【电子行业标准(SJ)】 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

中华人民共和国电子工业推荐性部标准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
Measurementsofelectricalpropertiesofelectronictubes
SJ/z9010.14-87
IEC151-14(1975)
Part14:Methods of measurement of radar andoscilloscope cathode-raytubes本标准是基于雷达和示波阴级射线管的现行方法。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规定的误差范围内必须是可比拟的话，就需要对测试方法进行更加详细的说明。1术语
本标准中所用到的一般术语定义能够在国际电工词汇（IEC50号（581），标准）591章：电子管（主要在531-14、581-22、581-42部份）中找到。
2概述
2.1范围
本标准所述测试方法不是对所有类型的阴极射线管都适用。为此，本标准应在加以特殊魔定时才适用。
2.2防护措施
除工EC151-0号标准第0部份：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。还应采取下列防护措施：2，2.1关于安全：应采用防护措施保护操作者免受高电压冲击、X射线辐射和管子爆裂的危害.。
2．2.2关于光学特性的测量：当进行荧光屏特性测试时，可能需要控制环境温度。间时，还应提供防止其它辐射能源影响的保护性屏蔽。2.23关于强束电流测试：为避免荧光损坏，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批准*1*
3光学特性的测试
3.1亮度特性
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3.1.1发光强度应在个适当大小的最佳聚焦光栅上用一个光电器件来测量。该光电器件具有近似于C工E光谱光视效率的全响应。注：2E（国际源明委员会），国际照明词汇I、E、V、50（45）（1970）：10-016。进行规定电压的调整，以达到所要求的发光强度，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：IL·A
式中：I发光强度，cd，
L—亮度，Cd/m2,
A—-光电器件观察到的发光面积，m。3.1.2进行荧光屏发出的特殊颜色的光强测试，除应符合C工E光谱光视效率的规定外，尚应采用个适当的颜色滤光片。这个滤光片与光电器件的组件经已知特性的光源校正。
采用了新的校准，81．1条程序适用。颜色滤光片，滤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8：6条）。应规定颜色滤光片，滤光片与光电器件组件的全部细节。3。13用改变偏压（从截止值变到与所要求的发光强度或工作束电流相对应的值）来测量作为偏压函数的发光强度或束电流。3.2寄生照明
在加热丝电压和所有其它电压为零的条件下，测最由于阴极组件的发光所造成的荧光屏竞度。由于这个亮度通带是极低的，环境照度实际上应为零。33寄生发射
3.3.1测试条件
被测臂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超过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
测量结果为在给定的时间内是否有任何可见发光。3.4姚火
3.4。1测试方法A
3.4.1.1测试条件
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管子应放在给定的电路中，并加规定的电压。3.4.1.2测量结果
测量结果为在给定的时间中，在管子荧光屏上观察到的闪光次数。3.4.2测试方法B
34.2.1测试条件
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抗和适于计数由于邸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测摄结果
测量结果为在给定的时间内所计数出的跳火次数。3.5截止电压的测试
截止电压应在未偏转聚焦光点可见度临界时测盘。照射到荧光屏上的光强（室内照明）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荧光屏发光增长和余辉的测试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频率、脉冲宽度和幅度下脉动。除对测量发光增长加特殊条件外，脉冲的周期应远大于被测荧光屏的余辉。
用一只光电倍增管接收光输出，该光电倍增管的光输出馈送给一台合适的记录仪器。
对于观察用管子的测量，应借助于符合C工E光谱光视效率的适当滤光片组来调整光电倍增管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，可以采用其它滤光片。
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。
3.6.2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狭缝宽度的挡板，使狭缝垂直于扫描线，因此，只有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。用一只光电倍增管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*
合适的记录仪器。
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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8：7条）测量光点直径。3.6。3方法8
本方祛法可用于长余辉和光输出低的管子。管子在规定的电极电压、束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，激励时间不是场扫描时间，而是光点直径除以扫描速度。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量。为防止荧光屏灼伤，在栅极的截止电压上加一给定持续时间和重复频率的正向脉冲电压可能是必要的。
采用磁聚焦和（或）磁偏转的管子应在规定的聚焦和（或）偏转系统中测盘。3.7.1显微镜检查法
3.7.1.1扩展光栅
在给定的场频下，在荧光屏的中心区域加规定线数构成的光栅，调节橱极电压以得到规定的光强或束电流。
应规定扫描线的长度并保持不变。然后，扩展光概使扫描线结构清晰可见以及包含所需测试的位置。光栅中心聚焦应调到最佳状态，按8。7条的规定用显微镜测量线宽。
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度的条件下，重复这个程序。
对于静电偏转的管子，应采用对称偏转电压。3。7。1.2椭圆或圆束迹
采用规定长度的轴线和规定频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束电流。
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
采用条规定重复频率和长度的扫描线，并调节栅极电压使在光栅上达到所要求的光强或束电流。可在栅极的截止电压上加一给定重复频率的正向脉冲电压来取得等效的峰值束电流或光强条件。调节聚焦到最佳状态，并在束迹中部测量线宽。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*4*
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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，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测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
当管子在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像。
在此平面上安装一个狭缝。狭缝的宽变必须小于被测亮线的像的宽度。像与狭缝精确地相互平行也是重要的。随后，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宽。按下述方法进行测量：
a）移动狭逢横过亮线的像，或；b）以某种方式移动管子上的扫描线，即移动亮线上的像横过狭缝。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空间频率法测试显示管分辨率下列测试原理可用于各类显示管，但应按灵敏层的余辉和束电流的大小（强或弱）采用正确的技术。
3.8.1理论
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，给定调制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子上，以产生光强调制的话，在束迹光强和所加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额动对图形空间频率的关系来获得管子分辨率的大小。这里，空间频率定义为每单位长度束迹的正弦波周期数。所以，当管子用于光强调制显示时，阴极射线管空间频率响应的测试将如较为热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。
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为了方便，管子的空间频率响应用管子在低频时的响应百分数表示，在低频时的分辩率被认为是最大的。
为了测试的简便，管子的空间频率响应可用保持束迹光强不变而采用一外加标准图形来评价。该外加标准图形模拟调制的束迹产生的黑和白区域。在此情况下，应注意到外加标准图形的采用，提供了等效丁矩形波的调制波形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频率响应之间的关系，和（b)用矩形波调制的调制度百分数与空间频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频率的相互关系，空间频率是以60%调制度的那个空间频率为基准，同时假设光点的光强遵循高斯分布。在这个特例中取60%调制度水平作为管子测试可接收的水平。注：建议取60%调制度作为标准参考水平。假定光点光强遵循高斯分布，可采用下列公式。M-e-2元*52
式中：M一空间频率下的调制度，f6o(sin)=
f60（sin）-调制度为60%时的正弦波空间频率，25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：（1矩形波调制的空间频率响应与(2正弦波调制的空间频率响应之比由下式给出：f60(sQ）=1.21（AA线）
f60(sin)
式中：f60(Sq）一调制度为60%时的矩形波空间频率。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：f60(sq)=
另一方面，由调制波形引起的差异，可用在规定的空间频率值下的调制度百分数的差异来表示。
对于这种测试，在阴极射线管上显示一条束迹，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，如图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相对尺寸。例*6*
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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），边缘的光将通过。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消失掉。扫描速度的影响可以用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度量。3.8。2测试
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所示的光栅上。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频率。
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管，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极上。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，该显示器的时基同步于相对移动速度。
显示器上的幅度（该幅度为通过光栅的透射光的量值）既是对一条单独的宽缝隙，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幅度与单独的宽缝隙测得的幅度（即在零率时测得的幅度）进行比较。两个幅度的比表示为规定空间频率的幅值百分数。3.8。2.2测试方法
测试磁聚焦和（或）偏转的管子，应使用规定的聚焦和偏转线圈组件。管子在图7所示的测试装置中，按给定的电极电压和束电流条件工作。选定的测试方法应与荧光屏灵敏层的余辉和束电流的大小相符，束电流大小将随使用中灵敏层灼伤的难易而定。
下面三种方法照顾到这些因数：方法A对于低束电流和中短余辉灵敏层的管子。在低频下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激发扫描线之前灵敏层上的能量消失掉。扫描的方向为垂直于光栅条带（见图5）。
注意事项：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频下稍许偏转。
方法B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像移动光梗。移动光栅的方法应无振动和机械噪声。注意事项：因较长余辉荧光粉（尤其是氟化物）较易灼伤，推荐在平行于光棚栅*7*
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栅条的方向使光点在高频下稍许偏转。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。可以单独使用下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。扫描速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”时间短。束迹的像与光栅的相对移动，必须使在光栅的空间率的一个周期内产生适当的脉冲数（例如，20个）。
c）在极端的情况下，这两种方法可以合并，如a）中管子保持不截止加重复扫描，如b）中对于一个全扫描周期束迹周期性地脉动。加亮脉冲的重复频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，在光栅的空间频率的一个周期内要求至少有20个脉冲。3.8。3测试设备的要求
显微镜物镜、光栅、场透镜和光电倍增管装人暗箱中。暗箱的安装应允许暗箱相对于阴极射线管屏面移动。显微镜物镜、管子和光栅之间的！离必处可调的使得在校准时可以精确地调节放大率。紧靠光栅背面配置场透镜（见图7），光电倍增管阴极放置在场透竞店面，其到场透镜的距离最好同显微镜物镜到场透镜的距离一样。3.8.4光栅
光栅图形如图5所示，它包含一个周期的极低频率，其余部份为规的单一的高测试频率。缝源的尺寸连同适当的物镜放大率一起提供所要求的空间频。例如，缝隙宽度为0.0167厘米（0.066英寸），物镜放大率为5倍，则测试的矩形波空闻顾率为150周每厘米。
10.0167×2
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栅时，保持模板的精度，照像过程中必须非常小心。3.8。5光电倍增管www.bzxz.net
光电倍增管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电*8*
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倍增管。其光谱响应和特性对测试应是合适的。3.8.6示波器
偏转灵敏度的值应能确保在显示管（具有易于幅度测试的余辉）上给出适当的偏转，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入。
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置观察光栅投影的像。调节显微镜物镜离开光栅的距离，真到适当数量的黑色和白色区域占据台式测微计上一个已知长度为止。然后，固定物镜的位置和将光电倍增管放回原位。方法B
在光栅和光电倍增管的光路中放置台光束分光器和目视显微镜，使观察者能目视光栅（如图8所示）。当[1视显微镜包经在光栅上聚焦时，固定目视显微镜的位置，并在物平面上放置一台式测微计以取代管子。然后，调节测量系统物镜的位置和台式测微计的位置使台式测微计的影像与光栅重合，因此能通过显微镜尚观察到两者。目视显微镜也可用于帮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的正确调准。光栅应装入暗箱中。
4偏转灵敏度和偏转因数
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）相继加到每条轴上。应对每条轴，测准偏转米数除以偏转电压的商。4.1.2偏转因数
这是偏转灵缴度的倒数。
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）相继加到每条轴上。应对每条轴，测量偏转电压除以对应的偏转毫米数的商。4.2隔转均匀生因数一一静电编转（）采用4。1.1条所述的测量方法，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测道结果S和S：。由下式确定每条轴的偏转均匀性因效（F），以分数表求。
×100%
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由于偏转灵敏度随偏转量而变，完整的偏转均匀性因数的确定，只能作为偏转量函数的偏转均匀性因数曲线来得到，如果没有其它规定的话，从屏中心测量偏转量。
4.3编转畸变
43.1图形畸变
用对称偏转电压（如有规定：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。44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的条件下，测量相对于荧光屏上规定参考点的光点位置。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
45。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，测量由于规定的电阻依次串人每个偏转电极而引起的光点偏转。为了不损坏荧光屏，必须调节偏压。4。5.2束电流效应
在所有的偏转电路中接有规定的电阻，且偏转电极对称连接。当栅极电压从裁止变到获得规定的光强所要求的电压时，测量光点，亮线光栅的偏移。必婴时，为防止荧光屏损坏，栅极上可加脉冲电压。5极间电容的测试
各极间电容的测试，应在不工作的管子引线上，采用IEC100号标准《电子管极间电容测试方法》的方法进行。*10*
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正强波响应
短形波响应
调品变为60\时空间蒙率（（Cm）图1。矩形波和正弦波调制的调制度的比较正弦波频率乘比值得矩形波赖率。矩形波频率除比值得正弦波频率。1.5
空间颗率比、矩形波/止弦波
2·矩形波正核波空间频率对不同调制度的曲线2.5
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例，给定167周／厘米时的拍应为48%，找出在60%时的空间额率。
查出48%的比值，并以比值除给定频率。
在60%时的空间预率为：
167周/厘米
0.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.71.81.9矩形波空间频率比
图8，矩形波空间额率与调制的关系曲线100 *%
4w/o(sin)
2元fso(ein)
4wfsotsin)
Teasin)
4nf6o(in)
图4：光点光强分布（高斯分布）=145周／厘米
光点半
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