SJ Z 9010.14-1987 电子管电性能的测试 第14部分：雷达和示波阴极射线管测试方法.pdf

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1、中华人民共和国电子工业推荐性部标准第14部分:霄达和示波阴极射线管测试为Measurements of electrical properties of electronic tuhes 5 J /z 9 0 1 O. 1 4 8 7 IEC 151一14(1975)P a r t 1 4: Me t h 0 d 8 0 f m e a 8 u r e m e n t 0 f r a d a r a n d oscilloscope cathode-ray tuhes 一一本标准是基于雷达和示技凋iE射线管的现行方法。从标准本身的含义来讲，它不应作为完备的标准，因为如果根据这些原理的测试结果在

2、规定的误差范围内必须是可比拟的话，就需要对谢试方法进行更加详细的说明。1术本标准巾所用钊的一般术语定义能够在国际电工词汇(IEC50号(531), 标准)531意z电子管主要在531-14、53122、53142部份中找到。2 述2. 1 范围术标准:所述翻试方法不是对所有类型的阴极射线加以特殊现定时才适用。2. 2 防护措施适用马为此，本标准应在除IEC151 0号标准第0部份z关于电子管测试方法的防护措施中所规定的一般防护措施外。还应果取下列防护措施z2. 2. 1 关于安全z应采用防护措施保护操作者免受高电压冲击、X射线辐射末日营子爆裂的危害。2. 2. 2 关于光学特性的测量z当进行荧

3、光屏特性测试时，可能需要控制环境温度。同时，还应提供防止其它辐射能源影响的保护性屏眠。2. 2. 3 关于强束电流测试z为避免荧光D了出坏，应在光点偏离荧光屏有效面或荧光屏过扫描的条件下，测量获得规定束电流值所要求的驱动电压。中华人民共和国电子工业部198709 14批* 1铃8J/Z90 10.14 87 一3 光学特性的测试3. 1 亮度特性3. 1. 1 发光强度应在一个适当大小的最佳聚焦光栅上用一个光电器件来该光电器件具有近似于CIE光谱光视效率的全响应。在zf二E(嚣际l照明委员会)，国J予跟我i)汇I、E、V、50(45) (1970):10-016。进行规定电压的调整，以达到所要

4、求的发光强度，并测量任一规定电极的电压和电流。光栅的平均亮度与发光强度的关系如下式z1 =L A 式中:1 发光强度，Cd J L一一亮度，Cd/m2, A一-光电器件观察到的发光面积，m 2。3. 1. 2 进行荧光屏发出的特殊颜色的光强测试，除应符合CIE光谱光视妓率的规定外，尚应采用个适当的颜色精光片。这个指光片与光电器件的组件经己姐特性的光源校正。采用了新的校准，3.1.1条程序适用。色掘光片，撞光片与光电器件组件也可用于荧光屏发光增长和余辉的测试见3.6条。应规定颜色油光片，捷光片与光电器件组件的全部细节。3. 1. 3 用改变偏压从截止值变到与所要求的发光强度或工作柬电流相对应来测

5、量作为偏压函数的发光强度或束电流。3. 2 害生照明在加热丝电压和所有其它电压为零的条件下，测量由于阴极组件的发光所造成她荧光屏亮度。由于这个亮度通常是极低的，环境照度实际上应为霉。3. 3 寄生发射3. 3. 1 测试条件被测管应放在给定的电路中，并加包括截止电压和偏转电压在内的规定电压。在管子荧光屏上测得的环境光照度应不醒过51。观察者在观察管子荧光屏之前，应使眼睛适应环境照明。3. 3. 2 测量结果结果为在给定的时间内是否有任何可见发光。3. 4 跳火), 2 ，唔。SJ/二，D(l10.14873. 4. 1 测试方法A3. 4. 1. 1 测试条件管子应放在给定的电路中，并加规定的

