ستشهد تكنولوجيا الكمبيوتر تطورات كبيرة في النمذجة ثلاثية الأبعاد المعقدة ومعالجة الصور حيث سيرى المستخدمون أجهزة كمبيوتر سطح المكتب مع القوة الحسابية لأجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم. حتى قدرات الرسومات ستكون متاحة للمستخدم العادي بتكلفة معقولة. للقيام بذلك ، ستكون هناك حاجة إلى أجهزة عرض فائقة الدقة. هناك أنظمة عرض مختلفة مثل أنابيب أشعة الكاثود (CRTs) وشاشات الكريستال السائل (LCDs) وشاشات الإضاءة الكهربائية (ELDs) وشاشات البلازما والصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) متوفرة في التكنولوجيا الحالية. سنناقش هنا أنبوب أشعة الكاثود (CRT).

مبدأ العمل

عندما يتم توصيل اللوحين المعدنيين بـ a الجهد العالي المصدر ، فإن الصفيحة السالبة الشحنة تسمى الكاثود تنبعث منها شعاع غير مرئي. يتم سحب شعاع الكاثود إلى الصفيحة الموجبة الشحنة ، والتي تسمى القطب الموجب ، حيث تمر عبر ثقب وتستمر في الانتقال إلى الطرف الآخر من الأنبوب. عندما يضرب الشعاع السطح المطلي بشكل خاص ، ينتج شعاع الكاثود تألقًا قويًا أو ضوءًا ساطعًا. عندما يتم تطبيق مجال كهربائي عبر أنبوب أشعة الكاثود ، فإن شعاع الكاثود ينجذب بواسطة اللوحة التي تحمل شحنة موجبة. لذلك يجب أن يتكون شعاع الكاثود من جسيمات سالبة الشحنة. يتصرف الجسم المشحون المتحرك مثل المغناطيس الصغير ، ويمكنه التفاعل مع مجال مغناطيسي خارجي. انحرفت الإلكترونات بواسطة المجال المغناطيسي. وأيضًا عندما ينعكس المجال المغناطيسي الخارجي ، تنحرف شعاع الإلكترونيات في الاتجاه المعاكس.

في أنبوب أشعة الكاثود ، يكون الكاثود عبارة عن خيوط ساخنة يتم وضعها في فراغ. الشعاع عبارة عن تيار من الإلكترونات التي تصب بشكل طبيعي من الكاثود الساخن في الفراغ. الإلكترونات سالبة. الأنود موجب ، لذلك فهو يجذب الإلكترونات المتدفقة من الكاثود. في أنبوب أشعة الكاثود الخاص بالتلفزيون ، يتم تركيز تيار الإلكترونات عن طريق تركيز الأنود في حزمة ضيقة ثم يتم تسريعها بواسطة الأنود المتسارع. ينتقل هذا الشعاع الضيق عالي السرعة من الإلكترونات عبر الفراغ الموجود في الأنبوب ويصطدم بالشاشة المسطحة في الطرف الآخر من الأنبوب. هذه الشاشة مطلية بالفسفور الذي يضيء عند اصطدامه بالشعاع.

تشغيل CRT

أنبوب أشعة الكاثود (CRT) عبارة عن شاشة عرض للكمبيوتر ، تُستخدم لعرض الإخراج في إشارة فيديو مركبة قياسية. يعتمد عمل CRT على حركة شعاع الإلكترون الذي يتحرك ذهابًا وإيابًا عبر الجزء الخلفي من الشاشة. مصدر شعاع الإلكترون هو مسدس الإلكترون ، حيث يوجد المسدس في العنق الضيق الأسطواني في أقصى مؤخرة CRT والذي ينتج تيارًا من الإلكترونات من خلال الانبعاث الحراري. عادة ، يحتوي CRT على شاشة فلورية لعرض إشارة الخرج. يتم عرض CRT بسيط أدناه.

أنبوب أشعة الكاثود

تشغيل شاشة CRT بسيط للغاية. يتكون أنبوب أشعة الكاثود من واحد أو أكثر من مسدسات الإلكترون ، وربما لوحات انحراف كهروستاتيكية داخلية ، وهدف فوسفوري. يحتوي CRT على ثلاث حزم إلكترونية - يظهر واحد لكل منها (أحمر وأخضر وأزرق) بوضوح في الشكل. ينتج شعاع الإلكترون بقعة صغيرة ومشرقة مرئية عندما يضرب الشاشة المطلية بالفوسفور. في كل جهاز شاشة ، يتم فحص المنطقة الأمامية بالكامل للأنبوب بشكل متكرر ومنهجي بنمط ثابت يسمى خطوط المسح. يتم عرض صورة (نقطية) عن طريق مسح شعاع الإلكترون عبر الشاشة. تبدأ أهداف الفوسفور في التلاشي بعد وقت قصير ، وتحتاج الصورة إلى التحديث باستمرار. وهكذا ينتج CRT الصور الملونة الثلاثة وهي ألوان أساسية. استخدمنا هنا معدل 50 هرتز للتخلص من الوميض عن طريق تحديث الشاشة.

