光電顯示技術(shù)第2章-2015

1、2.1 CRT顯示器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理顯示器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 2.2 CRT顯示器的驅(qū)動與控制顯示器的驅(qū)動與控制2.3 CRT顯示器的特點、顯示器的特點、 性能指標及發(fā)展歷史性能指標及發(fā)展歷史第第2 2章章 陰極射線管顯示技術(shù)陰極射線管顯示技術(shù) 2.1.1 黑白黑白CRT顯示器的顯示器的 基本結(jié)構(gòu)與工作原理基本結(jié)構(gòu)與工作原理2.1.2 彩色彩色CRT顯示器的顯示器的 基本結(jié)構(gòu)與工作原理基本結(jié)構(gòu)與工作原理2.1.3 CRT顯示器的主要單元顯示器的主要單元2.1 CRT顯示器的基本顯示器的基本 結(jié)構(gòu)與工作原理結(jié)構(gòu)與工作原理 陰極射線管陰極射線管(CRT)已有已有100多年的發(fā)展歷史，是實現(xiàn)最

2、早、多年的發(fā)展歷史，是實現(xiàn)最早、應用最為廣泛的一種顯示技術(shù)，具有技術(shù)成熟、圖像色彩豐富、應用最為廣泛的一種顯示技術(shù)，具有技術(shù)成熟、圖像色彩豐富、還原性好、全彩色、高清晰度、較低成本和豐富的幾何失真調(diào)還原性好、全彩色、高清晰度、較低成本和豐富的幾何失真調(diào)整能力等優(yōu)點，主要應用于電視、計算機顯示器、工業(yè)監(jiān)視器、整能力等優(yōu)點，主要應用于電視、計算機顯示器、工業(yè)監(jiān)視器、投影儀等終端顯示設(shè)備。投影儀等終端顯示設(shè)備。 CRT（Cathode Ray Tube）顯示器分為黑白）顯示器分為黑白CRT顯示器和顯示器和彩色彩色CRT顯示器兩大類，其核心部件是顯示器兩大類，其核心部件是CRT顯像管（陰極射線顯像管（

3、陰極射線管）。管）。 由電子槍（由電子槍（Electron Gun）、偏轉(zhuǎn)線圈（）、偏轉(zhuǎn)線圈（Defiection coils）、）、蔭罩（蔭罩（Shadow mask）、熒光粉層（）、熒光粉層（Phosphor）及玻璃外殼五）及玻璃外殼五部分組成，其中電子槍是顯像管的核心。部分組成，其中電子槍是顯像管的核心。2.1 CRT顯示器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理顯示器的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 黑白黑白CRT：單一電子槍，黑白兩色。：單一電子槍，黑白兩色。 用途：黑白電視機，工業(yè)設(shè)備監(jiān)視器。用途：黑白電視機，工業(yè)設(shè)備監(jiān)視器。 黑白黑白CRT主要組成部分：錐形玻殼、熒主要組成部分：錐形玻殼、熒光屏、電子槍系統(tǒng)和偏

4、轉(zhuǎn)線圈（掃描用的磁光屏、電子槍系統(tǒng)和偏轉(zhuǎn)線圈（掃描用的磁軛器件）。軛器件）。2.1.1 黑白黑白CRT顯示器的顯示器的 基本結(jié)構(gòu)與工作原理基本結(jié)構(gòu)與工作原理圖圖2.1 單色單色CRT的結(jié)構(gòu)示意圖的結(jié)構(gòu)示意圖 黑白黑白CRT顯示器的基本結(jié)構(gòu)顯示器的基本結(jié)構(gòu) 發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射系統(tǒng)：燈絲（：燈絲（F）、陰極（）、陰極（K）、）、控制柵極（控制柵極（G1）、加速極（）、加速極（G2屏蔽極）；屏蔽極）； 聚焦系統(tǒng)聚焦系統(tǒng)：第二陽極（：第二陽極（G3）、聚焦極）、聚焦極（G4）、高壓陽極（）、高壓陽極（G5）。）。 陰極（被燈絲加熱至陰極（被燈絲加熱至6000C時）時） 電子電子束（被視頻電信號調(diào)制）束（被視

5、頻電信號調(diào)制） 加速和聚焦加速和聚焦 高速轟擊熒光粉高速轟擊熒光粉 發(fā)光。發(fā)光。黑白黑白CRT顯示器的基本結(jié)構(gòu)顯示器的基本結(jié)構(gòu) 彩色彩色CRT利用三基色圖像疊加原理實現(xiàn)利用三基色圖像疊加原理實現(xiàn)彩色圖像的顯示。彩色圖像的顯示。 蔭罩式彩色蔭罩式彩色CRT是目前占主導地位的彩是目前占主導地位的彩色顯像管，這種管子的原始設(shè)想是德國人弗色顯像管，這種管子的原始設(shè)想是德國人弗萊西（萊西（Fleshsig）1938年提出的。蔭罩式彩年提出的。蔭罩式彩色色CRT的基本結(jié)構(gòu)如圖的基本結(jié)構(gòu)如圖2.2。 2.1.2 彩色彩色CRT顯示器的顯示器的 基本結(jié)構(gòu)與工作原理基本結(jié)構(gòu)與工作原理圖圖2.2 彩色彩色CRT的