6、电压。3. 4. 1. 2 测量结果结果为在给定的时间中，3. 4. 2 测试方法B3. 4. 2. 1 测试条件在管子荧光屏上观察到的闪光次数。管子应放在给定的电路中，并加规定的电压。这个电路应包含阴极回路中的规定阻扰和适于计数由于眺火的结果而在阴极阻抗上产生的电压脉冲的计数装置。计数装置的特性输入阻抗、灵敏度、连续脉冲之间的时间间隔)应规定。3. 4. 2. 2 测量结果结果为在给定的时间内所计数出的跳火次数。3. 5 截止电压的止电压应在未偏转聚焦光点可见度临界时测量。照射到荧光屏上的光强(宅内照明应为低水平，或者，在规定的低束流典型值0.1微安，扣除漏电流下测量截止电压。3. 6 荧光

7、屏发光增快和余辉的测试3. 6. 1 方法1管子在规定的电极电压条件下工作，不加偏转。束电流在规定的重复顿率、陈冲宽度和幅度下脉动。除对测量发光增长加特殊条件外，脉冲的周期应远大荧光屏的余怦。用一只光电倍增管接收光输出，该光电倍增管的党输出馈送给一台合适的记录仪恼。对于观察用管子的测量，应借助于符合C1 E光谱光视效率的适当滤光片组来调整光电倍增雷及其组合仪器的响应特性。当管子作其它用途时，例如用于照像中，吁以采用英它捕光片。记录仪器必须具有足够短的响应时间，以精确再现被测发光的增长和余辉。对于发光增长和短余辉荧光屏的测量，示波器是适宜的，对于极长余辉的测量，采用照度计和秒表就足够了。3. 6

8、. 2 方法2管子在规定的电极电压和束电流条件下工作。借助于一个适当的偏转系统，以已知的扫速沿一条线扫描光点。如果回扫能引起荧光屏激励的话，那么就应采用回扫抑制。在荧光屏前放置一块已知挟缝宽度的挡板，使狭缝垂直于扫描线，因此，只在一小部份扫描线是可见的。狭缝的宽度和扫描速度必须使得光点通过狭缝的时间比被测余辉时间短。用一只光电倍增营接收这一小部份荧光屏发出的光，并馈送到如方法1所述的告(-3 * SJ/Z9010.14 87 合适的记录仪甜。用光点直径和扫描速度的知识能计算荧光屏的激励时间。必须在相同的工作条件下见3.7条测量光点直径。3. 6. 3 方法8本方法可用于长余辉和光输出低的管子。

9、管子在规定的电极电压、柬电流和环境温度条件下工作。采用一个适当的偏转系统使电子束形成光栅。光栅每场的时间必须比被测余辉短。然后，荧光屏被规定的场数激励并用一只光电管接收全部发光面积的光输出，按方法1所述记录光电倍增管的输出。应该注意，激励叶间不是场扫描时间，而是光点直径除以扫描速民。3. 7 聚焦质量的测试可用下述方法之一测量线宽来确定聚焦质里。为防止荧光屏灼节，在栅极的截止电压上加一给定挎续时间和重复脉冲电压可能是必要的。果用磁聚焦和(或)磁偏转的管子应在规定的聚焦和或偏转系统中3. 7. 1 显微镜检查怯3. 7. 1. 1 扩展光栅的正向。在给定的场顿下，在荧光屏的中心区域加规定线数构成

10、的光棚，调节栅极电压以得到规定的光强或束电流。应规定扫描绒的长度并保持不变。然后，扩展光栅使扫描线结构清晰可见以及包含所需测试的位置a光栅中心聚焦应调到最佳状态，按8r7条的规定用，散镜、线宽。在不调整聚焦、交换扫描电压和调节光栅尺寸到给出相同的扫描线长在的条件下，重复这个程字。两于静电偏转的管子，应采用对称偏转电庄。3. 7. 1. 2 椭圆或圆束迹采用规定民度的轴线和规定颇率的一条椭圆或圆束迹，并调节栅极电压以达到规定的光强或柬电流。调节聚焦到最佳状态，并在清晰度最差的地方测量束迹的宽度。3. 7. 1. 3 脉冲线采用一条规定重复顿率和长度的扫描线，并调节栅极电压使在光栅上达到所要求的光

