اقرأ في هذا المقال
- ما هو أنبوب الصورة في إشارات اتصالات التلفاز؟
- هيكل بناء أنبوب صورة أحادي اللون
- آلية عمل أنبوب الصورة أحادي اللون
يعمل أنبوب الصورة بشكل أساسي كمحول للطاقة يقوم بتغيير إشارات الفيديو الكهربائية إلى اختلافات ضوئية مقابلة لتوليد صورة فعلية على الشاشة، وأيضاً يتم توفير انحراف كافٍ لحزمة الإلكترون المتحركة بحيث يمكنها مسح الشاشة بالكامل أفقياً وعمودياً من أجل إنتاج صورة بالأبيض والأسود.
ما هو أنبوب الصورة في إشارات اتصالات التلفاز؟
أنبوب الصورة أحادي اللون: هو عبارة عن أنبوب “CRT” متخصص ينتج صورة بالأبيض والأسود على شاشة الأنبوب بفعل شعاع إلكتروني، حيث تتكون شاشة الأنبوب من طبقة من الفوسفور تنتج الضوء عندما تصطدم به شعاع عالي السرعة.
يُعد أنبوب الصورة بأنّه شكل خاص من أنبوب أشعة الكاثود، تعمل لوحة الوجه الخاصة به كشاشة لجهاز استقبال التلفاز، حيث يتم عرض الأجزاء المختلفة لأنبوب الصورة أحادي اللون في الشكل، كما يوجد أنبوب أشعة الكاثود “CRT” في حاوية زجاجية على شكل جرس، كما تقوم الشعيرة بتسخين الكاثود الذي ينبعث منه الإلكترونات.
كما تنجذب الإلكترونات سالبة الشحنة وتتسارع من خلال جهد التحيز الإيجابي على العناصر الموجودة في مجموعة مدفع الإلكترون، حيث يقوم مدفع الإلكترون أيضاً بتركيز الإلكترونات في حزمة ضيقة، وتتحكم شبكة التحكم التي تكون سالبة فيما يتعلق بالكاثود في شدة شعاع الإلكترون وسطوع البقعة التي تصنعها، حيث يتم تسريع الحزمة نحو الشاشة بواسطة جهد عالي للغاية يتم استعماله على طلاء معدني داخلي يسمى “aquadag”.
وجه أو واجهة أنبوب الصورة مغطى داخلياً بالفوسفور الذي يضيء وينتج ضوءاً أبيض، وعندما يصطدم بشعاع الإلكترون، كما يوجد حول عنق أنبوب الصورة هيكل من الملفات المغناطيسية تسمى نير الانحراف، حيث يتم تطبيق موجات أسنان المنشار الخطية الأفقية والعمودية الناتجة عن دوائر الاجتياح والمزامنة على ملفات المقرن، حيث ينتج عن هذا المجال المغناطيسي داخل الأنبوب الذي يؤثر على موضع شعاع الإلكترون.
عندما تتدفق الإلكترونات يتم إنتاج مجال مغناطيسي حول الموصل يتدفق من خلاله التيار، وفي “CRT” يتم تحريك شعاع الإلكترون، أو انحرافه بواسطة المجال المغناطيسي الناتج عن ملفات الانحراف في نير وهكذا يتم اجتياح شعاع الإلكترون عبر وجه أنبوب الصورة، أمّا عندما يتم اجتياح الحزمة عبر وجه الأنبوب لتتبع المشهد تختلف شدة شعاع الإلكترون عن طريق النصوع أو إشارة “Y”.
يتم تطبيق إشارة “Y” على الكاثود أو في بعض الحالات على شبكة التحكم، وشبكة التحكم هي عنصر في مسدس الإلكترون وهو متحيز سلباً فيما يتعلق بالكاثود، ومن خلال تغيير جهد الشبكة يمكن جعل الشعاع أضعف أو أقوى، وبالتالي تغيير شدة بقعة الضوء التي تنتجها الحزمة عندما تضرب الفوسفور، كما يمكن إعادة إنتاج أي ظل رمادي من الأبيض إلى الأسود.
- “CRT” هي اختصار لـ “Cathode Ray Tube”.
هيكل بناء أنبوب صورة أحادي اللون:
أولاً: بندقية الكترونية:
1- الكاثود:
يتكون كاثود الأنبوب من أسطوانة من النيكل تكون نهاياتها مغطاة إمّا بالتنغستن الثوري أو الباريوم وأكاسيد السترونتيوم، والسبب الرئيسي لاستخدام هذه المواد على وجه التحديد في الطلاء هو أنّها تمتلك وظيفة عمل منخفضة وبالتالي تطلق عدداً كافياً من الإلكترونات عند تسخينها، كما يوجد سلك تسخين بالقرب من الكاثود، والذي يوفر حرارة كافية للكاثود، ويستخدم جهد التيار المتردد الخارجي للتدفئة غير المباشرة للكاثود.
2- شبكة التحكم “G1”:
شبكة التحكم “G1”: هي عبارة عن هيكل أسطواني بفتحة صغيرة تسمح بحصر الحزمة المحررة داخل الأنبوب، حيث تعمل الشبكة على توفير إمكانات سلبية إلى حد ما من خلال الكاثود.
3- شبكة التسريع “G2”:
شبكة التسريع “G2”: هي بنية أسطوانية من النيكل وتعرف أيضاً بشبكة الشاشة، حيث توفر الحواجز الداخلية مساراً مقيداً لحزمة الإلكترون، كما يتم توفير إمكانات موجبة تبلغ حوالي “400 فولت” لتسريع الشبكة أو الأنود، وبالتالي فهي تسمح بتسريع الحزمة المنبعثة من الكاثود.
