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文檔簡介

第3章陰極射線管顯示技術(shù)3.1陰極射線管(CRT)3.2光柵顯示器的組成3.3場掃描電路3.4行掃描電路3.5視頻放大器習(xí)題3第3章陰極射線管顯示技術(shù)3.1陰極射線管(CRT)3.1陰極射線管(CRT)

3.1.1黑白CRT

1.黑白CRT的結(jié)構(gòu)

黑白顯像管由三部分組成:玻璃外殼、電子槍和熒光屏。它是電真空器件,能承受高壓并防爆裂。黑白顯像管的具體結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。3.1陰極射線管(CRT圖3-1黑白顯像管結(jié)構(gòu)示意圖圖3-1黑白顯像管結(jié)構(gòu)示意圖1)玻璃外殼

玻璃外殼包括管頸、管錐體和屏面玻璃三部分。在顯像管玻璃外殼管錐體部分的內(nèi)外壁上分別涂有石墨導(dǎo)電層,從而形成一個(gè)以玻璃為介質(zhì),以內(nèi)外壁石墨層為兩個(gè)極片的電容器(電容量約為1000pF)。內(nèi)壁石墨層與高壓陽極相連,形成一個(gè)等電位空間,以保證電子束流高速運(yùn)動(dòng)。1)玻璃外殼

玻璃外殼包括管頸、管錐體和屏面玻2)電子槍

電子槍通常由燈絲、陰極、控制柵極、加速陽極、聚焦陽極和高壓陽極等組成高壓陽極插座安裝在管錐體上,其余各電極均在管頸末端用金屬管腳引出。

電子槍用來發(fā)射密度可調(diào)的電子流,通過聚焦和加速,形成截面積很小、速度很高的電子束,該電子束在偏轉(zhuǎn)線圈形成的行、場偏轉(zhuǎn)磁場作用下實(shí)現(xiàn)全屏幕的掃描光柵,所以,電子槍是顯像管的心臟。2)電子槍

電子槍通常由燈絲、陰極、控制柵極(1)陰極。陰極(用字母K表示)的外形是一個(gè)圓筒,頂部涂有能發(fā)射電子的氧化物,圓筒里面裝有加熱用的燈絲(用字母F表示)。當(dāng)燈絲通電后,陰極就被加熱,向外發(fā)射電子,稱為熱電子發(fā)射。要調(diào)整好燈絲的電壓和電流,使陰極在可靠的狀態(tài)下工作。通常燈絲電壓為交流6.3V(或直流12V,對(duì)小尺寸的顯像管來說),電流0.6A(或85mA),其電壓變化應(yīng)小于10%。(1)陰極。陰極(用字母K表示)的外形是一個(gè)圓筒,頂(2)控制柵極。陰極外面有一個(gè)中心開有小孔的金屬圓筒,這個(gè)圓筒就是控制柵極(用字母G或M表示)。改變控制柵極與陰極間的電壓,便可以控制電子束流的大小。對(duì)陰極而言,柵極上加有直流負(fù)壓,一般在-20~-80V之間。柵、陰極負(fù)壓越大,對(duì)電子束的阻礙就越大,則電子束流就越??;反之,電子束流就越大。這樣,在熒光屏上對(duì)應(yīng)光點(diǎn)就會(huì)發(fā)生暗明變化。(2)控制柵極。陰極外面有一個(gè)中心開有小孔的金屬圓筒,(3)加速陽極。加速陽極也叫第一陽極(用字母A1表示),其外形像中間開孔的圓盤。對(duì)柵極而言,加有一個(gè)正100V左右甚至更高的直流電壓,在與陰極形成的電場作用下,把電子從陰極表面吸出來,向屏幕方向作加速運(yùn)動(dòng)。有兩種情況要注意,電壓過高會(huì)造成亮度失調(diào)(即亮度調(diào)

不暗),并產(chǎn)生回掃線;電壓過低會(huì)使顯像管不能發(fā)光。(3)加速陽極。加速陽極也叫第一陽極(用字母A1表示)(4)高壓陽極。第二陽極(A2)和第四陽極(A4)相接形成高壓陽極,為金屬圓筒形。該陽極將進(jìn)一步加速電子轟擊熒光屏,而且與管錐體內(nèi)壁石墨導(dǎo)電層相連,形成一個(gè)均勻的等電位空間,保證電子束進(jìn)入管錐體空間后能徑直地飛向熒光屏,不會(huì)產(chǎn)生雜亂的偏離或散焦。一般黑白顯像管的高壓陽極電壓為9~16kV。(4)高壓陽極。第二陽極(A2)和第四陽極(A4)相接(5)聚焦陽極。聚焦陽極也叫第三陽極(用字母A3表示),處在第二陽極和第四陽極之間,為金屬圓筒形。在顯像管中,因電子槍各陽極電壓不同而形成的電子透鏡完成聚焦作用。由第二陽極和第三陽極形成預(yù)聚焦透鏡,由第三陽極和第四陽極形成聚焦透鏡,從而使電子束流會(huì)聚成一點(diǎn)。改變聚焦電極上的電壓,使電子束的聚焦點(diǎn)正好落在熒光屏上,從而得到最清晰的圖像。黑白電視機(jī)中常用一個(gè)電位器來調(diào)整聚焦電壓,其范圍在0~400V之間。(5)聚焦陽極。聚焦陽極也叫第三陽極(用字母A3表示),3)熒光屏

熒光屏由屏面玻璃、熒光粉層和鋁膜三部分組成。在顯像管屏幕內(nèi)的玻璃表面上,沉積一層厚度約為10μm的熒光粉。熒光粉層外面又蒸鍍了一層厚度約為1μm的鋁膜。鋁膜與內(nèi)石墨層相連,加有高壓。鋁膜可以加速電子束,又可以保護(hù)熒光粉,使其不受離子沖擊而損傷形成離子斑(離子因質(zhì)量大,速度慢穿不過鋁膜)。

3)熒光屏

熒光屏由屏面玻璃、熒光粉層和鋁膜三部熒光屏的發(fā)光亮度除了與熒光粉材料有關(guān)外,還與電子束流的大小和速度有關(guān),而柵負(fù)壓和高壓的大小對(duì)電子束流的大小和速度都有很大影響。通常黑白電視機(jī)是通過改變柵陰電壓的方法來調(diào)節(jié)亮度的。一般顯像管要求把電子束流限制在150μA以下,如果電子束流太大,有可能使

熒光屏上的熒光粉局部過熱而降低發(fā)光能力。熒光屏的發(fā)光亮度除了與熒光粉材料有關(guān)外,還與電子束流的2.黑白顯像管的調(diào)制特性

在前面介紹顯像管各部分的過程中大致涉及了顯像管的成像過程。我們知道,當(dāng)燈絲發(fā)熱時(shí),陰極發(fā)射電子束流,此時(shí)如在柵、陰極間疊加圖像信號(hào),那么電子束流的大小就隨圖像信號(hào)電壓的變化而變化,通過加速、聚焦,并在行、場偏轉(zhuǎn)線圈的作用下,高速打在整個(gè)熒光屏上,這樣屏上各點(diǎn)就呈現(xiàn)不同的灰度,從而重現(xiàn)原來的圖像。

2.黑白顯像管的調(diào)制特性

在前面介紹顯像管各部分可以看出,熒光屏上形成圖像的各點(diǎn)的灰度由柵陰電流的大小決定,而陰極電流的變化受柵陰電壓的調(diào)制,我們把柵陰電壓ugk對(duì)陰極電流ik的控制關(guān)系稱為顯像管的

調(diào)制特性。對(duì)調(diào)制特性的討論,會(huì)使我們對(duì)顯像管的工作過程有更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí),并對(duì)顯像管的工作原理有更深的理解??梢钥闯?,熒光屏上形成圖像的各點(diǎn)的灰度由柵陰電流的大小圖3-2黑白顯像管調(diào)制特性曲線圖3-2黑白顯像管調(diào)制特性曲線1)調(diào)制特性曲線

圖3-2所示為柵陰電壓ugk和陰極電流ik的關(guān)系曲線,叫做調(diào)制特性曲線。該特性曲線可由下列公式給出:

ik=k(ugk-ugk0)γ

式中,k是比例系數(shù),與電極的特性和構(gòu)造等因素有關(guān);γ是非線性系數(shù),其數(shù)值大小因管子而異,取值在2~3之間;ugk0是柵極截止電壓,即顯像管陰極電流ik=0時(shí)的柵極負(fù)壓。1)調(diào)制特性曲線

圖3-2所示為柵陰電壓ugk和2)最大調(diào)制量的概念

最大調(diào)制量的定義是:顯像管熒光屏上從不發(fā)光(陰極電流為零)到出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)亮度的光柵(陰極電流為50μA)時(shí)柵陰電壓的變化量,公式表示為:

Δugk=|ugk0|-|ugk50|

式中,ugk50為ik=50μA時(shí)的柵陰電壓值。2)最大調(diào)制量的概念

最大調(diào)制量的定義是:顯像如果Δugk值小,說明ugk只有一個(gè)較小的變化,或顯像管陰極輸入一個(gè)幅度較小的視頻信號(hào),便能在熒光屏上獲得較大的亮度或?qū)Ρ榷鹊淖兓?,也就是說ik能較快從0μA升至50μA,這表明顯像管的靈敏度高。所以,最大調(diào)制量越小,顯像管靈敏度越高,反之則越低。如果Δugk值小,說明ugk只有一個(gè)較小的變化,或顯從調(diào)制特性曲線圖形上看,柵陰電壓越負(fù),陰極電流就越小,則熒光屏亮度越暗,反之,亮度越高。當(dāng)負(fù)極性圖像信號(hào)從陰極輸入時(shí),原圖像較暗部分對(duì)應(yīng)的較高圖像信號(hào)電平就會(huì)抬高陰極電平使得柵陰電壓越負(fù),這樣,顯像管重現(xiàn)的圖像是正確的。另外,陰極電流ik不應(yīng)超過

