第7章第3節(jié)__陰極射線管

1、7.3 陰極射線顯示 基本結(jié)構(gòu)與工作原理基本結(jié)構(gòu)與工作原理主要單元主要單元 CRT顯示器的驅(qū)動與控制顯示器的驅(qū)動與控制CRT的特點(diǎn)及應(yīng)用的特點(diǎn)及應(yīng)用 基本結(jié)構(gòu)與工作原理基本結(jié)構(gòu)與工作原理 單色單色CRT(cathode ray tube)的結(jié)構(gòu)。主要的結(jié)構(gòu)。主要由由4部分組成：圓錐形玻殼；玻殼正面用于顯部分組成：圓錐形玻殼；玻殼正面用于顯示的熒光屏；封入玻殼中發(fā)射電子束用的電子示的熒光屏；封入玻殼中發(fā)射電子束用的電子槍系統(tǒng)；位于玻殼之外控制電子束偏轉(zhuǎn)掃描的槍系統(tǒng)；位于玻殼之外控制電子束偏轉(zhuǎn)掃描的磁軛。磁軛。 圖2.4.1-1 單色CRT 彩色彩色CRT采用蔭罩型結(jié)構(gòu)，如圖采用蔭罩型結(jié)構(gòu)，如圖2

2、.4.1-2所示。彩色所示。彩色CRT是通過紅是通過紅(R)、綠、綠(G)、藍(lán)、藍(lán)(B)三原色組合產(chǎn)生彩色三原色組合產(chǎn)生彩色視覺效果。視覺效果。 圖2.4.1-2 彩色CRT 防爆箍 提耳 陽極 熒光體 金屬覆層（AI 膜） 屏幕玻璃 偏轉(zhuǎn)磁軛 支持架 頸部 電子槍 框架 內(nèi)部導(dǎo)電膜 地磁場屏蔽罩 陰罩（選色電極） PCM RGB 熒光屏上的每一個像素由產(chǎn)生紅熒光屏上的每一個像素由產(chǎn)生紅(R)、綠、綠(G)、藍(lán)、藍(lán)(B)的三種熒光體組成，的三種熒光體組成，同時電子槍中設(shè)有同時電子槍中設(shè)有3個陰極，個陰極，分別發(fā)射電子束，轟擊對應(yīng)的熒光體。分別發(fā)射電子束，轟擊對應(yīng)的熒光體。為了防止每個為了防止每

3、個電子束轟擊另外兩個顏色的熒光體，在熒光面內(nèi)側(cè)設(shè)電子束轟擊另外兩個顏色的熒光體，在熒光面內(nèi)側(cè)設(shè)有選色電極有選色電極蔭罩蔭罩。 在蔭罩型彩色在蔭罩型彩色CRT中，玻殼熒光屏的內(nèi)面形成點(diǎn)中，玻殼熒光屏的內(nèi)面形成點(diǎn)狀紅、綠、藍(lán)三色熒光體，熒光面與單色狀紅、綠、藍(lán)三色熒光體，熒光面與單色CRT相同，相同，在其內(nèi)側(cè)均有在其內(nèi)側(cè)均有AI膜金屬覆層。在離熒光面一定距離處膜金屬覆層。在離熒光面一定距離處設(shè)置蔭罩。蔭罩焊接在支持框架上，并通過顯示屏側(cè)設(shè)置蔭罩。蔭罩焊接在支持框架上，并通過顯示屏側(cè)壁內(nèi)面設(shè)置的緊固釘將蔭罩固定在顯示屏內(nèi)側(cè)。壁內(nèi)面設(shè)置的緊固釘將蔭罩固定在顯示屏內(nèi)側(cè)。圖2.4.1-3 蔭罩與熒光面間的

4、關(guān)系 如圖2.4.1-3所示，蔭罩與熒光屏的距離可根據(jù)幾何關(guān)系由下式確定： PS)3/(gMSPLq)/(/qLLPPMS R B G R B G R B G R B G 電子槍 靜態(tài)聚焦面 蔭罩 熒光體 屏幕玻璃 Sg q PS PM L 主要單元主要單元 一、電子槍一、電子槍 下面參考圖下面參考圖2.4.2-1對電子槍的結(jié)構(gòu)和各部分的作用對電子槍的結(jié)構(gòu)和各部分的作用進(jìn)行介紹。進(jìn)行介紹。 (a) 三極電子槍 (b) 四極電子槍圖2.4.2-1 電子槍示意圖玻璃石墨層第二陽極第三陽極加速極陰極燈絲柵極玻璃石墨層第二、四陽極聚焦極加速極陰極燈絲柵極 二、熒光屏二、熒光屏 對熒光粉的性能要求是：發(fā)

