静電偏向型ブラウン管プロジェクト1 (2014)

LabGuy's World: 静電偏向型ブラウン管プロジェクト1 プロジェクト開始 - 20141030 プロジェクト目標: 私のTiny TV Mark 2ビデオラスタライザーボードで、小型オシロスコープまたはレーダーディスプレイ管にテレビ画像を表示すること。これを、友人のEric Schlaepferが設計した3枚のCRTドライバー回路を使用して達成します。私は数ヶ月前に彼のCRTドライバーボードを組み立てました。それらは完全にデバッグされたTiny TVボードが到着するのを待っていました！スコープクロックボードキットの追加も計画に入っています！さあ、始めましょう！ Tiny TV Mark 2とEricの3枚のボードが3JP7レーダーディスプレイ管を駆動 - 20141212 このプロジェクトの主な特徴は、管が静電偏向を使用していることです。電子ビームは、特定の電圧に帯電した2つの平行な金属板の間を通過します。両方のプレートがゼロボルトの場合、ビームは影響を受けずにそれらの間を通過します。一方のプレートがもう一方よりも正に駆動されると、ビームはそのより正に帯電したプレートに引き寄せられ、負のプレートから反発されます。偏向プレート、および管内の他の要素は、非常に高い駆動電圧で動作し、それを必要とします。多くの場合、数千ボルトです。Ericのボードの機能は、Tiny TVからの低電圧駆動を、これらのブラウン管が必要とする非常に高い電圧に変換することです。 回路図 - 20141212 Tiny TV Mark 2、PCB1は、バッファリングされガンマ補正されたビデオをEricのCRTドライバーボードに提供します。また、ビデオと同期した2つの走査ランプ電圧を生成し、水平および垂直走査に使用します。これらはJ3経由でPCB2にも送信されます。水平、垂直、ビデオ駆動は、グラフィックまたはオシロスコープディスプレイを議論する際に、X、Y、Z信号として知られています。 EricのCRTドライバーボードセット: 60ボルトバイアス、偏向＆ビデオ、および1,200V電源 - 更新 20141221 最初の写真: 60ボルトバイアスボード、PCB3。CRTカソード駆動ビデオアンプ用に+12ボルトを+60ボルトに変換します。 2番目の写真: 偏向およびビデオドライバーボード、PCB2。このボードは4つの電源で動作します。それらは、管ヒーター用の6.3V、低電圧回路用の+12VDC、ビデオアンプ用の+60VDC、およびCRT二次アノードおよび偏向プレートドライバーアンプ用の最大+1,200VDCです。その後、ボードはCRTに必要なすべてのDCレベルおよびその他の適切な駆動電圧を提供します。多数のポテンショメーターにより、非常に柔軟なセットアップが可能になり、最も多くのCRTをサポートできます。 最後の写真: 1,200ボルト高電圧電源。12ボルトを数ミリアンペアで+800〜+1200ボルトに昇圧します。電圧はポテンショメーターで設定されます。このボードの周りでは、細心の注意を払って作業してください。 偏向後アノード用の3,000ボルト外部電源 - 20141212 ここで、私のプラスマイナス3,000ボルトのベンチ電源が見えます。CRTにPDA、または偏向後アノードが装備されている場合に使用します。これは、偏向プレートとスクリーン蛍光体の間のCRT内部にある導電性コーティングです。このように、低速の電子は偏向プレート間を通過し、高速の電子よりも大きく偏向されます。プレートを通過した後、電子はPDA電極の影響を受け、蛍光体に加速されます。これにより、この機能を持たない管よりも高い偏向ゲインと高い輝度が得られます。 3JP7スクリーンショット - 20141212 さて、始めましょう。ボードを起動しました。煙は出ませんでした。写真に見られる問題のデバッグを開始しましたが、Tektronics TDS744Aオシロスコープが壊れました。完全に沈黙！スコープがないと、今週末はこれ以上のトラブルシューティングはできません。上の写真を見ると、左側の水平走査に明らかな問題があります。スコープが壊れる前に、Tiny TVボードが約3ボルトの振幅で3つの良好な信号を出力していることを自分で証明できました。おそらくEricのページでどこかのアップデートを見落としたのでしょう。