Мини-лекции. Цветное телевидение. Кинескоп-дисплей

   Вот наконец-то мы с Вами добрались до конечной станции, — кинескопу, цветному естественно. Ну с виду он конечно никакой не цветной, а более серый. Это так его зовут те кто каждый день имеет с ними дело. Чем же он, цветной отличается от того чёрно-белого? В общем виде это всё та же стеклянная колба, наверняка многим знакомая?! А вот с внутренностями не всё так просто?! На рис1 тот самый чёрно-белый. Один источник электронов или прожектор электронный. Иногда его называют пушкой. Внутренняя, плоская часть колбы покрыта люминофором, светящимся под ударами электронов веществом. Свечение не всегда чёрно-белое, а скорее чёрно-цветное... Всё потому, что в то время не научились ещё получать чистое, белое свечение. Поначалу оно было голубоватое. Отсюда и название популярной тогда передачи, «Голубой огонёк»! Да, были и другие расцветки... С появлением цвета на ТВ как-то чёрно-цветные страсти-мордасти затихли сами-собой.

   На рис2 тот самый цветной. Вроде бы тот же ЧБ? Тот да не тот! У него не одна пушка-прожектор, а целых три! А люминофор не один сплошной, а также три цвета, в крапинку. И хотя пушки с виду ничем друг от друга не отличаются, но их по-прежнему зовут: «красная», «зелёная», «синяя». Зовут так потому как луч каждой должен попадать только на свой люминофор-цвет! Иначе всё — кирдык! Свадьбе не бывать, одна цвето-размазня. А как сделать так, чтобы они попали куды нать? Правильно, с помощью теневой маски, стальной пластины с отверстиями для пролёта электронов. А дальше как в фильме «Особенности русской бани»? Ну, там где местный плотник после с пьяной ссоры с женой удаляется в баню. При входе ударяется головой об косяк и очень удивляется: «Вчера проходил?!» Так и электроны не всегда попадают в дверь и ударяются об маску.

   Варианты издевательств с масками разные. Только для Вас, эсклюзив два варианта, первый и второй. Самый старинный на рис3. Так называемый дельта-кинескоп. А на рис4, компланарный (по латыни com — «совместно» + planum «плоскость»). Даже без очков видна разница. В дельта пушки расположены в виде треугольника (дельты), а в компланарном на одной линии, плоскости. Соответственно и люминофоры раскрашены по разному. В первом случае в виде цветового треугольника, триады, а во втором в виде вертикальных полосок. Естественно как и положено, тройками: красный-зелёный-синий. Да те наши общие знакомые, — RGB.

   Вот только красиво было на бумаге, да споткнулись об ямы и овраги! Ну не хотят эти три луча попадать куда надо, хоть тресни?! Все попытки поставить их на место назвали сведением лучей (статическое и динамическое). Не буду Вас утруждать подробностями этих сведений, лишь скажу, что дело это муторное, очень. В старые, добрые времена удавалось свести этих паразитов разве, что в центральном круге испытательной таблицы. Да, с большого расстояния эти расхождения не очень беспокоили, но всё же!

   В связи с постоянными ударами электронов о маску, пропускная способность дырочек была плохой. А энергия ударов электронов об люминофоры низкой. Отсюда и свечение хуже чем у чёрно-белых. И чтобы восстановить статус-кво пришлось значительно увеличить высокое, разгонное напряжение на аноде! До 30 тысяч вольт! В сравнение у чёрно-белого от 9 у переносных телевизоров и до 15 у наиболее популярных! Максимум до 20 тысяч вольт.

   Позже, вместо дельты была предложена компланарная система. Здесь сведение немного упрощалось по крайней мере с зелёным лучом (он же по прямой двигался в отличие от других). Для каждого кинескопа подбиралась так называемая отклоняющая система. Тщательно юстировалась электронная оптика. После чего кинескоп был готов. Этот вариант стал называться с самосведением, хотя я так не считаю?! Но всё лучше чем в дельте, сам намучился в прошлом! Кстати ещё в студентах, на практике собирал все дельтовские прибамбасы. На заводе естественно.

   Ничто не вечно под Луной, в том числе и в телевизионной технике. И на смену кинескопу появились всякие ЖК и плазмы. И думаю что это не предел поискам... Права истина: лучшее, — враг хорошего!

   Если не вдаваться во все схемно-инженерные хреновины, то понять работу, принцип ЖК довольно просто. Всё вертится вокруг этих самых ЖК, — жидких кристаллах! Прежде чем говорить о них вспомним школу, физику и как Вы прогуливали уроки?! Нет, не прогуливали? Ну и врать же Вы горазды! О чём это я? О поляризованном свете. На рис5 временная диаграмма электромагнитного колебания. Ведь свет и есть это самое колебание. каждый квант это кусочек колебания со своей частотой и как волна, длиной волны. Так как векторы Е и Н занимают определённое положение, то имеет место быть понятие о поляризации в пространстве. Так ближе к теме излучение с антенн телевышек горизонтальной поляризацией (параллельная земле, горизонту), а антенн всяких нехороших спец-машин вертикальная.