150μA(負(fù)電壓約為-20V),否則,陰極電流過大,會(huì)燒壞熒光粉層。從調(diào)制特性曲線圖形上看,柵陰電壓越負(fù),陰極電流就越小3)γ失真

一般來說,顯像亮度與陰極電流呈線性關(guān)系,然而非線性的調(diào)制特性曲線會(huì)使重現(xiàn)的圖像明暗失調(diào),引起灰度失真,也稱γ失真。γ失真是由顯像管特性決定的,幾乎所有的顯像管都存在。所以,系統(tǒng)都必須對(duì)γ失真進(jìn)行

校正。3)γ失真

一般來說,顯像亮度與陰極電流呈線性圖3-3偏轉(zhuǎn)線圈結(jié)構(gòu)示意圖圖3-3偏轉(zhuǎn)線圈結(jié)構(gòu)示意圖1)偏轉(zhuǎn)線圈的構(gòu)造

偏轉(zhuǎn)線圈主要由磁環(huán)、一組場偏轉(zhuǎn)線圈、一組行偏轉(zhuǎn)線圈和一個(gè)中心位置調(diào)節(jié)器等四部分組成。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-3所示。其中,場、行偏轉(zhuǎn)線圈各自由兩個(gè)線包串聯(lián)或并聯(lián)相接而成;兩組偏轉(zhuǎn)線圈互相垂直放置,用以產(chǎn)生水平與垂直偏轉(zhuǎn)磁場;場偏轉(zhuǎn)用環(huán)形線圈,行偏轉(zhuǎn)用馬鞍形(或稱喇叭形)線圈。1)偏轉(zhuǎn)線圈的構(gòu)造

偏轉(zhuǎn)線圈主要由磁環(huán)、一組場2)行偏轉(zhuǎn)線圈

行偏轉(zhuǎn)線圈通有行掃描鋸齒波電流,產(chǎn)生在垂直方向的線性變化磁場,使電子束作水平方向掃描,如圖3-4所示。電子束的偏轉(zhuǎn)方向由左手定則規(guī)定:將左手的大姆指、食指、中指互相垂直,若使中指指向電流方向(與電子流的方向相反),食指指向磁場方向,這時(shí)大姆指就指向電子束的偏轉(zhuǎn)方向。2)行偏轉(zhuǎn)線圈

行偏轉(zhuǎn)線圈通有行掃描鋸齒波電流圖3-4行偏轉(zhuǎn)線圈及它所產(chǎn)生的磁場(a)左手定則;(b)行偏轉(zhuǎn)線圈;(c)行磁場分布圖3-4行偏轉(zhuǎn)線圈及它所產(chǎn)生的磁場3)場偏轉(zhuǎn)線圈

場偏轉(zhuǎn)線圈通有場掃描鋸齒波電流,產(chǎn)生在水平方向線性變化的磁場,使電子束作垂直方向掃描,如圖3-5所示,其電子束的偏轉(zhuǎn)方向也用左手定則規(guī)定。顯然,流過偏轉(zhuǎn)線圈的電流越大,電子束流偏轉(zhuǎn)的角度也越大,光柵幅度就越大。3)場偏轉(zhuǎn)線圈

場偏轉(zhuǎn)線圈通有場掃描鋸齒波電流圖3-5場偏轉(zhuǎn)線圈及它所產(chǎn)生的磁場(a)左手定則;(b)場偏轉(zhuǎn)線圈;(c)場磁場分布圖3-5場偏轉(zhuǎn)線圈及它所產(chǎn)生的磁場4)中心位置調(diào)節(jié)器

當(dāng)偏轉(zhuǎn)線圈不加電流時(shí),電子束不受偏轉(zhuǎn),應(yīng)落在屏幕的中心點(diǎn)上,但是由于客觀原因(電子槍的構(gòu)造、安裝誤差等),電子槍的軸線與管頸軸線會(huì)不完全重合;偏轉(zhuǎn)線圈在管頸上位置不合適,也會(huì)使電子束不打在熒光屏的正中心,造成光柵偏移。為了克服這個(gè)缺點(diǎn),就在偏轉(zhuǎn)線圈后邊加兩個(gè)帶磁性的中心位置調(diào)節(jié)器(片),其構(gòu)造見圖3-6所示。4)中心位置調(diào)節(jié)器

當(dāng)偏轉(zhuǎn)線圈不加電流時(shí),電圖3-6中心位置調(diào)節(jié)器圖3-6中心位置調(diào)節(jié)器從圖3-6中的磁場分布可以看出,當(dāng)改變兩磁性圈片之間的夾角時(shí),可改變附加固定磁場的強(qiáng)弱和方向,可使光柵中心在一定范圍內(nèi)上下左右移動(dòng),達(dá)到中心位置調(diào)節(jié)的目的。中心位置調(diào)節(jié)器實(shí)際上是加一個(gè)可以調(diào)節(jié)大小與方向的靜磁場,在這一磁場作用下,電子束產(chǎn)生固定的偏轉(zhuǎn),直至使光柵中心與熒光屏中心點(diǎn)重合。從圖3-6中的磁場分布可以看出,當(dāng)改變兩磁性圈片之間的4.黑白顯像管的饋電電壓和附屬電路

1)黑白顯像管的饋電電壓

除柵極接地外,其他各電極都需加上額定工作電壓,可分為:燈絲電壓、陰柵電壓、加速電壓、聚焦電壓和陽極高壓。燈絲電壓:交流6.3V或直流12V,其作用是加熱陰極,使之發(fā)射出自由電子。4.黑白顯像管的饋電電壓和附屬電路

1)黑白陰柵電壓:它是當(dāng)柵極接地時(shí),陰極上所加的電壓。在無視頻信號(hào)輸入時(shí),加上約50V左右電壓就可使顯像管顯現(xiàn)出相當(dāng)亮度的光柵,改變陰柵電壓值,就會(huì)改變光柵亮度。如再疊加上視頻信號(hào),則可控制電子束流的強(qiáng)弱,從而顯示出圖像來。

加速電壓:它是加在加速陽極上的電壓,一般在100~500V之間。若無此電壓或電壓不足,電子束流將截止或變小從而導(dǎo)致無光柵或光柵暗淡。陰柵電壓:它是當(dāng)柵極接地時(shí),陰極上所加的電壓。在無聚焦電壓:它是加在聚焦陽極上的電壓。各個(gè)顯像管的最佳聚焦電壓都不相同,一般在0~400V左右。

陽極高壓:由高壓包提供經(jīng)半波整流的陽極高壓,通過高壓嘴送入顯像管內(nèi)的第二、第四陽極,并利用顯像管錐體內(nèi)、外壁石墨層的分布電容來實(shí)現(xiàn)濾波。對(duì)16英寸的顯像管而言,陽極高壓約需14kV。聚焦電壓:它是加在聚焦陽極上的電壓。各個(gè)顯像管的最佳2)黑白顯像管的附屬電路

(1)亮度調(diào)節(jié)電路和對(duì)比度調(diào)節(jié)電路。黑白顯像管的亮度調(diào)節(jié)是通過調(diào)節(jié)柵陰電壓來實(shí)現(xiàn)的。由前面黑白顯像管的調(diào)制性曲線分析得知,改變柵陰電壓也就改變了亮度的大小,所以,黑白顯像管的亮度取決于柵極和陰極的

電位差。2)黑白顯像管的附屬電路

(1)亮度調(diào)節(jié)電路和如圖3-7所示,視頻信號(hào)通過隔直電容C3接到顯像管陰極,柵極接地固定為零電位,則陰極對(duì)柵極的正電位是從直流100V經(jīng)R4、RW2、R5分壓取得的。例如,RW2中心點(diǎn)向左移動(dòng)時(shí),A點(diǎn)電位降低,B點(diǎn)電位降低,陰極電位降低,使得柵陰電位差|Ugk|下降,根據(jù)顯像管的調(diào)制特性曲線,電子束電流ik增大,亮度增加。如圖3-7所示,視頻信號(hào)通過隔直電容C3接到顯像管陰極圖3-7亮度調(diào)節(jié)電路和對(duì)比度調(diào)節(jié)電路圖3-7亮度調(diào)節(jié)電路和對(duì)比度調(diào)節(jié)電路在電路中,C2容值較大,對(duì)交流信號(hào)可視為短路,

R3是視放管V的集電極負(fù)載電阻,其視放電路的電壓增益Au≈R3/Re,而Re=R1∥XC1+R2∥RW1。所以,調(diào)節(jié)RW1大小可改變Re大小,從而改變Au的大小,達(dá)到對(duì)比度調(diào)節(jié)的目的。其中C2起到隔直作用,以保證在調(diào)整對(duì)比度時(shí)不改變視放管的直流工作點(diǎn)。在電路中,C2容值較大,對(duì)交流信號(hào)可視為短路,

R(2)關(guān)機(jī)亮點(diǎn)消除電路。產(chǎn)生關(guān)機(jī)亮點(diǎn)的原因是,關(guān)機(jī)后,由于燈絲的熱惰性,陰極溫度不能驟降,仍然會(huì)繼續(xù)發(fā)射電子。而關(guān)機(jī)后陰極電壓降低,柵陰電位差減小,則柵負(fù)壓不足以截止電子束向熒光屏運(yùn)動(dòng)。(2)關(guān)機(jī)亮點(diǎn)消除電路。產(chǎn)生關(guān)機(jī)亮點(diǎn)的原因是,關(guān)機(jī)電子束流截止型關(guān)機(jī)亮點(diǎn)消除電路如圖3-8所示,R1、RW、R2、R3組成亮度控制電路,C1、R4、VD組成的就是電子束流截止型關(guān)機(jī)亮點(diǎn)消除電路,其中C1為消亮點(diǎn)電容,R4為VD的限流電阻,阻值較大,為1MΩ以上,VD為消亮點(diǎn)二極管,開機(jī)時(shí)導(dǎo)通,關(guān)機(jī)時(shí)截止。電子束流截止型關(guān)機(jī)亮點(diǎn)消除電路如圖3-8所示,R1、圖3-8電子束流截止型關(guān)機(jī)亮點(diǎn)消除電路圖3-8電子束流截止型關(guān)機(jī)亮點(diǎn)消除電路開機(jī)后,顯像管附屬電路正常工作,+100V電壓經(jīng)R4使VD正偏導(dǎo)通,柵極近似為地電位。同時(shí),+100V電壓通過VD使電容C1充電到接近+100V,給亮度調(diào)節(jié)電路提供正電壓。電視機(jī)關(guān)機(jī)后,+100V電壓立即消失,二極管VD截止,但C1兩端電壓不能突變,則C1通過放電回路放電,即C1→R1→RW→R3→陰極→柵極→C1負(fù)極。C1對(duì)陰、柵極放電,而使陰柵之間保持較高的柵陰電壓|Ugk|,約1分鐘后才消失,于是消除了關(guān)機(jī)亮點(diǎn)。開機(jī)后,顯像管附屬電路正常工作,+100V電壓經(jīng)R3.1.2彩色CRT

