Los gráficos por computadora se han convertido en un elemento común en el mundo moderno de hoy. Ya sea en interfaces de usuario, visualización de datos, películas, etc., los gráficos por computadora juegan un papel importante. El dispositivo de salida principal en un sistema de gráficos es un monitor de video. Aunque existen muchas tecnologías, el funcionamiento de la mayoría de los monitores de video se basa en el diseño estándar del tubo de rayos catódicos (CRT). Un tubo de rayos catódicos es una tecnología central utilizada en un dispositivo llamado osciloscopio de rayos catódicos, que es el nombre científico del tipo de televisión que solían ver sus padres o abuelos.
Tubos de rayos catódicos (CRT):
un tubo de rayos catódicos (CRT) es un tubo de vacío especializado en el que se producen imágenes cuando un haz de electrones golpea una superficie fosforescente. Modula, acelera y desvía los haces de electrones hacia la pantalla para crear las imagenes. La mayoría de las pantallas de las computadoras de escritorio utilizan CRT para mostrar imágenes.
Circuito de osciloscopio de rayos catódicos
- amplificador vertical
- Amplificador horizontal
- Circuito base de tiempo
- Fuentes de alimentación
- Tubo de rayos catódicos
Construcción de un CRT –
- Los componentes principales son el cátodo de metal calentado y una rejilla de control .
- El calor se suministra al cátodo (haciendo pasar corriente a través del filamento). De esta forma, los electrones se calientan y comienzan a ser expulsados del filamento del cátodo.
- Esta corriente de electrones cargados negativamente se acelera hacia la pantalla de fósforo suministrando un alto voltaje positivo.
- Esta aceleración se produce generalmente por medio de un áNode acelerador.
- El siguiente componente es el sistema de enfoque , que se utiliza para obligar al haz de electrones a converger en un pequeño punto de la pantalla.
- Si no habrá ningún sistema de enfoque, los electrones se dispersarán debido a sus propias repulsiones y, por lo tanto, no obtendremos una imagen nítida del objeto.
- Este enfoque puede ser por medio de campos electrostáticos o campos magnéticos.
Tipos de desviación:
- Deflexión electrostática: el haz de electrones (rayos catódicos) pasa a través de un cilindro de metal cargado positivamente que forma una lente electrostática. Esta lente electrostática enfoca los rayos catódicos hacia el centro de la pantalla de la misma manera que una lente óptica enfoca el haz de luz. Dos pares de placas paralelas están montadas dentro del tubo CRT. La sensibilidad a la deflexión electrostática de un tubo de rayos catódicos es la cantidad de deflexión producida en el haz de electrones cuando se aplica un voltaje de 1V entre las placas.
- Desviación magnética: Aquí, se utilizan dos pares de bobinas. Un par está montado en la parte superior e inferior del tubo CRT y el otro par en los dos lados opuestos. El campo magnético producido por estos dos pares es tal que se genera una fuerza sobre el haz de electrones en una dirección que es perpendicular tanto a la dirección del campo magnético como a la dirección del flujo del haz. Un par se monta horizontalmente y el otro verticalmente.
Ahora, cuando este rayo altamente energético golpea la superficie de la pantalla, estos electrones se detienen y su energía cinética es absorbida por la pantalla de fósforo (átomos). Parte de la energía también se desperdicia en calor, pero la mayor parte de la energía cinética se transfiere a los átomos de fósforo. A medida que estos átomos reciben esta enorme cantidad de energía, se excitan a un nivel de energía superior.
Después de un corto tiempo, estos átomos comienzan a regresar a su nivel de energía original. El nivel original está en un nivel de energía más bajo que el excitado, por lo tanto, los átomos liberan algo de energía mientras descienden. Esta energía adicional se disipa en forma de una pequeña cantidad de luz. Por lo tanto, la desexcitación da como resultado una mancha de color brillante en la pantalla. La frecuencia (color) de la mancha depende de la diferencia entre los dos niveles de energía (nivel de excitación y nivel de estado fundamental).
En un CRT se utilizan diferentes tipos de fósforos. La diferencia se basa en el tiempo durante el cual el fósforo continúa emitiendo luz después de que se ha eliminado el haz CRT. Esta propiedad se conoce como Persistencia . Básicamente, la persistencia significa cuánto tiempo tarda la luz emitida en reducirse a una décima parte de su intensidad original. Ahora, los fósforos con menor persistencia requieren frecuencias de actualización más altas para mantener una imagen en la pantalla sin parpadeos.
Un CRT se puede utilizar para mostrar una imagen de dos maneras:
1. El haz de electrones se puede dirigir para dibujar una línea en la pantalla. La línea se dibuja repetidamente a alta velocidad, lo que da la ilusión de una imagen permanente. Este método es similar al grabado. Este tipo de pantalla se conoce como pantalla vectorial y es popular en gráficos por computadora y diseño asistido por computadora (CAD).
2. El segundo tipo de técnica es la técnica raster. Esto funciona al escanear el haz de electrones sobre la pantalla en el patrón regular de la línea de escaneo para dibujar una imagen. Cada vez que el rayo identifica una línea de escaneo a través de la pantalla, el rayo se modula. La modulación del haz es proporcional al brillo del punto en la imagen. Una vez que se dibuja la línea de exploración, el haz se apaga antes de moverse al punto de inicio de la siguiente línea de exploración. El patrón resultante se denomina ráster y se conoce comúnmente como mapa de bits.
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Artículo escrito por Arushi Dhamija y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA