第三章黑白显像管及黑白电视接收机原理

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1、数字电视机原理物理学院电子信息工程专业2012春季学期为了便于了解电视机各部分的作用、原理，第三章主要对黑白显像管及黑白电视机方框图进行讨论分析。第三章黑白显像管及黑白电视接收机原理§3.1黑白显像管§3.2黑白电视机原理框图§3.3信号波形及频谱变换§3.4通道频率特性对图像质量的影响§3.5黑白电视机的主要技术要求§3.1黑白显像管§3.1黑白显像管显像管的作用是什么？显像管是电视接收系统的终端显示器件，它将图像信号还原为光图像。显像管的重要性显像管的特性和要求是整个电视机设计的基本依据。例如，扫描光栅的组成、信号通道增益、视频图像信号的极性选择、电视机的功率消耗以及偏转

2、线圈扫描电流特性等，都是根据显像管的特性和要求而定的。电视机的收看质量，图像的清晰度、对比度、灰度、亮度、灵敏度等主要指标及彩色效果好坏都最终表现在显像管上。因此，要获得高质量的电视图像，必须有一个高质量的显像管。显像管由电子枪、荧光屏和玻璃外壳三部分组成。显像管内抽成真空，管壳由高强度的玻璃制成，它能承受高压以防爆炸。图3.1显像管结构示意图§3.1黑白显像管电子枪电子枪安放在管壁内，用来发射密度可调的电子流，并通过聚焦和加速，形成截面积很小、速度很高的电子束。电子枪通常由灯丝和五个用无磁不锈钢制成的电极组成。§3.1黑白显像管该电子束在行、场偏转磁场的作用下，可实现全屏幕的

3、扫描光栅。§3.1黑白显像管图3.2四极电子枪聚焦示意图(1)阴极(K)呈小圆筒状，筒的顶端涂有发射电子的材料（氧化钡、氧化锶和氧化钙混合物），筒内置有加热灯丝。当阴极被加热后，阴极表面材料向外发射电子。§3.1黑白显像管(2)控制栅极(G)呈圆筒状，套在阴极外面，圆筒中间开有一个小孔，以便电子流穿过。通常，控制栅极相对阴极加有数十伏的直流负压，形成阻滞电场。改变控制栅极对阴极的负电位大小，就可以直接控制电子流的强弱，从而控制对应光点的明暗。电子束的截止电压约-30V~-90V之间。§3.1黑白显像管(3)加速极(第一阳极)A1，其外形像中间开孔的圆盘。通常加有上百伏正电压，其作

4、用是把阴极表面电子拉出来，并对飞向屏幕的电子流加速和聚焦。§3.1黑白显像管(4)高压阳极(A2，A4)，由两个圆筒状电极组成，A2与A4之间内部连接，A4通过弹簧片与锥体内壁石墨导电层相连。经高压咀在A2、A4及内石墨层上接有9kV~16kV高压。第二、四阳极与第三阳极（聚焦极）组成电子透镜，使电子束在轰击荧光屏之前聚焦；在显像管锥体内侧的石墨导电层形成一个均匀的等电位空间，保证电子束进入此空间后径直的飞向荧光屏，而不产生杂乱的偏离和散焦。§3.1黑白显像管(5)聚焦极(第三阳极A3)，是套在A2、A4之间的金属圆筒电极。通常加有几百伏正的直流电压，调整该电压大小，可使阴极发射

5、的电子流形成细束，在屏幕上聚焦成一个小点。§3.1黑白显像管荧光屏荧光屏由屏面玻璃、荧光粉层和铝膜三部分组成。在屏面玻璃的内壁上，沉积一厚度约为10μm、以银作激活剂的硫化锌——镉荧光粉层，它在高速电子束的轰击下发白光。荧光粉层发光强弱与电子束电流大小及速度高低相对应。为了防止电子束电流太大，使荧光粉层局部过热而降低发光能力，一般限制该电流在100μA以下。§3.1黑白显像管为了提高屏幕亮度及减弱闪烁效应，荧光粉应具有余辉特性。但余辉时间不宜过长。原因：防止造成前后两帧图像重叠出现而使清晰度下降。应采用余辉时间小于1ms的荧光粉。§3.1黑白显像管在荧光粉附着表面蒸发制成厚约1μ

6、m的铝膜。铝膜具有如下作用：(1)可以挡住内部杂散光，从而提高图像对比度；(2)可以提高亮度。高速电子束轰击荧光粉发光时,可将射向反方向的光反射回屏幕；(3)铝膜接阳极高压，可避免荧光屏积累电子。否则积累的电子所产生的电场将减小电子轰击的能量，使亮度降低；(4)可保护荧光屏不出现离子斑。§3.1黑白显像管离子斑是怎么产生的？在高速电子轰击下，显像管内残存的气体会发生电离，其负离子与电子一样受到加速电场的作用射向荧屏。负离子质量比电子大几千倍，偏转磁场使它偏转的角度很小，因此这些负离子将集中轰击荧光屏中心的小部分区域，使荧光粉层老化，降低发光效率，产生“离子斑”。§3.1黑

7、白显像管铝膜是怎么避免产生离子斑的？铝膜可挡住体积大、速度低的负离子，使负离子不能穿过铝膜到达荧光屏。但质量小、速度高的电子却极易穿透铝膜射向荧光粉层。玻璃外壳玻璃外壳由管颈、锥体和屏面三部分组成。管颈内有电子枪、屏面玻璃制成的荧光屏。玻璃锥体：屏面玻璃和管颈的连接部位，它为电子束实现全屏幕扫描提供足够大的空间。§3.1黑白显像管§3.1黑白显像管锥体内外壁均涂有石墨导电层，作用如下：内壁石墨导电层与高压阳极相连，形成一个等电位空间，以保证电子束高速运动。外壁石墨导电层接地，以