6、結(jié)構(gòu)示意圖的結(jié)構(gòu)示意圖 彩色彩色CRT顯示器的基本結(jié)構(gòu)顯示器的基本結(jié)構(gòu)圖圖2.0 彩條信號重現(xiàn)示意圖彩條信號重現(xiàn)示意圖彩條信號的重現(xiàn)彩條信號的重現(xiàn) 燈絲（通電發(fā)熱）燈絲（通電發(fā)熱） 三個陰極（發(fā)射電三個陰極（發(fā)射電子流）子流） 加速極（聚焦、高壓陽極）加速極（聚焦、高壓陽極） 高速高速轟擊熒光粉轟擊熒光粉 發(fā)光（三原色）。發(fā)光（三原色）。 三束電子在偏轉(zhuǎn)線圈磁場的作用下，射向三束電子在偏轉(zhuǎn)線圈磁場的作用下，射向熒屏指定位置，轟擊目標熒光粉單元。熒屏指定位置，轟擊目標熒光粉單元。CRT內(nèi)內(nèi)部有蔭罩板，電子束通過網(wǎng)眼打在熒光點上。部有蔭罩板，電子束通過網(wǎng)眼打在熒光點上。彩色彩色CRT顯示器的顯示器

7、的工作過程工作過程彩色彩色CRT顯示器的顯示器的工作過程工作過程 電子打在熒屏上的位置由偏轉(zhuǎn)線圈中的電子打在熒屏上的位置由偏轉(zhuǎn)線圈中的磁場大小來定位。電子束射擊由左至右，由磁場大小來定位。電子束射擊由左至右，由上至下的過程稱為刷新，不斷重復地刷新就上至下的過程稱為刷新，不斷重復地刷新就能保持圖像的持續(xù)性。能保持圖像的持續(xù)性。 線圈偏轉(zhuǎn)的角度有限，四邊的圖像都會線圈偏轉(zhuǎn)的角度有限，四邊的圖像都會產(chǎn)生產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象彎曲現(xiàn)象。為了解決這個問題，廠家把。為了解決這個問題，廠家把顯像管制造成球形，缺點是屏幕將變得彎曲。顯像管制造成球形，缺點是屏幕將變得彎曲。 電子束流大小不同對應紅、綠、藍三電子束流大小不

8、同對應紅、綠、藍三種光強弱不同。根據(jù)空間混色法產(chǎn)生豐富種光強弱不同。根據(jù)空間混色法產(chǎn)生豐富的色彩，此方法利用了人眼分辨力不高的的色彩，此方法利用了人眼分辨力不高的特性?；旌瞎饩€可以產(chǎn)生特性?；旌瞎饩€可以產(chǎn)生1600萬種顏色，萬種顏色，或者說真彩色?；蛘哒f真彩色。 用此方法可產(chǎn)生不同色彩的像素，大用此方法可產(chǎn)生不同色彩的像素，大量顏色各異的像素可組成漂亮的畫面，而量顏色各異的像素可組成漂亮的畫面，而不斷變換的畫面就成為可動的圖像。不斷變換的畫面就成為可動的圖像。彩色彩色CRT顯示器的顯示器的工作過程工作過程 單色單色CRT只進行輝度（只進行輝度（輝度是對（消色）發(fā)輝度是對（消色）發(fā)光強度的主觀感

9、受光強度的主觀感受）控制，彩色）控制，彩色CRT還需進行顏還需進行顏色控制，輝度和顏色都是通過束流來控制的。電色控制，輝度和顏色都是通過束流來控制的。電流控制方式有柵極（流控制方式有柵極（G1）驅(qū)動方式和陰極驅(qū)動方）驅(qū)動方式和陰極驅(qū)動方式。式。 在陰極驅(qū)動方式中，改變陰極電位（柵極接在陰極驅(qū)動方式中，改變陰極電位（柵極接地），就可改變相應的輝度。地），就可改變相應的輝度。 彩色彩色CRT的顏色顯示是通過的顏色顯示是通過3個電子束各自的個電子束各自的電流（由電壓調(diào)制）來調(diào)制的。電流（由電壓調(diào)制）來調(diào)制的。 輝度及顏色輝度及顏色畫面的輝度與信號振幅的關(guān)系畫面的輝度與信號振幅的關(guān)系 畫面的輝度控制畫

10、面的輝度控制 1、電子槍、電子槍對于電子槍的設(shè)計一般應有以下幾個方面的考慮：對于電子槍的設(shè)計一般應有以下幾個方面的考慮：1. 注入電子具有一定的能量，槍的結(jié)構(gòu)要有足夠的耐壓強注入電子具有一定的能量，槍的結(jié)構(gòu)要有足夠的耐壓強 度，能承受一定的加速電壓。度，能承受一定的加速電壓。2. 要有足夠的發(fā)射能力，能給出足夠的脈沖電流。要有足夠的發(fā)射能力，能給出足夠的脈沖電流。3. 電子束的束流直徑和發(fā)射角要求在給定范圍內(nèi)。電子束的束流直徑和發(fā)射角要求在給定范圍內(nèi)。4. 結(jié)構(gòu)簡單，易于加工、安裝和檢修。結(jié)構(gòu)簡單，易于加工、安裝和檢修。5. 槍的使用壽命非常長。槍的使用壽命非常長。 電子槍由燈絲（電子槍由燈絲

