17.4 Mikrovlné elektrónky

Pre zosilňovanie a generovanie signálov v pásme 3.10 MHz až 10 GHz sa stáva kritickou doba preletu elektrónov medzi K a G a medzi G a A, uplatňujú sa medzielektródové kapacity a indukčnosti prívodov a tepelný šum obmedzuje citlivosť vvf širokopásmových zosilňovačov.

Pre uvedené frekvenčné pásma boli vyvinuté:

A) Mriežkové elektrónky a to:
- majákové triódy (P_max cca 1W, f_maxdo 3GHz)
- keramické elektrónky (P_max až desiatky W, f_max do 5GHz)
- žaluďové triódy s radiálnymi vývodmi (f_max do 0,5 GHz)
- triódy s plochými elektródami, ktoré bývajú súčasťami vlnovodov (do 4GHz)
a rezonátorov.

B) Elektrónky s rýchlostnou moduláciou

Miesto hustotnej modulácie toku elektrónov sa u týchto elektróniek využíva rýchlostná modulácia.
Pre zosilňovanie vvf signálov sú vhodné :
- Permaktróny (Traveling Wave Valve, LBV)
využívajú výmenu energie medzi zväzkom rýchlych elektrónov a vvf poľom medzi vstupom a výstupom.
Podľa [17.1] na 4GHZ dosahuje permaktrón Δf až 800 MHz
- Klystróny prieletové a reflexné
najčastejšie sú generátormi cm a mm vĺn malých a stredných výkonov. Podrobný popis v rámci tejto kapitoly
nieje možný, záujemca ho nájde v [1].

C) Magnetrónový oscilátor

Vákuové obrazovky využívajú princípy elektrónovej optiky a elektrónovej balistiky.
Princíp obrazovky s elektrostatickým vychyľovaním je na obr.17.11. Vo valcovej časti sklenenej evakuovanej banky (v tzv. hrdle obrazovky) je systém elektród zabezpečujúcich emisiu elektrónov a ich sústredenie do úzkeho zväzku. Asi v polovici dĺžky obrazovky prechádza valcová časť banky v časť kužeľovú. Dno kužeľa tvorí priehľadné tienidlo, na ktorom je z vnútornej strany nanesená vrstvička luminofóru. Dopad elektrónov, ktoré majú dostatočnú rýchlosť, vytvorí na tienidle svetelnú stopu.

Riadením m n o ž s t v a dopadajúcich elektrónov v elektrónovom zväzku /moduláciou tohto zväzku/ možno ovplyvniť jas svetelnej stopy; spolu s účelným usmernením zväzku elektrónov a jeho moduláciou možno vytvárať tmavé a svetlé časti obrazu.

Princíp vákuovej obrazovky je teda založený na možnosti
-   vytvoriť úzky zväzok elektrónov so značnou rýchlosťou,
-   riadiť ich smer,
-   zviditeľniť stopu elektrónového zväzku na tienidle.
Pre realizáciu týchto úkonov musí mať obrazovka výkonný zdroj elektrónov [v obr.17.11 je to elektrónová tryska (angl. electron gun), ktorá je tvorená nepriamo žeravenou katódou K]. Katóda je obklopená lesklým valčekom, zabraňujúcim šíreniu tepla do okolia. Celú túto časť obklopuje riadiaca mriežka RM, ktorá má slabo záporný alebo mierne kladný potenciál voči katóde.

Zo stredového otvoru riadiacej mriežky vyletujú elektróny do systému elektrónovej optiky. Tento systém je tvorený kladnou anódou A₁, zaostrovacou elektródou ZE a druhou anódou A₂. A2₂ je pripojená na vysoké kladné napätie. Vhodné nastavenie kladných napätí na týchto elektródach umožňuje vytvorenie úzkeho elektrónového zväzku.

Zväzok elektrónov prelieta najskôr medzi vychyľovacími doštičkami D₁ a D₂. Napätie medzi D₁ a D₂ vychyľuje elektróny v zvislej rovine. V [1] je odvodený vzťah pre vychýlenie na tienidle obrazovky: veľkosť vychýlenia je úmerná vzdialenosti doštičiek od tienidla, dĺžke doštičky a veľkosti vychyľovacieho napätia. Nepriamo úmerná je vzdialenosti medzi doštičkami a veľkosti napätia na anóde.

Elektrónový zväzok potom prechádza medzi doštičkami D₃ a D₄, ktoré sú kolmé na prvý pár a teda vychyľujú elektróny vo vodorovnej rovine. Elektrónový zväzok, ktorý bol ovplyvnený obidvoma vychyľovacími systémami vykreslí na tienidle v čase bod alebo krivku, odpovedajúci vychyľovacím napätiam.
Na kužeľovej časti obrazovky je krúžok PK, na ktorý sa pripojí najvyššie kladné napätie ‚ ktoré urýchľuje elektróny. Na obr.17.11 je najvyššie kladné napätie pripojené na zem, aby nehrozilo nebezpečie úrazu pre obsluhu — zato katóda obrazovky je voči zemi na plnom zápornom napätí.

Vnútro kužeľovej sklenenej banky býva pokryté vodivým povlakom spojeným s anódou, aby sa na skle nemohli vytvárať náboje, ktoré by rozptyľovali elektrónový zväzok.