第2章 阴级射线管显示技术1.ppt

1、第二章阴极射线管(CRT)显示器技术2.1 CRT显示器的基本结构和工作原理2.1.1黑白CRT显示器的基本结构和工作原理2.1.2彩色CRT显示器的基本结构和工作原理2.1.3 CRT显示器的基本设备2.2 CRT显示器的驱动和控制2.2.1 CRT显示器相关技术2.2.2 T显示器的特性、性能指标和发展历史2.3CRT显示器的核心部件是CRT显像管(阴极射线管)，主要由五部分组成：电子枪(显像管的核心)偏转线圈(Defiection coils)荫罩(Shadow mask)。通过电压调制调节电子枪发射电子束的动力，屏幕上形成了不同明暗的光点，形成了各种图案和文字。2.1.1黑白CRT显示

2、器的基本结构和工作原理，黑白CRT，即单色CRT，只能使用一个电子枪生成黑白两种茄子颜色。它的主要用途是在电视机、显示器和产业控制设备上用作显示器。黑白CRT主要由圆锥玻璃壳体、玻璃壳体正面的荧光显示器、从玻璃壳体发射电子束的电子枪系统、控制玻璃壳体外部电子束偏转扫描的共轭4部分组成。构成黑白CRT的结构图表、结构的灯丝、阴极(K)、第一控制门(G1或调制器)、加速极(G2或屏蔽极)牙齿发射系统。第二个阳极G3、聚焦极G4、高压阳极G5构成了聚焦系统。工作时，由电子枪的阴极(K)牙齿灯丝加热到200K，会大量释放阴极(K)牙齿电子。电子束首先由第一控制门的视频传记信号控制，然后加速和聚焦，然后

3、高速轰击荧光粉的荧光粉，荧光粉发射可见光。(威廉莎士比亚、电子束、电子束、电子束、电子束、电子束、电子束)电子束的电流由显示信号控制，信号电压高，电子束发射的电子束流也越大，荧光粉的发光亮度也越高。最后，通过偏转轭控制电子束，在屏幕上从上到下，从左到右扫描，在屏幕上完全显示图像或文字。2.1.2彩色CRT显示器的基本结构与工作原理彩色CRT和黑白CRT相比，主要有3个电子枪、3个偏转线圈、增加阴影罩结构等差异。彩色CRT是使用三色图像叠加原理显示彩色图像。屏幕上的每个像素由生成红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的三种茄子荧光粉组成，电子枪有三个阴极，每个阴极发射电子束并轰击相应的荧光粉。红色(

4、R)、绿色(G)和蓝色(B)三原色的组合产生彩色视觉效果。荫罩彩色CRT是目前主导的彩色视频管(德国人Fleshsig在1938年提出的)。基本结构如下图所示。彩色CRT的结构图。遮阳罩是在荧光面内部设置的颜色选择电极。普通荫罩CRT的荫罩是一个看起来像筛子的网罩，电子束打成三角形的荧光点，以防止每个电子束轰击不同两种颜色的荧光粉。阴影遮罩颜色CRT在玻璃外壳屏幕内部形成点状红色、绿色、蓝色三色荧光粉，并且有铝膜金属涂层。在距荧光面一定距离处设置阴影罩。荫罩焊接在支撑框架上，通过设置在显示器侧壁内部面的固定钉固定在显示器内部。，彩色CRT工作原理，阴影罩和屏幕之间的距离取决于几何关系，在(2-

5、1) (2-2) (2-2)表达式中：阴影罩和屏幕之间的距离；孔距离比例。电子枪到荧光面的距离。电子枪的光束间隔。电子束阵列方向的阴影遮罩孔距离；电子束阵列方向的屏幕上相同颜色荧光粉的点间距。，(威廉莎士比亚，哈姆雷特，电子束，电子束，电子束，电子束，电子束，电子束，电子束)在高速电子束的刺激下，荧光粉单元发出三种茄子光，分别是强弱不同的红色、绿色和蓝色。根据空间混合方法(将三种茄子基本颜色同时照亮与同一曲面相邻的三个点的方法)生成丰富的颜色。牙齿方法利用人们的眼睛，超过一定距离，利用分辨率不高的特性，产生直接混合法等效果。这样，您可以徐璐生成不同颜色的像素，许多不同颜色的像素组成美丽的屏幕，

