот же угол за разное расстояние.
На центральных врезках сверху вниз показаны:
- вид электронного луча после прохождения диафрагм – видны секторные «выгрызы» в нем, возникающие за счет задержания электронов первой диафрагмой;
- вид со стороны экрана на пакет диафрагм. Видно, что диафрагмы практически полностью перекрывают просвет прожектора;
- вид со стороны экрана на пакет диафрагм, сильно увеличено. По центру прожектора остается просвет, в котором белеет активный слой расположенного позади него катода.


…С началом серийного выпуска кинескопов 18ЛК4Б начали всплывать неприятные известия, из серии «Гладко было на бумаге, да забыли про овраги».
Во-первых, технологически невозможно сделать диафрагмы с «сомкнутыми» зубцами, полностью перекрывающие центральную часть. По центру диафрагмы остается небольшой (диаметром около 42мкм, примерно как волос) просвет. А значит, небольшая часть ионов все же пролетит через диафрагмы и попадет на экран.
Во-вторых, из-за описанной выше потери части электронов пользователи, в погоне за необходимой яркостью изображения увеличивали ток луча – а, значит, и количество эмитированных ионов. Да, пятно изрядно уменьшилось в размере – зато скорость его образования подросла примерно на треть.

3. Разрез кинескопа 18ЛК4Б и ионное пятно на экране кинескопа 18ЛК4Б.

Ионное пятно по центру экрана уменьшилось, в сравнении 18ЛК15. Теперь его диаметр составляет около 17мм.

Но самый крупный недостаток данной конструкции ионной ловушки всплыл в ходе серийного выпуска. Пока ловушки новой конструкции выпускали штучно, на опытном участке – все было хорошо. Но после начала крупносерийного производства стало понятно, что малейший перетрав (а диафрагмы изготавливались методом фотохимического травления) приводит к появлению на экране ионного пятна в виде шестилучевой звезды (которое, как вы помните еще и растет быстрее на треть). Тут надо привести немного цифр. Четыре диафрагмы с шестью 20-градусными секторными «ножами», повернутые друг относительно друга на 15 градусов, дают перекрытие полное просвета с перекрытием по 5 градусов в каждую сторону. Вроде большой запас! Ан нет. Достаточно перетравить диафрагмы всего лишь на 80мкм от требуемого размера (замечу, стандартный лист бумаги для принтера имеет толщину 95мкм) – что дает уже 3 градуса изменения ширины сектора, и «ножи» становятся уже 17-градусными. А одновременная подтравка упорных выступов диафрагм дополнительно позволяет диафрагмам повернуться от нужного положения на половину этого угла – то есть на 1,5 градуса в ту или иную сторону. При неблагоприятном стечении обстоятельств (все диафрагмы повернулись в одну сторону) ловушка начинает «подтекать».
Помимо этого, ножи диафрагм нагреваются от ионной бомбардировки. И хотя диафрагмы делались из достаточно термостабильного константана, от нагрева ножи немножечко, но все же вело. Поэтому, даже если перетрав был меньше указанного выше значения и на «холодном» кинескопе просвет был закрыт – за счет смещения ножей при нагреве просвет мог приоткрываться в ходе работы кинескопа.

4. Общий вид кинескопа 18ЛК4Б и ионное пятно на экране кинескопа 18ЛК4Б с подтравленными диафрагмами.

Для большей заметности, след ионов на экране окрашен в синий цвет. Хорошо видны 6 лучей. Размах лучей приблизительно 4 см..

Перечисленные выше недостатки обусловили недолгую жизнь кинескопа 18ЛК4Б. Примерно в 1955 году он был снят с производства. Но за время его выпуска появились более «прошаренные» конструкции ионных ловушек, кинескопы с которыми начали выпускаться приблизительно с конца 1954 года. Но о них я расскажу в следующих постах.

 

Часть третья. Режь его, как колбасу!

