CRT顯像管電子束著屏斑點(diǎn)的仿真分析
B. 電子槍的仿真
本仿真的電子槍為U-B電子槍。電子槍結(jié)構(gòu)如圖5所示。陰極K、G1、G2、G3、G4、G5和G6電壓分別設(shè)置為60V、0V、400V、4000V、400V、4000V、15000V。由于在自動生成網(wǎng)格時,系統(tǒng)不會自動檢測粒子發(fā)射面,因此需要手動對K極附近加密網(wǎng)格,如圖6所示。另外,在電子束軌跡處,也要手動加密網(wǎng)格。
首先使用靜電求解器(!Es)求解出電子槍的電位圖,如圖7所示;然后使用粒子軌跡求解器(!Ps),求解出電子束軌跡圖,如圖8所示。對于該求解結(jié)果的精度分析包括靜電求解和粒子軌跡求解兩個方面。
圖5 電子槍結(jié)構(gòu)圖
圖6 電子槍網(wǎng)格加密示意圖
圖7 電子槍電位圖
圖8 電子束軌跡
在靜電求解器(!Es)控制對話框中激活基于專家系統(tǒng)的自適應(yīng)網(wǎng)格加密功能,并重新計算結(jié)果,得到網(wǎng)格加密前后兩次計算能量的最大誤差大約為0.12%。證明對于電場來說,手動加密的網(wǎng)格設(shè)置所求的結(jié)果已經(jīng)足夠精確。
對于電子束軌跡的精度分析,采用了加密陰極K和電子槍孔隙處的網(wǎng)格比較三束電子在粒子監(jiān)視面上的標(biāo)準(zhǔn)差的方法。表I列出兩次網(wǎng)格加密得到的三束電子在監(jiān)視面落點(diǎn)坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差??梢钥闯觯W(wǎng)格加密前后標(biāo)準(zhǔn)差相差很小,證明之前的網(wǎng)格設(shè)置得到的結(jié)果足夠精確。
表1 標(biāo)準(zhǔn)差
電子束 | 方向 | 加密前 | 加密后 |
電子束1 | 水平方向標(biāo)準(zhǔn)差 | 0.176mm | 0.212mm |
垂直方向標(biāo)準(zhǔn)差 | 0.131mm | 0.155mm | |
電子束2 | 水平方向標(biāo)準(zhǔn)差 | 0.170mm | 0.178mm |
垂直方向標(biāo)準(zhǔn)差 | 0.112mm | 0.106mm | |
電子束3 | 水平方向標(biāo)準(zhǔn)差 | 0.185mm | 0.210mm |
垂直方向標(biāo)準(zhǔn)差 | 0.133mm | 0.157mm |
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