Le tube cathodique

Inventé au XIXème siècle par le chimiste anglais William Crookes le tube cathodique est un tube métallique dans lequel le vide a été fait afin d’y faire circuler un faisceau électrons. Les tubes cathodiques équipèrent les premiers téléviseurs et ce jusqu’en 1995 avec l’arrivée des premiers écrans LCD.

Le canon à électron

Le faisceau d’électrons est créé par un canon à électrons (alimenté généralement en 6.3V). Ce dernier est constitué d’une électrode métallique chargée négativement : la cathode, et d’une (ou plusieurs) anode chargée positivement. La cathode émet les électrons qui sont attirés par l’anode (ce qui joue le rôle d’accélérateur d’électrons). Pour un tube couleur, trois canons à électrons sont utilisés : un pour chaque couleur.

Le champ magnétique

Le champ magnétique  permet de dévier le faisceau d’électrons. Il est créé  grâce à deux bobines (Vx et Vy) sous tension, aussi appelées déflecteurs.  La bobine Vx sert à dévier les électrons horizontalement (de droite à gauche) et la bobine Vy les dévie verticalement. Le champ magnétique permet de créer un balayage de l’écran trop rapide pour être perçu par l’œil humain donnant ainsi l’illusion d’une image stable.

Schéma du balayage de l’écran

Schéma du fonctionnement d’un tube cathodique

L’écran du tube cathodique

L’écran d’un tube cathodique est formé de luminophores (ou pixels) organisés en lignes et émettant de la lumière lorsqu’ils sont excités par le faisceau d’électrons. A l’aide d’un microscope il est possible de remarquer que chaque pixel est en réalité formé de trois bandes (ou pastilles selon les écrans) qui émettent chacune une lumière  rouge, verte ou bleue. Les faisceaux d’électrons (dans le cas d’un écran en couleurs) passent par un masque (grille perforée se trouvant avant la couche des luminophores), ce qui permet d’atteindre le bon luminophore.

L’intensité lumineuse d’un luminophore dépend directement de l’intensité du faisceau d’électrons et, par cette variation d’intensité, il est possible de créer une multitude de lumières colorées. L’ensemble de ces milliers de pixels à la surface de l’écran fait apparaître une image, reprenant la technique picturale du pointillisme.

Caractéristiques d’un écran

  • Elle est exprimée en pouces (un pouce équivaut à 2,54 cm) et se calcule suivant la diagonale de l’écran. La taille d’un écran et sa résolution ne doivent pas être confondues, ainsi deux écrans de même taille peuvent être de définitions différentes.

  • Il représente la distance existant entre deux luminophores. Ainsi lorsque le pas diminue la résolution augmente et inversement, un pas inférieur ou égal à 0,25 mm permettra une image de qualité contrairement à un pas de 0,28 mm.

  •  Elle représente le nombre de pixel pour une surface donnée (en pixels par pouces ou dot per inch). 100 colonnes et 100 rangées de pixels, soit 10 000 pixels sur un pouce carré donnent une résolution de 100dpi.

  • Elle correspond au nombre d’image par seconde (ou le nombre de rafraîchissement de l’image par seconde) et est exprimée en Hertz (Hz). Plus cette fréquence sera élevée meilleur sera le confort visuel. Pour ne plus voir l’image scintiller une fréquence supérieure à 67 Hz est nécessaire (sinon l’œil voit l’image clignoter), à partir de 70 Hz la plupart des humains ne voient plus de scintillement cependant une fréquence supérieure ou égale à 75 Hz sera utilisé pour un confort visuel optimal.

  • Il ne faut pas confondre la résolution et la définition. La définition représentent le nombre de pixel d’une image, souvent exprimée en mégapixel (Mpx). Plus le nombre de pixel est élevé, meilleure est la qualité d’image.

AdminFonctionnement du tube cathodique