第7章第3节__阴极射线管

1、7.3 阴极射线显示 基本结构与工作原理基本结构与工作原理主要单元主要单元 CRT显示器的驱动与控制显示器的驱动与控制CRT的特点及应用的特点及应用 基本结构与工作原理基本结构与工作原理 单色单色CRT(cathode ray tube)的结构。主要的结构。主要由由4部分组成：圆锥形玻壳；玻壳正面用于显部分组成：圆锥形玻壳；玻壳正面用于显示的荧光屏；封入玻壳中发射电子束用的电子示的荧光屏；封入玻壳中发射电子束用的电子枪系统；位于玻壳之外控制电子束偏转扫描的枪系统；位于玻壳之外控制电子束偏转扫描的磁轭。磁轭。 图2.4.1-1 单色CRT 彩色彩色CRT采用荫罩型结构，如图采用荫罩型结构，如图2

2、.4.1-2所示。彩色所示。彩色CRT是通过红是通过红(R)、绿、绿(G)、蓝、蓝(B)三原色组合产生彩色三原色组合产生彩色视觉效果。视觉效果。 图2.4.1-2 彩色CRT 防爆箍 提耳 阳极 荧光体 金属覆层（AI 膜） 屏幕玻璃 偏转磁轭 支持架 颈部 电子枪 框架 内部导电膜 地磁场屏蔽罩 阴罩（选色电极） PCM RGB 荧光屏上的每一个像素由产生红荧光屏上的每一个像素由产生红(R)、绿、绿(G)、蓝、蓝(B)的三种荧光体组成，的三种荧光体组成，同时电子枪中设有同时电子枪中设有3个阴极，个阴极，分别发射电子束，轰击对应的荧光体。分别发射电子束，轰击对应的荧光体。为了防止每个为了防止每

3、个电子束轰击另外两个颜色的荧光体，在荧光面内侧设电子束轰击另外两个颜色的荧光体，在荧光面内侧设有选色电极有选色电极荫罩荫罩。 在荫罩型彩色在荫罩型彩色CRT中，玻壳荧光屏的内面形成点中，玻壳荧光屏的内面形成点状红、绿、蓝三色荧光体，荧光面与单色状红、绿、蓝三色荧光体，荧光面与单色CRT相同，相同，在其内侧均有在其内侧均有AI膜金属覆层。在离荧光面一定距离处膜金属覆层。在离荧光面一定距离处设置荫罩。荫罩焊接在支持框架上，并通过显示屏侧设置荫罩。荫罩焊接在支持框架上，并通过显示屏侧壁内面设置的紧固钉将荫罩固定在显示屏内侧。壁内面设置的紧固钉将荫罩固定在显示屏内侧。图2.4.1-3 荫罩与荧光面间的

4、关系 如图2.4.1-3所示，荫罩与荧光屏的距离可根据几何关系由下式确定： PS)3/(gMSPLq)/(/qLLPPMS R B G R B G R B G R B G 电子枪 静态聚焦面 荫罩 荧光体 屏幕玻璃 Sg q PS PM L 主要单元主要单元 一、电子枪一、电子枪 下面参考图下面参考图2.4.2-1对电子枪的结构和各部分的作用对电子枪的结构和各部分的作用进行介绍。进行介绍。 (a) 三极电子枪 (b) 四极电子枪图2.4.2-1 电子枪示意图玻璃石墨层第二阳极第三阳极加速极阴极灯丝栅极玻璃石墨层第二、四阳极聚焦极加速极阴极灯丝栅极 二、荧光屏二、荧光屏 对荧光粉的性能要求是：发

5、光颜色满足标准白色、对荧光粉的性能要求是：发光颜色满足标准白色、发光效率高、余辉时间合适以及寿命长等。发光效率高、余辉时间合适以及寿命长等。 荧光粉的荧光粉的发光效率发光效率是指每瓦电功率能获得多大是指每瓦电功率能获得多大的发光强度。的发光强度。 荧光粉的荧光粉的余辉特性余辉特性是指这样一种性质：电子束轰是指这样一种性质：电子束轰击荧光粉时，荧光粉的分子受激而发光，当电子束的击荧光粉时，荧光粉的分子受激而发光，当电子束的轰击停止后，荧光粉的光亮并非立即消失，而是按指轰击停止后，荧光粉的光亮并非立即消失，而是按指数规律衰减，这种特性称为余辉特性。数规律衰减，这种特性称为余辉特性。 屏幕的亮度取决

6、于荧光粉的发光效率、余辉时间屏幕的亮度取决于荧光粉的发光效率、余辉时间及电子束轰击的功率。及电子束轰击的功率。 如果已知荧光粉的发光时间特性如果已知荧光粉的发光时间特性L(t)，那么在一帧时间，那么在一帧时间T内平均亮度应为内平均亮度应为 2.4.2-1 dttLTLT0)(1 屏幕亮度除了与余辉时间有关外，还取决于电子屏幕亮度除了与余辉时间有关外，还取决于电子束的电流密度和屏幕电压的高低。因此屏幕亮度可表束的电流密度和屏幕电压的高低。因此屏幕亮度可表示为示为 2.4.2-2 SAjULa2 从上式可以看出，欲增大亮度可以加大电流密度和电从上式可以看出，欲增大亮度可以加大电流密度和电压。两者中

