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13.10: Tubos de visualización

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    Además de realizar tareas de amplificación y conmutación, los tubos pueden diseñarse para que sirvan como dispositivos de visualización.

    Quizás el tubo de visualización más conocido es el tubo de rayos catódicos, o CRT. Originalmente inventados como un instrumento para estudiar el comportamiento de los “rayos catódicos” (electrones) en un vacío, estos tubos se desarrollaron en instrumentos útiles en la detección de voltaje, luego como dispositivos de proyección de video con la llegada de la televisión. La principal diferencia entre los CRT utilizados en osciloscopios y los CRT utilizados en televisores es que la variedad de osciloscopios usa exclusivamente deflexión electrostática (placa), mientras que los televisores usan deflexión electromagnética (bobina). Las placas funcionan mucho mejor que las bobinas en un rango más amplio de frecuencias de señal, lo cual es ideal para osciloscopios pero irrelevante para televisores, ya que un haz de electrones de televisión barre vertical y horizontalmente a frecuencias fijas. Las bobinas de deflexión electromagnética son muy preferidas en la construcción de CRT de televisión porque no tienen que penetrar en la envoltura de vidrio del tubo, disminuyendo así los costos de producción y aumentando la confiabilidad del tubo.

    Un “primo” interesante del CRT es el tubo indicador Cat-Eye o Magic-Eye. Esencialmente, este tubo es un dispositivo de medición de voltaje con una pantalla que se asemeja a un anillo verde brillante. Los electrones emitidos por el cátodo de este tubo inciden sobre una pantalla fluorescente, provocando que se emita la luz de color verde. La forma del resplandor producido por la pantalla fluorescente varía a medida que cambia la cantidad de voltaje aplicado a una red:

    03021.png

    El ancho de la sombra está determinado directamente por la diferencia de potencial entre el electrodo de control y la pantalla fluorescente. El electrodo de control es una varilla estrecha colocada entre el cátodo y la pantalla fluorescente. Si ese electrodo de control (varilla) es significativamente más negativo que la pantalla fluorescente, desviará algunos electrones lejos de esa área de la pantalla. El área de la pantalla “sombreada” por el electrodo de control aparecerá más oscura cuando haya una diferencia de voltaje significativa entre los dos. Cuando el electrodo de control y la pantalla fluorescente están a igual potencial (voltaje cero entre ellos), el efecto de sombreado será mínimo y la pantalla estará igualmente iluminada.

    El símbolo esquemático de un tubo “ojo de gato” se ve así:

    03019.png

    Aquí hay una fotografía de un tubo de ojo de gato, que muestra la región de visualización circular así como la envoltura de vidrio, el zócalo (negro, en el extremo más alejado del tubo) y parte de su estructura interna:

    53003.jpg

    Normalmente, solo el extremo del tubo sobresaldría de un orificio en un panel de instrumentos, por lo que el usuario podría ver la pantalla circular fluorescente.

    En su uso más simple, un tubo “ojo de gato” podría operarse sin el uso de la rejilla del amplificador. Sin embargo, para hacerlo más sensible, se usa la rejilla amplificadora, y se usa así:

    03020.png

    El cátodo, la rejilla del amplificador y la placa actúan como un triodo para crear grandes cambios en el voltaje de placa a cátodo para pequeños cambios en el voltaje de rejilla a cátodo. Debido a que el electrodo de control está conectado internamente a la placa, es eléctricamente común a ella y por lo tanto posee la misma cantidad de voltaje con respecto al cátodo que la placa hace. Así, los grandes cambios de voltaje inducidos en la placa debido a pequeños cambios de voltaje en la rejilla del amplificador terminan provocando grandes cambios en el ancho de la sombra que ve quien esté viendo el tubo.

    03029.png

    Los tubos “ojo de gato” nunca fueron lo suficientemente precisos como para estar equipados con una escala graduada como es el caso de los CRT y los movimientos de medidor electromecánico, pero sirvieron bien como detectores nulos en circuitos de puente, y como indicadores de intensidad de señal en circuitos de sintonización de radio. Una desafortunada limitación al tubo “ojo de gato” como detector de nulos fue el hecho de que no era directamente capaz de indicar voltaje en ambas polaridades.


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