11、（H或或F）、陰極（）、陰極（RK、GK、BK）、柵）、柵極（極（G1）、加速極（）、加速極（G2）、高壓陽極（）、高壓陽極（G或或V）組成。）組成。2.1.3 CRT顯示器的主要單元顯示器的主要單元圖圖2.4 電子槍結(jié)構(gòu)示意圖電子槍結(jié)構(gòu)示意圖1、電子槍、電子槍 電子槍產(chǎn)生大電子束電流，會聚電子槍產(chǎn)生大電子束電流，會聚成細小的掃描點（約成細小的掃描點（約0.2mm）。）。 電子槍應有良好的調(diào)制特性。受電子槍應有良好的調(diào)制特性。受調(diào)制信號控制時，掃描點應不散焦。調(diào)制信號控制時，掃描點應不散焦。 燈絲：通電后加熱陰極，使陰極表面溫度達燈絲：通電后加熱陰極，使陰極表面溫度達600-600-80080

12、0度，使陰極能發(fā)射電子。度，使陰極能發(fā)射電子。 陰極：呈圓筒狀，頂端涂有鋇鍶鈣的氧化物，受熱陰極：呈圓筒狀，頂端涂有鋇鍶鈣的氧化物，受熱后發(fā)射大量電子。后發(fā)射大量電子。決定電子槍的發(fā)射能力和壽命決定電子槍的發(fā)射能力和壽命（1 1、轟擊型：、轟擊型：其加熱方式是通過在熱子（燈絲）和陰極之間加上幾百乃至上千伏的轟擊電壓，在此電其加熱方式是通過在熱子（燈絲）和陰極之間加上幾百乃至上千伏的轟擊電壓，在此電壓下，從熱子發(fā)射的電子轟擊陰極，使陰極加熱到一定溫度后從其表面發(fā)射出大量電子壓下，從熱子發(fā)射的電子轟擊陰極，使陰極加熱到一定溫度后從其表面發(fā)射出大量電子來。來。2 2、加熱型：這種陰極，化合物層固定在

13、薄壁的底托上（鎳管或鉬管），底、加熱型：這種陰極，化合物層固定在薄壁的底托上（鎳管或鉬管），底托下面放著耐熱絕緣的螺旋鎢絲。電流流過燈絲，燈絲燒熱陰極，當陰極達到發(fā)射電子托下面放著耐熱絕緣的螺旋鎢絲。電流流過燈絲，燈絲燒熱陰極，當陰極達到發(fā)射電子的溫度時，就發(fā)射出電子來。）的溫度時，就發(fā)射出電子來。） 柵極：柵極套在陰極外面，是一金屬圓筒，頂端開柵極：柵極套在陰極外面，是一金屬圓筒，頂端開有讓電子束通過的小孔。改變柵極與陰極間的相對電位可有讓電子束通過的小孔。改變柵極與陰極間的相對電位可控制電子束的強弱。控制電子束的強弱。電子槍中各部分的作用：電子槍中各部分的作用： 加速極：緊靠柵極，加有幾百

14、伏的正電壓，加速極：緊靠柵極，加有幾百伏的正電壓，它能控制電子束到達熒光屏的速度。它能控制電子束到達熒光屏的速度。 聚焦極：彩管聚焦極電位聚焦極：彩管聚焦極電位58KV。聚焦、加。聚焦、加速及高壓極一起構(gòu)成電子透鏡，使電子束會聚成一速及高壓極一起構(gòu)成電子透鏡，使電子束會聚成一束轟擊熒光屏熒光粉。束轟擊熒光屏熒光粉。 高壓陽極：建立一個強電場，使電子束以極高壓陽極：建立一個強電場，使電子束以極快的速度轟擊熒光屏上的熒光粉。高壓陽極通常為快的速度轟擊熒光屏上的熒光粉。高壓陽極通常為2234KV。電子槍中各部分的作用：電子槍中各部分的作用： 熒光屏的最外層是玻璃殼、中間是熒光熒光屏的最外層是玻璃殼、

15、中間是熒光粉層、最內(nèi)層是鋁膜。工作時，電子束穿透粉層、最內(nèi)層是鋁膜。工作時，電子束穿透鋁膜打在熒光粉上，被打熒光粉發(fā)光，顯示鋁膜打在熒光粉上，被打熒光粉發(fā)光，顯示出字符或者圖像。出字符或者圖像。 它是電光轉(zhuǎn)換關(guān)鍵器件，要求亮度和發(fā)它是電光轉(zhuǎn)換關(guān)鍵器件，要求亮度和發(fā)光效率高，光譜適合人眼觀察，圖像分辨力光效率高，光譜適合人眼觀察，圖像分辨力高、傳遞效果好，余輝時間適當，機械、化高、傳遞效果好，余輝時間適當，機械、化學、熱穩(wěn)定性好，壽命高。學、熱穩(wěn)定性好，壽命高。2、熒光屏、熒光屏鋁膜的作用鋁膜的作用 在熒光粉層表面蒸鍍一層在熒光粉層表面蒸鍍一層0.10.5m的鋁的鋁膜，膜，并使其與電子槍的陽極相

16、連并使其與電子槍的陽極相連，可以提，可以提高圖像顯示性能。高圖像顯示性能。 主要優(yōu)點為：主要優(yōu)點為：可以防止負電荷積累導致的熒面電位下降，從可以防止負電荷積累導致的熒面電位下降，從而限制了亮度的提高；而限制了亮度的提高；鋁可將熒光粉發(fā)向管內(nèi)的光線反射到觀察者一鋁可將熒光粉發(fā)向管內(nèi)的光線反射到觀察者一側(cè)，提高亮度；側(cè)，提高亮度；阻擋負離子對熒光層的轟擊防止離子斑。阻擋負離子對熒光層的轟擊防止離子斑。 熒光屏，顧名思義就是發(fā)出熒光的屏幕。是一個大玻璃殼，熒光屏，顧名思義就是發(fā)出熒光的屏幕。是一個大玻璃殼，玻璃殼里面是熒光粉，工作的時候熒光屏后面的電子槍發(fā)射電玻璃殼里面是熒光粉，工作的時候熒光屏后面

17、的電子槍發(fā)射電子束打在熒光粉上，于是一部分熒光粉亮起來，顯示出字符或子束打在熒光粉上，于是一部分熒光粉亮起來，顯示出字符或者圖像。整個顯示器里面是高度真空的。者圖像。整個顯示器里面是高度真空的。余輝時間：轟擊停止后，亮度減小到穩(wěn)定亮度的余輝時間：轟擊停止后，亮度減小到穩(wěn)定亮度的1/10所經(jīng)歷的所經(jīng)歷的時間。時間。 長余輝發(fā)光：余輝時間長余輝發(fā)光：余輝時間長于長于0.1s； 中余輝發(fā)光：余輝時間中余輝發(fā)光：余輝時間0.1s0.001s； 短余輝發(fā)光：余輝時間短于短余輝發(fā)光：余輝時間短于0.001s。 屏幕的亮度取決于熒光粉的發(fā)光效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。率

18、、余輝時間及電子束轟擊的功率。2、熒光屏（、熒光屏（Vacuum Fluorescent Display，VFD） 熒光粉的發(fā)光時間特性為熒光粉的發(fā)光時間特性為 ，則，則一幀時間一幀時間T內(nèi)平均亮度應為：內(nèi)平均亮度應為： (2-3) 屏幕亮度與電子束的電流密度和屏幕屏幕亮度與電子束的電流密度和屏幕電壓高低有關(guān)。因此屏幕亮度可表示為電壓高低有關(guān)。因此屏幕亮度可表示為 (2-4) 可見，欲增大亮度，提高電壓更有效。可見，欲增大亮度，提高電壓更有效。01( )TLL t dtT tL2aLAjU S3、玻璃管殼玻璃管殼 玻璃管殼通常由屏幕玻璃、錐體、管頸玻璃管殼通常由屏幕玻璃、錐體、管頸三部分組成。

19、由普通玻璃做三部分組成。由普通玻璃做成：成：透明性高，透明性高，能耐受高真空并吸收從內(nèi)部發(fā)生的能耐受高真空并吸收從內(nèi)部發(fā)生的X射線。射線。 文字及圖象畫面都是由一個個稱為像素的點文字及圖象畫面都是由一個個稱為像素的點構(gòu)成的，使這些點順次顯示的方法稱為掃描。構(gòu)成的，使這些點順次顯示的方法稱為掃描。磁磁偏轉(zhuǎn)像差小，適合在高陽極電壓下大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)像差小，適合在高陽極電壓下大角度偏轉(zhuǎn)，故顯像管通常采用磁偏轉(zhuǎn)。故顯像管通常采用磁偏轉(zhuǎn)。 偏轉(zhuǎn)線圈分為行偏轉(zhuǎn)線圈和場偏轉(zhuǎn)線圈即水偏轉(zhuǎn)線圈分為行偏轉(zhuǎn)線圈和場偏轉(zhuǎn)線圈即水平偏轉(zhuǎn)線圈和垂直偏轉(zhuǎn)線圈。平偏轉(zhuǎn)線圈和垂直偏轉(zhuǎn)線圈。 行線圈通入行頻鋸齒波電流，產(chǎn)生行線圈

20、通入行頻鋸齒波電流，產(chǎn)生垂直垂直線性線性變化變化磁場磁場，使電子束，使電子束水平掃描水平掃描。 場線圈通入場頻鋸齒波電流，產(chǎn)生場線圈通入場頻鋸齒波電流，產(chǎn)生水平水平線性線性變化變化磁場磁場，使電子束，使電子束垂直掃描垂直掃描。4、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)逐行掃描逐行掃描在電視的標準顯示模式中，在電視的標準顯示模式中，i表示隔行掃描，表示隔行掃描，p表示逐行掃描。表示逐行掃描。 逐行掃描：將一幅圖像的像素從左至右、從上逐行掃描：將一幅圖像的像素從左至右、從上至下一行接一行掃描的方式叫逐行掃描。至下一行接一行掃描的方式叫逐行掃描。 世界上最早進行電視廣播的時候都是采用逐行世界上最早進行電視廣播的時候都是采

21、用逐行掃描電視制式，因為當時電視的清晰度非常低，并掃描電視制式，因為當時電視的清晰度非常低，并且只能廣播黑白圖像節(jié)目，節(jié)目內(nèi)容也不豐富，大且只能廣播黑白圖像節(jié)目，節(jié)目內(nèi)容也不豐富，大部分是文字廣告和音樂之類內(nèi)容。后來人們想把電部分是文字廣告和音樂之類內(nèi)容。后來人們想把電影節(jié)目也搬到電視節(jié)目之中，此時才強烈感到電視影節(jié)目也搬到電視節(jié)目之中，此時才強烈感到電視機的清晰度不夠。機的清晰度不夠。（后面介紹隔行掃描）（后面介紹隔行掃描） 逐行掃描主要應用于計算機的顯示器中。為了逐行掃描主要應用于計算機的顯示器中。為了提高畫面的清晰度，消除閃爍感，還可以增加掃描提高畫面的清晰度，消除閃爍感，還可以增加掃描

22、線數(shù)，目前顯示器的掃描線數(shù)一般為線數(shù)，目前顯示器的掃描線數(shù)一般為768行，因而行，因而會感到畫面非常細膩、清晰。會感到畫面非常細膩、清晰。逐行掃描逐行掃描垂直和水平同步垂直和水平同步 水平同步信號決定了水平同步信號決定了CRT畫出一條水平畫出一條水平線再返回起點所需的時間，垂直同步信號決線再返回起點所需的時間，垂直同步信號決定了定了CRT從屏幕頂部畫到底部，再返回起點從屏幕頂部畫到底部，再返回起點的時間，垂直同步也可以稱為的時間，垂直同步也可以稱為刷新率刷新率。 在廣播電視技術(shù)中，將一幅畫面稱為一在廣播電視技術(shù)中，將一幅畫面稱為一幀，并規(guī)定每秒傳送幀，并規(guī)定每秒傳送25幀。每幀只要分解為幀。每

23、幀只要分解為幾十萬個像素，這些像素又分割成幾十萬個像素，這些像素又分割成625行，行，這樣每秒就要傳送這樣每秒就要傳送25625=15625行。行。垂直和水平同步垂直和水平同步 行正程時間行正程時間: 行逆程時間行逆程時間: 行掃描周期行掃描周期: 行頻行頻: 場正程時間場正程時間: 場逆程時間場逆程時間: 場掃描周期場掃描周期: 場頻場頻: (幀頻幀頻)H tTH rTHH tH rTTT1HHfTV tTVrTVV tV rTTT1VVfT18%HrHTT8%VrVTTVHTZT場掃描逆程系數(shù)場掃描逆程系數(shù)隔行掃描：將每一幀進行兩次掃描，第一次隔行掃描：將每一幀進行兩次掃描，第一次掃奇數(shù)行

24、、第二次掃偶數(shù)行，兩場掃描完成掃奇數(shù)行、第二次掃偶數(shù)行，兩場掃描完成一幀圖像的方式稱為隔行掃描。一幀圖像的方式稱為隔行掃描。 每幀掃描行數(shù)（相鄰兩場行數(shù)和）必為奇每幀掃描行數(shù)（相鄰兩場行數(shù)和）必為奇數(shù)，實現(xiàn)奇、偶兩場掃描光柵均勻鑲嵌。數(shù)，實現(xiàn)奇、偶兩場掃描光柵均勻鑲嵌。隔行掃描電視有個缺點，就是當圖像上下隔行掃描電視有個缺點，就是當圖像上下兩行的對比度差別很大時產(chǎn)生行間閃爍兩行的對比度差別很大時產(chǎn)生行間閃爍隔行掃描隔行掃描 113355772244661133557行掃描電流場掃描電流tt為什么要采用隔行掃描？為什么要采用隔行掃描？ 一幀圖像是連續(xù)掃描一幀圖像是連續(xù)掃描625行組成的，每秒鐘共

25、行組成的，每秒鐘共掃描掃描50幀圖像，即幀掃描頻率為幀圖像，即幀掃描頻率為50幀幀/秒，或秒，或?qū)懗蓪懗?0Hz(赫茲赫茲)，行掃描頻率為，行掃描頻率為31.25kHz。 逐行掃描方法使信號的頻譜及傳送該信號的逐行掃描方法使信號的頻譜及傳送該信號的信道帶寬均達到很高的要求。信道帶寬均達到很高的要求。 對于每幀圖像為對于每幀圖像為625行的隔行掃描，每幀圖像行的隔行掃描，每幀圖像分兩場掃，每一場只掃描了分兩場掃，每一場只掃描了312.5行，而每秒行，而每秒鐘只要掃描鐘只要掃描25幀圖像就可以了，故每秒鐘共幀圖像就可以了，故每秒鐘共掃描掃描50場場(奇數(shù)場與偶數(shù)場各奇數(shù)場與偶數(shù)場各25場場)，即隔