次回プロジェクトに取り組むときに調査します。明らかに、これは現在保留中です。 P7レーダー蛍光体について議論しましょう。P7は2段階の蛍光体です。非常に短い残光時間を持つ青/紫外蛍光体が上に堆積された、長い残光時間を持つ黄色蛍光体です。電子ビームは黄色蛍光体に強い影響を与えません。代わりに、黄色蛍光体は紫外線によって明るく励起されます。黄色蛍光体の2番目の望ましい特性は、刺激が除去された後もしばらくの間、使用可能な期間光り続けることです。暗い部屋では最大30秒です。この長い残光時間は、アナログレーダーの初期の頃、そしてコンピュータメモリが豊富で安価になる前に、画像ストレージメモリとして効果的に使用されました。P7の長い残光効果を視聴したい場合は、青色光を遮断するために管の上に黄色フィルターを置くことができます。逆に、青色蛍光体を見たい、あるいは撮影したい場合は、青色フィルターを使用します。 ビデオベクトルスコープディスプレイ - カラー信号アナライザー - 20141213 画像ソースクレジット: Wikipedia 上記のスケールは、コンポジットビデオ内の色差信号間の関係を表しています。縦軸はR-Y、横軸はB-Yです。この例を選んだのは、原色とその逆の「悪魔の双子」を示しているからです。加法混色と減法混色の原色。ベクトルスコープディスプレイ上のカラーボックスに注意してください。青の反対色は黄色です。他の原色とその否定は、赤/シアン、緑/マゼンタです。実際、多くの故障したNTSCカラーテレビは、カラーデコーダーが誤動作すると、緑色またはマゼンタ色の画像になります。白黒ビデオ信号の場合、ベクトルスコープは中央にドットを表示します - クロマ情報なし、輝度のみ。ビデオ信号のこのビューでは、輝度はスケールの中央で画面に直接出入りするベクトルです。Wikipediaでさらに読むには、画像の下のリンクをクリックしてください。色関係を視覚化するために、これを提示します。 要約すると、写真のP7スクリーン画像は灰色に見えます。実際、そうです。これは、青色光と黄色光の両方が加算されて白色光を生成するためです。少なくとも人間の目にとっては。青と黄色は原色の反対色です。青は加法混色原色であり、黄色は減法混色原色です。2つの原色の反対色が混ざり合うと、色相はキャンセルされ、輝度情報のみが残ります。したがって、グレースケールが現れます。これはP7上の静止画像にのみ有効です。動く画像には、非常に迷惑な黄色の彗星の尾と、まぶしいほど明るい青いエッジがあります。テレビ視聴には適していません。レーダーには最適です。 1EP1スクリーンショット - 20141213 1EP1 CRTをEricのボードに接続しました。高電圧を800ボルトに下げると、問題なく動作しました。ビームスポットが、可能な限り最適にフォーカスしても大きすぎるため、テレビには適していません。それでもかなり印象的です。光れ、ベイビー、光れ！（1EP1ヒーター） - 20141213 SparkFun O-Clock、AVRオシロスコープクロックキット、およびLabguyの各種CRT - 20141216 最初の写真では、左側に[Sparkfun AVR Scope Clock]キットが見えます。背景には高電圧ドライバーボードがあり、その手前には私の1EP11青色蛍光体CRTがあります。2番目の写真は、私の緑色蛍光体1EP1を使用した同じセットアップです。写真3と4は、意図された通り、高帯域幅XYZディスプレイを駆動するスコープクロックの出力です。この場合、私のTektronics 606Bです。Ericの高電圧ドライバーボードは、アンプの帯域幅が狭いです。これが、小型管に見られる歪みの原因です。 次に試したCRTは1DP1でした。しかし、Ericのボードは、ヒーターの一方の側とカソードが共有されているCRTを必ずしもサポートしていません。偏向ボードのカソードピンからヒーターピンの非グラウンド側へジャンパーを配置しました。その後、ボードは管を点灯しません。これで2枚目の偏向ボードをこのように破損しました。あと1枚！Mouserから高電圧トランジスタをさらに購入する必要があります。んだ、はんだ付けが好きでよかった！これらの管のデータシートは、このページの最下部にある参照セクションにあります。Raytheon 3UP1 2.5インチ長方形静電偏向型