电视机课件第12章

第12章彩色显像管及其外围电路12.1彩色显像管

12.2彩色显像管附属电路

12.3末级视放电路

本章小结

思考与习题

12.1彩色显像管

12.1.1彩色显像管的基本原理及性能要求

1.基本原理

彩色显像管与黑白显像管两者的工作原理基本相同。由灯丝加热阴极，使阴极发射电子，电子经加速极加速和聚焦极聚焦形成很细的电子束。电子束在阳极高压的作用下，以极高的速度轰击荧光屏上的荧光粉，使之发光发色，完成电光转换。电子束在射向荧光屏的过程中，还受到行、场偏转线圈的磁场作用，产生扫描运动，在荧光屏上形成光栅。彩色显像管与黑白显像管的不同之处是：彩色显像管要重现三基色彩色图像，而黑白显像管重现的是黑白图像。因此彩色显像管的荧光屏上按一定规律涂有红、绿、蓝三种荧光粉点，这些荧光粉点按三个一组进行排列，通常称为三色体。每个三色体构成一个像素，屏幕上约有40～50万个像素。彩色显像管有三束电子，分别受三基色信号电压的控制，轰击与三基色信号电压相应的三基色荧光粉点，使它们分别发出红、绿、蓝三种基色光。利用空间混色法可重现被传送图像的红、绿、蓝三幅基色图像。2.性能要求

要使彩色显像管达到良好的显示效果，应满足下列要求：

(1)重现图像的分辨力要高。分辨力是指识别彩色和黑白图像细节的能力，分辨力越高，图像越清晰。

(2)色纯度要好。色纯度是指单色光栅的纯净程度，要求彩色显像管阴极所发射的三束电子只能轰击各自对应的荧光粉点。

(3)黑白平衡要好。黑白平衡就是要求彩色电视机在显示黑白图像时，不论信号电平高低如何，屏幕上的黑白画面均不出现任何彩色。

(4)会聚要好。要求彩色显像管的三束电子在任何偏转情况下，始终都能同时轰击同一组相应的荧光粉点。12.1.2自会聚彩色显像管

彩色显像管种类有三枪三束管、单枪三束管和自会聚管。由于自会聚管具有自动会聚校正功能，因此应用非常方便。

1.自会聚管的结构

自会聚彩色显像管(国产470ZX2A)的结构如图12-1所示。图12-1自会聚彩色显像管的结构2.自会聚管的特点

1)精密一字形排列电子枪

自会聚彩色显像管的电子枪是水平一字形排列的，且是

一体化结构，三支电子枪之间的相互位置通过一单片三孔栅极精确定位并形成一个整体。电子枪的其他电极都有相对应的三个小孔，由于栅极的制造采用了高精度的模具，保证了边束与中束的间距准确性，因此提高了聚焦的准确性。三支电子枪的排列一般是绿束在中间，红、蓝在两侧，但由于红光栅的失聚易为人们所觉察，故有的自会聚彩色显像管的红束在中间，蓝、绿在两侧。2)槽孔状荫罩板和条状荧光屏

为改善栅网式荫罩板的机械强度和抗热变形性能，其荫罩板开成长方形小槽，并按品字形错开排列。荧光屏上的三基色荧光粉也按小槽形状平行排列。为了吸收管内或从管外射入的杂散光，以提高图像的对比度，荧光屏未涂荧光粉的部分都涂上黑色吸光材料，称为黑底技术。3)自动会聚校正型偏转线圈

自会聚彩色显像管要配合环形的精密偏转线圈。行、场线圈都绕在磁环骨架的沟槽上，其导线的分布和圈数都有严格的规定，骨架和磁心粘合在一起，产生的磁场分布十分准确。这种线圈产生一种特殊的非匀强磁场，会自动校正自动会聚的误差，从而免去自动会聚的调节装置，使用十分方便。自会聚偏转线圈与自会聚管紧密配合。自会聚管在出厂前已装好偏转线圈及其附件，并通过专用设备进行精密调整，使用时无需重新调整，否则将严重影响管子的色纯度和