В принципе, слабые места диафрагменной ловушки стали ясны еще на этапе опытного производства. Было понятно, что надо искать какой-то другой способ задержать ионы, и при этом по возможности не трогать электроны. Решение нашлось быстро: наклонить катод от оси прожектора, и потом довернуть постоянным магнитным полем электроны. А ионы пусть бомбардируют стенки прожектора: они металлические, их – не жалко. Правда, есть риск нарваться на искажения прямоугольности изображения (трапециедальность растра), а также получить проблемы с фокусировкой – для решения этих проблем нужна правильная конструкция прожектора.
Но тут все упирается в производственные возможности. Любая фигурная металлическая деталь – это штамповка, а изготовление пары пуансон-матрица для глубокой штамповки (штамповка, сопряженная с вытяжкой детали) мало того что занимает много времени, так еще и очень дорого. Поэтому конструкторам была поставлена задача максимально использовать элементы старого прожектора, а новые детали если и добавлять – то максимально простой формы, чтобы их можно было изготовить рубкой из листа. Да, вырубной штамп тоже стоит денег и времени, но существенно меньших чем для глубокой штамповки.
В итоге, умные головы взяли прожектор, порезали его как колбасу на несколько кусков, сместили куски друг относительно друга и, вдобавок, наклонили по отношению к оси кинескопа на некоторый угол. Вуаля! Ионная ловушка получилась на заглядение. Хорошее удержание ионов, с некоторым запасом по углу расхождения пучка. Электроны пролетают всю ловушку беспрепятственно… Но оставим пока нашу «колбасу» на «разделочной доске», и поговорим за жизнь! А именно, о нюансах ионных ловушек вообще, и ловушек с внешним постоянным магнитом в частности.

Основными критериями сравнения конструкций ловушек служат:
- эффективность удержания ионов ловушкой;
- минимальные потери электронов на пути от катода к экрану – это очень важное требование Ведь при наличии потерь для обеспечения нормальной яркости экрана приходится увеличивать ток катода, что значительно ускоряет его деградацию и снижает срок службы кинескопа;
- хорошая разрешающая способность и отсутствие искажений – это требование появляется всюду, где имеется отступление от аксиально-симметричной формы прожектора (то есть во всех конструкциях ионных ловушек, кроме описанной в предыдущем посте диафрагменной);
- минимальная напряженность магнитного поля, которую должен давать корректирующий магнит, и простота установки этого магнита. Также, ловушка должна безотказно работать при некотором разбросе в напряженности поля магнита – а сами магниты должны быть максимально простыми и дешевыми;
- и, наконец, детали прожектора должны быть простыми, а сборка его технологичной.
Если провести анализ на соответствие этим требованиям описанной ранее ловушки кинескопа 18ЛК4Б, становится ясно, что она соответствует лишь двум из пяти требований: она нетребовательна к параметрам корректирующего магнита, ибо он ей вовсе не нужен, и она не вносит искажений – так как ее конструкция аксиально-симметрична. Во всем остальном полный провал: она задерживает существенную часть электронов в луче; она пропускает к экрану некоторую часть ионов, и, наконец, она крайне требовательна к точности при изготовлении и сборке – а, значит, нетехнологична.

Итак, первая конструкция ионной ловушки «ломаной» конструкции была сделана на основе серийного «прямого» прожектора, порезанного на несколько частей – которые затем зигзагообразно смещались друг относительно друга. И вот тут начинается фантастика. Дело в том, что вот эти самые «колбасные» прожекторы существовали двух разновидностей. Первая была собрана на основе широко применяемых на заводе МЭЛЗ элементов, но… Но не пошла она в серию. Таких прожекторов был собран примерно десяток, и по результату сборки на МЭЛЗ было принято решение об избыточной сложности прожектора с ионной ловушкой такой конструкции, особенно для кинескопов с тонким тубусом (если кто не знает, наружный диаметр тубуса КВНовских кинескопов 18ЛКхх всего 32мм, тогда как у всех прочих старых кинескопов тубус имеет диаметр 35мм). Вторая разновидность была собрана на основе другого набора элементов, и вот она-то какое-то время выпускалась серийно на львовском заводе «Кинескоп», и применялась в кинескопах 40ЛК1Б и 43ЛК2Б. Когда-нибудь я расскажу о ней, ибо львовские ионные ловушки заслуживают отдельной статьи…