6、不断变化的屏幕成为移动的图像。2.1.3 CRT显示器的主要单元1。电子枪电子枪是显像管中很重要的一部分。电子束的发射、调制、集中都是由电子枪实现的。电子枪产生电子束轰击荧光屏上的荧光粉发光。要在屏幕上获得明亮清晰的图像，电子枪必须能够产生较大的电子束电流，并在屏幕上聚集到较小的扫描点(约0.2毫米)。此外，由于电子束电流被附加传记信号调制(电子束强度在变化)，电子枪必须具有良好的调制特性。调制信号控制期间，扫描点不应有明显的焦点丢失现象。电子枪外形图，电子枪内部结构图，电子枪有灯丝(以H、HT或F表示)，阴极(以K表示)，彩色显像管分别以RK、GK、BK表示)，栅极(以G1表示)，加速度。电

7、子枪各部分的作用：(1)电灯通电后将电转换为热，加热阴极，在阴极表面产生600 800度的高温，形成阴极发射电子的外部条件(光电效应)。(2)阴极是圆柱形的，包含在圆柱体内部，顶部是涂有氟化钙的氧化物，当灯丝通电时，阴极受热后会释放大量电子。(3)栅极位于阴极外(添加声压)，顶部开口小，允许电子束通过的金属圆柱(距阴极小于1mm)。通过改变与阴极的相对电位，可以控制电子束的强弱。视频信号被添加到栅极上，通过信号电压调节通过的电子数，改变视频管光束电流的大小，以控制屏幕亮度。(威廉莎士比亚、视频、视频、视频、视频、视频、视频、视频、视频、视频)；(4)加速器也是顶部有孔的金属罐，其位置就在大门旁

8、边。(。一般来说，加速器加上数百伏的正电压，可以调节阴极发射的电子束到达屏幕的速度。(5)聚合极色显像管聚合极通常加58KV电位。集极、加速器及高压极共同形成电子透镜，使电子束聚集成微粒，轰击荧光粉层。(6)高压阳极产生强电场，使电子束以极快的速度轰击屏幕上的荧光粉。高压阳极通常为2234KV。2 .荧光屏由玻璃壳内涂层的荧光粉和叠加在荧光粉层上的铝膜组成。工作时，荧光灯后面的电子枪将电子束发射到荧光粉上，荧光粉的一部分变亮，显示文字或图像。屏幕是实现CRT显像管电光转换的关键部位之一，发光亮度和发光效率必须足够高，发光光谱适合人眼观察，图像传输效果好，余光时间适中，机械、化学、热稳定性好，寿

9、命高。CRT的发光性能取决于首先使用的荧光粉材料。这是因为它完成了显像管的全光转换功能。荧光粉的发光效率是指每瓦特的功率能获得多少发光强度。荧光粉的重要特性参数：余辉时间。电子束轰击荧光粉时，荧光粉的分子受到刺激发光，电子束轰击停止时，荧光粉的发光不是立即消失，而是根据金志洙规律减少，即余辉特性。一般将余辉分为三个茄子类别：余辉时间大于0.1s的东西称为长余辉发光。余辉时间在0.1s到0.001s之间的称为中间余辉发光。余辉时间短于0.001s的东西称为短余辉发光。太长的余光不会结束同一像素的第一帧余光，重新开始第二帧扫描，如果上一帧的余光重叠在下一帧图像上，则整个图像模糊。余光时间太短，屏幕

10、的平均亮度就会降低。屏幕的亮度取决于荧光粉的发光效率、余辉时间、电子束轰击的功率等。荧光粉发光效率高的时候，画面比较亮，余辉时间长，平均亮度也大。屏幕亮度除了余光时间外，还取决于电子束的电流密度和屏幕电压的高低。因此，屏幕亮度可以表示为了提高亮度，可以增加电流密度和电压。两者中提高电压更有效。如果没有偏转电压，具有提高集中力的高动能的电子束轰击荧光屏时，只能在荧光屏中心产生亮度高的光点，很难成像。偏转系统可以根据电子束位置信息输入的信号，在电子束走向屏幕的途中偏转轨迹，控制电子束到达屏幕的位置。3 .偏转系统视频管的电子束扫描是通过偏转系统进行的。偏转线圈是CRT视频管的重要组成部分之一。因此

11、，偏转线圈分为行(水平)偏转线圈和域(垂直)偏转线圈。它们分别通过行和场扫描电路提供的锯齿波电流产生在水平和垂直方向线性变化的磁场，在该方向扫描电子束。行扫描和现场扫描共同作用，有规律地从上到下从左到右控制电子束的运动。偏转线圈通常使用磁偏转。原因是适用于在两极的高电压下大角度偏转。要显示图像，电子束必须在水平和垂直方向上偏转和扫描，以便在荧光屏上的任何位置发光。4 .遮光罩、玻璃外壳、电子枪是构成彩色显像管的三个茄子主要部件，仅用于彩色显像管，遮光罩安装在玻璃外壳和电子枪之间，起到分色作用。荫罩材料都是金属，形状稍有形状，凹槽形，栅格等。取决于电子束透射率(约50%、70%、90%)。5 .