自会聚性能，使彩色图像质量降低。

由于自会聚管有上述优点，且管颈小、重量轻，并采用了通电5s即可快速启动型阴极，因此现已成为世界上最流行的显像管之一。

图12-2所示为自会聚显像管的引脚图。图12-2自会聚显像管引脚图12.1.3全方形屏幕彩色显像管

现在生产的显像管，其玻璃屏幕趋近于平面，四边缘角呈直角，整个屏幕为方形，称为全方形屏幕彩色显像管(FST)。其特点如下：

(1)屏幕大。普通显像管屏幕四角呈圆角，且中心不成平面，减小了对角线的尺寸，而全方形显像管则可增加四角的可视面积。

(2)减少了图像失真。普通显像管实际上看到的是一个失真的凸形画面，而全方形显像管则显示了图像的真实图形。

(3)减少了外来光的影响，提高了对比度。全方形显像管可以减少外界杂散光的影响，室内亮着的灯可在普通显像管的幕上映出其影子，但在全方形显像管上就不会出现此现象。据实验，全方形管可减少31%外来光的影响，加上改进玻璃屏，可增加对比度。

全方形彩色显像管的缺点是：玻壳边缘的机械强度较弱；屏幕边缘部位的电子束聚焦性能较差；会聚误差和光栅的枕形失真较大等。所以这种管对玻壳的结构、电子枪、偏转线圈等都提出了较高的要求，从而使成本有所增加。现在大屏幕彩色电视机早已成为市场的畅销货，所应用的大屏幕彩色显像管都是大平面直角形。其屏幕由透光率很低的灰黑玻璃制成“黑色屏”，以减小环境光线的干扰，提高图像的对比度和立体感，并在屏幕敷涂上透明的导电膜，以释放静电，使屏幕不会吸附灰尘及避免人手开关机时有麻电感觉，还改进了电子枪结构和电路性能，提高了图像的清晰度(一般要求场、行扫描达到600～800线)。 12.2彩色显像管附属电路

彩色显像管附属电路包括光栅枕形校正电路和自动消磁电路。

12.2.1消磁线圈与自动消磁电路

彩色显像管在正常使用时，其外部必须装上消磁线圈。消磁线圈的形状如图12-3所示，它可以直接套在显像管的防爆箍外面，也可以将一部分套在锥体部分，并装上金属屏蔽罩。图12-3消磁线圈1.消磁与色纯

由于彩色显像管内部的荫罩板、栅网及外部屏蔽罩等均由金属材料制成，当其受到地磁或外部磁场作用时，便会被磁化而产生干扰磁场(剩磁)，使电子束扫描运动的轨迹偏移，不能击中对应的荧光粉粒，使色纯度不良。为了及时消除这些干扰磁场，可增设消磁电路，通过外加一个逐渐变至零的交变磁场，使管内、外金属件剩磁减少到不再影响电子束运动轨迹的程度。

2.自动消磁电路

自动消磁电路由电源开关、正温度系数的热敏电阻和消磁线圈三部分构成，其电路原理如图12-4所示。消磁线圈由0.35mm左右的高强度漆包线绕制而成，大约60圈，外面包上绝缘层，然后装在显像管与屏蔽罩之间。图12-4上海牌Z237—1型机自动消磁电路自动消磁电路接在电源输入端，在电视机开机的瞬间，有较大的交流电流通过消磁线圈，在消磁线圈周围产生很强的交变磁场，其磁通势可大于500A·T，使荫罩板等反复被磁化而消去原来的剩磁。但是消磁线圈中不应长时间保持这样大的电流，在完成消磁任务后，其磁通势要尽快减少到0.3A·T以下。这一电流的控制是通过串接在消磁线圈上的热敏电阻来实现的。该电路的热敏电阻具有正温度系数特性，在常温下只有几十欧(27Ω左右)，在接通电源的瞬间，由于线圈和电阻的总阻值较低，通过的电流很大，使热敏电阻的温度急剧上升，阻值迅速增大。随着回路总阻值的升高，通过的电流迅速减少，电流强度由最大值到最小值的变化时间为2～4s。图12-4中的两个热敏电阻一般是背靠背装在一起的，这样可以彼此加温，温升快，阻值增大快，电流迅速被限制到最低值。如果彩色电视机靠近过强磁场，而自动消磁电路尚不能使其完全消磁，可采用机外消磁法解决。机外消磁线圈用0.6～0.8mm的高强度漆包线绕制而成，总匝数为1000～1200匝，直径为30cm左右，外面包扎较厚的绝缘层。接通电源后，操作者应先使消磁线圈与屏幕平行，并在屏幕前缓慢地作几次圆周运动，再慢慢退开。当退离电视机2～3m时，将消磁线圈转动90°，平面朝下，切断电源，即可达到人工消磁的目的。

