Главная > Технологии > CRT/ЭЛТ телевизоры

CRT/ЭЛТ телевизоры. Кинескоп.

Долгое время ЭЛТ была единственным устройством, способным давать качественное изображение при относительно доступной цене. Но в настоящее время развитие конкурирующих технологий оттеснило ЭЛТ-телевизоры в нишу товаров эконом-класса.

Достоинства: На сегодняшний день главным достоинством ЭЛТ-телевизоров является низкая цена.

Недостатки: большие размеры (глубина) и вес (в то время как LED телевизоры при диагонали в 55 дюймов могут иметь толщину всего 3 см (28 см вместе с подставкой) и вес в 21 кг, ЭЛТ-телевизору с диагональю 29 дюймов для размещения нужно около 40-45 см в глубину, и подставку, способную выдержать вес в 35-50 кг. Разница впечатляет); высокое для своего размера энергопотребление; геометрические искажения изображения; чувствительность к магнитным полям; мерцание экрана, вызывающее утомление глаз.

Вкратце можно сказать, что покупать кинескопный телевизор на сегодняшний день имеет смысл только если стоит задача потратить как можно меньше денег. В других случаях стоит обратить внимание на телевизоры других типов. Если выбор за ЭЛТ – то лучше купить телевизор с частотой развертки 100 Гц.


Устройством, формирующим в ЭЛТ-телевизорах видимое изображение, является, как следует из их названия, электронно-лучевая трубка (в английском варианте CRTCathode Ray Tube) – кинескоп.

На рисунке ниже представлена схема цветного кинескопа с дельтаобразным расположением электронных пушек.

схема цветной ЭЛТ

Электронные лучи (2), излучаемые катодами (электронными пушками) (1) проходят через магнитное поле фокусирующей катушки и устройства сведения лучей (3). Затем магнитное поле отклоняющих катушек (4) соответствующим образом отклоняет луч по вертикали и горизонтали. На анод (5) подается высокое напряжение (до 25-27 кВ). Ускоренные электрическим полем анода, электроны проходят через теневую маску (6), которая служит для того чтобы луч от соответствующей электронной пушки попадал только на элементы люминофора (7) соответствующего цвета. Под воздействием электронной бомбардировки люминофор светится. Цифрой (8) на рисунке отмечен увеличенный фрагмент теневой маски и решетки. Так как в любой отдельно взятый момент времени луч активирует только один пиксел, изображение в целом строится путем развертки: цельное изображение делится на строки, и луч по очереди «прорисовывает» их на экране. При медленном движении в одну сторону луч «рисует» изображение, затем он гасится и переходит в начало следующей строки. Аналогично происходит и движение луча по вертикали: когда «прорисован» весь кадр луч гасится и перемещается в начало следующего кадра.

Как видно из схемы, кинескоп с дельтаобразным расположением электронных пушек получил свое название в силу того, что оси пушек образуют равносторонний треугольник, похожий на греческую букву «дельта» Δ.

Другим вариантом является так называемое планарное размещение пушек - их оси лежат в одной плоскости. Соответственно их маски имеют другое строение, как показано на рисунке в середине и справа. Стрелками обозначен шаг пиксела.

виды масок ЭЛТ

Как правило, в эфирном вещании используется так называемая чересстрочная развертка: это значит, что луч сначала «рисует» все нечетные строки, а затем все четные. Это было сделано для того, чтобы повысить частоту мерцания экрана и сделать его менее заметным. В результате вместо 25 целых кадров в секунду передается 50 полукадров – полей.

Так как время послесвечения люминофора составляет порядка 1 мс, а поле «рисуется» 1000/50=20 мс, то на самом деле в любой момент времени на экране имеется лишь узкая полоска изображения, бегущая сверху вниз. Мы видим целое изображение благодаря тому, что нервная система «запоминает» отдельные части. Тем не менее сам процесс периодического «пробегания» светящейся полосы воспринимается как мерцание, более заметное на телевизорах с большой (для ЭЛТ) диагональю – 25 дюймов и более. Особенно же заметно мерцание если в магазине одновременно работают несколько телевизоров, показываюшие один и тот же канал. Для снижения утомляющего воздействия мерцания используют удвоение частоты развертки до 100 Гц.

Сокращение габаритов ЭЛТ-телевизоров проблематично из-за того, что для этого нужно увеличивать угол отклонения луча, что, во первых, увеличит потребляемую системами развертки мощность, а во-вторых, ухудшит линейность. Снижение веса наталкивается на проблему механической прочности: ЭЛТ является электровакуумным прибором, т.е. внутри нее глубокое разрежение, а снаружи на ее поверхность действует давление атмосферного воздуха. В результате сила, стремящаяся раздавить крупный кинескоп, может составлять до нескольких тонн. Причем, в связи с характерной формой кинескопа, наиболее неравномерные нагрузки несет область перехода собственно экрана в заднюю стенку кинескопа. Для защиты кинескопа от раздавливания (и травмирования людей осколками) в средних и крупных кинескопах применяются специальные металлические бандажи, усиливающие опасные области. Разумеется, они тоже увеличивают вес.

Формирование геометрически правильного изображения на экране кинескопа – нетривиальная задача. Причем с ростом разрешения (и/или частоты развертки) сложность этой задачи растет, поэтому нет ЭЛТ-телевизоров высокого разрешения. Если в большинстве конкурирующих технологий пикселы «намертво привязаны» к своим местам, то в ЭЛТ они поочередно «рисуются» лучом. В результате возникают геометрические искажения, не встречающиеся более нигде: трапециевидные, бочкообразные, подушкообразные и т.д. Кроме того, при больших углах отклонения ухудшается фокусировка лучей (в углах страдает четкость изображения) и их сведение (вместо чисто белой линии рисуется белая с цветными окантовками).

Магнитные поля, например от близкорасположенных акустических систем (если они специально не экранированы) или силовых трансформаторов отклоняют электронные лучи, а также могут намагнитить маску. Так как даже небольшая остаточная намагниченность теневой маски вызывает искажение изображения, в ЭЛТ-телевизорах приходится устанавливать размагничивающие петли.

Кинескопы создают некоторое ионизирующее излучение: электроны, замедляясь при столкновении с экраном, генерируют мягкий рентген (справедливости ради следует заметить, что стекло кинескопа для фильтрации этого излучения легируют свинцом и некоторыми другими тяжелыми металлами).

Высокое анодное напряжение вызывает электризацию экрана, задней поверхности кинескопа, высоковольтного провода питания анода, что приводит к активному оседанию на них пыли.