Л. — К сожалению, дорогой Незнайкин, должен тебя огорчить, но такая система никогда не использовалась. Ее сложность, слишком большой объем аппаратуры и высокая стоимость не позволили бы оснастить ею миллионы цветных телевизоров. Изображение восстанавливается с помощью только одной электронно-лучевой трубки. Наибольшее распространение получила модель, содержащая три электронные пушки.
Н. — Должен признать, что я не думал о такой возможности. Каждая из этих пушек, несомненно, служит для создания одного из компонентов для трехцветного способа цветовоспроизведения. Один из модуляторов получает сигнал R, второй — G, а сигнал В подается на модулятор третьей электронной пушки. Но что же воспроизводит каждый из трех основных цветов? Используют ли здесь специальные фильтры?
Л. — Нет, Незнайкин. Три основных цвета излучает сам люминесцентный экран кинескопа. Для этой цели он состоит из громадного множества люминесцентных точек, называемых люминофоров, которые располагаются группами по три элемента. Каждая из таких групп (их называют триадами) содержит три люминофора: один светится красным светом, второй — зеленым, а третий — синим.
Н. — Сколько же таких триад содержит экран кинескопа?
Л. — Около 500000.
Н. — Возможно ли это? В этом случае общее количество люминофоров, расположенных на экране, должно составлять 1500000. Какой же диаметр имеет каждый из них?
Л. — Он немного превышает 0,4 мм.
Н. — Элемент действительно не очень велик. У меня возникает вопрос, каким же образом удается направить на каждый люминофор электронный луч, соответствующий его цвету. Этим я хочу сказать, как достигнуть, чтобы на все красные люминофоры попадал только электронный луч, исходящий из пушки, на модулятор которой подаются напряжения R; как зеленые люминофоры бомбардируются пушкой, управляемой напряжениями G, и как обеспечивают, чтобы на синие люминофоры попадали только электроны из пушки, управляемой сигналами В.
Л. — Для этого позади экрана, на расстоянии около 15 мм от него, устанавливают так называемую теневую маску (рис. 211).
Рис. 211. Путь электронных лучей, которые, проходя через отверстие в маске, попадают на люминофоры соответствующего им одного из трех основных цветов.
Это очень тонкая стальная пластина, в которой сделано столько отверстий, сколько триад на экране. Каждое отверстие диаметром 0,25 мм располагают напротив центра каждой из триад люминофоров.
Н. — Скажи мне, как же расположены в кинескопе, эти три электронные пушки?
Л. — Они расположены вокруг оси кинескопа под углом 120° друг к другу.
Н. — Ясно! Теперь я догадался, как работает этот кинескоп. Из пушки R через маску видны лишь красные люминофоры. Точно так же лучи, испускаемые пушкой G, проходя через отверстия в маске, попадают лишь на зеленые люминофоры. Такая же картина характерна и для пушки В (рис. 212).
Рис. 212. Схематическое изображение цветного кинескопа с перфорированной теневой маской.
Л. — Браво, Незнайкин! Ты очень хорошо понял роль маски и установил исключительные связи между люминофорами каждого цвета и соответствующей пушкой. Учти, что в действительности каждый электронный луч имеет диаметр, значительно больший диаметра отверстия в маске; поэтому он одновременно проходит через несколько соседних отверстий, попадая при этом только на люминофоры одного цвета.
Н. — Я думаю, что значительная часть электронов каждого луча не может пройти через отверстия и оседает на самой маске. Так ли это?
Л. — Увы, да. В этом заключается одни из самих существенных недостатков кинескопа с теневой маской. Около 80 % электронов задерживается маской. Их энергия нагревает маску и тем самым вызывает ее расширение. Малейшее смещение отверстий вызывает искажение цветов, так как в этом случае электронные лучи могут попасть на люминофоры, не соответствующие их сигналам. Поэтому для предотвращения подобной деформации принимают соответствующие меры.
Кроме того, то обстоятельство, что только пятая часть всех испускаемых электронов достигает люминофоров, объясняет малую яркость свечения экрана. Для доведения яркости до достаточного уровня на аноды прилагают напряжения значительно большие, чем в монохромных кинескопах. При напряжении 25000 В удается придать электронам достаточное ускорение, чтобы получить хорошую яркость свечения экрана.