11、强或束电流。可在栅极的截止电压上加一给定重复顿率的正向脉冲电压来取得等姓的!峰憧束电流或光强条件。节聚焦到最佳状态，并在柬迹中部测量线宽。3. 7. 2 压缩光栅法管子在规定条件下工作，其工作条件包括两个方向上频率均有规定的线性扫描铸4i骨83/Z9010.14 87 光栅。调节聚焦到最佳状态。首先增大图形的幅度直到扫描线结构清晰可见，然后缩小图形的幅度使相邻扫描线的边缘合拢并且具有均匀亮度显示。随后，测量缩小的图形尺寸，并除以显示的扫描线数。这个商即为线宽的尺寸。应该注意，对上述测试而言，其线宽的定义与单线或光点宽度测量的线宽定义有很大的差别。两类测试之间的关系取决于亮线或光点内的能量分布，

12、但在许多情况下可以发现，用压缩光栅法测得的线宽约为用单线或光点如1试所测得的线宽的一半。虽然这个方法简便并且要求的附加设备少，但测量精度取决于场扫描的线性。3. 7. 3 狭缝法当管-;(E规定的电极电压和束电流条件下工作时，电子束扫描成一条亮线。这条亮线的光被合适的光学系统聚焦，以便在某已知平面上产生一个放大的实。在此平面上安装一个狭缝。狭缝的克;工必须小于被测亮线的像的宽度。像与狭精确地相互平行也是重要的。后，通过狭缝的光聚焦在光电倍增管的光电阴极上，光电倍增管被连接到合适的记录仪器上。测量横过亮线宽度上的几个点的光强可绘制出一条分布曲线，并由光学系统放大率的知识来确定线儿。按下述方法进行

13、棚里Ea) 移动挟毡横过亮线的隙，且lGIb) 以某种方式移动管子上的扫描线，即移动亮线上的像横过挟程。该方法取得了完整的横过线宽的光强分布数据。当这些数据可靠时，对线宽而言可适用于任何适宜的定义(例如，限定在20%峰值光强内。3. 8 空白IJ顿率法测试显示管分辨率下列测iJl原理可用于各类显示管，但应按灵敏层的余辉和束电流胆大小(强或)采用正确切技术。3.8.1 J:1P:论只有图形比扫描光点更粗糙，阴极射线管才能再现所要求的图形。如果图形是精密结构的图形，那么，给定调剧的束迹的反差将趋向于减小，在极端情况下图形将消失。如果将足够小的正弦信号加到啻子上，以产生光强调制的话，在束湾光强和所加

14、调制信号幅度之间的特性基本上是线性的。因此，对于一个给定的输入信号，可借助于观察束迹的颤动对图形空间顿率的关系来获得管子分辨率的大小。这里，空间颇率定义为每单位提度束迹的正弦波周期敬。所以，?当管子用于光强调制显示时，阴极射线营专l司颇率响应的测试将如较为熟悉的光点尺寸或线宽测试一样提供一种评价管子性能的方法。祷5* SJ/Z90 10.14 -87 为了方便，管子的空间颇率响应用管子在低顿时的响应百分数表示，在低频时的分辨率被认为是最大的。为了测试的简便，管子的空间相率响应可用保持束迹光强不变而采用一外加标准图影来评价。该外加标准图形模拟调制的束迹产生的黑和白区咽。在此情况下，应注意到外加标

15、准图形的采用，提供了等效于矩月2波的调制波形4下面所示的两种特性是不同的:(a)用正弦波调制的调制度百分数与空间颇率响应之间的关系，和(b)用矩形被调制的调制度百分数与空间拥率响应之间的相互关系因此，计算中应考虑这个差别。这可以用类似于图1、图2、图3和图4中所列的曲线来得出这个差别。这些曲线表示调制度百分数与空间颇率的相互关系，空间颇率是以60 %调制度的那个空间颇率为基准，同时假设光点的光强遵德高斯分布。在这个特例中60%调制度水平作为管子测试可接收的水平。注z建议政60%调制度作为标准参考水平.定光点光强遵循高斯分布，可采用下列公式.M = e - 21t2f6z ! 60 (sin)

