Anar al contingut

Tubo de rajos catòdics

De L'Enciclopèdia, la wikipedia en valencià
(Redirigit des de «Tubo de rajos catódicos»)
Tubo de rajos catòdics

El tubo de rajos catòdics (TRC) o simplement tubo catòdic és una tecnologia que permet visualisar imàgens per mig d'un fes de rajos catòdics constantment dirigit contra una pantalla electroluminiscent.[1] La pantalla està feta de vidre i recoberta de fòsfor i plom;[2] el primer permet reproduir l'image provinent del fes de rajos catódicos, mentres que el segon bloqueja els rajos X per a protegir a l'usuari de les seues radiacions. Va ser desenrollat per William Crookes en 1875. Es va amprar principalment en monitors, televisors i osciloscopis, encara que en el present s'ha substituït per tecnologies com plasma, LCD, LED.[3] Actualment és una tecnologia obsoleta i pràcticament en desús. En passar al XXI, les pantalles de plasma, LCD, Processat digital de llum (DLP) més planes, menys voluminoses i de major eficiència energètica han reemplaçat els tubos a mida que els preus baixaven. Va ser l'element decisiu en l'història de la televisió. Este tubo és una vàlvula a on l'últim ànodo es recobrix en un element capaç d'emetre llum quan incidix un fes d'electrons. Per a poder controlar l'intensitat del punt de l'image, es coloquen uns electrodos de porta en els que es controla l'intensitat del fes. Es coloquen en el camí dels electrons uns electrodos que donen un efecte de lent electrònica i que permeten fer incidir tots els electrons del fes en un punt estret sobre la pantalla. Exteriormente es coloquen unes bobines que controlen un camp magnètic que desplaça el fes d'electrons per tota la pantalla, allumenant-la en tots els seus punts. Controlant adequadament l'intensitat del fes en cada moment, es genera una image en la pantalla.[4]

Tubo de rajos catòdics.

Història

TRC de càtodo fret original de Braun, 1897

Els rajos catódicos varen ser descoberts per Julius Plücker i Johann Wilhelm Hittorf. Hittorf va observar que una radiació desconeguda emesa des del càtodo (electrodo negatiu) podia proyectar ombres en la superfície allumenada del tubo, lo que indicava que els rajos viajaven en llínea recta. En 1890, Arthur Schuster va demostrar que els camps elèctrics podien desviar els rajos catódicos i William Crookes va observar que els camps magnètics tenien el mateix efecte. En 1897, J. J. Thomson va medir la relació carrega-massa dels rajos catódicos; este experiment va demostrar que es tractava de les mateixes partícules subatòmiques carregades negativament i nomenades «electrons» pel físic irlandés George Johnstone Stoney en 1891. El tubo de rajos catódicos va ser inventat en 1897 per Carl Ferdinand Braun,[5] un científic alemà. Esta primera versió del tubo catódico era un diodo de càtodo fret, en realitat una modificació del tubo de Crookes en una capa de fòsfor sobre la pantalla. A este tubo se li crida a voltes tubo Braun.[6] A pesar de que els TRC que s'utilisen en els monitors moderns incorporen moltes modificacions per a millorar la calitat de l'image, es basen en els mateixos principis bàsics. En 1908, Alan Archibald Campbell-Swinton, membre de la Royal Society (Regne Unit), va publicar una carta en la revista científica Nature, en la que va descriure cóm es podria conseguir la «visió elèctrica a distància» per mig de l'us d'un tubo de rajos catódicos Braun com a dispositiu de transmissió i recepció. En un discurs pronunciat en Londres en 1911 va oferir una visió més desenrollada del dispositiu, que va publicar també en The Times i en el Journal of the Röngen Society.

J. B. Johnson i H. W. Weinhart, de la societat Western Electric, varen desenrollar un model que utilisava un càtodo calent.[7] Esta modificació va permetre disminuir el voltage en l'ànodo d'accelerador —la funció del qual quedava llimitava simplement a accelerar els electrons i no era ya necessari per a induir l'emissió d'electrons des del càtodo fret—, i aumentar les corrent dels electrons.[8]

En 1926, Kenjiro Takayanagi va introduir un televisor TRC capaç de rebre imàgens en una resolució de 40 llínees. En 1927, va conseguir una resolució de 100 llínees, marca no superada fins a 1931.[9] En 1928, va anar el primer en transmetre rostres humans en mijos tons en una pantalla TRC.

