שפופרת קרן קתודית (התקן תצוגה) – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
←‏פעולת השק"ק: תיקון ההתייחסות לזרחן - אין זרחן בציפוי
עריכה והרחבה, תיקון הסברים, הוספת מקור
שורה 1:
{{פירוש נוסף|נוכחי=מסכיםהתקני תצוגה המבוססים על שפופרת קרן קתודית|אחר=מכשירהתקן הניסוייהחשמלי|ראו=[[שפופרת קרן קתודית]]}}
[[קובץ:CRT_color.png|שמאל|ממוזער|300px|מבנה של התקן תצוגה המבוסס על שפופרת קרן קתודית.]]
'''שפופרת קרן קתודית''' או '''שק"ק''' (באנגלית: '''Cathode Ray Tube''' או ב[[ראשי תיבות]] '''CRT''') היא [[מתמר]]טכנולוגיה המשמשלבניית ב[[מסך|מסכי צפייהצג]]ים, וממירהנקראת על שם [[אותשפופרת (סיגנל)קרן קתודית|אותותההתקן החשמלי]] חשמלייםעליו לתמונההיא מתבססת. ממציאה היה [[קרל פרדיננד בראון]], אשר בנה שק"ק לראשונה עוד ב-[[1897]].
 
צגי שק"ק היו בשימוש נרחב ב[[טלוויזיה|טלוויזיות]], ב[[מחשב]]ים, בתצוגות [[מכ"מ]] ובציוד מדידה כגון [[אוסצילוסקופ]]ים לאורך [[המאה ה-20]]. במהלך העשור הראשון של [[המאה ה-21]] נכנסו לשימוש נרחב טכנולוגיות צגים אחרות כגון [[LCD]] ו[[תצוגת פלזמה|פלזמה]] אשר החליפו את צגי השק"ק ברוב היישומים.
מסכי שק"ק נמצאים בשימוש נרחב ב[[טלוויזיה|טלוויזיות]] וב[[מחשב|מחשבים]] נייחים. למעשה, עד לשנים האחרונות כמעט כל המסכים לשני מכשירים אלו היו מסוג שק"ק.
 
שפופרת קתודיתהקרן הינההקתודית צינורמבוססת ריקעל הפולטניתוב קרניאלומות [[אלקטרון|אלקטרונים]]. בניגודהנפלטות לצגיםמה[[קתודה]] דקיםאל מסך המצופה בחומר ([[LCDפלואורסצנציה|זרחני]]). כדי לקבל תמונה גדולה, מחייבת טכנולוגיה זו מחייבת מרחק רב יחסית בין מקור היריהאלקטרונים (ה"תותח") לבין המרקע., מסךועל שק"קכן יכוללא להגיעניתן עםלבנות צגבעזרתה זכוכיתמסכים שטוחשטוחים. לחלוטיןבצגים אוהראשונים עםשיוצרו, המסך עליו מוצגת התמונה צגהיה מעוגל במקצת, הזולמשיקולים יותר ליצוראופטיים, אך גורםבדורות האחרונים של הטכנולוגיה (סוף המאה ה-20) נבנו גם צגים עם מסך שטוח לחלוטין לעיוותיםואיכות קליםתמונה בתמונהמשופרת.
 
==פעולת השק"ק==
הצגים הראשונים שנבנו היו מונוכרומטיים (חד-צבעיים – שחור-לבן, שחור-ירוק וכדומה). פעולתם של צגים אלה דומה לזו של צגים צבעוניים, כמוסבר להלן, אך פשוטה יותר.
בתוך המסך יש שפופרת אטומה מ[[זכוכית]]; האטימות חשובה כדי למנוע התנגשויות בין האלקטרונים. צורתה כמעין פירמידה שבסיסה המלבני הוא מסך התצוגה, ובקודקוד המוארך במקצת יש 3 [[תותח אלקטרונים|תותחי אלקטרונים]], כל אחד מיועד עבור ייצוג צבע אחר: [[אדום]], [[ירוק]] ו[[כחול]] ([[RGB]]). למשל, כאשר משתמשים בכמות המקסימלית עבור כל אחד משלושת הצבעים, מקבלים את הצבע ה[[לבן]], וכאשר לא משתמשים באף אחד משלושת הצבעים מקבלים את הצבע ה[[שחור]]. במסך המראה רק צבעי [[שחור]] ו[[לבן]] יש רק תותח אחד.
 
