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Titolo: LA RISOLUZIONE DEI PROIETTORI TRITUBO

Spesso scrivo (o leggo) post e thread relativamente alla qualità di immagine
di un videoproiettore (specie se tritubo), in particolar modo per quanto
riguarda la RISOLUZIONE.
Poichè a mio avviso è scorretto prescindere da una conoscenza di massima del
funzionamento di tali apparecchi, al fine di comprendere il fenomeno nella
sua interezza, prendendo spunto da un recente thread postato su AFDigitale
in merito alla banda passante e alla risoluzione di un tritubo, cerco di
illustrare il mio punto di vista e la mia personale "base di conoscenza" in
proposito.
Partiamo dal pressupposto che la "risoluzione" in un proiettore tritubo,
corrisponda al parametro che permette di identificare la qualità di
immagine, in termini di definzione tra tutti i punti che la compongono.
Questo vale a dire che per risoluzione dovrei intendere la capacità del
tritubo di produrre un'immagine composta di tanti punti, per quanto
possibile PICCOLI, DALLA LUMINOSITA' OMOGENEA, DAI CONTORNI DEFINITI e
ELEVATA DIFFERENZA DI LUMINOSITA' DALLO SFONDO (NERO).
Ovviamente non considero affatto la qualità del colore, la resa cromatica,
la perfetta convergenza dei tre canali colore, ecc... in questo discorso,
limitandomi a prendere in considerazione la sola RISOLUZIONE riguardo la
fedeltà di riproduzione del contenuto informativo in origine (canale
colore), in termini di scansione orizzontale, verticale e luminanza di ogni
singolo punto (lo chiamerò anche pixel).
In un proiettore tritubo, la capacità di produrre un "pixel" per quanto
possibile piccolo, di luminosità omogenea dai contorni definiti e ben
"staccato dallo sfondo nero, è data dalla QUALITA' OTTICA DEL GRUPPO LENTE,
DALLA DIMENSIONE DELLA SUPERFICIE DEL TUBO e dalla QUALITA' DEL TUBO E DEL
SISTEMA DI PILOTAGGIO DELLO STESSO.
Tralasciamo ancora il discorso riguardante la qualità del GRUPPO LENTICOLARE
e cerchiamo di analizzare il comportamento di un tubo catodico.
Essenzialmente, questo consta di un dispositivo di emissione di un fascio di
elettroni (filamento, catodo e prima griglia - G1), una struttura di
controllo del fascio di elettroni in termini di flusso a riposo e a
basso/medio contrasto (seconda griglia - G2), una terza griglia (G3) che
produce un campo elettrostatico variabile per differenza di potenziale
rispetto alla G2 (fuoco elettrostatico, da considerarsi quindi anche quale
"derivato" di G2), una elettrodo carico positivamente posto in prossimità
della superficie frontale (ANODO) e quindi la superficie frontale, nella
quale è stato depositato uno strato di particolare composizione chimica,
denominata "fosforo", la quale, colpita da un fascio di elettroni libera
energia luminosa (fotoni) di particolare ristretto range di lunghezza d'onda
(colore).
il "pennello elettronico così creato (divergente in origine), viene reso
nuovamente convergente verso la superficie frontale ricoperta di fosforo per
mezzo di strutture apposite quali:
campo elettrostatico (G2-G3);
eventuale campo elettromagnetico (variabile), per quei proiettori che ne
sono provvisti come ad esempio tra i 7 pollici gli Electrohome ECP e i NEC,
denominato FUOCO ELETTROMAGNETICO (visto che un fascio di elettroni nel
vuoto può essere deviato da un campo magnetico, Lorentz, se ben ricordo) e
anche alcuni magneti permanenti, posti lungo il collo del tubo, che
provvedono a compensare gli errori di fuoco, l'azione stessa del campo
elettromagnetico, la presenza di materiale ferroso intorno al tubo e in
definitiva il comportamento stesso del tubo nella creazione di un pennello
elettronico ben controllato e di forma perfetta. Tali magneti permanenti
(denominati MAGNETI CPC o di PUREZZA) sono costituiti da anelli con due o
più campi magnetici lungo la circonferenza, posti sempre sul campo del tubo
e ruotabili, in modo da permettere l'ottimizzazione della forma del fascio
di elettroni e in definitiva la correzione dell'ASTIGMATISMO.