Philo Farnsworth va crear un prototip de televisió en 1927.[10][11][12][13][14] En 1929 l'inventor Vladimir K. Zworykin va falcar el terme «CRT»;<span title="Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «DecodeEncode».">: 84  La companyia RCA va registrar el nom com a marca comercial per al seu tubo de rajos catódicos en 1932 i va cedir voluntàriament el terme al domini públic en 1950.

En els anys 30, Allen B. DuMont va fabricar els primers TRC en una duració de 1000 hores d'us, que va ser un dels factors que varen dur a l'adopció generalisada de la televisió.[15] Els primers televisors electrònics comercials en tubos de rajos catódicos varen ser fabricats per Telefunken en Alemània en 1934.

En 1947, es va crear el dispositiu d'entreteniment de tubo de rajos catódicos, que va anar el primer joc electrònic interactiu, aixina com el primer en incorporar una pantalla de tubo de rajos catódicos.

  • Telefunken va fabricar els primers TRC rectangulars en 1938; entre 1949 i principis dels anys 60 es va generalisar el seu us fins que substituir completament als TRC circulares.[16][8] Fins a llavors, els televisors europeus a sovint bloquejaven les vores de la pantalla per a que adoptara una forma alguna cosa rectangular, mentres que els televisors nortamericans a sovint mostraven la pantalla sancera del TRC o solament bloquejaven les parts superior i inferior. En 1954, RCA va produir alguns dels primers TRC a color, els CRT 15GP22 utilisats en la CT-100, el primer televisor en color produït en massa. Els primers TRC de color rectangulars també es varen fabricar en 1954, pero no varen aplegar al públic fins a 1963. El principal problema en els TRC rectangulars en color era la convergència en els cantons de l'aparat. En 1965, els fòsfors de terres rares es varen començar a usar en lloc dels fòsfors rojos i verts de cadmi, menys lluents. Finalment, també es varen reemplaçar els fòsfors blaus.[17][18][19]

Ya en 1938 es varen fabricar TRC experimentals de 31 polzades, pero els CRT comercials eren de 20 polzades. El tamany va alcançar les 21 polzades en 1955, 35 polzades en 1985, i va aplegar fins a les 43 polzades en 1989. cita requerida

En 1960, es va inventar el tubo d'Aiken. Era un TRC en un format de pantalla plana en un sol canó d'electrons. La deflexión era electrostàtica i magnètica, pero per problemes de palesos, mai va aplegar a la producció comercial. També es va concebre com una pantalla frontal en avions. Quan es varen resoldre els problemes de palesos, RCA ya havia invertit molt en TRC convencionals.

Sony va llançar en 1968 la marca Trinitron en el model KV-1310, que es basava en la tecnologia Aperture Grille. Va ser aclamat per haver millorat la lluentor de l'image. La pantalla Trinitron es caracterisava per la seua forma cilíndrica vertical. En 1987, Zenith va desenrollar el TRC de pantalla plana, que reduïen els reflexos i aumentaven el contrast i la lluentor de l'image. El seu elevat preu llimitava el seu us a monitors d'ordenador. Es varen fer intents per a produir un TRC de pantalla plana utilisant vidre surat econòmic i àmpliament disponible.