26、行，即隔行掃描時幀頻為掃描時幀頻為25Hz、場頻為、場頻為50Hz，而行掃描，而行掃描頻率為頻率為15.625kHz。為什么要采用隔行掃描？為什么要采用隔行掃描？ 隔行掃描的行掃描頻率為逐行掃描時的一半，因而隔行掃描的行掃描頻率為逐行掃描時的一半，因而電視信號的頻譜及傳送該信號的信道帶寬亦為逐行電視信號的頻譜及傳送該信號的信道帶寬亦為逐行掃描的一半。這樣采用了隔行掃描后，在圖像質(zhì)量掃描的一半。這樣采用了隔行掃描后，在圖像質(zhì)量下降不多的情況下，信道利用率提高了一倍。由于下降不多的情況下，信道利用率提高了一倍。由于信道帶寬的減小，使系統(tǒng)及設(shè)備的復雜性與成本也信道帶寬的減小，使系統(tǒng)及設(shè)備的復雜性與成

27、本也相應減少，這就是為什么世界上早期的電視制式均相應減少，這就是為什么世界上早期的電視制式均采用隔行掃描的原因。采用隔行掃描的原因。 但隔行掃描也會帶來許多缺點，如會產(chǎn)生行間閃爍但隔行掃描也會帶來許多缺點，如會產(chǎn)生行間閃爍效應、出現(xiàn)并行現(xiàn)象等不良效應。自從數(shù)字電視發(fā)效應、出現(xiàn)并行現(xiàn)象等不良效應。自從數(shù)字電視發(fā)展后，為了得到高品質(zhì)的圖像質(zhì)量，逐行掃描也已展后，為了得到高品質(zhì)的圖像質(zhì)量，逐行掃描也已成為數(shù)字電視掃描的優(yōu)選方案。成為數(shù)字電視掃描的優(yōu)選方案。選擇性應用選擇性應用 為什么同是逐行掃描，電腦顯示器不會產(chǎn)生圖像為什么同是逐行掃描，電腦顯示器不會產(chǎn)生圖像大面積閃爍，而電視機會產(chǎn)生呢？這是因為電

28、腦大面積閃爍，而電視機會產(chǎn)生呢？這是因為電腦顯示器用的是中余輝顯像管，而電視機用的是短顯示器用的是中余輝顯像管，而電視機用的是短余輝顯像管，兩者的用途不一樣，電腦顯示器主余輝顯像管，兩者的用途不一樣，電腦顯示器主要是用來顯示靜止圖像，而電視機則是用來顯示要是用來顯示靜止圖像，而電視機則是用來顯示活動圖像?；顒訄D像。50Hz的逐行掃描電視從主觀上看來比的逐行掃描電視從主觀上看來比50Hz隔行掃描電視機的圖像質(zhì)量還差。隔行掃描電視機的圖像質(zhì)量還差。 按照我國的電視標準即（按照我國的電視標準即（PAL-D制式）規(guī)定，我國制式）規(guī)定，我國電視的行頻是電視的行頻是15625Hz，而每幅電視畫面有，而每幅

29、電視畫面有625行掃描行掃描線，而我國供電頻率為線，而我國供電頻率為50Hz，即場頻為每秒，即場頻為每秒50場，但場，但由于是隔行掃描，每幀畫面被分為奇數(shù)場和偶數(shù)場，即由于是隔行掃描，每幀畫面被分為奇數(shù)場和偶數(shù)場，即每掃描兩次才形成一幀畫面，故而幀頻為每秒每掃描兩次才形成一幀畫面，故而幀頻為每秒25幀幀（25i），即每秒鐘連續(xù)變化），即每秒鐘連續(xù)變化25幀電視圖像。隔行掃描，幀電視圖像。隔行掃描，每幀兩場，每秒每幀兩場，每秒50場；每行水平掃描正程為場；每行水平掃描正程為52s，逆程，逆程為為12s，場正程時間，場正程時間18.4ms，逆程時間，逆程時間1.6ms，垂直，垂直方向顯示方向顯示5

30、75行。行。 PAL制電視機的水平同步信號制電視機的水平同步信號=625線線25幀幀/秒秒=15.625kHz，TH64s；5、蔭罩蔭罩 在彩色顯象管內(nèi)，蔭罩裝于玻殼和電子在彩色顯象管內(nèi)，蔭罩裝于玻殼和電子槍之間，起分色作用，槍之間，起分色作用，防止電子束打到防止電子束打到目標目標熒光粉熒光粉以外的點，正確顯示色彩。以外的點，正確顯示色彩。 蔭罩蔭罩(Shadow mask)，它的位置大概在，它的位置大概在熒光屏后面熒光屏后面(從熒光屏正面看從熒光屏正面看)約約10mm處，處，厚度約為厚度約為0.15mm的薄金屬障板，它上面有的薄金屬障板，它上面有很多小孔或細槽，它們和同一組的熒光粉單很多小孔

31、或細槽，它們和同一組的熒光粉單元即像素相對應。元即像素相對應。3MgqL PS3MgqL PS/()SMPPLLqqLSqPgS3如果沒有蔭罩，電子束在掃描移動過程中，會對相鄰的他色單元進行重復轟擊。三支電子束經(jīng)過小孔或細槽后只能擊中同一像素中的對應熒光粉單元，因此能夠保證彩色的純正和正確的會聚，所以我們才可以看到清晰的圖像。如果沒有蔭罩？如果沒有蔭罩？ 蔭罩的問題一：隨著收到的能量的變化蔭罩的問題一：隨著收到的能量的變化而產(chǎn)生彎曲，高亮度時，彎曲更加嚴重。而產(chǎn)生彎曲，高亮度時，彎曲更加嚴重。 結(jié)果：電子束偏離目標，畫面模糊不清。結(jié)果：電子束偏離目標，畫面模糊不清。 辦法：尋找合適的金屬，目前