   Но вернёмся к теме. Нечаянно, я так думаю, было обнаружено свойство некоторых веществ, пропускать (отражать) свет определённой ориентации в пространстве. После чего их обозвали поляроидами. А свет после этого поляризованным. На рис6 показаны школьные опыты с этими самыми поляроидами. Для удобства я их свёл в один, общий опыт. В общем виде свет как Вы понимаете не поляризован (в отличие от телевышковских волн) и векторы скажем Е, электрической составляющей, направлены куда попало (каждый квант себе на уме) рис5а.

   А теперь об опыте рис6. Свет (синяя полоса, стрелочка) мы видим одинаково как до поляризатора, так и после. Ну разве чуть-чуть ослабленный рис6а. И даже пройдя через ещё два поляризатора рис6b,c, почти ничего не изменилось. Стрелочка поляризатора указывает на так называемую ось кристалла поляризатора. Как оказалось прямо через ось проходит и так называемая плоскость поляризации. Но вот на пути света появился ещё один поляризатор рис6d, и? Ось как видите наклонена и уже не совпадает с остальными, интенсивность света уменьшилась! А когда ось стала перпендикулярна оси остальных, свет перестал проходить через систему. Такие вот фокусы используются в различных приборах! А, нам-то что с этого? А, то! Открытие жидких кристаллов и их очень хорошего, замечательного свойства! Свойства изменять ориентировку плоскости поляризации под воздействием электрических полей. Причём не просто от балды, а пропорционально величине поля.

   Что же это за такое жидкие кристаллы? Это вещества при определённых условиях являются как бы жидкостью и в тоже самое время ведут себя как кристаллы! Кому уж очень интересно зайдите в Википедию и попробуйте с первого раза запомнить название вещества (жидкие кристаллы)! Посмотрите на рис8. Это набор составляющих ячейки одного субпиксела в Ваших ЖК телевизорах или мониторах. На рисунке всё написано. Свет излучаемый лампой подсветки скорее всего белый. Пройдя через первый фильтр-поляризатор и став вертикально поляризованным устремляется к второму фильтру-поляризатору. Но он оказывается ориентирован горизонтально и стало быть свет через него не пройдёт. Но между этими поляризаторами, фильтрами вставляются две стеклянные пластины. Но не простые, а золотые. Думаю покрытые прозрачным слоем золота. А между ними помещают жидкие кристаллы.

   Металлизированные золотом пластины подключены проводками к управляющему напряжению Uупр. Под действием управляющего напряжения кристаллы изменяют плоскость поляризации вплоть до горизонтальной. И стало быть мы увидим свет через второй фильтр-поляризатор с максимально-возможной интенсивностью. А в промежутках изменяется от нуля до максимума (в зависимости от величины Uупр?). Всё, — дело сделано! Осталось на пути света поставить светофильтр нужный нам. А управляющими напряжениями будут наши любимые RGB. Три ячейки (субпиксела) составляют один цветовой пиксел RGB как на рис5b, их там два. На рис9 показаны эти самые ЖК-ячейки. Рис9а в микроскопе, а вверху увеличенная часть. Осталось дело за малым, управлять всем этим микрохозяйством! Но это будет уже совсем другая история?!

   На рис7 показана одна ячейка такой загадочной плазмы! Если не считать проблемы с управлением, то устройство не простое, а очень простое, по сравнению с ЖК! Камера с разреженным газом (плазмой) основа всей ячейки, субпиксела. Три контакта: два вверху, один внизу заправляют режимом. На верхние подаётся напряжение позволяющее поддержать разряд в плазме, но не доводя до этого, а нижний (адресный) зажигает плазму. Происходящий разряд заставляет плазму излучать ультрафиолетовый свет. Тот в свою очередь (какой мерзавец?) облучает находящийся на стенках и дне камеры люминофор. Тем самым заставляет его светиться присущим ему одному цветом. Ячейка соответственно излучает свет нужного цвета. Что же происходит на атомном уровне? Энергия ультрафиолета закидывает электроны атомов люминофора на высокие орбиты... Обезумевшие от такой наглости электроны срываются с верхних орбит, чтобы вернуться в родные Пенаты-орбиты. Лишняя энергия полученная от ультрафиолета выплёскивается в виде света определённого цвета.

   Если в ЖК Uупр меняя свою величину управляет этими кристаллами, то в плазме этот фокус не пройдёт и поэтому величина световой отдачи регулируется длительностью импульсов разряда. Вот поэтому все эти Ur, Ug и Ub модулируются так называемой широтно-импульсной модуляцией. Вот пожалуй и всё о кинескопах-дисплеях!