Самым дорогостоящим узлом современного монитора является цветной кинескоп. Поэтому принятие решения о замене такого устройства как кинескоп должно быть реально необходимым и исключающим ошибку. Правильно оценить ситуацию по дефекту кинескопа можно лишь при достаточно глубоких знания об устройстве и принципах работы этого сложного модуля.

Кинескоп (электронно-лучевая трубка) представляет собой стеклянный вакуумный баллон. С внутренней стороны экран покрыт люминофором — веществом, способным светиться под воздействием потока электронов. Этот поток электронов часто называют электронным лучом. Яркость свечения люминофора пропорциональна току луча.

Для формирования электронного луча в кинескопе служит электронно-оптическая система (прожектор). В цветном кинескопе имеется три прожектора. Прожектор состоит из катода, являющегося источником электронов и нескольких электродов, создающих электрическое поле, фокусирующее и ускоряющее электроны, эмитируемые катодом.

Современные кинескопы имеют электростатическую фокусировку электронных лучей и электромагнитное отклонение лучей по вертикали и горизонтали. Электромагнитная отклоняющая система состоит из четырех катушек без ферромагнитных сердечников, создающих взаимно перпендикулярные быстро переменные магнитные поля. Все катушки отклонения совмещаются в пространстве для уменьшения общей длины отклоняющей системы. Отклоняющая система надевается на горловину баллона кинескопа.

Все современные кинескопы имеют теневую маску (или апертурную решетку). Эта маска представляет собой цветоделительное устройство, обеспечивающее засвечивание люминофора заданного цвета свечения соответствующим электронным лучом. Отверстия в теневой маске могут быть выполнены в виде окружности (при дельтообразном расположении прожекторов, т. е. по углам треугольника), или в виде эллипса (при планарном расположении прожекторов). В кинескопах типа Trinitron вместо теневой маски используется решетка, состоящая из вертикально натянутых проволок. Таким образом, в цветных кинескопах каждая видимая точка реально состоит из трех точек (зеленого, красного, синего цвета), которые расположены либо по углам треугольника, либо на одной линии.

Электроды кинескопа.

Электроды кинескопа условно представлены на рисунке в соответствующем порядке.

Нить накала (подогреватель) предназначена для разогрева поверхности катода. Эмиссионная способность катода определяется температурным режимом работы катода, который, в свою очередь, практически полностью определяется напряжением накала. В кинескопах используются обычно оксидные катоды, в которых источником электронов является эмиссионное покрытие, нанесенное на никелевый колпачок. Эмиссионное покрытие состоит из окислов щелочноземельных металлов и частично самих металлов (барий, стронций. кальций), нагретых до высокой температуры. Эмиссионный слой должен быть нагрет до температуры 800-850 °С. Отклонения напряжения накала от номинального приводят к снижению эмиссионной активности катода, к уменьшению тока катода и тока луча. Это напряжение должно быть 6.3 ±0.4 В. Повышение напряжения накала увеличивает скорость испарения веществ эмиссионного покрытия, что в итоге снижает эмиссионную активность катода и приводит к быстрому «старению» катодов. Кроме того, это приводит к ухудшению изоляции между катодом и подогревателем и увеличивает вероятность перегорания нити накала. На практике нельзя считать допустимым даже кратковременное повышение напряжения накала более чем на 5 — 10% по отношению к номинальному значению. При понижении напряжения накала (температуры катода) происходит так называемое «отравление» катода. Отравление катода обусловлено тем, что баллоне реально всегда имеются «остаточные» газы, которые взаимодействуют с чистыми металлами и окислами и снижают эмиссионную активность катода. Эксплуатация кинескопов при пониженном напряжении накала в ряде случаев более опасна, чем при повышенном. В современной схемотехнике напряжение накала является напряжением постоянного тока и формируется обычно в блоке питания.

Катод совместно с нитью накала образует электронный прожектор. На катоды подается импульсное напряжение с выходных видеоусилителей монитора. Сигналы, поступающие на катод, приходят от видеоадаптера компьютера по линиям R, G, B разъема VGA. Далее эти сигналы усиливаются видеоусилителями и инвертируются. Таким образом. на катодах сигнал активен низким уровнем, и, когда на катодах установлен высокий уровень напряжения. они закрыты и не эмитируют электроны. В качестве напряжения смещения (начального уровня) используют напряжение порядка 70-200В (это напряжение соответствует закрытому состоянию катода). Это напряжение формируется в блоке питания или в блоке строчной развертки. На зарубежных принципиальных схемах можно встретить обозначения НТ и Н2 для нити накала.