1.彩色顯像管的分類及特點(diǎn)

彩色顯像管是重現(xiàn)彩色圖像的關(guān)鍵器件。隨著顯示技術(shù)的發(fā)展,彩色顯像管也由過去的普通彩色顯像管、平面直角彩色顯像管發(fā)展到現(xiàn)在大屏幕彩電普遍使用的超平超黑彩色顯像管以及純平彩色顯像管。彩色顯像管的種類較多,從結(jié)構(gòu)上劃分,主要有三槍三束蔭罩管、單槍三束柵網(wǎng)管和自會(huì)聚管三種類型。3.1.2彩色CRT

1.彩色顯像管的分三槍三束蔭罩管是20世紀(jì)50年代發(fā)明的第一代彩色顯像管,其圖像顯示效果較好,但結(jié)構(gòu)很復(fù)雜,制造精度要求很高,會(huì)聚調(diào)整相當(dāng)繁瑣,目前除了在少數(shù)高清晰度電視和彩色監(jiān)視器上還使用外,一般的彩電已不使用這種顯像管了。單槍三束柵網(wǎng)管是20世紀(jì)60年代研制出的電子束一字形排列的第二代彩色顯像管,其特點(diǎn)是:簡化了會(huì)聚電路,使動(dòng)會(huì)聚調(diào)節(jié)器由原來的13個(gè)減少為3個(gè),但仍然較復(fù)雜,生產(chǎn)與維修都不太方便。三槍三束蔭罩管是20世紀(jì)50年代發(fā)明的第一代彩色顯像管,自會(huì)聚管是1972年由美國RCA公司在單槍三束柵網(wǎng)管基礎(chǔ)上研制成功的新一代彩色顯像管,它對(duì)顯像管的內(nèi)部電極作了改造,并將特殊設(shè)計(jì)的偏轉(zhuǎn)線圈與顯像管固定在一起,在實(shí)現(xiàn)電子束偏轉(zhuǎn)的同時(shí)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)會(huì)聚。這種顯像管大大簡化了會(huì)聚的調(diào)整,方便了生產(chǎn)和維修。目前,幾乎所有CRT顯示器都采用自會(huì)聚彩色顯像管。自會(huì)聚管是1972年由美國RCA公司在單槍三束柵網(wǎng)管基礎(chǔ)1)三槍三束蔭罩管

三槍三束蔭罩管的管頸部裝有三個(gè)獨(dú)立的電子槍,沿顯像管軸線排成“品”字形,彼此相隔120°。同時(shí)為了使電子束能在顯像管熒光屏上會(huì)聚,三個(gè)電子槍均與管軸傾斜約1.5°。三個(gè)電子槍產(chǎn)生的電子束強(qiáng)弱分別受基色信號(hào)控制,且用同一組行、場偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)來使它們偏轉(zhuǎn)。1)三槍三束蔭罩管

三槍三束蔭罩管的管頸部顯像管屏上的熒光粉點(diǎn)是由紅、綠、藍(lán)三種熒光粉質(zhì)點(diǎn)組成,按紅、綠、藍(lán)三個(gè)一組呈“品”字形排列,每一組構(gòu)成一個(gè)像素。整個(gè)屏幕大約有44萬個(gè)像素,因此共需要132萬個(gè)熒光粉質(zhì)點(diǎn),它們很小且相互緊靠。這樣,人們?cè)谝欢ň嚯x觀看時(shí)就將每組熒光粉點(diǎn)看成是一種與組成該像素三基色信號(hào)比例有關(guān)的色調(diào),即產(chǎn)生空間混色效果,從而在熒光屏上看到絢麗多彩的圖像畫面。顯像管屏上的熒光粉點(diǎn)是由紅、綠、藍(lán)三種熒光粉質(zhì)點(diǎn)組成要正確地重現(xiàn)彩色圖像,三個(gè)電子槍發(fā)射的電子束必須只擊中各自對(duì)應(yīng)的熒光粉點(diǎn),為此在熒光屏前面約1厘米處安裝了稱之為蔭罩板的金屬網(wǎng)孔板蔭罩,板上約有44萬個(gè)小圓孔,每一個(gè)小圓孔準(zhǔn)確地對(duì)應(yīng)一組三色點(diǎn)。三個(gè)電子槍射出的電子束正好在蔭罩板上的小圓孔中相交,并同時(shí)穿過小圓孔后分別轟擊各自對(duì)應(yīng)的熒光粉點(diǎn),如圖3-9

所示。要正確地重現(xiàn)彩色圖像,三個(gè)電子槍發(fā)射的電子束必須只擊中圖3-9蔭罩管示意圖圖3-9蔭罩管示意圖三個(gè)電子束在掃描時(shí),也應(yīng)嚴(yán)格地打在對(duì)應(yīng)的熒光粉點(diǎn)上,就要求三個(gè)電子槍產(chǎn)生的電子束在任何位置都必須聚集通過同一蔭罩孔,這就是電子束的會(huì)聚。由于三槍三束蔭罩管的電子槍是按“品”字形排列,不處于同一平面,同時(shí)顯像管屏面也不是球面,因此造成該類彩管的會(huì)聚調(diào)整相當(dāng)復(fù)雜。三個(gè)電子束在掃描時(shí),也應(yīng)嚴(yán)格地打在對(duì)應(yīng)的熒光粉點(diǎn)上,2)單槍三束柵網(wǎng)管

單槍三束柵網(wǎng)管由一支電子槍來產(chǎn)生三個(gè)電子束,其結(jié)構(gòu)如圖3-10所示。它具有三個(gè)獨(dú)立的陰極,而其余各電極都是公用的。三個(gè)陰極呈“一”字形直線排列,一般產(chǎn)生綠電子束的陰極居中間,產(chǎn)生紅、藍(lán)電子束的陰極位于

兩側(cè)。2)單槍三束柵網(wǎng)管

單槍三束柵網(wǎng)管由一支電子槍來圖3-10單槍三束顯像管工作原理圖3-10單槍三束顯像管工作原理控制柵極G1也排成一條直線,有三個(gè)孔,分別位于三個(gè)陰極發(fā)射表面處;同時(shí),加速極G2上也有相應(yīng)的三個(gè)小孔,以便讓電子束通過??刂茤艠OG1一般是接地,基色信號(hào)加在三個(gè)陰極上去控制電子束,陰柵間截止電壓為80~120V。加速極G2上加有400V左右電壓,G3和陽極G5接在一起加陽極高壓,聚焦極G4加0~500V電壓,調(diào)節(jié)G4極電壓可調(diào)節(jié)電子束聚焦??刂茤艠OG1也排成一條直線,有三個(gè)孔,分別位于三個(gè)陰陽極高壓后面有一組靜會(huì)聚板,它由四片金屬片組成。中間兩片加上與陽極相同的電壓,邊上兩片加上比陽極低

1kV左右的可調(diào)節(jié)的電壓。這樣在左右會(huì)聚板之間產(chǎn)生靜電場,使紅、藍(lán)兩個(gè)邊束受到一個(gè)指向管軸的力,向中間綠束靠近,調(diào)節(jié)靜會(huì)聚電壓可使三電子束在柵網(wǎng)處會(huì)聚。陽極高壓后面有一組靜會(huì)聚板,它由四片金屬片組成。中間3)自會(huì)聚管

(1)精密一字形排列一體化電子槍。自會(huì)聚管的

R、G、B三個(gè)陰極在水平方向呈一字形排列,彼此的間距很小。這種結(jié)構(gòu)使中心電子束沒有會(huì)聚誤差,兩個(gè)邊束的會(huì)聚誤差也比較容易校正。電子槍的另一個(gè)特點(diǎn)是三槍一體化結(jié)構(gòu),采用單片三孔柵極,使三條電子束之間的定位可以很精確。3)自會(huì)聚管

(1)精密一字形排列一體化電子槍除了有三個(gè)獨(dú)立的陰極,以便分別輸入三基色信號(hào)外,其他各電極都是采用公共引腳。這種一體化精密結(jié)構(gòu),避免了電子槍裝配過程中工藝誤差對(duì)會(huì)聚的不利影響,由于電子槍的精密結(jié)構(gòu),使燈絲和陰極間的尺寸縮小,因此加熱快,一般5秒鐘內(nèi)就能顯示出亮度,實(shí)現(xiàn)了快速啟動(dòng)。精密一字型排列一體化電子槍的結(jié)構(gòu)如圖3-11(a)所示。電子槍除了有三個(gè)獨(dú)立的陰極,以便分別輸入三基色信號(hào)外,(2)槽孔狀蔭罩板與條狀熒光屏。為了克服單槍三束柵網(wǎng)管結(jié)構(gòu)不牢固的缺點(diǎn),采用了開槽式蔭罩板,增加了機(jī)械強(qiáng)度和抗熱變形性能。蔭罩板中的長形小槽孔是品字形錯(cuò)開排列的,熒光屏上的三基色熒光粉也是做成與小槽相同的形狀且與小槽相對(duì)應(yīng)平行排列著,如圖3-11(b)所示。(2)槽孔狀蔭罩板與條狀熒光屏。為了克服單槍三圖3-11自會(huì)聚管的精密一字型排列一體化電子槍示意圖圖3-11自會(huì)聚管的精密一字型排列一體化電子槍示意(3)黑底技術(shù)。為了提高彩色顯像管的對(duì)比度,自會(huì)聚管都做成黑底管,即在熒光粉沒有涂布的空隙處,

