Tubos de exibição

Além de realizar tarefas de amplificação e comutação, as válvulas podem ser projetadas para servir como dispositivos de exibição.

Talvez o tubo de exibição mais conhecido seja o tubo de raios catódicos ou CRT . Originalmente inventados como um instrumento para estudar o comportamento dos “raios catódicos” (elétrons) no vácuo, esses tubos se desenvolveram em instrumentos úteis na detecção de voltagem e, posteriormente, como dispositivos de projeção de vídeo com o advento da televisão. A principal diferença entre CRTs usados ​​em osciloscópios e CRTs usados ​​em televisores é que a variedade de osciloscópios usa exclusivamente deflexão eletrostática (placa), enquanto os televisores usam deflexão eletromagnética (bobina). As placas funcionam muito melhor do que as bobinas em uma faixa mais ampla de frequências de sinal, o que é ótimo para osciloscópios, mas irrelevante para televisores, já que um feixe de elétrons de televisão varre vertical e horizontalmente em frequências fixas. As bobinas de deflexão eletromagnética são muito preferidas na construção de CRT de televisão porque não precisam penetrar no envelope de vidro do tubo, diminuindo assim os custos de produção e aumentando a confiabilidade do tubo.

Um “primo” interessante para o CRT é o Olho-de-gato ou Magic-Eye tubo indicador. Essencialmente, este tubo é um dispositivo de medição de voltagem com uma tela que se assemelha a um anel verde brilhante. Elétrons emitidos pelo cátodo deste tubo colidem com uma tela fluorescente, fazendo com que a luz verde seja emitida. A forma do brilho produzido pela tela fluorescente varia conforme a quantidade de voltagem aplicada a uma grade muda:



A largura da sombra é determinada diretamente pela diferença de potencial entre o eletrodo de controle e a tela fluorescente. O eletrodo de controle é uma haste estreita colocada entre o cátodo e a tela fluorescente. Se esse eletrodo de controle (haste) for significativamente mais negativo do que a tela fluorescente, ele desviará alguns elétrons dessa área da tela. A área da tela “sombreada” pelo eletrodo de controle aparecerá mais escura quando houver uma diferença significativa de voltagem entre os dois. Quando o eletrodo de controle e a tela fluorescente estão com potencial igual (tensão zero entre eles), o efeito de sombra será mínimo e a tela ficará igualmente iluminada.

O símbolo esquemático de um tubo "olho de gato" é semelhante a este:



Aqui está uma fotografia de um tubo olho de gato, mostrando a região da tela circular, bem como o envelope de vidro, o soquete (preto, na extremidade do tubo) e algumas de suas estruturas internas:



Normalmente, apenas a extremidade do tubo se projetaria de um orifício no painel de instrumentos, para que o usuário pudesse visualizar a tela fluorescente circular.

Em seu uso mais simples, um tubo “olho de gato” poderia ser operado sem o uso da grade do amplificador. No entanto, para torná-lo mais sensível, a grade do amplificador é usado, e é usado assim:



O cátodo, a grade do amplificador e a placa atuam como um triodo para criar grandes mudanças na voltagem da placa ao cátodo para pequenas mudanças na voltagem da grade ao cátodo. Como o eletrodo de controle está conectado internamente à placa, é eletricamente comum a ele e, portanto, possui a mesma quantidade de voltagem em relação ao cátodo que a placa possui. Assim, as grandes mudanças de tensão induzidas na placa devido a pequenas mudanças de tensão na grade do amplificador acabam causando grandes mudanças na largura da sombra vista por quem está visualizando o tubo.



Os tubos "olho de gato" nunca foram precisos o suficiente para serem equipados com uma escala graduada como é o caso com os CRTs e os movimentos do medidor eletromecânico, mas eles serviram bem como detectores nulos em circuitos de ponte e como indicadores de força do sinal em circuitos de sintonia de rádio. Uma limitação infeliz para o tubo "olho de gato" como um detector de nulo era o fato de que ele não era diretamente capaz de indicar voltagem em ambas as polaridades.