К сожалению, до наших дней ни одного прожектора первой конструкции, на основе чисто МЭЛЗовских элементов, не дошло. Есть только одно фото крайне паршивого качества. Поэтому, если во всех других постах на тему ионных ловушек 3Д-модели сделаны на основе промеров реальных прожекторов, здесь я набрался смелости и заново сконструировал прожектор. Выношу на ваш суд результат своих трудов. Встречаем!
1. «Меня колбасит». Прожектор ранней версии кинескопа 18ЛК5Б.

Показаны общий вид и разрез прожектора. Красным показан луч электронов, зеленым – пучок отрицательных ионов.

2. Оригинальные детали прожектора ранней версии кинескопа 18ЛК5Б.

Если не считать за новые детали нарезку в нужный размер стаканов из стандартной 13-мм трубки, новых деталей в этом прожекторе всего 4 штуки: слева направо держатель катодно-модуляторного узла, две разновидности диафрагм (вторая используется в количестве 2 штук), и самая сложная деталь – выходная опорная диафрагма, имеющая две отогнутых лапки.

Угол наклона катодно-модуляторного узла и фрагментов анода к оси трубки 20 градусов. Путем тщательного подбора положения отверстий диафрагм мне удалось добиться полного удержания ионного пучка с углом расхождения 28градусов (хотя, как правило, реальный угол расхождения не превышает 10 градусов) – то есть, с точки зрения удержания ионов эта конструкция полностью соответствует требованиям.
Прожектор представляет собой достаточно сложную зигзагообразную конструкцию. Да, отдельные его элементы просты в изготовлении – но их много, и сборка прожектора весьма сложна. Помимо этого, достаточно увесистый прожектор крепится к ножке всего за один штабик, что делает конструкцию достаточно хлипкой (очень высока вероятность поломки этого штабика в процессе помещения прожектора внутрь тубуса при сборке кинескопа – для поджатия распорных пружин требуются приложить весьма серьезные усилия). Большой угол поворота электронного луча предъявляет повышенные требования к напряженности магнитного поля корректирующего магнита, что также является недостатком.

Поглядим, как выглядел бы кинескоп с таким прожектором.

3. Ранняя версия кинескопа 18ЛК5Б в разрезе, экран кинескопа.

Ионное пятно на экране отсутствует. Маленькая точка посредине – сфокусированный электронный луч.

4. Ранняя версия кинескопа 18ЛК5Б, общий вид с установленным корректирующим магнитом.


А на сегодня все. Продолжение следует…

 

Вот это реально интересная информация, и 3D модели весьма классные!

 

Часть четвертая. Я пойду березку заломати…

Прежде чем рассказать про первую серийную ионную ловушку «ломанной» конструкции, необходимо, так сказать, немного вернуться к истокам.
В первой главе своего повествования я рассказал о кинескопе 18ЛК15, выпускавшемся заводом МЭЛЗ. Но не МЭЛЗом единым, как говорится – и в дальнейшем станет понятно, почему я очень хочу познакомить слушателей со вторым вариантом (кстати, достаточно редким. Подло воспользовавшись этим фактом, я обозвал его «нестандартным») этого заслуженного кинескопа. Встречаем,

1. «Бывает и так». Прожектор нестандартного 18ЛК15.

Показаны общий вид и разрез прожектора. Красным показан луч электронов, зеленым – пучок отрицательных ионов.

2. Разрез нестандартного кинескопа 18ЛК15 и ионное пятно на его экране.

Ионное пятно по центру экрана имеет диаметр около 40мм. Точка в центре – сфокусированный луч электронов, чей диаметр около 0,4мм.

3. Общий вид нестандартного кинескопа 18ЛК15.

Трудоемкость изготовления баллона несколько снижена. Зачем, спрашивается, наносить аквадаг почти по всей длине тубуса, да еще (весьма трудоемкое дело!) «вырисовывать» этим в этом самом аквадаге окошки для контроля распыления геттера – когда можно просто отступить подальше от торца тубуса? опять же, аквадага меньше уйдет. Экономия!
Также, на этом кинескопе установлен укороченный цоколь. Несмотря на то, что имеющийся в моем распоряжении кинескоп никак не маркирован, его с высокой долей вероятности можно атрибутировать как изготовленный Запрудненским заводом электронно-лучевых трубок.

Но вернемся к ионным ловушкам!

Первый прожектор «ломанной» конструкции, пошедший в крупную серию, был был разработан приблизительно в 1954 году на основе нестандартного прожектора 18ЛК15. Очень высока вероятность, что разработан он был именно на ЗЭЛТе – по крайней мере, львиная доля кинескопов с такой конструкцией прожектора выпущена именно там. Кинескоп для телевизора КВН с таким прожектором получил название 18ЛК5Б, и по сию пору кинескопы такого типа чаще всего встречаются именно с этой конструкцией ловушки.
Тут стоит отметить, что такой прожектор устанавливался и в кинескопы бОльшего размера. Например, у меня есть точная информация, что такой прожектор (с минимальными отличиями) использовался в кинескопе 31ЛК2Б. Но темой нынешнего повествования является все же именно КВНовский кинескоп, поэтому не будем отвлекаться.

Итак, первый крупносерийный прожектор с ионной ловушкой «ломанной» конструкции. Встречаем!

1. «Сломал березку белую мальчишка озорной…». Прожектор типового 18ЛК5Б.

Показаны общий вид и разрез прожектора. Красным показан луч электронов, зеленым – пучок отрицательных ионов.

2. Оригинальные детали прожектора типового 18ЛК5Б.

Оригинальных деталей, собственно, всего две. Диафрагма и «косой» стакан – деталь, требующая той самой глубокой штамповки.
Угол наклона катодно-модуляторного узла к оси трубки 24 градуса, при этом центр катодно-модуляторного узла дополнительно смещен от «сломанной» оси на 1мм. Ловушка весьма эффективна: она полностью удерживает ионный пучок с углом расхождения 26 градусов (хотя, как правило, реальный угол расхождения не превышает 10 градусов).

3. Разрез типового кинескопа 18ЛК5Б.

Ионное пятно на экране отсутствует. Маленькая точка посредине – сфокусированный электронный луч.

4. Общий вид типового кинескопа 18ЛК5Б с установленным корректирующим магнитом.

Показан общий вид кинескопа. Как и на показанном ранее нестандартном 18ЛК15, здесь присутствует технологичный «укороченный» аквадаг, а также укороченный цоколь.

Глава получилась «малобукаф», зато много рисунков. Продолжение следует…

 

Насколько я помню, точно такие же прожекторы применялись в трубках 23ЛК7Б, использовавшихся в телевизорах "Ленинград Т-2" "поздних" выпусков (в первых моделях стоял кинескоп 23ЛК1Б сначала производства СССР, затем ГДР под тем же названием- вероятно, делали для нас на заказ). Но, поскольку ионное пятно на этих трубках появлялось, позднее стали применять 23ЛК7Б с ионной ловушкой.
Где-то в моих запасах такой кинескоп имеется, попробую найти...

Вообще, очень интересный материал, спасибо, прочитал "запоем"!