32、效果最好辦法：尋找合適的金屬，目前效果最好的是的是INVAR（不脹銅），它是鎳（不脹銅），它是鎳/鐵合金，鐵合金，膨脹率幾乎為零。膨脹率幾乎為零。 蔭罩的第二個問題：屏幕彎曲產(chǎn)生刺眼蔭罩的第二個問題：屏幕彎曲產(chǎn)生刺眼的眩光。用防眩光涂層能解決此問題。的眩光。用防眩光涂層能解決此問題。5、蔭罩蔭罩主流中低檔蔭罩式顯示器孔狀蔭罩孔狀蔭罩優(yōu)點：成本低優(yōu)點：成本低缺點：透過率缺點：透過率50%，亮度、，亮度、對比度低，分辨率低對比度低，分辨率低溝糟蔭罩溝糟蔭罩優(yōu)點：分辨率高，優(yōu)點：分辨率高，透過率透過率70% 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2.7所所示，主要包括視頻電路、偏轉(zhuǎn)電

33、路、高壓電示，主要包括視頻電路、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)周波數(shù)切換電路等。態(tài)聚焦電路、水平偏轉(zhuǎn)周波數(shù)切換電路等。 2.2 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)成圖圖2.7 CRT顯示器驅(qū)控器的電路顯示器驅(qū)控器的電路 CRT顯示器驅(qū)控器的電路顯示器驅(qū)控器的電路 2.3.1 CRT顯示器的特點顯示器的特點2.3.2 CRT顯示器的性能指標顯示器的性能指標2.3.3 CRT顯示技術(shù)的發(fā)展歷史顯示技術(shù)的發(fā)展歷史 2.3 CRT顯示器的特點、顯示器的特點、 性能指標及發(fā)展歷史性能指標及發(fā)展歷史2.3.1

34、CRT顯示器的特點顯示器的特點CRT 的最大優(yōu)勢的最大優(yōu)勢是性價比高、大畫面高密度顯示是性價比高、大畫面高密度顯示，同時還具有，同時還具有下下列優(yōu)列優(yōu)點點：1、價格低價格低；低于任何平板顯示器；低于任何平板顯示器2、亮度高亮度高；平均亮度；平均亮度300cd/m2,發(fā)光效率發(fā)光效率5lm/W; TFT-LCD:150cd/m2, 7lm/W; PDP:550cd/m2,1.22.5lm/W;3、對比度高對比度高；暗室中對比度可達；暗室中對比度可達1000：14、色域廣色域廣；真正的全彩色：紅、綠、藍、各；真正的全彩色：紅、綠、藍、各1024級灰度構(gòu)成級灰度構(gòu)成10.73億種億種 顏色；顏色；T

35、FT-LCD或或PDP灰度級別僅限于灰度級別僅限于256，1670萬個彩色萬個彩色5、分辨率高分辨率高；CRT的分辨率主要取決于電子槍；的分辨率主要取決于電子槍；6、響應速度快響應速度快；余輝時間；余輝時間10us1ms，TFT-LCD一般大于一般大于20ms。7、視野角寬視野角寬；視角接近；視角接近170，TFT-LCD：40（垂直）（垂直）90（水平）（水平）8、顯示版式可以靈活變化顯示版式可以靈活變化；可以；可以4：3，也可以，也可以16：9。9、壽命長壽命長；10000h以上以上2.3.2 CRT顯示器的技術(shù)指標顯示器的技術(shù)指標1、像素和分辨率像素和分辨率 像素指屏幕能獨立控制顏色與亮

36、度的最小區(qū)域。像素指屏幕能獨立控制顏色與亮度的最小區(qū)域。分辨率的表示方式分辨率的表示方式1： 指圖像的密度，即屏幕上單位面積內(nèi)像素的數(shù)指圖像的密度，即屏幕上單位面積內(nèi)像素的數(shù)量，它是圖像清晰程度的標志。量，它是圖像清晰程度的標志。單位單位有：點每英寸（有：點每英寸（dpi）、線每英寸（）、線每英寸（lpi）和像）和像素每英寸（素每英寸（ppi，pixel per inch）分辨率的表示方式分辨率的表示方式2：我們可以把顯示屏想象成是一個大型的棋盤，而我們可以把顯示屏想象成是一個大型的棋盤，而就是每一條水平線上的點數(shù)乘以水平線的數(shù)目，就是每一條水平線上的點數(shù)乘以水平線的數(shù)目，如如640480、7

