Qu’est-ce qu’un tube cathodique et pourquoi ne les utilisons-nous plus?

Vous avez peut-être entendu le terme «CRT», et vous savez peut-être qu’il a quelque chose à voir avec les téléviseurs, les moniteurs, les jeux vidéo ou les ordinateurs, mais que signifie réellement «CRT»? Nous expliquerons.

Qu’est-ce qu’un CRT?

Dans le contexte de l’électronique, CRT signifie «tube à rayons cathodiques». C’est un terme technique pour le tube d’image en verre à l’intérieur d’un téléviseur vintage ou d’un moniteur d’ordinateur – le type utilisé avant que les écrans plats ne deviennent courants. Les CRT sont des dispositifs électroniques d’affichage d’images qui présentent l’avantage d’afficher des informations de manière dynamique sans avoir besoin de pièces mobiles.

Quand quelqu’un dit «un tube cathodique», il peut également faire référence à un téléviseur ou à un moniteur qui utilise un tube cathodique au lieu du tube cathodique lui-même.

Pourquoi «rayons cathodiques»? Avant la découverte de l’électron, les scientifiques appelaient les flux d’électrons des «rayons cathodiques», parce que ces rayons mystérieux étaient pour la première fois émis par une cathode (une électrode chargée négativement), projetant des ombres à l’intérieur d’un tube à vide. En 1897, un ingénieur allemand nommé Karl Ferdinand Braun a ajouté un écran phosphorescent et un contrôle de déviation magnétique pour créer le premier tube à rayons cathodiques, qu’il a utilisé pour afficher la forme d’onde du courant alternatif comme un oscilloscope.

Au fil du temps, d’autres scientifiques ont découvert que les tubes cathodiques pouvaient être utilisés pour afficher des images en mouvement sans avoir besoin de pièces mobiles mécaniques, ce qui constituait un élément clé de la commercialisation de la télévision. Plus tard, les ordinateurs ont également commencé à utiliser des moniteurs CRT comme périphériques de sortie, les rendant plus interactifs et éliminant le besoin de sortie papier imprimée en continu.

Comment fonctionnent les CRT?

Les CRT sont des tubes à vide en verre scellé qui contiennent trois composants principaux: une source d’électrons (souvent appelée canon à électrons), un système de déviation électromagnétique (qui dirige le faisceau d’électrons) et un écran phosphorescent qui brille lorsqu’il est frappé par le faisceau d’électrons.

Dans le cas d’un écran CRT couleur, il existe trois canons à électrons: un pour le rouge, le vert et le bleu, et ils sont dirigés vers des luminophores colorés qui brillent avec ces couleurs lorsqu’ils sont frappés par les faisceaux correspondants. L’intensité du faisceau peut également être modulée, ce qui modifie la luminosité dans certaines parties de l’image.

Les téléviseurs CRT et la plupart des moniteurs d’ordinateurs CRT dessinent une image sur l’écran ligne par ligne, de haut en bas, selon un motif raster, 30 ou 60 fois par seconde. C’est ce qu’on appelle un affichage raster. D’autres CRT, tels que ceux utilisés dans les oscilloscopes et dans certains premiers jeux vidéo d’arcade, tracent directement une image en traçant des lignes sur l’écran au phosphore avec un seul canon à électrons, plus comme un Etch-A-Sketch électronique. Celles-ci sont appelées affichages vectoriels.

De toute évidence, nous simplifions simplement les choses ici. Les CRT ont besoin de beaucoup de circuits de support supplémentaires, tels qu’une alimentation et une logique pour recevoir et générer les signaux d’image qui seront affichés à l’écran. Ces composants varient en fonction de la taille, du type et du fabricant de l’écran.

Pourquoi n’utilisons-nous plus les CRT?

Bien sûr, certaines personnes utilisent encore les CRT pour des cas spécialisés – y compris pour l’électronique héritée (comme dans certains cockpits d’avion plus anciens) et pour les jeux rétro – mais sinon, le temps du CRT est venu et reparti.