16、= _ 2。式中1M一空间顿率f下的调制度，!60(sin)一一调制度为60%时的正弦波空间颇率s26一一在60.6%高度下的光点宽度见图4)。从图1和图2能够看到，对于60%调制度:(lJ矩形波调制的空间颇率响应与(21正弦波调制的空间颇率响应之比由下式给出Ef60 (sq) = 1.21 (AA I线! 60 (Sin) 式中I! 60(sq)一调制度为60%时的矩形波空间叫中因此，采用上述公式，光点尺寸与矩形波响应之间的相互关系由下式给出s1.21 ! 60(吨)=一_Czo 另一方面，由调制波形引起的差异，可用在规定的空间颇率值下的调制度百结差异来表示。对于这种测试3在阴极射线管上显示

17、一条束迹，并借助于显微镜物镜将这条束迹投影到标准图形上。其标准图形采用交替的等宽透光和不透光条带构成的确定的J光栅型式。如果扫描线横过交替的条带即与条带的长度方向垂直，如圈5所示那么，透过光栅的光量将取决于扫描速度以及光栅条带宽度与光点的捆讨尺寸。例* 6铃SJ/Z 9010.14 87 如，当光点中心处在透光条带中时，如果光点尺寸大于条带宽度，发出的一部份光将被不透光部份遮蔽，而当光点是正对不透光条带后面时见图6a和6b) ，边的光将通过。此外，由于发光取决于灵敏层中粒子的能量，扫描太快不能给一个粒子提供足够的能量，以产生最大的光强和或不能使前面的扫描所得到的能量硝失掉。扫描速度的影响可以用

18、挑选适当的扫描速度来消除。通过一个具有等于规定图形的条带宽度的光栅，观察透过的光强变化将提供管子分辨率的医且。3. 8. 2 3. 8. 2. 1 原理在管子上显示有关的光点或束迹。光点或束迹通过显微镜物镜成象于如图5所示的光棚上。透光和不透光条带的尺寸，结合显微镜物镜放大倍数就可提供所需的空间测试，咄干。如图5所示，光点和光栅的相对移动方向为横过交替条带。用一只具有规定光谱响应的光电倍增营，收集经过一个合适的场透镜的透射光，该场透镜把通过显微镜物镜孔径的光聚焦到光电倍增管阴板上。光电倍增管的输出直接馈送到一台显示器如示波器或描笔式记录器上，该显示器的时提同步于相对移动速度。显示器上的幅度该幅

19、度为通过光栅的透射光的最值既是对一条单强的宽缝又是对一连串靠近的缝隙的测量结果。然后，将一连串靠近的缝隙测得的匾度与单独的宽缝隙测得的幅度即在零顿率时测得的幅度进行比较。两个幅度舵比示为规定空间颇率的幅值百分拙。3. 8. 2. 2 测试方法试磁聚焦和或偏转的管子，应使用规定的聚焦和偏转线圈组件。子在图7所示的测试装置中，接给定的电极电压和束电流条件工作。选定的试方法应与荧光屏灵敏层的余辉和束电流的大小相符s束电流大小将随使用中灵灼伤的难易而定。下面三种方法照顾到这些因数z方法A一一对于低束电流和中短余辉灵敏层的管子。在低顿F电子束横过管子荧光屏扫描产生一条短线。使扫描速度足够低以确保在第二次

20、激发扫描线之前灵敏层上的能量消失掉。扫描的方向为垂宦于光栅条带见图5)。注意事项z为了尽量减小荧光屏噪声的影响，在垂直于扫描线的方向可使光点在高顿下梢许偏转。方法B一一对于低束电流和长余辉灵敏层的管子。在管子荧光屏上显示一个静止的光点，在垂直于光栅栅条的方向横过光点的移动光棚。移动光栅的方法应无振动和机械噪声。注意事项z因较长余辉荧光粉尤其是氟化物较易灼伤，推荐在平行T光铃7 告奋SJ/Z9010.14 87 条的方向使光点在高顿下稍许偏转。这个偏转减小了荧光粉的局部过载，也大大地减小了荧光屏噪声的影响。对于具有高束流的管子当管子荧光屏上任一点的平均电流密度足够高，以至在完成测试的时间内要引起