7、以提高电压更为有效。压。两者中以提高电压更为有效。 CRT显示器的驱动与控制显示器的驱动与控制 一、扫描方式一、扫描方式 文字及图象画面都是由一个个称为像素的点构成文字及图象画面都是由一个个称为像素的点构成的，使这些点顺次显示的方法称为的，使这些点顺次显示的方法称为扫描扫描。一般。一般CRT的的电子束扫描是由偏转磁轭进行磁偏转控制的。电子束扫描是由偏转磁轭进行磁偏转控制的。 光栅扫描方式在垂直方向是从左上向右下的顺序光栅扫描方式在垂直方向是从左上向右下的顺序扫描方式，由扫描产生的水平线称为扫描线，按该扫扫描方式，由扫描产生的水平线称为扫描线，按该扫描线的条件决定显示器垂直方向的图像分辨率。如图

8、描线的条件决定显示器垂直方向的图像分辨率。如图2.4.3-1所示，光栅扫描方式中有顺序扫描（逐行扫描）所示，光栅扫描方式中有顺序扫描（逐行扫描）方式和飞越扫描（隔行扫描）方式。方式和飞越扫描（隔行扫描）方式。 (a) 顺序扫描方式 (b) 飞越扫描方式图2.4.3-1 CRT扫描方式图2.4.3-2 7行光栅的行扫描与场扫描波形 1234567123456771234567a1 3 5 7 2 4 6 1 行扫描场扫描tt奇数场偶数场12345677b二、辉度及颜色二、辉度及颜色 单色单色CRT 只需要对辉度进行控制，对彩色只需要对辉度进行控制，对彩色CRT来来说还需要对颜色进行控制，辉度和颜

9、色都是都是通过说还需要对颜色进行控制，辉度和颜色都是都是通过电流量来控制的。电流控制方式中有电流量来控制的。电流控制方式中有栅极栅极(G1)驱动方驱动方式和式和阴极阴极驱动方式。驱动方式。 图2.4.3-3 画面的辉度与信号振幅的关系白色黑色信号振幅三、三、CRT显示器驱控器的电路构成显示器驱控器的电路构成 CRT显示器驱控器的电路，如图显示器驱控器的电路，如图2.4.3-4所示，主所示，主要包括视频电路、偏转电路、高压电路、电源电路等要包括视频电路、偏转电路、高压电路、电源电路等基本电路，以及所选择的动态聚焦电路、水平偏转周基本电路，以及所选择的动态聚焦电路、水平偏转周波数切换电路等。波数切

10、换电路等。 偏转线圈 CRT 电极电路 垂直驱动电路 垂直输出电路 水平输出电路 水平驱动电路 垂直振荡电路 水平振荡电路 同步处理电路 高压输出电路 视频放大电路 高压驱动电路 CRT的特点及应用的特点及应用 一、一、CRT的特点的特点 CRT最大的最大的优势优势是可以在相对低的价格下获得所必需的各种功能和性能。而且，是可以在相对低的价格下获得所必需的各种功能和性能。而且，可以进行大画面高密度显示，彩色可以进行大画面高密度显示，彩色CRT与单色与单色CRT在装置的布局上无本质变化，在装置的布局上无本质变化，可进行无级辉度调节的全色显示。特别是可进行无级辉度调节的全色显示。特别是CRT采用电子

11、束扫描方式，与其他电子采用电子束扫描方式，与其他电子显示采用矩阵阵列的扫描方式不同，所需要的驱动电极数极少。显示采用矩阵阵列的扫描方式不同，所需要的驱动电极数极少。在辉度、对比度指标上，与其他显示器相比，在辉度、对比度指标上，与其他显示器相比，CRT也处于有利地位。显示亮度可以任也处于有利地位。显示亮度可以任意调节。而且，从电视机用意调节。而且，从电视机用CRT、超高密度显示用、超高密度显示用CRT到分析观测到分析观测CRT，均可根，均可根据不同使用目的自由设计，从而应用范围极为广泛。据不同使用目的自由设计，从而应用范围极为广泛。 CRT的的主要缺点主要缺点是尺寸和重量都难以降低，由于笨重，又不能实现折叠化、是尺寸和重量都难以降低，由于笨重，又不能实现折叠化、便携化，驱动电压高，给使用带来不便。便携化，驱动电压高，给使用带来不便。 上一张上一张章首章首下一张下一张结束结束节首节首目录目录第二章 电光信息转换相对低的价格相对低的价格需要的驱动电极数极少需要的驱动电极数极少可进行