Il fascio di elettroni è continuamente mosso orizzontalmente e verticalmente
(seguendo la ritmazione fornita di due segnali di sincronismo H e V) da
altri due campi magnetici, uno orizzontale e uno verticale, creati nella
zona di allargamento del tubo, per mezzo di almeno 4 avvolgimenti ("gioghi
di deflessione") posti ortogonalmente due a due, eccitati da una tensione
ciclica che evidentemente dovrà avere forma d'onda a dente di sega (percorso
sx/dx e ritraccia per quello orizzontale, su/giù e ritraccia per quello
verticale), con percorsi di salita (inversione della polarità" di durata
stabilita dall'impulso di sincronismo e ritorno di durata molto breve..
Ogni "pixel", è acceso sul tubo per mezzo dell'emissione di elettroni
permessa dalla prima struttura inizialmente introdotta, considerando quindi
catodo/G1 come una sorta di meccanismo a trappola, polarizzato con una
tensione continua di soglia (circa 140V), detta anche "livello del nero".
Appena si scende da questa tensione, la differenza di potenziale prodotta
farà si che un flusso di elettroni parta da questa zona (carica
negativamente rispetto alla zona dell'ANODO) e si diriga verso la superficie
del tubo.
Ogni struttura successiva è carica con tensioni progressivamente sempre più
positive (G2= 1200 V circa, G3=1/3 dell'anodica e quindi circa 11KV, anodo a
circa 34KV mediamente) per produrre un'accelerazione continua adeguata alla
creazione di un fascio ben coeso e ottimamente definito, di forma conica e
con vertice focalizzato sulla superficie del tubo.
a questo punto, tornando al volo al discorso "risoluzione", sarà evidente
quanto i seguenti fattori lo influenzino:
1) qualità del fosforo, dando per assodato che tale composizione chimica si
comporti con un errore di "diffusione di luce" nell'intorno del punto
colpito dagl fascio di elettroni. Tale comportamento, dipendente
ESCLUSIVAMENTE dalla qualità del tubo, sarà ovviamente simile o identico per
tutti tubi di stessa marca/modello (!), tale diffusione di luce avrà forma
circolare intorno al punto colpito, con distribuzione a campana (gaussiana).
Da tener conto che i fosfori consumati in un tubo vecchio molto usato
peggiorano tale caratteristica SENSIBILMENTE, degradando progressivamente le
caratteristiche di tale distribuzione, allargando la base della campana e
arrotondandone notevolmente la forma;
2) accelerazione del fascio di elettroni, direttamente proporzionale alle
tensioni in gioco. Da notare a questo punto che una tensione ANODICA molto
elevata ovviamente provvede ad attrarre con maggior energia il fascio di
elettroni, evitando dispersioni nel percorso dello stesso e creando un
fascio elettronico più coeso, definito e veloce nel colpire lo strato del
fosforo. Da notare che ovviamente, a tale variazione di tensione, dovrebbe
seguire proporzionalmente la variazione di tutte le altre tensioni in gioco
(G2 e G3), poichè queste sono in diretta proporzionalità con l'ANODICA.
Occorre a questo punto tener anche conto che, la maggior tensione anodica
corrisponde a un fascio di elettroni con maggior energia, maggiore
risoluzione, maggior contrasto, maggior luminosità, ma anche maggior consumo
del fosforo (!);
3) corretta focalizzazione del fascio di elettroni (possibilmente per mezzo
del FUOCO ELETTROMAGNETICO, più preciso e corretto nella sua azione del
fuoco elettrostatico), corretta correzione dei magnetini CPC per
l'astigmatismo ecc.;
4) adeguato pilotaggio della tensione di catodo, con picchi negativi dai
fronti ripidissimi (visto che ogni pixel è creato per mezzo di un picco
negativo di differenza in tensione pari alla luminosità, dai 140V del
livello del nero fino anche a 20-30V in alcuni tubi).