בתוך המסךהצג יש שפופרת אטומה מ[[זכוכית]]; האטימותאטומה חשובההנתונה כדי למנוע התנגשויות בין האלקטרוניםב[[ריק]]. צורתה כמעין פירמידה שבסיסה המלבני הוא מסך התצוגה, ובקודקוד המוארך במקצת יש 3 [[תותח אלקטרונים|תותחי אלקטרונים]], כל אחד מיועד עבור ייצוג צבע אחר: [[אדום]], [[ירוק]] ו[[כחול]] ([[RGB]]). למשללדוגמה, כאשר משתמשים בכמותבעוצמת הקרן המקסימלית עבור כל אחד משלושתשלושת הצבעים, מקבלים את הצבעצבע ה[[לבן]], וכאשר לא משתמשים באף אחד משלושת הצבעים מקבליםמכבים את הצבעכל ה[[שחור]].שלוש במסךהקרניים המראהמתקבל רק צבעיצבע [[שחור]] ו[[לבן]] יש רק תותח אחד.
בתוך התותח ישנו מחולל אלקטרונים, שהוא [[חוט להט]] הפולט קרן של אלקטרונים. כל אחד מהמחוללים יורה קרן אלקטרונים לחלק הרחב של השפופרת ולוחות הטיה [[אלקטרומגנטיות|אלקטרומגנטים]] משפיעים על כיוון הקרן ומכוונים את הקרן כך שתפגע במקום המיועד לה במסך.
 
בתוך התותח ישנו מחולל אלקטרונים, שהוא [[חוט להט]] הפולט קרןאלקטרונים שלאשר אלקטרוניםמואצים בעזרת [[מתח]] גבוה לכיוון המסך. כל אחד מהמחולליםמתותחי האלקטרונים יורה קרן אלקטרונים לחלק הרחב של השפופרת ולוחותוסלילי הטיה [[אלקטרומגנטיותאלקטרומגנט|אלקטרומגנטיםאלקטרומגנטיים]] משפיעים על כיוון הקרן ומכוונים את הקרן כך שתפגע במקום המיועד לה במסך.
צג המסך מצופה בצדו הפנימי בחומרים זרחניים (אין קשר ליסוד [[זרחן]]). כאשר האלקטרונים פוגעים בציפוי הזרחני, הם גורמים לו להפיק אור ([[קרינה פלואורסצנטית]]). לכל נקודה ([[פיקסל]]) בצג ישנן 3 נקודות פלואורסצנטיות, אחת עבור כל צבע: נקודה לאדום, נקודה לירוק ונקודה לכחול. קרן האלקטרונים פוגעת במשטח בנקודה המתאימה לאותו הצבע בתוך הפיקסל שאמור להידלק.
 
צג המסך מצופה בצדו הפנימי בחומרים זרחניים (אין קשר ליסוד [[זרחן]]). כאשר האלקטרונים פוגעים בציפוי הזרחני, הם גורמים לו להפיק אור ([[קרינה פלואורסצנטית]]). לכל נקודהאלמנט תמונה ([[פיקסל]]) בצג ישנן 3 נקודות פלואורסצנטיות, וכל אחת עבורמהן כליוצרת צבע אחר: נקודה לאדוםאדום, נקודה לירוקירוק ונקודהאו לכחולכחול. קרן האלקטרונים פוגעת במשטח בנקודה המתאימה לאותו הצבע בתוך הפיקסל שאמור להידלק.
כל [[פיקסל]] שמופיע על המסך בצבע השונה מאדום, ירוק או כחול הוא בעצם שילוב של 3 תת-פיקסלים בצבעים הללו הנראים כנקודה אחת. כדי ליצור צבעים מגוונים משתמשים בעוצמות שונות של קרני האלקטרונים כדי לקבל עוצמות שונות של הצבעים; כאשר העוצמה של קרן האלקטרונים חזקה יותר, הציפוי הזרחני שבו היא פוגעת יאיר חזק יותר. אפשר להיווכח בצורת פעולה זו על ידי הסתכלות מקרוב באמצעות בתצוגה מוגדלת המגלה את הנקודות האדומות, הירוקות והכחולות (ראו תמונה).
 
כל [[פיקסל]] שמופיע על המסך בצבע השונה מאדום, ירוק או כחול הוא בעצם שילוב של 3 תתהתת-פיקסלים בצבעים הללו הנראים כנקודה אחת. כדי ליצור צבעים מגוונים משתמשים בעוצמות שונות של קרני האלקטרונים כדי לקבל עוצמות שונות של הצבעים; כאשר העוצמה של קרן האלקטרונים חזקה יותר, הציפוי הזרחני שבו היא פוגעת יאיר חזק יותר. אפשר להיווכח בצורת פעולה זו על ידי הסתכלות מקרוב באמצעות בתצוגה מוגדלת המגלה את הנקודות האדומות, הירוקות והכחולות (ראו תמונה).
 