4- شبكة التركيز “G3”:
شبكة التركيز “G3”: هي شبكة الموجودة في هيكل الأنبوب التي توفر مجالاً كهربائياً كافياَ للإلكترونات المتحركة من أجل منع الانتشار داخل الأنبوب، كما يتم إعطاء إمكانات موجبة عالية تبلغ حوالي “500 فولت” لتركيز الأنود بحيث ينتج شعاع شديد التركيز عند ضرب شاشة الفلورسنت بقعة حادة عليه.
السطح الداخلي للأنبوب مغطى بـ “Aquadag” والذي يتم تزويده بجهد عالي للغاية يبلغ حوالي “18 كيلو فولت”، حيث يمنع طلاء “Aquadag” عالي الإمكانات انتشار شعاع الإلكترون المنطلق من أنود التركيز.
5- نير الانحراف:
تتعرض حزمة الإلكترون المتحركة لانحراف مغناطيسي بواسطة نير الانحراف الموجود خارج الأنبوب.
ثانياً: شاشة الفلورسنت:
شاشة الفلورسنت: هي الشاشة التي يُسمح فيها لشعاع الإلكترون بالوقوع في الأساس عبارة عن واجهة زجاجية عالية الجودة، وسماكة الصاج الزجاجي “1.5 سم”.
يتم تغليف الفوسفور في المنطقة الداخلية للمادة، وعندما يضرب شعاع الإلكترون طبقة الفوسفور تتوهج جزيئات الفوسفور، ممّا يعمل على ظهور الصورة على الشاشة، ولمنع الخسائر يوجد طلاء رقيق من الألومنيوم باتجاه جانب المسدس لشاشة الفوسفور.
آلية عمل أنبوب الصورة أحادي اللون:
بسبب التسخين غير المباشر للكاثود تنبعث شعاع إلكتروني من سطح الكاثود، كما أنّ “G1” تقوم في انخفاض كاثود “wrt” المحتمل، وهكذا تنتشر الإلكترونات نحو شبكة التحكم، وعلاوةً على ذلك فإنّ الحزمة من فتحة صغيرة لشبكة التحكم مصنوعة للتنقل داخل الأنبوب، كما يوجود شبكة متسارعة “G2″، حيث يوفر وجود هذه الشبكة تسارعاً كافياً للإلكترون المتحرك داخل الأنبوب.
يتكون الأنبوب من شبكة تركيز بقطر أكبر نسبياً من الأنود المتسارع، وأيضاً يتم توفير إمكانات إيجابية عالية جداً عند الأنود البؤري، والذي يسمح بانتشار حزمة مركزة من الإلكترون داخل الأنبوب، كما أنّه لإنتاج صورة على الشاشة يجب أن تضرب الحزمة الإلكترونية سطح الفوسفور بسرعة كافية، لذلك يتم تغليف طبقة “الأكواداغ” على المنطقة الداخلية للأنبوب، والتي تعمل بمثابة القطب الموجب الثاني للأنبوب وتوفر سرعة كافية للإلكترونات المتحركة.
في الأساس يتم توفير إمكانات عالية جداً لهذه المنطقة، وبالتالي فإنّ الإلكترونات التي يتم تسريعها من خلال هذا الجهد العالي تكتسب سرعة عالية جداً قبل أن تضرب الشاشة، وكما هو الحال أثناء الحركة تكتسب الإلكترونات طاقة حركية، لذلك عندما تضرب هذه الإلكترونات شاشة الفوسفور، فإنّها تنقل طاقتها إلى الذرات في شاشة الفوسفور.
تكتسب هذه الطاقة بواسطة الإلكترونات الموجودة في غلاف التكافؤ للذرة من أجل الوصول إلى نطاق التوصيل، وعند العودة إلى حالة الطاقة المنخفضة تُصدر الإلكترونات الطاقة المكتسبة في شكل إشعاع كهرومغناطيسي، وبما أنّ نطاق التردد الخاص به يقع في المنطقة الطيفية، فإنّ أعين المشاهد تراه، ومع ذلك ستعتمد شدة الضوء الناتج على الشاشة على قوة شعاع الإلكترون الذي يضرب السطح.
كما أنّ التعديل الكافي لحزمة الإلكترون يتم توفيره بواسطة إشارة الفيديو التي تنتج نتيجة لذلك اختلافات في السطوع في الشاشة، لذلك كدالة للوقت يتم إنشاء صورة خطوة بخطوة على الشاشة، كما أنّ شعاع عالي السرعة عندما يضرب سطح الفلورسنت ثم مع إنتاج طاقة ضوئية، سيحدث أيضاً انبعاث ثانوي للإلكترونات، لذلك يجب جمع هذه الإلكترونات الثانوية في مكان ما؛ لأنّ وجود هذه الإلكترونات الثانوية بالقرب من شاشة الفوسفور سيخلق شحنة فضاء سالبة وهذا سيمنع الشعاع الأساسي من الوصول إلى الشاشة.
ولذلك لتجنب ذلك يتم جمع الإلكترونات المنبعثة الثانوية في طبقة موصلة لها إمكانات إيجابية عالية جداً لذلك، فإنّ هذا الطلاء الموصّل “aquadag” مع زيادة سرعة الإلكترونات المتحركة يزيل أيضاً الإلكترونات الثانوية غير الضرورية من الأنبوب.