21、荧光粉的灼伤时，必须改变测试程序以降低平均电流至安全水平。可以单独使用F列两种方法之一种或两种方法一并使用。a ) 在垂直于光栅移动的方向使光点反复扫描。该扫描的幅度应足以使荧光屏任何地方的平均电流密度降至安全水平。扫描i草率应约为正常工作使用的扫描速b ) 借助于在栅极和阴极之间加适当信号的方法，让光点在全亮度和截止之间脉动。调制信号的接通与断开的时间比应足够低，以使荧光屏上任何地方的平均电流密度降至安全水平。两个电平之间的过渡时间应比接通时间恒。束迹的像与光栅的相对移动，必须使在光栅的空间颇率的个周期内产生适当的脉冲数例如，2 0个。c ) 在极端的情况下，这两种方法可以合并，如川中管子保

22、持不截止加复扫描，如b)中对于一个全扫描周期束迹周期性地脉动。加亮脉冲的重复颇率取决于荧光屏任一点上的平均电流密度要求减少的程度。此外，在光栅的空间顿率的一个周期内要求至少有20个脉冲。3. 8. 3 测试段备的要求显微镜物镜、光棚、场透镜和光电倍增管装人暗箱中。暗箱的ZEJ也应允许暗相对于阴披射线管屏面移动。显微镜钳挠、管子和光栅之间的距离必Jji丛i可谓的，使得在校准时可以精确地调节放大率。紧靠光栅背面自己置场透镜见图7) ，芳:电倍增管阴极放ilzfif场j至45面，真剑场透挠的距离最好同显微镜物镜到场透锚的距离一样。3. 8. 4光光栅图形如图5所示，它包含一个周期的极低颇率，其余部份

23、为规Ii:-ivfh-的高测:顿率。缝凉的尺寸连同适当的物镜放大率一起提供所雯求的空间顿，杯。例如，维隙程度为0.0167厘米(0.066英寸)，物镜放大率为5倍，贝。测试的培形波空间栩率为150周每厘米。1 0.0167x2 一-f 5 光栅可由一个模板采用照像缩小来取得。为在最后一次制备光楠时，保持模极的精度，照像过程中必绩非常小心。3. 8. 5 光电倍增管光电倍增营可以是任何合适的管子，但适宜的管型是一种具有端面窗口的光t!* 8铃SJ /2 90 1 O. 1 4 87 _. I 一呼号一- -_ -. - . 一-一一一平倍增肾。其光谱响应和特性对测试应是合适的。3. 8. 6 示

24、波器转灵敏度的值应能确保在盟示管具有易于幅度测试的余辉)上给出道当的偏转J为在被测阴极射线管上偏转光点，适宜采用示波器的时基锯齿波为扫描放大器提供输人。3. 8. 7 校准方法A可用移走光电倍增管:而在原光电阴极平面处放置一个适当的灯泡来进行系统的校准。通过一只供校准的台式测微计的显微镜装暨观察光栅投影的像。调节显微镜物镜离开光栅l白距离，直到适当数量3甘黑色和白色区域占据台式测微计上一个已知度为止。然后，固定物镜的位置和将光电倍增管放回原位。方法B在光栅和光电倍增营的光路中放置一台光束51光器和曰视盟微镜，使观察者能目视光栅如图8所示)0 :1门视显微镜71纯在光栅t聚焦时，固定目视显微镜的

25、，并在物平面仁放置一台式测微计以取代管子。然后，调节测量系统物挠的位置和台式测微计的位置使台式测微计的影像与光合，因此能通过显微镜: ;.J观索到两舌。日视!i丑微镜也可用于捐助调定被测管的电聚焦和束迹的像在光栅平面上的聚焦，以及束迹的像相对于光栅条带均正确i周准。光栅应装人暗箱中。4 偏转灵敏度和偏转因4. 1 偏转灵敏度和偏转因数4. 1. 1 偏转灵敏度(S) 覆盖有效屏面尺寸的75 %的对称偏转(如有规定，或为非对称偏转相继加到每条WI-_ 0 IZ对条油，测量偏转告米数!在以偏转电压的商。4. 1. 2 偏转因数这是如转灵敏度的倒数。覆盖子if投屏!面尺寸的75 %的对称偏转如有规定