5、光顏色滿足標(biāo)準(zhǔn)白色、對熒光粉的性能要求是：發(fā)光顏色滿足標(biāo)準(zhǔn)白色、發(fā)光效率高、余輝時間合適以及壽命長等。發(fā)光效率高、余輝時間合適以及壽命長等。 熒光粉的熒光粉的發(fā)光效率發(fā)光效率是指每瓦電功率能獲得多大是指每瓦電功率能獲得多大的發(fā)光強(qiáng)度。的發(fā)光強(qiáng)度。 熒光粉的熒光粉的余輝特性余輝特性是指這樣一種性質(zhì)：電子束轟是指這樣一種性質(zhì)：電子束轟擊熒光粉時，熒光粉的分子受激而發(fā)光，當(dāng)電子束的擊熒光粉時，熒光粉的分子受激而發(fā)光，當(dāng)電子束的轟擊停止后，熒光粉的光亮并非立即消失，而是按指轟擊停止后，熒光粉的光亮并非立即消失，而是按指數(shù)規(guī)律衰減，這種特性稱為余輝特性。數(shù)規(guī)律衰減，這種特性稱為余輝特性。 屏幕的亮度取決

6、于熒光粉的發(fā)光效率、余輝時間屏幕的亮度取決于熒光粉的發(fā)光效率、余輝時間及電子束轟擊的功率。及電子束轟擊的功率。 如果已知熒光粉的發(fā)光時間特性如果已知熒光粉的發(fā)光時間特性L(t)，那么在一幀時間，那么在一幀時間T內(nèi)平均亮度應(yīng)為內(nèi)平均亮度應(yīng)為 2.4.2-1 dttLTLT0)(1 屏幕亮度除了與余輝時間有關(guān)外，還取決于電子屏幕亮度除了與余輝時間有關(guān)外，還取決于電子束的電流密度和屏幕電壓的高低。因此屏幕亮度可表束的電流密度和屏幕電壓的高低。因此屏幕亮度可表示為示為 2.4.2-2 SAjULa2 從上式可以看出，欲增大亮度可以加大電流密度和電從上式可以看出，欲增大亮度可以加大電流密度和電壓。兩者中

7、以提高電壓更為有效。壓。兩者中以提高電壓更為有效。 CRT顯示器的驅(qū)動與控制顯示器的驅(qū)動與控制 一、掃描方式一、掃描方式 文字及圖象畫面都是由一個個稱為像素的點(diǎn)構(gòu)成文字及圖象畫面都是由一個個稱為像素的點(diǎn)構(gòu)成的，使這些點(diǎn)順次顯示的方法稱為的，使這些點(diǎn)順次顯示的方法稱為掃描掃描。一般。一般CRT的的電子束掃描是由偏轉(zhuǎn)磁軛進(jìn)行磁偏轉(zhuǎn)控制的。電子束掃描是由偏轉(zhuǎn)磁軛進(jìn)行磁偏轉(zhuǎn)控制的。 光柵掃描方式在垂直方向是從左上向右下的順序光柵掃描方式在垂直方向是從左上向右下的順序掃描方式，由掃描產(chǎn)生的水平線稱為掃描線，按該掃掃描方式，由掃描產(chǎn)生的水平線稱為掃描線，按該掃描線的條件決定顯示器垂直方向的圖像分辨率。如圖

8、描線的條件決定顯示器垂直方向的圖像分辨率。如圖2.4.3-1所示，光柵掃描方式中有順序掃描（逐行掃描）所示，光柵掃描方式中有順序掃描（逐行掃描）方式和飛越掃描（隔行掃描）方式。方式和飛越掃描（隔行掃描）方式。 (a) 順序掃描方式 (b) 飛越掃描方式圖2.4.3-1 CRT掃描方式圖2.4.3-2 7行光柵的行掃描與場掃描波形 1234567123456771234567a1 3 5 7 2 4 6 1 行掃描場掃描tt奇數(shù)場偶數(shù)場12345677b二、輝度及顏色二、輝度及顏色 單色單色CRT 只需要對輝度進(jìn)行控制，對彩色只需要對輝度進(jìn)行控制，對彩色CRT來來說還需要對顏色進(jìn)行控制，輝度和顏