涂上黑色材料,吸收管內(nèi)或管外射入的雜散光,以提高圖像的對(duì)比度。采用黑底技術(shù)后,電子束截面積可以大于熒光粉的截面積,這樣蔭罩槽孔可開大些,從而增加了電子流透過率,這樣比非黑底管增加了30%的圖像亮度。(3)黑底技術(shù)。為了提高彩色顯像管的對(duì)比度,自會(huì)聚(4)不需要會(huì)聚電路。顯像管的會(huì)聚誤差完全是由于各電子束相對(duì)于管軸的幾何位置不同而造成的。為減少會(huì)聚誤差,自會(huì)聚管在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量縮減三個(gè)電子束與管軸之間的距離,讓最有影響的一條電子束與管軸重合。由于一字形排列使兩個(gè)邊束的會(huì)聚誤差分布規(guī)律比較簡單,這就給省去會(huì)聚電路打下了良好的基礎(chǔ)。(4)不需要會(huì)聚電路。顯像管的會(huì)聚誤差完全是由于各2.彩色顯像管的色純與會(huì)聚

1)色純度的概念

造成色純度不良的原因,有顯像管在制造過程中的工藝誤差,也有生產(chǎn)彩色電視機(jī)時(shí)作業(yè)要求的不嚴(yán)格,致使色純調(diào)整工作的精度不夠,或生產(chǎn)過程中受到雜散磁場的影響,當(dāng)然彩色顯像管還會(huì)受地球磁場的影響,等等。2.彩色顯像管的色純與會(huì)聚

1)色純度的概念2)會(huì)聚的概念

將三條電子束會(huì)合在一起,使它們分別同時(shí)擊中熒光屏上任何同一組三基色熒光粉的方法稱為會(huì)聚,由于產(chǎn)生會(huì)聚誤差的原因不同,會(huì)聚可分為靜會(huì)聚和動(dòng)會(huì)聚兩種。靜會(huì)聚是指屏幕中心區(qū)A區(qū)的會(huì)聚,A區(qū)是以屏幕高度的80%為直徑的圓內(nèi)面積;動(dòng)會(huì)聚指屏幕中心區(qū)(A區(qū))以外區(qū)域(B區(qū))的會(huì)聚,即顯像管屏幕四周的會(huì)聚。2)會(huì)聚的概念

將三條電子束會(huì)合在一起,使3.彩色顯像管的饋電電路和附屬電路

1)彩色顯像管饋電電路

彩色顯像管是電真空器件,為使其正常工作,出現(xiàn)掃描光柵,必須由外圍電路給其各電極提供額定工作電壓。彩色顯像管各電極所需電壓的大小和種類基本相似,一般可分為燈絲電壓、陰柵電壓、加速極電壓、聚焦極電壓及陽極高壓等,以上電壓均由行輸出變壓器經(jīng)整流提供。圖3-12給出了彩色顯像管饋電電路的示意圖。3.彩色顯像管的饋電電路和附屬電路

1)彩色圖3-12彩色顯像管饋電電路示意圖圖3-12彩色顯像管饋電電路示意圖要使彩色顯像管屏幕能正常發(fā)亮,出現(xiàn)光柵,外圍饋電電路必須向彩色顯像管提供下列四組電壓:第一組,

6.3V燈絲電壓。彩色電視機(jī)的燈絲電壓與黑白電視機(jī)一樣,也是為陰極表面發(fā)射電子提供熱源。該電壓是取自行輸出變壓器的某一繞組,由于電壓頻率為行頻15625Hz,所以用普通萬用表所測得的數(shù)值誤差很大。要使彩色顯像管屏幕能正常發(fā)亮,出現(xiàn)光柵,外圍饋電電路業(yè)余條件下只要能觀察到顯像管燈絲的暗紅光,即可認(rèn)為燈絲電壓基本正常。若無燈絲電壓或燈絲電壓過低,則屏幕是不會(huì)發(fā)光的。第二組,加速極G2電壓。對(duì)于不同類型的彩色顯像管,其加速極電壓值略有差異,其電壓值一般在300~800V之間。必須注意的是,在典型的工作條件下,加速極電壓升高,屏幕變亮;加速極電壓降低,屏幕變暗。業(yè)余條件下只要能觀察到顯像管燈絲的暗紅光,即可認(rèn)為燈絲電圖3-12中加速極G2可通過RW2電位器進(jìn)行調(diào)整。第三組,陰柵電壓Ukg。彩色顯像管有三個(gè)陰極,它們分別接上紅、綠、藍(lán)三個(gè)基色信號(hào),通過調(diào)節(jié)陰柵電壓,實(shí)現(xiàn)對(duì)電子束轟擊熒光屏強(qiáng)弱的控制。一般彩色顯像管陰柵電壓Ukg的正常工作范圍在90~170V之間,當(dāng)Ukg電壓變高時(shí),陰極發(fā)射的電子束射至屏幕時(shí)電子數(shù)量少,屏幕暗;反之,Ukg電壓變低時(shí),屏幕亮。圖3-12中加速極G2可通過RW2電位器進(jìn)行調(diào)整。第三圖3-12中RW1滑至B點(diǎn)附近時(shí),屏幕暗;滑向A點(diǎn)時(shí),屏幕亮。第四組,陽極高壓。一般彩色顯像管所需的陽極高壓在22~28kV之間,大屏幕彩電甚至可達(dá)30kV以上。業(yè)余條件下一般是無法對(duì)它進(jìn)行直接定量測量的,但可以間接估測,估測對(duì)象有燈絲電壓、加速極電壓、視放級(jí)工

作電壓等,由于它們都是取自同一個(gè)變壓器——行輸出變壓器,因此,只要上述電壓是正常的,則基本上可判斷陽極高壓也是正常的。圖3-12中RW1滑至B點(diǎn)附近時(shí),屏幕暗;滑向A點(diǎn)時(shí)圖3-12中,顯像管的聚焦極G3通常在3000~8000V

之間,調(diào)節(jié)電位器RW3,可使電子束轟擊屏幕的孔徑最小,這時(shí),對(duì)應(yīng)的RW3所調(diào)整的電壓為最佳聚焦電壓。顯

像管聚焦極電壓通常只影響圖像的清晰度,而一般不會(huì)影響屏幕的亮暗。圖3-12中,顯像管的聚焦極G3通常在3000~8002)自動(dòng)消磁電路

圖3-13(a)是一種自動(dòng)消磁電路(ADC)。它是由消磁線圈L和具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻R1組成,剛開機(jī)時(shí),

由于熱敏電阻R1在冷態(tài)時(shí)電阻很小,所以消磁線圈中的

交變電流很大,從而產(chǎn)生一個(gè)很大的磁場。同時(shí),這個(gè)很大的交變電流在電阻R1上產(chǎn)生焦耳熱,使R1的電阻急劇上升,導(dǎo)致消磁線圈L中的電流相應(yīng)減小,最后趨向于零,從而達(dá)到消磁的目的。2)自動(dòng)消磁電路

圖3-13(a)是一種自動(dòng)消磁圖3-13自動(dòng)消磁電路圖3-13自動(dòng)消磁電路通過消磁線圈的電流iH如圖3-13(b)所示,它將產(chǎn)生一個(gè)迅速衰減的交變磁場,使蔭罩板沿著由大到小的磁滯回線反復(fù)磁化。經(jīng)過若干個(gè)周期后,隨著磁場強(qiáng)度逐漸減為零,其剩磁也為零。通過消磁線圈的電流iH如圖3-13(b)所示,它將產(chǎn)生3.2光柵顯示器的組成

CRT光柵顯示器主要由行掃描電路、場掃描電路、視頻放大器等電路以及CRT(偏轉(zhuǎn)線圈)組成。圖3-14給出了光柵顯示器的組成方框圖。3.2光柵顯示器的組成

CRT光柵顯圖3-14CRT光柵顯示器的組成方框圖圖3-14CRT光柵顯示器的組成方框圖行掃描電路由行振蕩、行驅(qū)動(dòng)和行輸出三部分組成,場掃描電路包括場振蕩、場驅(qū)動(dòng)和場輸出三部分。它們分別接收顯示控制器送來的行、場同步信號(hào)。行、場振蕩器在同步信號(hào)控制下產(chǎn)生各自的掃描信號(hào),經(jīng)驅(qū)動(dòng)級(jí)放大和輸出級(jí)進(jìn)一步功率放大后,推動(dòng)偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生水平、垂直掃描磁場,從而驅(qū)使電子束作偏轉(zhuǎn)掃描運(yùn)動(dòng)。行掃描電路由行振蕩、行驅(qū)動(dòng)和行輸出三部分組成,場掃描在低、中擋監(jiān)視器中通常利用行掃描逆程脈沖產(chǎn)生高壓供CRT加速陽極使用;同時(shí)也產(chǎn)生中壓,供聚焦電極、第一加速陽極(或稱為預(yù)加速極)和調(diào)制極(也叫控制極)使用;有的設(shè)備中CRT的燈絲電壓也從這里取得。高擋監(jiān)視器為了使高壓更加穩(wěn)定,往往采用獨(dú)立高壓電源,一般情況下是利用行掃描頻率將低壓直流電源逆變成高頻交流,然后再升壓、整流以獲取高壓和各種中壓。在低、中擋監(jiān)視器中通常利用行掃描逆程脈沖產(chǎn)生高壓供CR3.3場掃描電路