En 1990, Sony va llançar al mercat els primers TRC en resolució alta resolució.[20]

A mitan dels 90, es fabricaven uns 160 millons de TRC a l'any.[21]

Les pantalles planes varen baixar de preu i varen començar a desplaçar significativament als tubos de rajos catódicos en els 2000. Les vendes de monitors LCD varen començar a superar les de TRC en 2003-2004[22][23][24] i les vendes de televisors LCD varen començar a superar les de TRC en EE. UU. en 2005,[25] en Japó en 2005-2006,[26][27][28] en Europa en 2006,[29] a nivell mundial en 2007-2008,[30][31] i en Índia en 2013.[32]

A mitan dels anys 2000, Cànon i Sony varen presentar la pantalla d'emissor d'electrons de conducció superficial i la pantalla d'emissió de camp, respectivament. Abdós eren pantalles planes que tenien un emissor d'electrons per subpíxel (SIGAU) o varis (FED) en lloc de canons d'electrons. Els emissors d'electrons es disponien en una làmina de vidre i els electrons s'acceleraven cap a una segona làmina de vidre que contenia fòsfors. Els electrons no estaven enfocats, per lo que cada subpíxel era essencialment un TRC de fes dispers. Mai es varen comercialisar ya que la tecnologia LCD era significativament més barata.[33]

L'últim gran fabricant de TRC (reciclats),[34] Videocon, va cessar en 2015.[35][36] Els televisors TRC varen deixar de fabricar-se al mateix temps.[37]

En 2015, varis fabricants de TRC varen ser condenats en EE. UU. per manipulació de preus. Lo mateix va ocórrer en Canadà en 2018.[38][39]

Electricitat estàtica

Algunes pantalles o televisors que utilisen tubos catódicos poden acumular electricitat estàtica, inofensiva, sobre el frontal del tubo, lo que pot implicar l'acumulació de pols, que reduïx la calitat de l'image. Es fa necessària una neteja (en un drap sec o un producte adequat, ya que alguns productes poden danyar la capa antirreflectante, si esta existix).

Imantado

En acostar un iman a un monitor TRC s'alterarà el magnetisme de la bobina de deflexión i en això l'incidència del raig catódico sobre la pantalla. Normalment causarà una deformació en l'image i problemes en els colors fins que retirem el camp magnètic.

Espectre dels fòsfors blaus, verts i rojos en un tubo de rajos catódicos estàndart.

És possible comprar o construir un dispositiu exterior degausador (també conegut com desmagnetizador), que pot ajudar a desmagnetizar els monitors més vells o en casos a on és ineficaç l'aparat incorporat. Consistix en una bobina que produïx un gran camp magnètic. S'ampra encenent el TV o monitor i mostrant una image en el tubo. S'acosta la bobina al centre del monitor es mou llentament en círculs concèntrics mai més amples de la vora del monitor, fins que els colors incorrectes són eliminats. Este procés pot necessitar repetir-se moltes voltes per a eliminar algunes magnetisació més difícils. Per a un ajust més perfecte deu amprar-se una image fixa, sent recomanable l'ocupació d'un generador de senyal. L'ocupació inadequada d'un desmagnetizador pot empijorar el problema. La causa més comuna de magnetisació en monitors d'ordenador és el camp magnètic del transformador d'alguna font d'alimentació propenca. Existixen monitors professionals en blindage electromagnètic per a usar-se en entorns en presència de camps magnètics forts.

Possibles riscs

Campos electromagnètics

Encara que no hi ha proves d'això alguns creuen que els camps electromagnètics emesos durant el funcionament del tubo catódico poden tindre efectes biològics. L'intensitat d'este camp es reduïx a valors irrellevants a un metro de distància i en tot case l'efecte és més intens als costats de la pantalla que front a ella.

Risc d'implosió

Quan s'eixercix massa pressió sobre el tubo o se li colpeja pot produir-se una implosió deguda al buit interior. Les explosions que a voltes es veuen en cine i televisió no són possibles. En els tubos dels moderns televisors i monitors la part frontal és molt més grossa, s'afigen vàries capes de vidre i làmines plàstiques de modo que puga resistir als chocs i no es produïxquen implosions. El restant del tubo i en particular el coll són en canvi molt delicats. En atres tubos, com per eixemple els osciloscopis, no existix el reforç de la pantalla, en canvi s'usa una làmina plàstica anteposta com a protecció. El tubo catódico té que ser manejat en atenció i competència; es té que evitar en particular alçar-ho pel coll i subjectar-ho sempre pels punts indicats pel fabricant.

