Tubes d'affichage

En plus d'effectuer des tâches d'amplification et de commutation, les tubes peuvent être conçus pour servir de dispositifs d'affichage.

Le tube d'affichage le plus connu est peut-être le tube à rayons cathodiques , ou CRT . Inventés à l'origine comme instrument pour étudier le comportement des « rayons cathodiques » (électrons) dans le vide, ces tubes sont devenus des instruments utiles à la détection de tension, puis plus tard comme appareils de projection vidéo avec l'avènement de la télévision. La principale différence entre les tubes cathodiques utilisés dans les oscilloscopes et les tubes cathodiques utilisés dans les téléviseurs réside dans le fait que la variété des oscilloscopes utilise exclusivement une déflexion électrostatique (plaque), tandis que les téléviseurs utilisent une déflexion électromagnétique (bobine). Les plaques fonctionnent bien mieux que les bobines sur une plus large gamme de fréquences de signal, ce qui est idéal pour les oscilloscopes mais non pertinent pour les téléviseurs, car un faisceau d'électrons de télévision balaie verticalement et horizontalement à des fréquences fixes. Les bobines de déviation électromagnétique sont de loin préférées dans la construction de téléviseurs CRT car elles n'ont pas à pénétrer dans l'enveloppe de verre du tube, ce qui diminue les coûts de production et augmente la fiabilité du tube.

Un « cousin » intéressant du CRT est le Cat-Eye ou Magic-Eye tube indicateur. Essentiellement, ce tube est un appareil de mesure de tension avec un affichage ressemblant à un anneau vert brillant. Les électrons émis par la cathode de ce tube frappent un écran fluorescent, provoquant l'émission de la lumière de couleur verte. La forme de la lueur produite par l'écran fluorescent varie en fonction de la quantité de tension appliquée à une grille :

La largeur de l'ombre est directement déterminée par la différence de potentiel entre l'électrode de commande et l'écran fluorescent. L'électrode de commande est une tige étroite placée entre la cathode et l'écran fluorescent. Si cette électrode de commande (tige) est nettement plus négative que l'écran fluorescent, elle déviera certains électrons de cette zone de l'écran. La zone de l'écran « ombragée » par l'électrode de commande apparaîtra plus sombre lorsqu'il y a une différence de tension significative entre les deux. Lorsque l'électrode de contrôle et l'écran fluorescent sont à potentiel égal (tension nulle entre eux), l'effet d'ombrage sera minime et l'écran sera également éclairé.

Le symbole schématique d'un tube « œil de chat » ressemble à ceci :

Voici une photographie d'un tube œil de chat, montrant la zone d'affichage circulaire ainsi que l'enveloppe de verre, la douille (noire, à l'extrémité du tube) et une partie de sa structure interne :

Normalement, seule l'extrémité du tube dépasserait d'un trou dans un tableau de bord, afin que l'utilisateur puisse voir l'écran fluorescent circulaire.

Dans son utilisation la plus simple, un tube « œil de chat » pourrait être utilisé sans l'utilisation de la grille de l'amplificateur. Cependant, afin de le rendre plus sensible, la grille d'amplification est utilisé, et il est utilisé comme ceci :

La cathode, la grille d'amplification et la plaque agissent comme une triode pour créer de grands changements de tension plaque-cathode pour de petits changements de tension grille-cathode. Du fait que l'électrode de commande est connectée intérieurement à la plaque, elle lui est électriquement commune et possède donc la même quantité de tension par rapport à la cathode que la plaque. Ainsi, les grands changements de tension induits sur la plaque en raison de petits changements de tension sur la grille de l'amplificateur finissent par provoquer de grands changements dans la largeur de l'ombre vue par quiconque regarde le tube.

Les tubes « œil de chat » n'étaient jamais assez précis pour être équipés d'une échelle graduée comme c'est le cas avec les CRT et les mouvements de compteurs électromécaniques, mais ils servaient bien de détecteurs de zéro dans les circuits en pont et d'indicateurs de force du signal dans les circuits de syntonisation radio. Une limitation malheureuse du tube « œil de chat » en tant que détecteur nul était le fait qu'il n'était pas directement capable d'indiquer la tension dans les deux polarités.