12.2.2会聚磁铁组合件

会聚磁铁组合件是自会聚彩色显像管的重要部件之一，如图12-5所示。它由三对磁环组成，与偏转线圈的尾部保持一定距离，有单独的塑料骨架和锁紧环。图12-5会聚磁铁组合件彩色显像管要高质量地显示彩色图像，必须使三个电子束实现良好的会聚，即要求它们相交于很小的荫罩孔，并分别同时击中荧光屏上同一组的三基色荧光粉条。在无偏转情况下的会聚称为静会聚；在进行扫描时，偏转过程中的会聚称为动会聚。会聚磁铁是调整静会聚的部件，它由两片四极磁铁和两片六极磁铁前后叠装在一起而构成。四极磁铁的突耳上往往注有④字，其磁场分布如图12-6(a)所示，大突耳(或开小槽)为N极；六极磁铁的突耳上往往注有⑥字，其磁场分布如图12-6(b)所示。调整这两对磁铁，可校正显像管制作过程中的静会聚误差。图12-6四级磁铁和六级磁铁(a)四极磁铁；(b)六极磁铁自会聚显像管在出厂前，其偏转线圈及会聚磁铁组合件已在专用设备上进行过精确调整并固定好，使用过程中一般不需要调整，否则会影响其会聚性能。12.2.3光栅枕形失真

在一般彩色显像管中，由于电子束会聚面的曲率半径小于荫罩板和荧光屏的曲率半径，因此会产生光栅延伸性失真，使荧光屏上出现的扫描光栅不是理想的矩形光栅，而是枕形光栅，如图12-7(a)所示。由图可以看出，这种枕形光栅的特点是电子束偏转角越大，光栅的延伸性失真越严重，所以在屏幕的四个角上伸展得最远。枕形失真又分两种：光栅上下两边向内弯曲的失真叫垂直(上下)枕形失真；光栅左右两侧向里弯曲的失真叫水平(左右)枕形失真。自会聚彩色显像管的偏转磁场是特殊的非线性磁场，所以其光栅枕形失真具有它自己的特点。自会聚彩色显像管的场偏转桶形磁场使电子束产生附加的水平偏移，使光栅水平枕形失真加重；行偏转枕形磁场使电子束产生附加的垂直偏移，形成垂直桶形的光栅。这与显像管的垂直枕形光栅正好相反，故有补偿校正作用，如图12-7(b)所示。由于自会聚彩色显像管具有上述特点，因此一般无需进行垂直枕形失真校正。但对于偏转角较大的自会聚彩色显像管，因行偏转枕形磁场造成的垂直桶形光栅不能完全补偿垂直枕形失真，所以还需进行垂直枕形光栅校正。图12-7光栅枕形失真的特点(a)一般彩色显像管；(b)自会聚彩色显像管12.2.4光栅枕形校正

黑白显像管的枕形失真是在显像管处的偏转线圈周围贴一些永久磁铁小块来进行校正的。彩色显像管不能采用这种方法，因为这会破坏彩色显像管的会聚和色纯，所以采用专门的校正电路，在偏转线圈中通入校正电流来校正枕形失真。虽然由于显像管结构特点造成光栅枕形失真，但就失真现象来看，也可以理解为扫描过程中，电子束扫描到凹处时，偏转线圈中扫描电流不足造成的。因此只需将偏转线圈中的扫描电流相应地加大，就能将向内凹进去的光栅边沿向外拉成直线，失真即得到校正。在进行水平枕形失真的校正时，利用场频抛物波去调制行偏转电流，使一帧内各行的偏转电流幅度不等，中间各行的电流大，上下各行的电流小，校正后的行扫描电流如图12-8(a)所示。在进行垂直枕形失真的校正时，则利用行频抛物波叠加到线性场偏转电流上，使每行的中间保证附加一点垂直偏移，而不改变每一行正程扫描的起点和终点，校正后的扫描电流波形如图12-8(b)所示。图12-8枕形失真校正原理(a)水平枕形失真校正；(b)垂直枕形失真校正12.2.5水平枕形失真校正电路