Toxicitat

En els tubos més antics i en alguns moderns, varen ser amprades substàncies tòxiques en la seua fabricació com cadmi, fòsfor, bari, etc.[40][41][42] En l'actualitat s'han anat reemplaçant per atres més segures. L'implosió o en tot case el trencament del vidre causa la dispersió d'estos materials. En l'eliminació i reciclat dels tubos es té que tindre en conte ademés la presència de plom en el cristal, que és molt contaminant.

Parpadeo

L'efecte del parpadeo no és exclusiu dels tubos de buit. També s'observa en pantalles planes encara que en estes és habitual trobar sistemes per a reduir-ho. La senyal de TV convencional està formada per 25 imàgens per segon en el sistema PAL i de 30 en el sistema NTSC. En l'entrellaçat es conseguix reduir el parpadeo dividint cada image en dos. Una en les llínees pares i una atra en les impar que es mostren una darrere d'una atra aumentant la freqüència a 50/60 Hz. Este continu parpadeo és el que causa marejos i molèsties visuals quan veem la televisió durant massa temps. En algunes persones sensibles pugues inclús desencadenar crisis epilèptiques. Alguns models de televisors solucionen este problema almagasenant la senyal en una memòria i repetint cada image completa sense entrellaçat vàries voltes. El sistema més estés en PAL és el de 100 Hz que repetix cada image 4 voltes i reduïx notablement el parpadeo. Els primitius sistemes de 100 Hz anunciaven un aument de calitat pero en amprar conversores analògics/digitals primitius en poc mostreig i quantificació la calitat d'image era sensiblement menor. El método de digitalisació intentava usar el mínim de memòria possible ya que la memòria era molt cara per llavors. L'abaratiment dels circuits integrats de memòria i l'alvanç de l'electrònica en general han conseguit que en el mercat pugam trobar pantalles de 200 Hz que fan el parpadeo imperceptible mantenint la calitat de la senyal.

Alta tensió

Per a dirigir el fes en els tubos de rajos catódicos s'ampren tensions elèctriques molt altes (decenes de mils de volts). Estes tensions poden permanéixer en l'aparat durant un temps despuix d'apagar-ho i desconectar-ho de la ret elèctrica. Es deu evitar per lo tant obrir el monitor o televisor si no es dispon d'una adequada preparació tècnica.

Rajos X

Artícul principal → Tubo de rajos X.

L'interacció entre els electrons en rebotar en la pantalla fluorescent del TRC produïx, ben ajustat, chicotetes dosis de rajos X. Si el voltage del ànodo sobrepassa el màxim del recomanat pel fabricant del TRC , la dosis serà major a la dosis permesa per la llei.[43]

Atres tecnologies

Esquema Montage d'un televisor de pantalla de tubo

Els tubos catódicos, que han segut molt populars en gran part d'el XX, estan pràcticament en desús des de finals dels 2000 (primerament en monitors de computadores, i després en televisors), ya que poc a poc les pantalles planes (LCD) varen substituir a les pantalles de tubo catódico. Estos nous tipos de pantalles LCD i LED presenten ventages, com són: Un tamany comparativament més reduït. Dimensions possibles més grans o chicotetes. Relacions alt/ample més extremes. Ademés d'un menor pes i consum d'energia menor.