 

Часть пятая. Прогресс не стоит на месте.
Время шло, и в начале 1960-х годов на запрудненском заводе разработали новую ионную ловушку. Она включала в себя весьма сложный в изготовлении элемент – глубокий стакан со сферическим дном, да еще и с косо расположенным отверстием на нем, но… Уже выпускающиеся на тот момент ловушки вполне всех всем устраивали – кроме цены, а, значит, необходимо было придумать что-то не менее качественное, но более технологичное. На этом фоне неспешное изготовление пары-тройки штампов, один из которых предназначен для глубокой штамповки, явилось вполне разумным и экономически оправданным решением.
Встречаем,

1. «Дешево и сердито». Прожектор позднего 18ЛК5Б.

Показаны общий вид и разрез прожектора. Красным показан луч электронов, зеленым – пучок отрицательных ионов.

2. Оригинальные детали прожектора позднего 18ЛК5Б.

Деталей три. Стакан анода, выходная диафрагма и штампованный полухомут очень хитрой формы.
А! Безусловно, еще одной оригинальной деталью стала ножка, в которой впаи выводов располагались по окружности диаметром 20мм, а не 17,5мм (как на ножках остальных кинескопов).

Угол наклона катодно-модуляторного узла к оси трубки 20 градусовк, Ловушка имеет среднюю эффективность: она полностью удерживает ионный пучок с углом расхождения 18 градусов. Это маловато, в сравнении с другими ионными ловушками – но, учитывая, что реальный угол расхождения ионного пучка не превышает 10 градусов, этого достаточно с запасом. Зато она очень простая и технологичная в сборке.

3. Разрез позднего кинескопа 18ЛК5Б.

Ионное пятно на экране отсутствует. Маленькая точка посредине – сфокусированный электронный луч.

4. Общий вид позднего кинескопа 18ЛК5Б с установленным корректирующим магнитом.

Баллон с укороченным аквадагом, ставший фирменной опцией запрудненского завода.

В катодно-модуляторном узле, если можно так сказать, вернулись к истокам. Оригинальными являются два полухомута и цельноштампованный стакан модулятора, а также разрезное прижимное кольцо. Катод, накал, накалодержатели, изоляторы катода и опора катода были заимствованы у МЭЛЗа. Я осознанно не стал включать эти детали в перечень оригинальных деталей прожектора, поскольку такие детали нашли массовое применение и в других ЭЛТ, выпускавшихся Запрудней в этот период времени.
Самой же забавной деталью этого прожектора является наваренный сверху модулятора подогревной геттер, выполняющий одновременно функцию формирования вогнутого электростатического поля. Очень модная тема в 60-х годах, ставить подогревной геттер непосредственно на катодно-модуляторный узел, либо внутрь него. Но тема «не взлетела». Выяснилось, что остаточных газов в кинескопе не так уж и много чтобы с ними надо было бороться, да и нагрев геттера от катода был не столь эффективным как хотелось бы. В итоге, тема зачахла к концу 60-х годов.

Что еще можно сказать о прожекторе данной конструкции? Кинескоп 18ЛК5Б с ним выпускался до конца 60-х годов, когда он был полностью снят с производства в связи с прекращением в 1967 году выпуска телевизоров КВН.
Вариации на основе этого прожектора устанавливались и в иные выпускавшихся в середине 60-х кинескопы, например в 23ЛК7Б, 31ЛК2Б и многие другие… Следует отметить, что достаточно малая общая длина прожектора в 18ЛК5Б потребовала увеличения наклона оси катода относительно оси прожектора – в других прожекторах подобной конструкции наклон катода меньше.
Но, главное, именно конструкция ионной ловушки этого типа легла в основу вновь разработанной оптики для кинескопа 35ЛК2Б – который представляет собой целую эпоху в отечественном «кинескопостроении». Ведь им комплектовались практически все выпускавшиеся с середины 1960-х по конец 1970-х годов отечественные телевизоры конструкции УЛТ (УНТ-35) и ее вариантов.