A questo punto occorre effettuare alcune altre semplici considerazioni:
1) il pixel, che in teoria dovrebbe avere una perfetta forma circolare avrà
forma asimmetrica, decisa da FUOCHI, ASTIGMATISMO, ENERGIA DEL FASCIO DI
ELETTRONI e GAUSSIANA DI DIFFUSIONE DI LUCE DEL FOSFORO per quanto riguarda
la forma VERTICALE, TUTTI I PARAMETRI PRECEDENTI e in più LA FORMA CONFERITA
DALLA QUALITA' DEL PICCO NEGATIVO DI CATODO per la forma ORIZZONTALE (visto
che il fascio di elettroni è spostato continuamente nel piano orizzontale
dai gioghi di delfessione e che il picco negativo non fa altro che accendere
il pixel lasciano due code a sinistra e a destra corrispondenti
evidentemente al fronte di salita e al fronte di discesa della tensione di
catodo);
2) la qualità dell'amplificazione di catodo, con fronti di picco negativo
netti e per quanto possibili ripidi, per quanto scritto ha ovviamente un
ruolo fondamentale e determinante nel discorso RISOLUZIONE;
3) la bontà dell'amplificatore di catodo (in termini di rise-time,
"ripidezza dei fronti") è ovviamente relativa alla frequenza di scansione
(visto che la velocità di tracciamento della riga orizzontale determina,
insieme con il rise-time la lunghezza delle code sinistra e destra). Occorre
sempre considerare quindi il rise-time in relazione alla velocità di
tracciamento della riga, per sapere quanto saranno lunghe le code sx/dx;
4) è molto difficile produrre amplificatori di catodo di qualità
elevatissima in quanto ogni circuitazione purtroppo non potrà essere esente
da una certa capacità elettrica intrinseca, la quale per l'appunto
sicuramente introduce una lentezza (inerzia) nella creazione di picchi con
fronti ripidissimi. Solitamente un ampli di catodo lavora interamente in
classe A, e dispone di transistor finali di qualità molto elevata. Per fare
un esempio, gli Electrohome Marquee sono equipaggiati con transistor ad alta
frequenza di straordinaria qualità, normalmente adottati per trasmissioni
radio in AF di alta qualità, costosissimi e praticamente introvabili.
Sono le 2 di sabato notte, spero di non aver scritto scemenze e di non aver
tralasciato qualcosa di importanza fondamentale. In ogni caso vi prego di
riportare eventuali inesattezze, cose non comprese ecc..
Al più presto caricherò sul mio sito personale una serie numericamente molto
numerosa di fotografie, illustranti molti picchi di catodo riscontrati sui
proiettori da me avuti/testati ripresi con i miei strumenti, alcune foto di
circuitazioni impiegate su alcuni pj NEC, Electrohome, Barco e Sony, alcuni
progetti di modifica per elevare le caratteristiche degli ampli di catodo,
alcune modifiche effettuate su proiettori e le foto di alcune verifiche
strumentali dei risultati raggiunti comparata ai picchi precedenti.
Cercherò anche di postare un altro thread riguardante la qualità ottica
delle lenti, partendo da un reale modello matematico perfettamente
applicabile nel ns. contesto (nutrita serie di formule piuttosto note a chi
ha realizzato lenti per passione, ad uso atronomico per esempio, partendo da
blocchi di vetro grezzo Crown o Flint).
per ulteriori informazioni sul tema ci sono anche una serie di thread su
AVSforum, e anche un mio post in particolare (lunghissimo) nel quale discuto
con un piccolo modello matematico la qualità raggiungibile da un tritubo
rispetto ai miglioramenti possibili con le altre tecnologie  (non ricordo
più quale sia, se qualcuno lo dovesse trovare, ne posti il link per
gentilezza, visto che sarebbe utile per riprendere spunto e approfondire
ulteriormente la discussione).
se siete arrivati fin qui... grazie di aver letto il "mattone".
ciao
Romano

 riguarda la RISOLUZIONE.
 CUT
Grazie Rò !!
Fantastici post come sempre!
Fabietto

Lesson n. 2
Grazie!


Romano,
grazie della tua spiegazione tecnica assolutamente MERAVIGLIOSA.
A questo punto pero' vorrei capire come tutto questo discorso si allaccia al
discorso dei Mhz di banda passante e dei Khz.
Come a dire se ho un 7" che per ipotesi agganciasse 110 Khz per permettermi
di spingermi a risoluzioni oltre le 1000 linee, questo e' inutile perche'
tanto non ho nulla sotto che mi regge la risoluzione a livello di qualita'
ottica, dimensione di tubo etc. ?
bye
   Emanuele