图12-9(a)是一种磁饱和变压器式的水平枕形校正电路。图中T是磁饱和变压器，由铁氧体磁心制成，其结构如图12-9(b)所示。变压器的初级线圈LV绕在磁心中间，作为晶体管V的负载；次级线圈LH分为LHA与LHB两部分，分别绕在磁心的左右两侧，反向连接后串接在行偏转线圈电路中。晶体管V和其他元件组成场频锯齿波电压放大器。电阻R1、R2组成V的偏置电路，同时电源通过它们给变压器T的初级提供起始直流电流，该电流使磁心内建立一个固定的直流磁通。图12-9水平枕形失真校正电路(a)电路；(b)磁饱和变压器当没有场频锯齿波电压加到晶体管V的基极时，线圈LV中只有直流电流流过，使磁心处于饱和状态，线圈LH在行偏转线圈电路中呈现一定的感抗，是行偏转电路阻抗的一部分。当场频锯齿波电压经电位器RP加至晶体管V的基极时，在该管集电极得到一个放大倒相的锯齿波电压，并使线圈LV中产生一个场频抛物电流iV。电流iV产生的磁力线通过左右两侧的磁心，使其磁通量Φ增加，变压器磁心更饱和，从而使电感LH的电感量随之减少。LH减少，使其感抗X'L下降，因X'L是行偏转电路阻抗的一部分，其下降会使行偏转电流iH增加。这一变化过程可表达如下： iv↑→Φ↑→LH↓→X'L↓→iH↑

由此可见，行偏转电流的幅度随场频抛物电流iV的变化而呈抛物状变化，如图12-8(a)所示。调节电位器RP可以改变加至V的场频锯齿波电压幅度，调整校正量。 12.3末级视放电路

12.3.1末级视放电路的工作原理

末级视放电路一般都安装在显像管尾部，与显像管管座及其他调整元件构成一个整体，统称为显像管座板。显像管座板通过接插件与主电路板连接。彩色电视机中的末级视放电路与彩色显像管的阴极均采用直接耦合，用来激励显像管呈现彩色图像。激励的方法有两种：一种称为基色激励方式，即向显像管的阴极注入基色激励信号；一种称为色差激励方式，即向显像管的阴极注入色差激励信号。由于基色激励比色差激励的灵敏度要高30%，因此自会聚管的彩色电视机都采用基色激励方式，其基本电路如图12-10所示。图12-10上海Z237—1型机末级视放电路采用基色激励的末级电路，不仅要对基色信号进行放大，还需在视放电路中完成矩阵变换，才能得到三基色信号。其方法是向三个视放管的基极分别输入R—Y、G—Y和B—Y

色差信号，而在每个视放管的发射极都输入负极性的亮度信号Y。这样，在各视放管的基极和发射极之间的信号为

(R—Y)－(－Y)=R(红基色信号电压)

(G—Y)－(－Y)=G(绿基色信号电压)

(B—Y)－(－Y)=B(蓝基色信号电压)

由此可知，在每个视放管输入的是色差信号和亮度信号，而输出的则是倒相放大后的基色信号，即－R、－G、－B。12.3.2典型电路的元件作用

各种机型的末级视放电路大同小异，现以上海Z237—1型机的末级视放电路为例(见图12-10)，介绍其主要元件的作用。

V101、V102、V103为三个末级视放输出管，与有关元件一起构成深度负反馈型放大器，它工作在宽频带放大状态。

由色度通道输出的三个色差信号B—Y、R—Y、G—Y分别输送到V101、V102、V103的基极；R125和C106、R127和C108及R126和C107分别构成三个低通滤波电路，滤除混入色差信号中的高频信号。由亮度通道输出的负极性亮度信号Y送到每一个视放管的发射极。R107、R108和R110是隔离电阻，阻值均为180Ω。C103、C104和C105为加速电容。为了补偿荧光粉发光效率的不一致，电路中还串入了可供调整亮度信号幅度的电位器和电阻。该电路是固定输入蓝激励的亮度信号，因而串