Продолжение следует...

 

Часть шестая. Ломай меня полностью!

Главу, в которой я описываю конструкцию ионной ловушки данного типа, я сделал одной из последних. Не потому что эта ловушка относительно молода – напротив, это одна из первых конструкций ионных ловушек. Не по ее эффективности – наоборот, она пожалуй самая эффективная из всех ловушек… Но именно идеология построения ловушки стоит настолько особняком, что рассказать о ней раньше, не поломав логику повествования, было бы невозможно.

…Все описанные в предыдущих главах ионные ловушки, вне зависимости от сложности их конструкции, были достаточно простыми с точки зрения траектории электронного луча. Он был либо прямолинейным (18ЛК4Б), либо имел один излом – то есть, по сути, состоял из двух отрезков прямых, соединенных сегментом окружности. Угол поворота составляет 20…24 градуса. Небольшой угол поворота обеспечивал выполнение требования по части минимальной напряженности магнитного поля корректирующего магнита. Простота траектории электронного луча предъявляла умеренные требования к точности позиционирования корректирующего магнита. Эти прожекторы прощали небольшие огрехи в угле его поворота и линейном положении относительно оси тубуса.

Кстати сказать, известен факт, что в СССР было много радиолюбителей. Но воспоминания бабушек-дедушек говорят, что в 60-х годах каждом дворе был какой-нибудь перец (не факт, что знакомый с законом Ома), который по наитию умел подвигать корректирующий магнит, чтобы получить на экране наилучшее изображение.

И чего вдруг я озаботился количеством изломов электронного луча? Дело в том, что я плавно подвожу читателя к весьма интересному по конструкции прожектору, разработанному приблизительно в 1954 году (по моим сведениям, на МЭЛЗ). Прожектор этот имел два излома траектории, причем весьма существенных по величине. Первый излом обеспечивался несимметричной электростатической линзой, второй – корректирующим магнитом. Несмотря на то, что угол поворота (приблизительно 20 градусов) был соизмерим с углом поворота в иных ловушках «ломаной» конструкции, плотная компоновка анода предъявляет крайне высокие требования к разбросу напряженности поля корректирующего магнита, а также к точности его позиционирования. Градус туда – миллиметр сюда, и часть электронного луча уже начала обрезаться о входную либо промежуточную диафрагму. Но хватит слов! Давайте посмотрим на этот прожектор.

1. «Дорого и богато». Прожектор 18ЛК7Б.

Показаны общий вид и разрез прожектора. Красным показан луч электронов, зеленым – пучок отрицательных ионов.

2. Оригинальные детали прожектора 18ЛК7Б.

Деталей шесть, причем пять из них требуют глубокой штамповки. Слева направо, нижний ряд – основание модулятора, чашка модулятора, опорное кольцо анода. В верхнем ряду по порядку своего расположения расположены стаканы анода.

Катодно-модуляторный узел параллелен оси прожектора, но смещен в сторону на 2мм. Ловушка очень эффективна: она полностью удерживает ионный пучок с углом расхождения 36 градусов (хотя, как правило, реальный угол расхождения не превышает 10 градусов).

3. Разрез кинескопа 18ЛК7Б.

Ионное пятно на экране отсутствует. Маленькая точка посредине – сфокусированный электронный луч.

4. Общий вид кинескопа 18ЛК7Б с установленным корректирующим магнитом.


Ловушка эта не задержалась в КВНовских кинескопах: 18ЛК7Б были выпущены весьма небольшим тиражом. Все же сложность, как самой ловушки, так и настройки корректирующего магнита были плохо совместимы со статусом «народного телевизора», который имел КВН. Зато она очень активно применялась в кинескопах 31ЛК2Б, активно применявшихся в «премиальном» сегменте тогдашнего рынка телевизоров.