3.3.1場掃描電路的作用與組成

1.場掃描電路的作用

(1)供給場偏轉(zhuǎn)線圈線性良好、幅度足夠的鋸齒波電流使顯像管中的電子束在垂直方向作勻速掃描。

(2)提供場消隱信號(hào)給顯像管,以消除逆程時(shí)電子束回掃時(shí)產(chǎn)生的回掃線。3.3場掃描電路

3.3.12.場掃描電路的組成

場掃描電路包含場振蕩級(jí)、場驅(qū)動(dòng)級(jí)和場輸出級(jí)(場線性補(bǔ)償)三大部分,如圖3-15所示。

場振蕩級(jí)包含矩形脈沖波振蕩器和鋸齒波形成兩部分電路。場振蕩級(jí)產(chǎn)生一個(gè)脈寬和周期符合場掃描要求的矩形脈沖波,這個(gè)矩形脈沖波再通過RC積分電路形成場鋸齒波。2.場掃描電路的組成

場掃描電路包含場振蕩級(jí)、圖3-15場掃描電路的組成圖3-15場掃描電路的組成3.3.2場振蕩與場驅(qū)動(dòng)級(jí)

1.場振蕩級(jí)

現(xiàn)代的CRT顯示器場掃描電路普遍采用集成電路多諧振蕩器產(chǎn)生50Hz左右的場頻脈沖信號(hào),這里我們主要從原理角度介紹由分立元件組成的場振蕩器。分立元件場振蕩器多采用如圖3-16所示的間歇振蕩器。它包括:場振蕩管,脈沖變壓器,基極偏置電阻Rb1、Rb2、RW、基極電容Cb,保護(hù)二極管VD和發(fā)射級(jí)電阻Re,電容Ce。3.3.2場振蕩與場驅(qū)動(dòng)級(jí)

1.場振蕩級(jí)圖3-16間歇振蕩器圖3-16間歇振蕩器圖3-17(a)所示的鋸齒波電壓形成電路是由圖3-16的間歇振蕩器電路簡化而來的。圖3-17(b)是鋸齒波電壓形成電路的等效電路,圖3-17(c)為其工作波形圖,其具體工作過程為:在t1~t2期間,三極管V飽和導(dǎo)通,相當(dāng)于開關(guān)S閉合,電源UCC對(duì)Ce充電形成鋸齒波的上升沿,這是場掃描的逆程階段;t2~t3期間,三極管V截止,相當(dāng)于開關(guān)S斷開,Ce向Re放電,形成鋸齒波的下降沿,這是場掃描的正程階段。圖3-17(a)所示的鋸齒波電壓形成電路是由圖3-16的圖3-17鋸齒波電壓形成電路(a)簡化電路;(b)等效電路;(c)波形圖3-17鋸齒波電壓形成電路2.場振蕩的同步

為保證場振蕩的頻率與信號(hào)源發(fā)出的頻率同步,必須引入場同步信號(hào)。實(shí)現(xiàn)場同步的原理是將積分后的場同步信號(hào)加到場振蕩管V的基極,讓振蕩管基極電壓提前到達(dá)

導(dǎo)通電平,從而提前結(jié)束間歇期,達(dá)到控制場振蕩頻率的目的。2.場振蕩的同步

為保證場振蕩的頻率與信號(hào)3.場驅(qū)動(dòng)級(jí)

場驅(qū)動(dòng)級(jí)的作用是把鋸齒波適當(dāng)放大,以滿足場輸出級(jí)對(duì)輸入信號(hào)幅度的要求。同時(shí)場驅(qū)動(dòng)級(jí)還起著一個(gè)中間隔離的作用(緩沖作用)。如果把鋸齒波形成電路直接與場輸出級(jí)相接,由于場輸出級(jí)的輸入電阻不高,它將使鋸齒波形成級(jí)的放電時(shí)間常數(shù)縮短,影響鋸齒波波形。

3.場驅(qū)動(dòng)級(jí)

場驅(qū)動(dòng)級(jí)的作用是把鋸齒波適當(dāng)3.3.3場輸出級(jí)

14英寸以下小屏幕的顯示器場輸出級(jí)多采用扼流圈耦合的甲類放大電路,而大屏幕CRT顯示器則多采用OTL場輸出放大電路。圖3-18就是一種典型的OTL場輸出放大電路。3.3.3場輸出級(jí)

14英寸以下小屏幕的顯示器圖3-18OTL場輸出放大電路圖3-18OTL場輸出放大電路在圖3-18的電路中,V1、V2是一對(duì)互補(bǔ)對(duì)稱管,工作于甲乙類狀態(tài)。靜態(tài)時(shí),UB=UCC/2。C2為自舉電容,使G和E點(diǎn)的電位跟隨B點(diǎn)而變化,以增大V1的動(dòng)態(tài)范圍,防止大信號(hào)輸入時(shí)可能產(chǎn)生的非線性失真。C3用來旁路可能串入的行脈沖信號(hào),并與R8一起消除可能產(chǎn)生的高頻振蕩。在圖3-18的電路中,V1、V2是一對(duì)互補(bǔ)對(duì)稱管,由于OTL兩管是工作在甲乙類推挽工作狀態(tài),靜態(tài)電流小,所以效率高;它可以不用扼流圈,使體積和成本都下降;逆程產(chǎn)生的感應(yīng)電壓相對(duì)較低,一般只有1.5UCC左右,管子的BVceo可小些,故該電路得到廣泛的應(yīng)用。和普通的音頻功率放大OTL電路比較,場輸出OTL電路中對(duì)輸出管V1、V2的耐壓要求要高得多,所以作為OTL場輸出中用到的晶體管都是大功率的低頻放大管。由于OTL兩管是工作在甲乙類推挽工作狀態(tài),靜態(tài)電流小,3.4行掃描電路

3.4.1行掃描電路的作用與組成

1.行掃描電路的作用

(1)下面以我國模擬電視系統(tǒng)為例進(jìn)行說明。電視接收機(jī)理想的行鋸齒波電流的周期TH=64μs,其中行正程Ts=52μs,逆程時(shí)間Tr=12μs,如圖3-19所示。3.4行掃描電路

3.4.1圖3-19行鋸齒波電流圖3-19行鋸齒波電流(2)給顯像管提供行消隱信號(hào),以消除電子束回掃時(shí)產(chǎn)生的回掃線的影響。

(3)用行脈沖信號(hào)控制行輸出管,使行輸出級(jí)產(chǎn)生顯像管所必需的供電電壓,包括陽極高壓,加速極、聚焦極所需電壓以及視放輸出級(jí)所需電源電壓。(2)給顯像管提供行消隱信號(hào),以消除電子束回掃時(shí)產(chǎn)2.行掃描電路的組成

通常,行掃描電路由行AFC(自動(dòng)頻率控制)電路、行振蕩、行激勵(lì)、行輸出和高、中壓形成電路等幾部分組成,其組成原理圖如圖3-20所示。2.行掃描電路的組成

通常,行掃描電路由行A圖3-20行掃描電路的組成原理圖圖3-20行掃描電路的組成原理圖行AFC電路是實(shí)現(xiàn)行掃描同步的電路。這里采用間接同步的方法,把行輸出的信號(hào)與外來的同步信號(hào)相比較,由行AFC電路比較行輸出信號(hào)和同步分離電路產(chǎn)生的行同步信號(hào),根據(jù)兩者的相位差輸出一個(gè)誤差信號(hào)電壓加到行振蕩電路,間接地控制行振蕩器的頻率和相位,從而達(dá)到同步的目的,并且大大提高電路的抗干擾能力。行AFC電路是實(shí)現(xiàn)行掃描同步的電路。這里采用間接同步的3.4.2行振蕩級(jí)與行驅(qū)動(dòng)級(jí)

1.行振蕩級(jí)

行振蕩級(jí)的任務(wù)是產(chǎn)生矩形脈沖波,這個(gè)脈沖波的周期、脈沖寬度以及幅度應(yīng)滿足一定的標(biāo)準(zhǔn)。行振蕩器應(yīng)是一種壓控振蕩器(VCO),其振蕩頻率和相位受AFC電路輸出的控制電壓的影響。在分立元件電路中,應(yīng)用最多的是電感三點(diǎn)式行振蕩電路,如圖3-21(a)所示,它屬于一種變形的電感三點(diǎn)式間歇振蕩器。3.4.2行振蕩級(jí)與行驅(qū)動(dòng)級(jí)

1.行振蕩級(jí)圖3-21電感三點(diǎn)式行振蕩電路(a)電感三點(diǎn)式行振蕩電路;(b)矩形脈沖電壓的產(chǎn)生圖3-21電感三點(diǎn)式行振蕩電路圖3-21(a)所示的行振蕩電路由振蕩管V、自耦式振蕩線圈和基極電阻Rb1、Rb2、電容Cb、發(fā)射極電阻Re、電容Ce及集電極負(fù)載R1、R2等組成。其中,振蕩線圈繞在塑料骨架上,有兩組線圈L1與L2,L1與L2的匝數(shù)比為1∶3或1∶2,骨架中有一個(gè)鐵淦氧磁芯,磁芯可調(diào)出或調(diào)入,以改變振蕩頻率。圖3-21(b)所示的是電感三點(diǎn)式行振蕩電路的矩形脈沖電壓的產(chǎn)生。圖3-21(a)所示的行振蕩電路由振蕩管V、自耦式振蕩2.行驅(qū)動(dòng)級(jí)

行輸出管導(dǎo)通時(shí),要求工作于充分飽和狀態(tài),這就要求驅(qū)動(dòng)級(jí)提供足夠大的增益給輸出管提供過激勵(lì)基極電流ib+,一般設(shè)計(jì)為ib+>2ICP/β(ICP為流過行輸出管集電極的最大電流),采用過激勵(lì)原因是為了提高狀態(tài)的轉(zhuǎn)換速度,以便得到速度更快的脈沖響應(yīng),如果基極ib不足,則行輸出管將工作于淺飽和狀態(tài),使管耗增大,掃描線性變壞。2.行驅(qū)動(dòng)級(jí)