“أي مما يلي لا يمثل ميزة للأجهزة اللاسلكية للمستخدمين؟ ”

الأجزاء الرئيسية لأنبوب أشعة الكاثود هي الكاثود ، وشبكة التحكم ، ولوحات الانحراف والشاشة.

كاثود

يحافظ السخان على الكاثود عند درجة حرارة أعلى وتتدفق الإلكترونات من الكاثود الساخن نحو سطح الكاثود. يحتوي الأنود المتسارع على ثقب صغير في مركزه ويتم الحفاظ عليه عند إمكانات عالية ، وهي ذات قطبية موجبة. ترتيب هذا الجهد من 1 إلى 20 كيلو فولت ، نسبة إلى الكاثود. يخلق فرق الجهد هذا حقلاً كهربائيًا موجهًا من اليمين إلى اليسار في المنطقة الواقعة بين الأنود المتسارع والكاثود. تمر الإلكترونات عبر الفتحة الموجودة في الأنود تتحرك بسرعة أفقية ثابتة من الأنود إلى شاشة الفلورسنت. تصطدم الإلكترونات بمنطقة الشاشة وتتوهج بشكل ساطع.

شبكة التحكم

تنظم شبكة التحكم سطوع البقعة على الشاشة. من خلال التحكم في عدد الإلكترونات بواسطة الأنود ، وبالتالي يضمن أنود التركيز أن الإلكترونات التي تغادر الكاثود في اتجاهات مختلفة قليلاً تتركز إلى حزمة ضيقة وتصل جميعها إلى نفس المكان على الشاشة. يُطلق على التجميع الكامل للكاثود وشبكة التحكم والأنود المركّز والقطب المتسارع مسدس الإلكترون.

لوحات منحرفة

زوجان من اللوحات المنحرفة يسمحان لشعاع الإلكترونات. ينحرف المجال الكهربي بين الزوج الأول من الألواح عن الإلكترونات أفقيًا ، والحقل الكهربائي بين الزوج الثاني ينحرفها عموديًا ، وتنتقل الإلكترونات في خط مستقيم من الفتحة الموجودة في الأنود المتسارع إلى مركز الشاشة عند عدم وجود حقول انحراف موجودة ، حيث تنتج نقطة مضيئة.

شاشة

قد يكون هذا دائريًا أو مستطيلًا. الشاشة مطلية بنوع خاص من مادة الفلورسنت. تمتص المادة الفلورية طاقتها وتعيد إصدار الضوء على شكل فوتونات عندما يضرب شعاع الإلكترون الشاشة. عندما يحدث ذلك ، يرتد بعضهم للخلف تمامًا مثل ارتداد كرة كريكيت من الحائط. هذه تسمى الإلكترونات الثانوية. يجب امتصاصها وإعادتها إلى الكاثود إذا لم يكن الأمر كذلك ، فهي تتراكم بالقرب من الشاشة وتنتج شحنة فضائية أو سحابة إلكترونية. لتجنب ذلك ، يتم تطبيق طلاء أكوا داي على جزء قمع CRT من الداخل.

مزايا CRT

تعد شاشات CRT أقل تكلفة من تقنيات العرض الأخرى.
تعمل بأي دقة وهندسة ونسبة عرض إلى ارتفاع دون تقليل جودة الصورة.
تنتج CRTs أفضل الألوان والمقياس الرمادي لجميع المعايرات المهنية.
زاوية مشاهدة ممتازة.
يحافظ على سطوع جيد ويعطي خدمة طويلة العمر.

ميزات CRT

انخفض استخدام تقنية CRT بسرعة منذ إدخال شاشات LCD ، لكنها لا تزال لا تقبل المنافسة من نواحٍ معينة. تستخدم شاشات CRT على نطاق واسع في العديد من الأجهزة الكهربائية مثل شاشات الكمبيوتر وأجهزة التلفزيون وشاشات الرادار وأجهزة الذبذبات المستخدمة للأغراض العلمية والطبية.