Повествование о ловушках, применявшихся в кинескопах 18ЛКхх, практически подошло к концу. Окончание следует…

 

Вот запрудненский кинескоп 23ЛК13Б, дата выпуска выцвела. Никаких ловушек я не наблюдаю. Почему?

 

Часть седьмая. Не все дошли до финиша…

Изучая литературу в ходе подготовки данного эпоса, я наткнулся на описание перспективной ионной ловушки, сопровожденном ее фотографией. К сожалению, это фото – единственное, что от этой ловушки осталось (ну как все... Еще пара параметров была приведена в описательной части). Кстати, описание это от 1955 года, так что основные работы по ее разработке также были произведены в 1954…1955 годах
Качество фото было относительно пристойным, чтобы можно было с нужной точностью измерить по нему размеры для создания 3Д-модели. Я опять сел вырисовывать «несуществующую» ловушку.
А пока я этим занимался, мысленно сравнивал ее с дошедшими до наших дней конструкциями. По ряду оговорок в тексте статьи, где было помещено это фото, а также по некоторым элементам на самом фото я пришел к выводу, что ловушка эта была разработана на Запрудненском заводе ЗЭЛТ. Явное сходство многих элементов с описанной в 5-й главе ловушкой позднего 18ЛК5Б заставляет предположить, что ловушка позднего 18ЛК5Б родилась на основе этой самой неизвестной ловушки.

1. «Простота залог качества». Прожектор «промежуточного» 18ЛК5Б.

Показаны общий вид и разрез прожектора. Красным показан луч электронов, зеленым – пучок отрицательных ионов.

2. Оригинальные детали прожектора «промежуточного» 18ЛК5Б.

Деталей четыре. Выходная диафрагма, штампованный полухомут очень хитрой формы, полухомут (его в прожекторе 2 штуки) и слегка изогнутая тонкостенная константановая трубка.
Диафрагма и полухомут потом была использованы в "позднем" 18ЛК5Б. Рассказывая о нем, я забыл показать в его "оригинальных" деталях этот полухомут, который все же явно предварительно штампуется, а не гнется из ленты по месту.

Угол наклона катодно-модуляторного узла к оси трубки 15 градусов. Ловушка имеет среднюю эффективность: она полностью удерживает ионный пучок с углом расхождения 17 градусов. Это маловато, в сравнении с другими ионными ловушками – но, учитывая, что реальный угол расхождения ионного пучка не превышает 10 градусов, этого достаточно с запасом. Зато она очень простая и технологичная в сборке.
Катодно-модуляторный узел содержит часть заимствованных у МЭЛЗ деталей, часть оригинальных – но все они были использованы в прожекторе «позднего» 18ЛК5Б, и множестве других запрудненских кинескопов.
Безусловной «звездой» в этом прожекторе является гнутая (достаточно грубо, с образованием гофры) тонкостенная трубка. В статье авторы ловушки пишут, что для опытного прожектора они сварили ее из листового константана, и очень надеются что советская промышленность освоит выпуск тонкостенных константановых труб нужного размера… Не знаю, освоила ли промышленность выпуск этих труб (скорее да, чем нет) – но пока травка подросла, лошадка умерла с голоду. В смысле, запрудненцы не стали дожидаться начала выпуска таких труб, а изготовили оснастку для глубокой штамповки, немножко модифицировали прожектор и с начала 1960-х годов стали выпускать ту самую «позднюю» ловушку.

3. Разрез позднего промежуточного кинескопа 18ЛК5Б.

Ионное пятно на экране отсутствует. Маленькая точка посредине – сфокусированный электронный луч.

4. Общий вид промежуточного кинескопа 18ЛК5Б с установленным корректирующим магнитом.

Баллон с укороченным аквадагом, ставший фирменной опцией запрудненского завода.

На этом описание ионных ловушек, использовавшихся в телевизорах КВН, подошло к концу. Я описал все известные мне типы ловушек, когда-либо применявшихся в нем, либо применять которые планировалось.