Les tubes cathodiques étaient les plus populaires entre les années 1950 et le milieu des années 2000, d’abord sur les téléviseurs, puis sur les écrans d’ordinateurs. Aux États-Unis, la production télévisuelle commerciale à tube cathodique a cessé en grande partie au milieu des années 2000, certains retards se poursuivant jusque dans les années 2010. Aujourd’hui, quelques entreprises spécialisées fabriquent ou rénovent encore des tubes cathodiques, mais principalement pour les marchés non grand public.

La plupart des gens n’utilisent plus les écrans cathodiques car la technologie d’affichage à écran plat (principalement dirigée par les écrans LCD) présente des avantages commerciaux et physiques importants. En général, les écrans plats sont moins chers à fabriquer, sont plus légers et plus minces, utilisent moins d’électricité et produisent moins de chaleur que les écrans CRT. Ils offrent également des possibilités de netteté, de clarté et de résolution numériques bien au-delà de celles d’un écran CRT, et les écrans plats peuvent être fabriqués dans des tailles d’écran beaucoup plus grandes que les CRT.

Y a-t-il des avantages aux CRT?

Dans les années 2000 et 2010, les CRT offraient encore des avantages par rapport aux technologies à écran plat dans certaines catégories, comme une meilleure richesse des couleurs, un meilleur temps de réponse et une meilleure prise en charge de la résolution multi-sync, mais les progrès récents de la technologie à écran plat ont fermé la plupart de ceux-ci. lacunes.

Pourtant, il y a des gens qui préfèrent les CRT pour les applications informatiques et de jeux vidéo d’époque, car les CRT étaient les technologies d’affichage prévues utilisées à l’époque. Il y a trois raisons principales pour lesquelles les CRT sont souvent meilleurs que les écrans plats pour le retrogaming.

La première raison est que les CRT gèrent mieux les résolutions d’affichage étranges et non standard des anciennes consoles de jeu que les écrans numériques modernes. Lorsqu’ils sont utilisés avec des téléviseurs HD modernes, les anciens graphismes de la console de jeu peuvent sembler étirés, délavés, irréguliers ou flous. Mais vu sur un tube cathodique vintage, tout est net et correctement proportionné.

Deuxièmement, certains accessoires de jeux vidéo, tels que les pistolets légers, ne fonctionnent qu’avec les écrans CRT. Vous ne pouvez pas jouer à Nintendo Chasse au canard sur un téléviseur HD avec un canon léger original, car la technologie fonctionne en parfaite synchronisation avec la synchronisation du signal vidéo d’un CRT.

Troisièmement, les artefacts visuels créés lorsque les images sont affichées sur un tube cathodique peuvent être considérés comme faisant partie du style artistique original prévu de certains jeux vidéo. En fait, certains jeux ont profité des propriétés d’un signal NTSC ou du CRT lui-même pour mélanger les couleurs ou fournir l’illusion de plus de profondeur, d’ombrage et de transparence que ce ne serait le cas sur un écran au pixel parfait. (Pour d’excellents exemples, consultez ce fil profond sur Twitter.)

La plupart de ces artefacts graphiques positifs sont perdus lorsque les jeux modernes sont présentés dans des formats de pixels parfaits via des émulateurs ou sur des écrans numériques modernes. Vous perdrez le mélange des couleurs et le rapport hauteur / largeur peut également être désactivé, car tous les pixels n’étaient pas destinés à être carrés.

Avec les tubes cathodiques sur la liste des espèces en voie de disparition, il y a une certaine crainte que nous puissions perdre le contact avec cette technologie importante du 20e siècle pour de bon. Mais quand il s’agit d’une technologie supposée obsolète, ne comptez rien pour toujours. Il suffit de regarder le succès du vinyle et du projet Impossible, qui a ramené le film instantané Polaroid en production.

Un jour, nous verrons peut-être à nouveau la montée en puissance des CRT pour les applications de boutique, mais d’ici là, il appartient aux techniciens d’aujourd’hui de conserver des exemples de cette technologie d’affichage culturellement importante afin que les générations futures puissent voir comment cela a fonctionné par elles-mêmes.