26、，或为非对称偏转)相继加于Ijf:手条街iik a jJJ对每条驰2测量偏转屯!五l吁:以对应的偏转毫米数的商。4. 2 5lii专lJ0 ，:主因数一一静电偏食(F)采i目4.1. 1条所述的测试Jn去，测量每条轴上两个规定偏转点的偏转灵敏度S。通常用毫米每伏表示拍罚单结果s.租S2由F式确定每条轴的偏转均匀性l81敬(F)，以f分数表示。S .-S2 F= - XI00% S. * 9 * 。SJ/三9010.1487 由于偏转灵敏度随偏转量l市变罗完哩的偏转均匀性因数的确定，只能作为偏转数的偏转均匀性因数曲线来得到，如果没有其它规定的话，从屏中心测量偏转4. 3 ，自转畸变4. 3. 1

27、 图形畸变用对称偏转电压(如:自规定，或为非对称偏转电压扫描所要求的荧光屏区域。光栅的边缘应落在规定尺寸的同心矩形之间。4. 4 光点的机械偏移在没有任何偏转场，消除了外部电场和磁场的影响，或考虑到电场和磁场的影响她条件下，测量相对于荧光屏上规定参考点的光点l!L息。对于电偏转的管子，偏转电极必须与相应的电极连接。对于静电聚焦的管子，光点应调至最佳聚焦。对于磁聚焦的管子，应无聚焦场存在。为了不损坏荧光屏，必须调节偏压。4. 5 光点的电，致偏移4. 5. 1 漏电效应当光点调至最佳聚焦，每个偏转电极与相应的电极连接时，测量串于规定的电阻依次串人每个偏转电极而引坦的光点偏转。为了不损坏荧光屏，必

28、须调节偏压。4. 5. 2 束电流敬应在所有的偏转电路中接寄规定的电阻，且偏转电极对称连接。.当栅摄电压从止变到在得规定的光强所要求的电压时，测量光点，亮线注光棚的陆移。必32:讨，为防止荧光屏损坏，栅坡上可1m掠冲电压。5 极间电窑的测试各极间电容的测试，应在不工作的管子引线上，采用工ECI00号标准电子极间电容测试方法的方法进行。铃10骨莲t/. ZE 90 .,. 80 .,. 70 1, 60 -1. 50 。1，30 .,. 20 1, 10 .,. 。1，EZ 1， 90 1. 刨1，70 电岛、50 1, 10 , 30 , 章0/010 晶。.1.0 - . S.J/Z90 1

29、0.11 -87 0.5 - 11:弦i皮响应1.0 如JB血响!但1.5 2.0 ;吃川i;主为f(1 , fl亏空间频率(/C m 矩形波和正弦波调制的度的比较圈1 正弦领率乘比值得矩形事.矩形波$除比得正弦波顿率.1.5 2.0 型E间顿事比.矩形放/ii弦波图2.矩形波/jf弦波空间率对不同度的曲线2.5 * 11 争+. - -100 .,. 11M 90 .,. 1,) - . 80 .,. 70 .,. 60 .,. 50 .,. 40 .,. 30 .,. 2白.，.10 .,. 。.，.S.J/Z9010.14 87 伊li.给定167扇/应米时的响应为4:8? , 找出在6

30、0%时的空;11;顿率。查出48%的比值，并以比值珠给定频率。在60%时的空间颇率为2167眉/厘米1.15 = 1 .t司局/厘米0.7 0.8 0.9 1.01.1 1.2 1.31.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 矩形波空间频率比1.，. 发此nn. 必回咱!芷60 .,. .,. 20.,. 。.，.骨12* 图3.矩形搜空间与调制的关系曲线315 4 .110(.)丁古画平了丁古画平了飞币石7丁百叫时光点311ik图4.光点光强分布高斯分布SJ / Z 9 0 1 O. 1 4 8 7 一-一十二一一-一一-一扫描jj向-因5典型光珊无标度)光点光强曲线(高斯分布)低费贯正张被高频正弦图68.正弦低频矩形波澜制厂一形光点光强圈6b 矩形图6不同调剖时观寨到的电度* 13骨* f- . 术-卢测管?生微镜物问MJCOM。场透镜光电倍增管 ,-?如i4 在低频F的参考幅度率下的平均幅度图7空率响应的* f- E刀* W;电倍增管观察自一一一一光束分光一一 移动方向图8系统校准装置方法B). (f) 己4- P斗量:0 。-管 e -曲D