行輸出管導(dǎo)通時(shí),要求工作于充分行輸出管從飽和變?yōu)榻刂沟南陆禃r(shí)間應(yīng)盡量短,要求

1ns以下,這時(shí)即使ib=0,由于輸出管飽和時(shí)晶體管的基極、集電極積累了過多的電荷,ic不會(huì)立即為零,而是按指數(shù)規(guī)律下降,當(dāng)輸出管一旦進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài),就會(huì)在行偏轉(zhuǎn)圈兩端感應(yīng)出很高的逆程反峰電壓,為使輸出管由飽和迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài),即ic迅速降為零,應(yīng)使基極ib反向,即在晶體管的發(fā)射結(jié)加上反偏壓,且要求|ib|≥3ICP/β,反向電流越大,截止所需時(shí)間越短。行輸出管從飽和變?yōu)榻刂沟南陆禃r(shí)間應(yīng)盡量短,要求

1n反極性激勵(lì)方式在行輸出管導(dǎo)通時(shí),行驅(qū)動(dòng)管截止;行輸出管截止時(shí),行驅(qū)動(dòng)管導(dǎo)通。反極性激勵(lì)優(yōu)點(diǎn)較多,應(yīng)用比較廣泛,圖3-22就是一種典型的由分立元件組成的

反極性行驅(qū)動(dòng)級(jí)電路,其中,V1為行驅(qū)動(dòng)管,V2為行輸出管,T為激勵(lì)變壓器。反極性激勵(lì)方式在行輸出管導(dǎo)通時(shí),行驅(qū)動(dòng)管截止;行輸出圖3-22反極性行驅(qū)動(dòng)級(jí)電路(a)電路;(b)波形圖3-22反極性行驅(qū)動(dòng)級(jí)電路由圖3-23(a)可見,電源UCC對(duì)校正電容Cs充電,使Cs兩端總保持有上正下負(fù)、數(shù)值為UCC的電壓。為方便分析起見,我們可將Cs等效成數(shù)值為UCC的電源串入偏轉(zhuǎn)支路,這對(duì)我們分析輸出級(jí)工作原理并無影響。逆程變壓器T2的初級(jí)電感量遠(yuǎn)比行偏轉(zhuǎn)線圈LY的電感量大,故其等效阻抗極大,分析時(shí)我們可不考慮它的影響。行輸出管V1、阻尼二極管VD1均工作在開關(guān)狀態(tài),可用開關(guān)SV1、SVD1等效之。由圖3-23(a)可見,電源UCC對(duì)校正電容Cs充電,由于行頻較高,行偏轉(zhuǎn)線圈的直流電阻與偏轉(zhuǎn)線圈的感抗相比可以忽略不計(jì),所以,偏轉(zhuǎn)線圈可等效為一電感LY。故我們可將圖3-23(a)中所示的電路等效為圖3-23(b)所示的等效電路。由于行頻較高,行偏轉(zhuǎn)線圈的直流電阻與偏轉(zhuǎn)線圈的感抗相比圖3-23阻尼式行輸出級(jí)典型電路(a)原理電路;(b)等效電路圖3-23阻尼式行輸出級(jí)典型電路行輸出級(jí)在矩形脈沖的激勵(lì)下,會(huì)在偏轉(zhuǎn)線圈中產(chǎn)生鋸齒波電流iY,其波形如前圖3-19所示。圖3-24所示的是一個(gè)周期的行輸出級(jí)偏轉(zhuǎn)電流波形。行輸出級(jí)在矩形脈沖的激勵(lì)下,會(huì)在偏轉(zhuǎn)線圈中產(chǎn)生鋸齒波電圖3-24行輸出級(jí)偏轉(zhuǎn)電流波形圖3-24行輸出級(jí)偏轉(zhuǎn)電流波形由圖3-24可知:鋸齒波電流iY由三部分組成:

在0~t1期間,行輸出管的導(dǎo)通電流形成掃描正程右半段,當(dāng)忽略回路中的損耗(包括偏轉(zhuǎn)線圈的損耗及V1的導(dǎo)通內(nèi)阻)時(shí),鋸齒波電流iY近似為線性增長,其大小為由圖3-24可知:鋸齒波電流iY由三部分組成:

在t1~t3期間,行輸出管V1與阻尼二極管VD1均截止,LY與C發(fā)生電場能與磁場能的交換,產(chǎn)生半周期自由振蕩,形成了逆程期掃描電流。逆程時(shí)間Tr恰等于由LYC組成的自由振蕩的1/2周期,改變自由振蕩的周期就可以改變逆程時(shí)間Tr的長短,使其符合掃描逆程時(shí)間寬度的要求。逆程時(shí)間Tr的具體計(jì)算公式為Tr=T/2=π在t1~t3期間,行輸出管V1與阻尼二極管VD1均截止式中,T為自由振蕩的周期。由上式可知,改變LY或C均可改變Tr,一般改變C比較方便。調(diào)節(jié)C的大小可改變逆程時(shí)間的長短,故C稱為逆程電容。實(shí)際上,公式中的C還包括電路中的分布電容、晶體管的輸出電容等,但是它們的容量較小。式中,T為自由振蕩的周期。由上式可知,改變LY或C均可在t3~t4期間,阻尼二極管VD1開始導(dǎo)通,形成掃描正程左半段。此時(shí),LY中的儲(chǔ)能通過阻尼二極管放電,使iY從負(fù)最大值變?yōu)榱?。上式還表明:偏轉(zhuǎn)電流iY與UCC、

t成正比,而與LY成反比。當(dāng)UCC與LY恒定時(shí),iY與t成正比,即通入LY的電流是線性增長的。iY要達(dá)到一定的數(shù)值,行掃描才能滿幅;如果iY過小,則水平幅度變窄。通常,增大UCC或減小LY均可使iY增大,即行幅增大。在t3~t4期間,阻尼二極管VD1開始導(dǎo)通,形成掃描(1)0~t1期間為正程掃描的后半段。行輸出管導(dǎo)通,阻尼二極管VD1截止,iY=ic。電流iY從零上升到IYm。

(2)t1~t3期間為行掃描的逆程,電流由IYm降到-IYm。行輸出管和阻尼二極管VD1均截止。逆程時(shí)間Tr取決于LY、C參數(shù)的選擇,即要求LY、C產(chǎn)生的自由振蕩周期的一半等于行逆程時(shí)間Tr,因此把C叫逆程電容。(1)0~t1期間為正程掃描的后半段。行輸出管導(dǎo)通(3)t3~t4為行正程掃描的前半段。阻尼二極管VD1導(dǎo)通,行輸出管截止,iY=id。電流由-IYm變?yōu)榱恪S捎?~t1或t3~t4均等于正程時(shí)間Ts的一半,所以正向或反向電流iY的最大值均為

式中,Ts為行掃描正程時(shí)間。(3)t3~t4為行正程掃描的前半段。阻尼二極管V進(jìn)一步分析行輸出管電路還可知,當(dāng)iY從正向最大值IYm很快下降到負(fù)向最大值-IYm時(shí),在逆程電容C上將產(chǎn)生一個(gè)很高的正向脈沖電壓(也叫行反峰電壓)UC,這個(gè)脈沖電壓等于偏轉(zhuǎn)線圈LY兩端的電壓uY加上電源電壓UCC。由于uY是由LY、C的自由振蕩產(chǎn)生的,于是可以按此來估算:

UC=uY+UCC進(jìn)一步分析行輸出管電路還可知,當(dāng)iY從正向最大值IYm其中,uY=ωLYIYm(其中)。所以有:將代入上式有:及公式其中,uY=ωLYIYm(其中于是行輸出管集電極電壓(即行反峰電壓)UC為從上述行反峰電壓UC的公式可見:正程時(shí)間Ts越長,逆程時(shí)間Tr越短,電源電壓UCC越高,則行反峰電壓UC電壓越高。下面以我國模擬電視系統(tǒng)為例作進(jìn)一步分析。電視系統(tǒng)的行掃描標(biāo)準(zhǔn)周期為64μs,當(dāng)Tr=12μs,Ts=52μs時(shí),行反峰電壓UC=7.8UCC。于是行輸出管集電極電壓(即行反峰電壓)UC為從上述行反峰電壓實(shí)際上,當(dāng)不加外來行同步信號(hào)時(shí),行掃描周期可能比64μs長,這時(shí),行反峰電壓UC可達(dá)(8~10)UCC。這就要求行輸出管必須有足夠的耐壓性能。但另一方面,我們可以利用行反峰脈沖來產(chǎn)生顯像管所需要的高壓。值得注意的一個(gè)問題是,對(duì)行驅(qū)動(dòng)脈沖寬度(即行振蕩脈沖寬度)必須有要求,即要求行激勵(lì)脈沖的負(fù)向最小寬度不能

小于行逆程時(shí)間Tr。實(shí)際上,當(dāng)不加外來行同步信號(hào)時(shí),行掃描周期可能比64如果小于Tr,則當(dāng)ub變?yōu)檎妷簳r(shí),行輸出管導(dǎo)通后因集電極有很高的電壓而產(chǎn)生很大的電流,甚至損壞晶體管。為了安全起見,并考慮到可能因打火現(xiàn)象等異常情況而使行輸出管過早導(dǎo)通,因此,一般要求行激勵(lì)脈沖負(fù)向?qū)挾葹?8~24μs(至少要大于16μs)。如果小于Tr,則當(dāng)ub變?yōu)檎妷簳r(shí),行輸出管導(dǎo)通后因2.行掃描電路中的非線性失真及其補(bǔ)償

1)電阻分量引起的波形失真及補(bǔ)償

掃描電流的非線性在電阻分量上的反映是偏轉(zhuǎn)線圈上的電阻、行輸出管的導(dǎo)通電阻以及阻尼二極管導(dǎo)通電阻的存在,使掃描電流不是理想的線性輸出電流,而是按指數(shù)規(guī)律變化的輸出電流。為了補(bǔ)償這種失真,通常在行偏轉(zhuǎn)線圈電路中串接一個(gè)行線性調(diào)整線圈LT(參見圖3-26)。2.行掃描電路中的非線性失真及其補(bǔ)償

