Распределение удельной мощности в спектре излучения раскаленного черного тела описывается законом Планка:
, 5.10)
где , , - скорость света, - постоянная Больцмана, Dl - ширина полосы спектра, в которой рассчитывается излучаемая мощность. При подстановке всех величин с размерностью в системе СИ удельная мощность получается в Вт/м2.
Полная удельная мощность, излучаемая накаленным черным телом, может быть рассчитана по закону Стефана-Больцмана:
, (5.11)
где , Вт/м2 ×К4 - постоянная Стефана-Больцмана.
Для определения длины волны, на которой наблюдается максимум излучения, можно использовать закон смещения Вина:
см×К. (5.12)
При этом энергия кванта излучения, соответствующая максимуму излучения, определяется равенством:
. (5.13)
Для реальных “серых” излучающих тел необходимо учитывать степень черноты их поверхности.
Спектральный состав видимой области спектра излучения накаленных тел зависит от температуры. При повышении температуры цвет излучения меняется от темно-вишневого до ослепительно белого.
5.2.1. Конструкции накальных индикаторов
Казалось бы, что приведенные выше сведения об особенностях восприятия изображения практически сводят к нулю возможность использования такого генератора изображений из-за ряда недостатков: сплошного (белого) спектра излучения; инерционности процесса нагрева и погасания; дискретности самих источников и т.д.
Однако сотрудником фирмы Sony Сатоси Симада в 1968 году в журнале “Electronics” были опубликованы сведения о разработанном экспериментальном цветном телевизоре с диагональю 2,5 метра (1,5х1,8 м). В телевизоре использовано 78 тысяч электрических лампочек с фильтрами зеленого, красного и синего цветов. Для управления использовано 260 КУВ (кремниевых управляемых вентилей) и 4 тысячи транзисторов. Блок питания обеспечивал ток 300 А при напряжении 30 В. Лампы накаливания были включены в прямоугольную матрицу по 300 штук в каждом из 260 рядов. Самое важное новшество заключалось в использовании преобразования стандартных видеосигналов в импульсы для дискретного сканирования прямоугольной матрицы с помощью широтно-импульсной модуляции (ШИМ) сигналов. Три разноцветных лампочки образуют триаду, т.е. треугольник, расположенный на двух рядах. Каждая лампочка является элементом двух цветовых триад. Было отмечено, что лампы с вольфрамовой нитью дают хорошее изображение только в трехцветной схеме. Удовлетворительное черно-белое изображение получить с помощью обычных лампочек (без фильтров) невозможно. Фильтры с линзами ограничивают передаваемый свет областями красного, синего и зеленого свечения и позволяют воспроизводить белые и серые тона.
Лампы, применяемые для получения красного цвета, рассчитаны на напряжение постоянного тока 2 В и ток 30 мА, зеленого – 1,5 В и 30 мА, синего – 1,5 В и 70 мА. Однако в схеме они работают в режиме: напряжение
30 В, время горения - не более 100 мкс из каждых 16,7 мс. Пиковый ток для красных ламп – 400 мА, зеленых – 600 мА, синих – 1000 мА. Ток лампы в течение импульса не постоянен: он изменяется (нарастает) в течение примерно 10 мкс, т.е. времени установления режима, а затем почти постоянен. После выключения яркость быстро уменьшается, но слабое послесвечение продолжается в течение нескольких миллисекунд и спадает к нулю до окончания кадра, который длится 16,7 мс. Период кадровой развертки составлял 1/60 секунды.
Для переключения вертикальных шин используется n переключателей, которые включаются и выключаются поочередно с перекрывающимся временем включенного и выключенного состояния. Весь процесс повторяется с периодом 1/60 с.
Средний срок службы лампы в видеопанели 5 тысяч часов. Но при общем количестве 78 тысяч штук и однородном распределении срока службы через 10 часов перегорит 80 ламп (~0,1 % ), через 100 часов -800 ламп (~1 % ), а через 1000 часов – 8000 ламп (~10 % ). Это означает, что через каждые несколько минут может потребоваться замена одной лампы. Но в практической работе можно не обращать внимание на перегоревшие лампы до тех пор, пока их число не достигнет примерно 1 % от общего количества ламп.
Более серьезная проблема заключается в том, что некоторые из ламп горят гораздо ярче соседних с ними и выделяются яркими точками.
Темные же точки в местах, где лампы перегорели, выглядят как очень маленькие “веснушки”, и гораздо менее заметны, чем можно было бы предположить.
Количество элементов составляет 1/10 числа элементов цветного кинескопа, что делает изображение дискретным при расстоянии до экрана менее нескольких метров. Однако с расстояния более 5 метров дискретность изображения мало заметна.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.