Aplicacions

Vore també

Referències

  1. ↑ «tubo de rajos catódicos». RAER.
  2. ↑ Eggeling; Frater, {{{nom2}}} (2003). Ampliar, reparar i configurar el seu PC (en és), Marcombo. ISBN 8426713351.
  3. ↑ I. Grandjean (1986). «Chapter 2», Taylor & Francis (ed.). Ergonomics in Computerized Offices. ISBN 978-0850663501.
  4. ↑ «'How Computer Monitors Work'». Consultat el 4 octubre 2009.
  5. ↑ Ferrer; Carrera, {{{nom2}}} (1981). Iniciació a la física (en és), Reverte. ISBN 9788429142730.
  6. ↑ (1985) «The Challenge of the Cathode-Ray Tube», Flat-Panel Displays and CRTs, New York: Van Nostrand Reinhold Company Inc., pp. 138–176. doi:10.1007/978-94-011-7062-8_6. ISBN 978-94-011-7062-8.
  7. ↑ «"a hot cathode" in a sentence | "a hot cathode" sentence examples». Archivat des d'el original, el 9 de decembre de 2022.
  8. ↑ 8,0 8,1 Thorn-AEI Ràdio Valves and Tubes Limited. Electrons in Picture Tubes, United Kingdom.
  9. ↑ High Above: The untold story of Astra, Europe's leading satellite company, Heidelberg: Springer Science & Business Mija, p. 220. ISBN 978-3-642-12009-1.
  10. ↑ «Who Invented Television?». A&I Television Networks, LLC..
  11. ↑ Patent dels Estats Units 1773980: Television system (filed January 7, 1927, issued August 26, 1930)
  12. ↑ Patent dels Estats Units 1773981: Television receiving system (filed January 7, 1927, issued August 26, 1930)
  13. ↑ Patent dels Estats Units 1758359: Electric oscillator system (filed January 7, 1927, issued May 13, 1930)
  14. ↑ Patent dels Estats Units 1806935: Light valve (filed January 7, 1927, issued May 26, 1931)
  15. ↑ Jan. 29, 1901: DuMont Will Make TV Work.
  16. ↑ «Pre-War CRTs: Telefunken RFB/T2». Early Television Museum.
  17. ↑ Plantilla:Obra citada/patente
  18. ↑ Plantilla:Obra citada/patente
  19. ↑ Plantilla:Obra citada/patente
  20. ↑ «History of the CRT TV».
  21. ↑ «Toshiba: Press Releases 21 December, 1995».
  22. ↑ Maslog-Levis, Kristyn. «LCDs outsell CRTs in Q4 2003».
  23. ↑ «LCDs Overtake and Outsell CRTs in Q3 2004!».
  24. ↑ «LCD monitors outsold CRTs in Q3, says DisplaySearch | EE Claves».
  25. ↑ «Canada: Daytek Adds 40-Inch LCD HD».
  26. ↑ «LCD TV shipments beat CRT in Japan in 2005».
  27. ↑ «Big-screen CRT TV business in Japan all but over».
  28. ↑ «Big-Screen CRT TV Biz in Japan All But Finished».
  29. ↑ «LCDs outsell CRTs in Europe | Macworld».
  30. ↑ Sherwood, James. «GlobalCD TV sals overtake CRT».
  31. ↑ «Archived copy».
  32. ↑ Mitra, Amit. «Indians switch off cathode ray TVs».
  33. ↑ «Cànon signals end of the road for SIGAU TV dreams». Archivat des d'el original, el 9 de novembre de 2020. Consultat el 4 d'agost de 2022.
  34. ↑ «Three more years of Videocon CRT demand?».
  35. ↑ «A look at where Califòrnia's CRT glass is going».
  36. ↑ Saying Goodbye To Old Technology — And A Legendary NYC Repair Shop.
  37. ↑ Onida exits DVD business, aims to phase out CRT TV manufacturing by 2015 (28 de giner 2014).
  38. ↑ «Price fixing settlement: If you owned a TV in 1995 you could get money back».
  39. ↑ Companies in cathode ray tube price fixing lawsuit reach $528 million deal, Reuters (1 de juny 2015).
  40. ↑ «Toxic TVs». Electronics TakeBack Coalition. Archivat des d'el original, el 27 de febrer de 2009. Consultat el 13 d'abril de 2010.
  41. ↑ Peters-Michaud, Neil; Katers, John and Barry, Jim. «Occupational Risks Associated with Electronics Demanufacturing and CRT Glass Processing Operations and the Impact of Mitigation Activities on Employee Safety and Health» (PDF). Cascade Asset Management, LLC. Basel Action Network. Archivat des d'el original, el 26 de juliol de 2011. Consultat el 20 de giner de 2011.
  42. ↑ «Cadmium». American Elements. Consultat el 13 d'abril de 2010.
  43. ↑ Vivek Saxena. «Precaucions de seguritat en monitors CRT».

Enllaços externs

Commons


Obtingut de «https://lenciclopedia.org/w/index.php?title=Tubo_de_rajos_catòdics&oldid=1440915»