[[קובץ:aperture_grille.jpg|100px|שמאל|ממוזער|מסיכת צל במבט מקרוב]]
 
מעל לשכבת הזרחנית מונחת שכבה נוספת, העשויה רשת ממתכת דקה ומכונה "מסיכת צל". היא נועדה למנוע תקלות, "מריחת צבעים" ולוודאלוודא שכל קרן תפגע בדיוק בנקודה הדרושה לה - כך ש"קרן אדומה", למשל, לא תפגע בנקודה הירוקה, דבר שיגרום ל"מריחת צבעים". בשכבה זו יש חורים מאוד קטנים, המיושרים במקביל לנקודות של המסך. כך, גם אם הקרן סוטה מעט מיעדה, היא לא תפגע בנקודת צבע שונה, כי מסיכת הצל מסתירה אותה.
 
בטלוויזיה וברוב צגי המחשבים מסוג שק"ק, התמונה נבנית על ידי סריקה מלבנית (raster scan) של המסך בעזרת הזזת קרני האלקטרונים לרוחב (ליצירת "שורה") ולאורך (כך שנוצרות שורות רבות). הסריקה נעשית ב[[תדר]] גבוה מספיק כך שהעין האנושית לא מבחינה בה ומתקבלת תחושה של תמונה אחידה. בתצוגות שק"ק של מכשירים אחרים (כגון אוסצילוסקופים אנלוגיים ומכ"מ) הסריקה אינה מלבנית, ותלויה באותות בקרה השולטים בקרן האלקטרונים ליצירת התצוגה הרצויה. תצוגות מסוג זה הן לרוב מונוכרומטיות.
 
בצגים מונוכרומטיים יש רק תותח אלקטרונים אחד, הציפוי הזרחני הוא אחיד, ואין מסיכת צל. כתוצאה מכך ניתן להגיע בהם ל[[רזולוציה|כושר הפרדה]] גבוה יותר מאשר בצגים צבעוניים מאותו גודל.
 
==קרינה==
צגי שק"ק יוצרים קרינה מסוגים שונים. בנוסף ליצירת [[אור נראה]] הנפלט מן המסך, שהיא תופעה רצויה, נוצרת קרינה בתחומים נוספים:
גורמי ה[[קרינה]] במסך הם המחוללים. רוב המסכים כיום מוגני קרינה מחזית המסך (כך שפליטת הקרינה נמצאת מתחת לתקן מסוים), אבל גם חלקו האחורי של המסך והצדדים פולטים קרינה. הקרינה הנפלטת היא [[קרינה אלקטרומגנטית]] בעיקר בתחום [[גלי רדיו|גלי הרדיו]] (קרינה בלתי מייננת), ובנוסף ישנה פליטה זניחה בתחום [[קרני רנטגן|קרני הרנטגן]] (קרינה מייננת).
* מעגלי סריקת המסך עשויים לפלוט [[גלי רדיו]] (קרינה בלתי מייננת), וצגים ישנים היו מפריעים לפעולת מכשירי רדיו בעת פעולתם. בדורות האחרונים של הטכנולוגיה הוגברה ההקפדה על [[תאימות אלקטרומגנטית]] ופליטת גלי הרדיו ירדה לרמה זניחה.
* כמות קטנה מאוד של קרינה בתחום [[קרני רנטגן|קרני הרנטגן]] (קרינה מייננת) נוצרת כתוצאה מפגיעת האלקטרונים במסך. קרינה זו מוגבלת בתקני בטיחות.
* פעולת צגי שק"ק יוצרת חום רב יחסית לטכנולוגיות חדישות יותר, וגורמת לפליטת קרינה בתחום ה[[תת-אדום]].
 
==לקריאה נוספת==
==ראו גם==
{{מיזמים|ויקישיתוף=Category:Cathode ray tubes|שם ויקישיתוף=שפופרת קרן קתודית}}
* [[צג]]
* [[LCD]]
* [[תצוגת פלזמה]]
 
==קישורים חיצוניים==
* {{קישור כללי|הכותב=Marshall Brain|כותרת=How Television Works - The Cathode Ray Tube|כתובת=http://electronics.howstuffworks.com/tv3.htm|תאריך=26 בנובמבר 2006|מידע נוסף=באתר HowStuffWorks|שפה=אנגלית}}
 
[[קטגוריה:טכנולוגיות מסכים]]