1)電阻2)顯像管熒光屏曲率引起的非線性失真及補(bǔ)償

對(duì)于顯像管熒光屏曲率所引起的非線性失真,可采用S形校正。由于圖像兩邊擴(kuò)展相當(dāng)于掃描線速度較快,因而可以通過減慢偏轉(zhuǎn)電流在行掃描正程期始末兩端的增長率來補(bǔ)償,這時(shí)掃描電流呈S狀曲線。2)顯像管熒光屏曲率引起的非線性失真及補(bǔ)償

對(duì)于為了實(shí)現(xiàn)S形校正,可在行偏轉(zhuǎn)線圈中串接一個(gè)電容器Cs,由LY和Cs構(gòu)成串聯(lián)諧振電路,其諧振頻率為ωs=。由于自由振蕩電流具有正弦波形狀,若使其頻率低于行頻,并在行掃描正程內(nèi)取正弦波的一部分,則偏轉(zhuǎn)電流稍呈S波形,這樣就能使整個(gè)熒光屏上的掃描線速度均勻一致。顯然,ωs越高,波形變曲程度越大,S形補(bǔ)償效果就越顯著。一般要根據(jù)掃描的失真程度來選擇Cs,例如Cs取0.47~10μF。為了實(shí)現(xiàn)S形校正,可在行偏轉(zhuǎn)線圈中串接一個(gè)電容器Cs,由3.行輸出級(jí)高壓產(chǎn)生電路

由前述可知,在行輸出級(jí)電路的輸出端,可得到一個(gè)約(8~10)UCC的脈沖電壓,即行逆程脈沖。行逆程脈沖電壓的出現(xiàn)有利有弊,其利是將此高壓脈沖接到變壓器的初級(jí),經(jīng)升壓整流后可獲得CRT顯像管各電極所需的各種高壓和中壓;其弊是對(duì)行輸出管、阻尼二極管、逆程電容的耐壓值要求較高。3.行輸出級(jí)高壓產(chǎn)生電路

由前述可知,在行輸出行輸出級(jí)高壓電路的關(guān)鍵器件是行輸出變壓器,又稱逆程變壓器。行輸出變壓器的初級(jí)稱為低壓包,專供升壓整流用的次級(jí)稱為高壓包。以前,高壓包、低壓包是分開繞制的,它們分別繞制在U型錳鋅鐵氧體磁芯的兩側(cè)。但由于分布參數(shù)以及漏感的影響,會(huì)使顯示器收看的質(zhì)量下降,所以現(xiàn)在許多顯示器都采用一種新型的逆程變壓器,稱為一體化多級(jí)一次升壓式變壓器。下面介紹一種一體化結(jié)構(gòu)的三級(jí)一次升壓式變壓器(FBT)。行輸出級(jí)高壓電路的關(guān)鍵器件是行輸出變壓器,又稱逆程變壓FBT采用玻璃直接沉積在硅片P-N結(jié)上,繞成玻璃封裝高壓整流二極管,它體積小、耐壓高、熱穩(wěn)定性好,將幾個(gè)整流二極管分別串行接入分段繞制的行輸出變壓器高壓線圈中,完成多級(jí)一次升壓功能,如圖3-25(a)所示。圖

3-25(b)是FBT的剖面結(jié)構(gòu)圖。其次級(jí)高壓線圈分成LⅠ、LⅡ、LⅢ匝數(shù)均相等的三段,它們均為初級(jí)線圈數(shù)的幾倍。FBT采用玻璃直接沉積在硅片P-N結(jié)上,繞成玻璃封裝高高壓整流二極管VD1~VD3與分段次級(jí)線圈串接,C1為各繞組本身分布電容,C2為繞組對(duì)地分布電容,每個(gè)二極管可看做是一個(gè)一般的整流二極管,C1和C2作為整流后的濾波電容。當(dāng)初級(jí)輸入的交流反峰脈沖正脈沖的幅值為Ui時(shí),LⅠ兩端感應(yīng)的交流反峰脈沖正脈沖的幅值為nUi,VD1將LⅠ上的脈沖整流,由于供電負(fù)載較輕,可以認(rèn)為A點(diǎn)整流后的直流電壓近似為nUi。高壓整流二極管VD1~VD3與分段次級(jí)線圈串接,C1為而A點(diǎn)因C2的旁路作用,交流電位為零。同理,B點(diǎn)直流電位在A點(diǎn)的基礎(chǔ)上再加一個(gè)nUi值,而交流電位仍為零。C點(diǎn)直流電位為A點(diǎn)直流電位的3倍,交流電位仍為零。

可見,這種升壓電路對(duì)交流而言均可視為單獨(dú)的整流器;對(duì)直流而言,它們整流后的直流電位相疊加,使最后獲得的直流高壓UH為3nUi,如果采用四個(gè)整流管便可再升高一個(gè)nUi。而A點(diǎn)因C2的旁路作用,交流電位為零。同理,B點(diǎn)圖3-25三級(jí)一次升壓高壓整流電路及FBT剖面結(jié)構(gòu)圖圖3-25三級(jí)一次升壓高壓整流電路及FBT剖面結(jié)構(gòu)圖4.行輸出電路實(shí)例

圖3-26是一個(gè)完整的小屏幕CRT黑白顯示器的行輸出級(jí)電路。V是行輸出管,T是行輸出變壓器,L1、L3、L4為低壓線包,其中L3繞組經(jīng)VD2、VD3整流濾波后產(chǎn)生400V和100V電壓,L2是高壓包,VD1是高壓硅堆。由于高、中壓的輸出電流都很小,采用半波整流即可達(dá)到要求。4.行輸出電路實(shí)例

圖3-26是一個(gè)完整的小屏幕

C2、C3是濾波電容,由于要濾除的基波頻率為行頻,因此使用較小容量的電容即可達(dá)到濾波的要求。高壓不接濾波電容,它是利用顯像管錐體的內(nèi)、外層導(dǎo)體形成的電容來濾波。由于高壓包、硅堆內(nèi)阻都很大,輸出的電流很小,所以即使觸上高壓,由于可輸出的能量有限,對(duì)人體的危害也較小,但也不能麻痹大意。C2、C3是濾波電容,由于要濾除的基波頻率為行頻,因圖3-26中,LT、LY、Cs是行偏轉(zhuǎn)的通路。LT是行線性校正線圈,LY是行偏轉(zhuǎn)線圈,Cs的作用有幾個(gè):一是S形校正;二是隔直流;三是在鋸齒波電流形成過程中代替電源UCC,這是由于在電源接通后,UCC通過LT、LY對(duì)它充電,極性是上“+”下“-”,這個(gè)電壓很快上升到電源電壓UCC,即UCS≈UCC,而它的容量較大,在行輸出級(jí)正常工作時(shí),Cs兩端的電壓變化不大。圖3-26中,LT、LY、Cs是行偏轉(zhuǎn)的通路。LT圖3-26行輸出級(jí)電路圖3-26行輸出級(jí)電路大屏幕CRT黑白顯示器陽極高壓在16kV以上,彩色顯示器則在22kV以上。產(chǎn)生這樣高的電壓,除增加高壓包的圈數(shù)外,還需采用倍壓整流,但這樣一來會(huì)使結(jié)構(gòu)龐大、絕緣困難。這樣的行逆程變壓器與用外電路多次倍壓整流的相比,其重量減小70%,體積縮小80%,性能也顯著提高,故在大屏幕黑白顯示器和彩色顯示器中都得到了廣泛的應(yīng)用。圖3-26行輸出級(jí)電路大屏幕CRT黑白顯示器陽極高壓在16kV以上,彩色顯3.4.4可變行頻電路

1.可變行頻的必要性

通常,模擬電視圖像的顯示分辨率及其掃描頻率都

比較低,例如,我國標(biāo)準(zhǔn)模擬電視的行掃描頻率為

15.625kHz,場掃描頻率為50Hz。現(xiàn)代高性能顯示處理系統(tǒng)(如HDTV、計(jì)算機(jī)顯示)的分辨率一般都高于標(biāo)準(zhǔn)模擬電視圖像系統(tǒng),表3-1列出了一些常見的計(jì)算機(jī)顯示分辨率及其掃描頻率。3.4.4可變行頻電路

1.可變行頻的必要性第3章--陰極射線管顯示技術(shù)課件由此表可以看出,各種圖形產(chǎn)品具有不同的分辨率和掃描頻率;在同樣的分辨率下掃描頻率也不盡相同。垂直掃描頻率在50~90Hz的范圍內(nèi),屬于低頻,范圍也不大,

在電路上容易實(shí)現(xiàn)。水平掃描頻率在30~90kHz范圍內(nèi),頻率高而且范圍大。如果顯示器只能適應(yīng)一種或幾種掃描頻率,那么顯示分辨率改變后,必須更換顯示器,否則不能同步,無法顯示。由此表可以看出,各種圖形產(chǎn)品具有不同的分辨率和掃描頻率2.可變行頻原理

可變行頻技術(shù)的關(guān)鍵在行輸出級(jí)。水平掃描的峰值電流IYm直接決定行掃描的幅度,簡稱行幅。顯然行幅與行正程時(shí)間Ts成正比,即與行頻緊密相關(guān)。UC是行輸出級(jí)的逆程脈沖電壓峰值。CRT的加速陽極高壓可由UC經(jīng)逆程變壓器升壓,然后整流濾波獲得。2.可變行頻原理

可變行頻技術(shù)的關(guān)鍵在行輸在行輸出級(jí)中,如果偏轉(zhuǎn)線圈LY、逆程電容C、電源電壓UCC等電路參數(shù)保持不變,則當(dāng)行頻升高時(shí)正程時(shí)間Ts必然減小,從而引起行幅(IYm)縮小,高壓(UC)降低;反之,當(dāng)行頻降低時(shí)則行幅增大,高壓升高。后一種情況應(yīng)特別注意,因?yàn)檫^高的加速陽極電壓會(huì)引起設(shè)備的損壞,并對(duì)人身造成危害。在行輸出級(jí)中,如果偏轉(zhuǎn)線圈LY、逆程電容C、電3.幾種可變行頻電路