 

Часть восьмая, заключительная. А счастье было так возможно!

Напоследок я приберег очень интересный факт.
На самом деле ионные ловушки не так и нужны, достаточно покрыть люминофор с внутренней стороны напылением металла – например, алюминия. Если слой металла достаточно тонкий, маленькие и легкие электроны беспрепятственно проникают сквозь него. А вот тяжелые и большие по размеру ионы в этом напылении застревают.

Удивительным является тот факт, что об этом способе борьбы с ионным пятном было прекрасно известно в середине 1950-х годов, в эпоху расцвета разработки всевозможных ионных ловушек. Мне неизвестно, почему такое простое решение не дошло до практической реализации (вернее, оно дошло – но уже в конце 1960-х годов). Может быть, была очень сложной и дорогостоящей технология напыления. Может, сам «крылатый металл» алюминий был слишком дорог, чтобы расходовать его на подобные «низменные» цели – стране были нужны самолеты… Одним словом, прошло около 15 лет прежде чем алюминиевое напыление начало вытеснять ионные ловушки из кинескопов.

1. «Держать и не пущать». Разрез алюминированого кинескопа 18ЛК15.

Ионное пятно на экране отсутствует. Маленькая точка посредине – сфокусированный электронный луч.

2. Общий вид алюминированого кинескопа 18ЛК15.


Я нарочно взял для примера кинескоп 18ЛК15. Да, я знаю, что именно этот вариант прожектора никогда не использовался в КВНовских кинескопах с алюминированым экраном (ну, может пару опытных образцов в середине 1950-х годов сделали). Просто я хотел показать, что алюминирование позволяет забыть вообще о проблеме ионного пятна как таковой.

На дополнительных врезках справа от общего вида показан механизм работы алюминиевого напыления. Мы видим прозрачное стекло баллона, желтовато-серый люминофор, и традиционно зеленый пучок ионов. В отсутствии алюминия ионы попадают на люминофор, вызывая его деградацию. Тонкая алюминиевая пленка полностью тормозит ионы, и ничто не «портит здоровье» люминофору.

Но алюминиевое напыление дает еще один очень важный бонус, с точки зрения долговечности кинескопа. Дело в том, что в кинескопе без напыления возбужденный электронным лучом люминофор светит во все стороны – в том числе и внутрь кинескопа. Подумать только, примерно половина его работы затрачивается впустую, на никому не нужную подсветку внутренностей кинескопа! Алюминиевое напыление выступает в роли зеркала, разворачивая световой поток в сторону экрана. Таким образом, при том же токе луча яркость изображения получается более высокой. А точнее – для получения привычной яркости изображения необходим почти вдвое меньший ток луча. На врезках показаны два луча электронов, одинаково сфокусированные и имеющие одинаковый ток. На нижней врезке показаны светящиеся пиксели, как они выглядят с напылением и без.
Таким образом, алюминирование экрана не только чисто механически спасает люминофор от выгорания вследствие ионной бомбардировки, но и продляет срок службы кинескопа в целом. Катод служит дольше (меньший ток катода, меньше скорость деградации его активного слоя). Да и сам ионный пучок слабеет – катод деградирует медленно, меньше ионов кислорода вырывается на свободу из его активного слоя.

Как говорится, три в одном за те же деньги.

На этой оптимистичной ноте я завершаю свое повествование об ионах, ловушках, и умирающем люминофоре. Спасибо читателям за внимание и ценные замечания.

 

Не покидает ощущение, что когда-то давно встречал в каком-то кинескопе именно такую ловушку, "с морщиной" на трубке. Возможно, в школьные годы, когда каждое лето проводил на даче и все окрестные леса были завалены старыми телевизорами и приёмниками. Тогда много кинескопов из рогатки было побито... Очень теперь о том жалею, но увы, уже не вернёшь...