Модулятор расположен в непосредственной близости от катода, поэтому изменения потенциала модулятора очень сильно влияют на значения тока катода, а, следовательно, на значение тока луча. Модулятор имеет отрицательный потенциал по отношению к катоду, поэтому ток в цепи модулятора практически равен нулю. Таким образом, изменяя напряжение на модуляторе, можно регулировать общую яркость изображения. К модулятору в качестве начального смещения прикладывается напряжение примерно от 0 до — 150 Вольт. Это напряжение в современной схемотехнике формируется в выходном каскаде строчной развертки. Чем более отрицательное напряжение на модуляторе, тем меньше яркость изображения. При определенном отрицательном напряжении ток луча становится равным нулю, и его называется напряжением запирания. Это часто используется для гашения лучей во время обратного хода, когда к модулятору прикладывается максимальное отрицательное напряжение. Поэтому в рабочем состоянии на модуляторе обычно можно наблюдать импульсы обратного хода. Переменный резистор, регулирующий яркость и вынесенный на переднюю панель оператора. изменяет среднее напряжение на модуляторе. На схемах этот электрод часто обозначают G1.

Ускоряющий электрод ускоряет поток электронов и позволяет уменьшить угол расхождения луча, что очень важно для сохранения фокусировки при отклонении луча. К ускоряющему электроду прикладывается постоянное напряжение до 1000 В. Это напряжение формируется в выходном каскаде строчной развертки (на строчном трансформаторе) и имеется переменный резистор для его регулировки. Этот резистор встроен в строчный трансформатор и имеет название «Screen”. На принципиальных схемах можно встретить следующие обозначения этого электрода: G2 или .Screen.

Фокусирующий электрод предназначен для фокусировки луча. Ток в цепи фокусирующего электрода близок к нулю (он составляет несколько единиц микроампер). Напряжение фокусирующего электрода лежит в пределах 6000 В и является постоянным напряжением. Это напряжение формируется в выходном каскаде строчной развертки (также на строчном трансформаторе) и имеется переменный резистор для его регулировки. Этот резистор встроен в строчный трансформатор и имеет название «Focus». На схемах может быть обозначен: GЗ, Focus и др.

Анод создает высоко потенциальное электрическое поле, формирующее поток электронов. К аноду прикладывается высокое постоянное напряжение до 27 кВ (в цветных мониторах). Обычно обозначается на схемах как H/V или EHT.

Электронные линзы

Катод, модулятор и ускоряющий электрод образуют первую электронную линзу, которая фокусирует электроны, эмитируемые катодом, и формирует область скрещения.

Ускоряющий электрод и анод образуют вторую электронную линзу, которая уменьшает угол расхождения луча за плоскостью скрещения.

Анод и фокусирующий электрод образуют третью — главную проекционную линзу, которая отображает область скрещения на экран кинескопа.

Отклоняющая система

Отклоняющую систему очень точно регулируют на заводе-изготовителе и закрепляют. поэтому не рекомендуется сдвигать и перемещать катушки отклонения. Кроме того на кинескопе имеется магнитостатическое устройство (МСУ), которое состоит из постоянных магнитов. Эти магниты расположены в определенном порядке и обеспечивают точное сведение лучей. Их также регулируют на заводе — изготовителе, взаимное положение магнитов отмечают и заливают специальным клеем, поэтому крутить эти магниты не рекомендуется. При смене кинескопа применяют очень сложную процедуру настройки МСУ, очень похожую на настройку в телевизорах.

Современные технологии вышли на достаточно высокий уровень производства кинескопов, поэтому их неисправность — случай довольно редкий. И на практике почти не приходится иметь дело с подобными неисправностями. Такое положение дел еще связано, в какой-то мере, с проблемой быстрого морального старения подобных устройств, т. е. монитор морально устаревает раньше, чем «сядет» кинескоп. Тем не менее, вы можете заменить кинескоп, однако желательно найти полностью аналогичное устройство. Некоторые специалисты все же меняют кинескопы, беря их с других мониторов, но при этом необходимо соблюдать размеры по диагонали. Такая замена вполне допустима, так как на мониторах с одинаковыми размерами по диагонали используются примерно одинаковые уровни напряжений на электродах и примерно одинаковые отклоняющие токи. После такой замены приходится производить довольно длительную процедуру настроек (размеров, линейности. положения, наклона и прочее), причем даже может потребоваться доработка выходных каскадов разверток. Одним словом, если вы радиолюбитель и любите «повозиться» со сложными случаями, то эта работа для вас.

---