9、色都是都是通過說還需要對顏色進(jìn)行控制，輝度和顏色都是都是通過電流量來控制的。電流控制方式中有電流量來控制的。電流控制方式中有柵極柵極(G1)驅(qū)動方驅(qū)動方式和式和陰極陰極驅(qū)動方式。驅(qū)動方式。 圖2.4.3-3 畫面的輝度與信號振幅的關(guān)系白色黑色信號振幅三、三、CRT顯示器驅(qū)控器的電路構(gòu)成顯示器驅(qū)控器的電路構(gòu)成 CRT顯示器驅(qū)控器的電路，如圖顯示器驅(qū)控器的電路，如圖2.4.3-4所示，主所示，主要包括視頻電路、偏轉(zhuǎn)電路、高壓電路、電源電路等要包括視頻電路、偏轉(zhuǎn)電路、高壓電路、電源電路等基本電路，以及所選擇的動態(tài)聚焦電路、水平偏轉(zhuǎn)周基本電路，以及所選擇的動態(tài)聚焦電路、水平偏轉(zhuǎn)周波數(shù)切換電路等。波數(shù)切

10、換電路等。 偏轉(zhuǎn)線圈 CRT 電極電路 垂直驅(qū)動電路 垂直輸出電路 水平輸出電路 水平驅(qū)動電路 垂直振蕩電路 水平振蕩電路 同步處理電路 高壓輸出電路 視頻放大電路 高壓驅(qū)動電路 CRT的特點(diǎn)及應(yīng)用的特點(diǎn)及應(yīng)用 一、一、CRT的特點(diǎn)的特點(diǎn) CRT最大的最大的優(yōu)勢優(yōu)勢是可以在相對低的價格下獲得所必需的各種功能和性能。而且，是可以在相對低的價格下獲得所必需的各種功能和性能。而且，可以進(jìn)行大畫面高密度顯示，彩色可以進(jìn)行大畫面高密度顯示，彩色CRT與單色與單色CRT在裝置的布局上無本質(zhì)變化，在裝置的布局上無本質(zhì)變化，可進(jìn)行無級輝度調(diào)節(jié)的全色顯示。特別是可進(jìn)行無級輝度調(diào)節(jié)的全色顯示。特別是CRT采用電子

11、束掃描方式，與其他電子采用電子束掃描方式，與其他電子顯示采用矩陣陣列的掃描方式不同，所需要的驅(qū)動電極數(shù)極少。顯示采用矩陣陣列的掃描方式不同，所需要的驅(qū)動電極數(shù)極少。在輝度、對比度指標(biāo)上，與其他顯示器相比，在輝度、對比度指標(biāo)上，與其他顯示器相比，CRT也處于有利地位。顯示亮度可以任也處于有利地位。顯示亮度可以任意調(diào)節(jié)。而且，從電視機(jī)用意調(diào)節(jié)。而且，從電視機(jī)用CRT、超高密度顯示用、超高密度顯示用CRT到分析觀測到分析觀測CRT，均可根，均可根據(jù)不同使用目的自由設(shè)計，從而應(yīng)用范圍極為廣泛。據(jù)不同使用目的自由設(shè)計，從而應(yīng)用范圍極為廣泛。 CRT的的主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)是尺寸和重量都難以降低，由于笨重，又不能實(shí)現(xiàn)折疊化、是尺寸和重量都難以降低，由于笨重，又不能實(shí)現(xiàn)折疊化、便攜化，驅(qū)動電壓高，給使用帶來不便。便攜化，驅(qū)動電壓高，給使用帶來不便。 上一張上一張章首章首下一張下一張結(jié)束結(jié)束節(jié)首節(jié)首目錄目錄第二章 電光信息轉(zhuǎn)換相對低的價格相對低的價格需要的驅(qū)動電極數(shù)極少需要的驅(qū)動電極數(shù)極少可進(jìn)行