37、20348、1024768及及10241024等。以等。以640480的分辨率來說，即每一條線上包的分辨率來說，即每一條線上包含有含有640個像素點且共有個像素點且共有480條線，也就是說掃描條線，也就是說掃描列數(shù)為列數(shù)為640列，行數(shù)為列，行數(shù)為480行。分辨率越高，屏幕行。分辨率越高，屏幕上所能呈現(xiàn)的圖像也就越精細。上所能呈現(xiàn)的圖像也就越精細。1、像素和分辨率像素和分辨率 分辨率的計算：最大顯示寬度水平分辨率的計算：最大顯示寬度水平點距點距=像素數(shù)。如標準像素數(shù)。如標準17英寸英寸CRT顯示器的顯示器的最大顯示寬度是最大顯示寬度是320mm，點距是，點距是0.28mm，那那 么首先按么首先

38、按 0.280.866=0.243的公式計算出水平的公式計算出水平點距，然后按點距，然后按 320/0.243=1316的公式得出像素數(shù)。的公式得出像素數(shù)。 1、像素和分辨率像素和分辨率 點距的定義：點距的定義：熒光屏上兩個最臨近的同熒光屏上兩個最臨近的同色點的直線距離，即兩個紅色（或綠、藍）色點的直線距離，即兩個紅色（或綠、藍）像素單元之間的距離，單位為毫米。像素單元之間的距離，單位為毫米。 點距越小，圖型越清晰細膩，顯示器的點距越小，圖型越清晰細膩，顯示器的檔次越高，對顯像管聚焦性能要求也越高。檔次越高，對顯像管聚焦性能要求也越高。以前多為以前多為0.31mm和和0.39mm，如今大多數(shù)顯

39、，如今大多數(shù)顯示器采用的都是示器采用的都是0.28mm的點距。常見的顯的點距。常見的顯示器點距示器點距0.28mm （水平方向為（水平方向為0.243mm）。）。 2、點距和柵距點距和柵距 條柵狀蔭罩類型的彩色顯示器不存在點條柵狀蔭罩類型的彩色顯示器不存在點距的概念。這種顯示器的彩色元素是由紅、距的概念。這種顯示器的彩色元素是由紅、綠、藍三色的豎向條紋構(gòu)成，沒有像素點。綠、藍三色的豎向條紋構(gòu)成，沒有像素點。柵距是指磷光柵條之間的距離柵距是指磷光柵條之間的距離。 2、點距和柵距點距和柵距 水平掃描頻率水平掃描頻率、垂直掃描頻率垂直掃描頻率及及視頻帶視頻帶寬寬三個參數(shù)是顯示器的硬指標，在很大程度三

40、個參數(shù)是顯示器的硬指標，在很大程度上決定了顯示器的檔次。上決定了顯示器的檔次。 視頻帶寬指每秒鐘電子槍掃描過圖像點視頻帶寬指每秒鐘電子槍掃描過圖像點的個數(shù)。的個數(shù)。它決定顯示器的性能。帶寬越寬，它決定顯示器的性能。帶寬越寬，顯示器能處理的信號頻率就越高，失真也越顯示器能處理的信號頻率就越高，失真也越小，性能越好。小，性能越好。 高的帶寬反映了顯示器的解像能力。高的帶寬反映了顯示器的解像能力。3、場頻、行頻及視頻帶寬場頻、行頻及視頻帶寬 帶寬帶寬 =場頻場頻（垂直分辨率（垂直分辨率0.93）（水平分辨率（水平分辨率0.8）水平分辨率）水平分辨率垂直垂直分辨率分辨率場頻場頻1.34 場頻場頻就是垂

41、直掃描頻率也即屏幕垂直刷就是垂直掃描頻率也即屏幕垂直刷新率，通常以新率，通常以Hz為單位為單位, 它表示屏幕的圖像它表示屏幕的圖像每秒鐘重復描繪多少次，也就是指每秒鐘屏每秒鐘重復描繪多少次，也就是指每秒鐘屏幕刷新的次數(shù)。垂直刷新率越高，屏幕的閃幕刷新的次數(shù)。垂直刷新率越高，屏幕的閃爍現(xiàn)象越不明顯，眼睛就越不容易疲勞。爍現(xiàn)象越不明顯，眼睛就越不容易疲勞。 視頻帶寬的計算視頻帶寬的計算 垂直像素和水平像素都要除以一個參數(shù)垂直像素和水平像素都要除以一個參數(shù)是因為要考慮電子槍從最后一行（列）返回是因為要考慮電子槍從最后一行（列）返回到第一行（列）的回程時間。到第一行（列）的回程時間。帶寬帶寬10247

42、68601.3463.23MHz 行頻就是水平掃描頻率，指電子槍每秒行頻就是水平掃描頻率，指電子槍每秒在屏幕上掃過的水平線數(shù)。單位為在屏幕上掃過的水平線數(shù)。單位為kHz。場。場頻和行頻的關(guān)系式一般如下：頻和行頻的關(guān)系式一般如下：行頻行頻 = 場頻場頻垂直分辨率垂直分辨率1.04 行頻綜合了分辨率和場頻，較全面地反行頻綜合了分辨率和場頻，較全面地反映顯示器的性能。映顯示器的性能。 分辨率較高、想提高顯示器的刷新率，分辨率較高、想提高顯示器的刷新率，要估算行頻是否超出頻率響應范圍。要估算行頻是否超出頻率響應范圍。 行頻行頻607681.0448kHz 刷新頻率低，圖像閃爍和抖動，眼睛易刷新頻率低，圖像閃爍和