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III- Transformation des signaux RVB en points lumineux
A- Composants du tube cathodique - Principe de fonctionnement
Le tube cathodique est un cône de métal où l’on a créé un vide très poussé pour que les électrons, indispensables au fonctionnement, ne rencontrent aucun obstacle sur leur route. Tout commence au sommet du cône, quand, dans chacun des trois canons à électrons de la tétrode, un faisceau d’électrons est créé par échauffement d’un filament. Il est par la suite concentré, accéléré, ... par différentes anodes ou grilles. Lorsqu’il sort du canon à électrons, le faisceau a atteint son état final. Pour pouvoir dévier le faisceau et ainsi créer une image, deux bobines de déviations sont installées sur le col extérieur du tube, elles ont pour rôle de dévier verticalement et horizontalement le faisceau. Avant la base du cône (l’écran), on trouve un masque perforé qui délimite les endroits où chaque canon à électrons doit envoyer son faisceau électronique. La paroi interne de la base du cône est tapissée de luminophores qui, lorsqu’ils sont excités par les faisceaux, émettent plus ou moins de lumière avec plus ou moins de couleur. Tous ces éléments combinés à notre persistance rétinienne font apparaître une succession d’images descriptible par notre cerveau.
Intérieur d'un téléviseur
B- Le canon à électrons - Les cathodes
Les canons à électrons
Nous allons étudier un des trois canons : Le filament de la cathode est porté à une tension de 6,3 volt pour une intensité de 240 à 300 mA. Il met environ 5 secondes pour atteindre une température optimale et pour pouvoir libérer des électrons appelés charge d’espace. Le schéma ci-dessus montre très bien le positionnement des différentes cathodes, anodes ou grilles à suivre dans les prochaines lignes. Le premier obstacle que rencontre cette charge d’espace est la grille no1 ou Wehnelt (G1). Cette grille commande le courant d’anode. En effet la grille étant polarisée négativement par rapport à la cathode, une partie de la charge d’espace sera repoussée et il se créera un canal de conduction (ou faisceau électronique) dont la taille variera, la partie des électrons repoussés n’atteindra jamais la seconde étape : l’anode ou grille no2.
Variation du canal de conduction L’anode (G2) est une électrode portée à un potentiel hautement positif par rapport à la cathode. Au départ quasi nulle, la quantité d’électrons captée augmente avec la tension portée dans l’anode. Au bout d’un moment, la quantité d’électrons captée par l’anode correspond à la charge d’espace sortie de la cathode. Alors l’anode mesure le pouvoir émissif de la cathode. La grille no2 peut aussi être qualifiée d’électrode accélératrice, elle alimentée par un courant de l’ordre de 400 à 800 volts.L’anode G3 et G5 sont quant à elles alimentées par de la THT (Très Haute Tension). G5 est reliée à la métallisation interne du tube et peut être appelée électrode postaccélératrice. La grille no4 ou G4 est elle alimentée par un courant d’une tension de l’ordre de 4000 à 8000 volts et peut être qualifiée d’électrode de concentration. Un graphitage externe relié à la masse à pour rôle de filtrer la THT des anodes G3 et G5.
Schéma d'ensemble
Tableau résumant les caractéristiques des électrodes
C- Les masques
Qu'est ce qu'un masque et a quoi ça sert ? Le masque est une grille perforée qui se trouve juste avant la couche de luminophores. Le masque permet à chaque canon de différente couleur de bien excité le bon luminophore. Dans le commerce il existe deux principaux types de masques que nous allons voir maintenant.
Principe du masquage
1- Le Shadow Mask Les rayons des trois faisceaux viennent balayer une grille métallique perforée de milliers de trous circulaires positionnés en triangle (configuration en trio de points). Cette technique efficace à tout de même 2 défaut majeur : -- l'échauffement du centre de l'écran la grille étant plus proche de la source que le reste de l'écran. Ce qui affecte la qualité de l'image. -- la grille occupant un pourcentage très grand de l'écran : l'image est donc assez sombre.
Le Shadow Mask
2- Le Trinitron Pour remédier au défauts du Shadow Mask, les constructeurs on donc créés la technologie Trinitron. C'est le deuxième type de masque inventé par Sony dans les années 60. La différence avec le shadow mask est que au lieu d'avoir les luminophores disposés en triangle ils sont placés en lignes verticale ininterrompus de couleurs. Le masque est donc lui aussi composés non plus de point perforés mais de lignes elles aussi ininterrompues. L'avantage étant d'avoir une plus grande luminosité. Mais ce masque a lui aussi ses défauts comme il est composé de filaments, 2 fils tendus a l'extrême le maintiennent en place, et ceci crée a l'écran 2 fils qui sont visibles sur fond très clair.
Le Trinitron
D- Les luminophores - La luminescence
A l'écran l'œil du téléspectateur ne voit qu'une image. Cette image est elle même constituée de plusieurs points de couleurs eux même créés par la superposition de 3 couleurs primaires, vert, bleu et rouge. Ces point sont appelés luminophores. L'intensité lumineuse d'un luminophore dépend directement de l'intensité du faisceau d'électrons. C'est par ce principe qu'on arrive à contrôler la lumière qu'ils émettent. La luminescence est le terme général regroupant la phosphorescence (émission lumineuse qui dure longtemps après que l'excitation soit arrêtée) et la fluorescence (une émission lumineuse plus rapide). Les luminophores sont des matériaux qui ont comme principale propriété d'émettre de la lumière après qu'ils aient absorbé de l'énergie fournie par une source excitatrice . Dans le cas d'un téléviseur, la source excitante est un bombardement d'électrons.
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