1)小范圍可變行頻電路

如果顯示器的分辨率變化不大,或者說行頻變化范圍不大,則逆程時(shí)間可以保持不變,這樣,對(duì)行輸出級(jí)的逆程脈沖電壓峰值影響也不大,此時(shí)行幅電流的非線性失真及S失真也較小。這樣一來就只剩下行幅穩(wěn)定的問題了,只要穩(wěn)定了行幅電流IYm,就可以保證行幅不變。3.幾種可變行頻電路

1)小范圍可變行頻電路由行幅的計(jì)算公式可知,在Ts變化后,為保證行幅電流IYm不變,必須相應(yīng)調(diào)整電源電壓UC或者偏轉(zhuǎn)線圈的電感量LY的值。顯然,最方便的是方法是調(diào)整電源電壓UC。

因此,可以將一個(gè)固定直流電源UCC經(jīng)調(diào)整電路后再供給行輸出級(jí)作為實(shí)際的電源電壓UC,從而補(bǔ)償因Ts改變而引起的IYm變化。由行幅的計(jì)算公式可知,在Ts變化后,為保證行幅電流I圖3-27就是根據(jù)這一思路設(shè)計(jì)的行幅穩(wěn)定電路。其

工作過程為:當(dāng)小范圍提高顯示器的分辨率時(shí),則行頻升高,于是Ts減小,從而使行幅電流IYm下降。圖3-27就是根據(jù)這一思路設(shè)計(jì)的行幅穩(wěn)定電路。其

工作這時(shí),通過與偏轉(zhuǎn)線圈LY串聯(lián)的采樣電路(如0.1Ω電阻),可檢測出行幅電流IYm的變化,并變換成誤差電壓加到運(yùn)算放大器的“-”輸入端,然后再經(jīng)誤差放大后加到電源調(diào)整三極管V2的基級(jí),使三極管V2的導(dǎo)通加強(qiáng),即三極管V+的C、E間的等效電阻下降,導(dǎo)致由固定直流電源UCC經(jīng)三極管V2加到行輸出級(jí)電路的實(shí)際電源電壓UC升高,從而維持行幅電流IYm恒定不變。這時(shí),通過與偏轉(zhuǎn)線圈LY串聯(lián)的采樣電路(如0.1Ω電反之,當(dāng)小范圍減小顯示器的分辨率時(shí),則行頻降低,于是Ts升高,從而使行幅電流IYm上升。這時(shí),采樣電路將變化信息經(jīng)誤差放大后,使三極管V2的導(dǎo)通減弱,

即三極管V2的C、E間的等效電阻增大,導(dǎo)致實(shí)際電源電壓UC降低,從而維持行幅電流IYm恒定不變。反之,當(dāng)小范圍減小顯示器的分辨率時(shí),則行頻降低,于圖3-27小范圍可變行頻的行幅穩(wěn)定電路圖圖3-27小范圍可變行頻的行幅穩(wěn)定電路圖2)多點(diǎn)離散可變行頻電路

當(dāng)大幅度改變顯示器的分辨率時(shí),行頻將會(huì)在較大范圍內(nèi)變化。為了實(shí)現(xiàn)較大范圍的行頻自動(dòng)跟蹤,保證行幅、高壓和線性基本不變,必須改變電路各個(gè)元件的參數(shù),尤其是偏轉(zhuǎn)線圈LY、逆程電容C和校正電容Cs。2)多點(diǎn)離散可變行頻電路

當(dāng)大幅度改變顯示器的分改變偏轉(zhuǎn)線圈LY的電感量比較麻煩,因此,一般不采用這種方法來調(diào)節(jié)電路參數(shù)。對(duì)于逆程電容C和校正電容Cs的改變則要簡單得多,只要進(jìn)行適當(dāng)?shù)拇?、并?lián)即可。圖3-28就是根據(jù)這一思路設(shè)計(jì)的一種多點(diǎn)離散可變行頻行幅穩(wěn)定電路。改變偏轉(zhuǎn)線圈LY的電感量比較麻煩,因此,一般不采用這圖3-28所示的是一個(gè)行頻范圍在80~135kHz變化的行輸出級(jí)電路,圖中VT2為行輸出管,VT1-1、VT1-2組成OCL互補(bǔ)射隨電路去驅(qū)動(dòng)行輸出管。VT3作為逆程電容CY2切換開關(guān),當(dāng)A點(diǎn)為高電平時(shí),VT3導(dǎo)通,此時(shí)逆程電容C=CY1+

CY2;當(dāng)A點(diǎn)為低電平時(shí),VT3截止,此時(shí)逆程電容C=CY1。圖3-28所示的是一個(gè)行頻范圍在80~135kHz變化圖3-28多點(diǎn)離散可變行頻行幅穩(wěn)定電路圖3-28多點(diǎn)離散可變行頻行幅穩(wěn)定電路圖3-28中,VT4、VT5、VT6為校正電容Cs的切換開關(guān),當(dāng)B、C、D點(diǎn)分別為高電平時(shí),VT4、VT5、VT6分別導(dǎo)通,導(dǎo)致校正電容Cs的容量隨之變化。

圖3-28中,互補(bǔ)射隨電路VT1-1、VT1-2的供電電源為低

壓UCC=12V,而行輸出管VT2的供電電源則為上百伏的較高電壓。圖3-28中,VT4、VT5、VT6為校正電容3.5視頻放大器

3.5.1對(duì)視頻放大器的要求

1.電壓增益高

視頻放大器的輸入來自視頻數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC),在光柵顯示器中按標(biāo)準(zhǔn)電視視頻信號(hào)給出,其峰峰值為1~1.4V;單色或八色顯示時(shí),視頻信號(hào)為數(shù)字邏輯電平,但激勵(lì)CRT所需的視頻信號(hào)電壓根據(jù)CRT的型號(hào)不同而有所不同,其峰峰值大致為30~80V。3.5視頻放大器

3.5.1因此視頻放大器的增益應(yīng)達(dá)數(shù)十倍,所使用的電源電壓也較高,在100V左右。相應(yīng)的放大器用晶體管的耐壓要求也高,并要求在大范圍內(nèi)保持線性放大。視頻放大器的負(fù)載是CRT,其輸入阻抗很大,故放大器消耗的功率并不大,所以視放末級(jí)主要考慮電壓增益,而功率增益處在次要地位。因此視頻放大器的增益應(yīng)達(dá)數(shù)十倍,所使用的電源電壓也較高2.頻帶要足夠?qū)?/p>

關(guān)于視頻放大器的帶寬問題已在前面詳細(xì)地討論了,但電壓增益和頻帶寬度相互之間是矛盾的,往往增益升高會(huì)使帶寬下降,而帶寬和增益這兩個(gè)指標(biāo)又是必須滿足的。實(shí)用中,由于功率要求容易達(dá)到,常常采用加大功率來提高電路的速度,也就擴(kuò)展了帶寬。2.頻帶要足夠?qū)?/p>

關(guān)于視頻放大器的帶寬問題已在3.失真小

失真包括相位失真和灰度失真兩種。人的聽覺對(duì)相位失真不敏感,但人的視覺在觀察波形或圖像時(shí)對(duì)相位失真極易察覺,因此視頻放大通道要考慮相位失真問題。相位特性不好將造成輸出信號(hào)的平頂上升或下降,使得大面積黑部或白部亮度不均勻,逐漸由灰至白或由黑至灰。在彩色顯示時(shí)相位失真將使彩色色調(diào)不純。3.失真小

失真包括相位失真和灰度失真兩種。人灰度失真即信號(hào)幅度的失真,可用階梯信號(hào)很容易檢測到?;叶仁д嬷饕痫@示亮度不均勻。例如,采用負(fù)極性信號(hào)顯示黑底白條的畫面時(shí),經(jīng)電容耦合,信號(hào)失去直流分量,而放大器的直流工作點(diǎn)固定,將會(huì)使白條信號(hào)下移,變成了灰底白條;反之,白底黑條會(huì)變成灰底黑條,同時(shí)整個(gè)信號(hào)的變化范圍增加,對(duì)放大器動(dòng)態(tài)范圍的要求也跟著增加。否則,部分信號(hào)將受到壓縮或者切割?;叶仁д婕葱盘?hào)幅度的失真,可用階梯信號(hào)很容易檢測到。4.其他要求

視頻放大器的輸出信號(hào)極性要正確。如輸出驅(qū)動(dòng)CRT的柵極時(shí)應(yīng)為正極性,驅(qū)動(dòng)陰極時(shí)則應(yīng)為負(fù)極性。

視頻電路中應(yīng)包含亮度、對(duì)比度調(diào)節(jié),且調(diào)節(jié)時(shí)不應(yīng)引起頻率特性變化或波形失真。

視頻電路中還應(yīng)插入消隱控制脈沖,以便在水平、垂直回掃期間截止電子束。

視頻放大器與CRT相連時(shí)還要加入泄放電路,以避免在CRT打火時(shí)損壞電路元件。4.其他要求

視頻放大器的輸出信號(hào)極性要正確3.5.2視頻放大器電路分析

1.共射-共基視放電路

圖3-29(a)所示是一個(gè)共射-共基視放電路原理圖,圖3-29(b)所示是其等效電路。該電路的特點(diǎn)是:電壓增益高、頻帶寬。3.5.2視頻放大器電路分析

1.共射-圖3-29共射-共基視放電路圖3-29共射-共基視放電路2.推挽式視放電路

推挽式視放電路如圖3-30所示(以紅色R視放為例),VT1為前置級(jí),VT2和VT3構(gòu)成推挽輸出級(jí)。因推挽輸出級(jí)的輸出阻抗低,故能展寬電路的通頻帶。C1用于高頻補(bǔ)償,以提升圖像細(xì)節(jié)。VD1和VD2串聯(lián)使用,能使A、B之間建立起1.2V的電壓差,從而使VT2和VT3在靜態(tài)時(shí)處于微導(dǎo)通狀態(tài),以消除交越失真。2.推挽式視放電路

推挽式視放電路如圖3-30圖3-30推挽式視放電路圖3-30推挽式視放電路3.彩

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