12、玻璃外壳玻璃外壳通常由屏幕玻璃、圆锥体和颈部三部分组成。锥化有70、90、110、114等国家标准。用普通玻璃制作CRT的外围设备是因为透明性高，能经受真空，能吸收内部产生的x射线。1，图像生成CRT的偏转线圈用于电子枪发射光束的位置。根据电子束位置信息输入的信号，电子束在走向屏幕的途中偏转轨迹，从而控制电子束到达屏幕的位置。偏转线圈可以改变强度，产生移动电子束方向的强磁场。螺旋偏转的角度是有限的。电子束接触平面，能量会稍微偏移目标，只击中荧光粉部分，四周的图像发生弯曲现象。为此，显示器制造商将显像管变成了球形，但现在经常使用动态聚焦技术进行补偿。电子束发射从左到右、从上到下扫描和刷新，在屏幕

13、上形成光栅图案，不断刷新，形成连续图像。，2.2 CRT显示器驱动和控制2.2.1 CRT显示器相关技术，2，光晕(灰色)度和彩色单色CRT只需要控制亮度，彩色CRT还需要增加对颜色的控制。亮度和颜色都由电流量控制。亮度与信号振幅的关系，电流控制方法有栅极(G1)驱动方式和阴极驱动方式。在栅(G1)驱动方式下，电子枪的栅/阴极之间徐璐施加不同的电压，就能得到相应的亮度。彩色CRT的颜色标记通过R、G、B三个电子束各自的电流(电压调节)进行调节。r、G、B颜色输入阶段的乘积决定显示中显示的颜色数。示例：要显示4096茄子颜色，请输入步骤16。如果输入256度，混合光线可以产生1600万种颜色。3

14、，旋转变压器旋转变压器类似于发动机点火线圈，在特定时间内先向旋转磁线圈发送低能量信号，产生磁场。低能支援关闭后，磁线圈的能量转移到高能输出，传送到电子枪，发射电子束。电子枪完成一行扫描后，旋转变压器释放能量，关闭电子枪，消除磁场，将光束强行返回屏幕上的其他位置，就可以绘制下一行。4，金属隔板技术金属隔板，即荫罩，其作用是防止荧光点加热时传导到附近的点，从而分离颜色。阴影遮罩技术中最重要的两件事。一种是使用更薄的金属制造隔板，缩小点和点之间的位置。第二种方法是修改电子束的颜色。荫罩的主要缺点是金属板随着能量的变化而弯曲。金属板变形会使电子束偏离原始目标，显示的画面模糊。目前最好的效果是不膨胀的铜

15、材质(膨胀率几乎为零)和AGC防眩光涂层解决眩光问题。事实上，主要CRT公司制作的阴影罩有很多差异。为了克服特定的缺陷，考虑质量成本，进行了研究。5，垂直和水平同步垂直和水平是CRT的两个茄子默认同步信号。水平同步信号确定CRT绘制穿过屏幕的线的时间，垂直同步信号确定CRT从屏幕顶部到底部绘制后返回原始位置的时间。标准电视的水平同步信号=525线30帧/秒=15.75kHz，显示器的水平同步信号可以在15.75KHz95KHz之间随机调节。反转水平同步信号可以获得扫描线的时间，即1/15.75KHz=63.5s。电视需要扫描一帧的视频并返回525次。由于CRT频繁切换和扫描切换，屏幕上实际出现

16、的线条数略少于525，通常约为428399条。6，交错和非交错技术，交错和非交错显示器扫描方法。隔行扫描将扫描线分为奇数和偶数。扫描时，如果先扫描奇数，然后扫描偶数，则每帧图像刷新两次。利用人眼的视觉停留特性，屏幕上的画面可以表现出连续性的感觉。不是交错扫描，而是连续扫描的方式。连续扫描。隔行扫描显示的画面容易闪烁，长时间看起来眼睛不舒服。电视采用了屏幕60Hz的交错扫描方式。根据显示器要求，扫描方式不同，追求显示器速度，提高屏幕质量，为避免显像管过载而燃烧等目的。文本和图像屏幕由称为像素的点组成，按顺序显示这些点的方法称为扫描。普通CRT的电子束扫描由偏转共轭控制。电子束扫描在垂直方向上从左上到右下依次扫描，扫描生成的水平线称为扫描线，扫描线确定显示器垂直方向的分辨率。交错和交错，如图2.5所示。逐行扫描需要10.5MHz的信号带宽，如果现场频率为50Hz，扫描行数为625，图像纵横比为4:3(带宽表示每秒电子束扫描的总像素)。这使得电