阴极射线管(CRT)显示技术

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1、第2章阴极射线管(CRT)显示技术2.1CRT显示器的基本结构与工作原理2.2CRT显示器的驱动与控制2.3CRT显示器的特点、性能指标及发展历史习题二主要分为黑白CRT显示器和彩色CRT显示器两大类。它的核心部件是CRT显像管（即阴极射线管），其主要由五部分组成：电子枪(ElectronGun)、偏转线圈(Defiectioncoils)、荫罩(Shadowmask)、荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳，其中电子枪是显像管的核心。包括直观刷新式、直观存储式和特种CRT．直观刷新式是目前应用最广泛的，主要用于显示设备、电视接收机、雷达终端、示波器等，后面讨论的都是

2、这种CRT。CRT（Cathode-Ray-Tube）显示器，即阴极射线管显示器，是最早使用的显示器，它技术成熟，价格便宜，寿命长，可靠性高。结构原理CRT是一内部抽成真空的玻璃锥体。其基本工作原理是：一些物质在电子轰击下发射磷光的特性电磁场对电子运动实施控制的效应2.1.1黑白CRT显示器的基本结构与工作原理黑白CRT即单色(MonochromeMonitor)CRT，只有单一的电子枪，仅能产生黑白两种颜色。它的主要用途是在电视机中显示图像，以及在工业控制设备中用作监视器。黑白CRT主要由圆锥形玻壳、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枪系统和位于

3、玻壳之外控制电子束偏转扫描的磁轭器件四部分组成。荧光屏圆锥形玻壳偏转磁轭图2.1单色CRT的结构示意图结构中灯丝、阴极（K）、第一控制栅极（G1或称调制器）、加速极（G2或称屏蔽极）构成发射系统；第二阳极G3、聚焦极G4、高压阳极G5构成聚焦系统。CRT的组成阴极：加热时发射电子控制栅极：对发射电子多少实施控制加速结构：使电子形成高速度射速聚焦系统：使电子束轰击荧屏聚集成细点偏转系统：使电子束在屏幕上随意移动荧光屏：电子束轰击时发出光辉阴极射线管工作原理　　　　　　　　－ＣＲＴ工作原理由阴极放出的电子通过控制栅极后变成电子束，该电子束在聚焦系统的作用下进一步聚焦，形

4、成很细的束，然后在超高压电场(通常为15000—20000V)的加速下轰击屏幕表面的磷光体从而发光。阴极控制栅极聚焦系统偏转系统加速电场荧光屏电子电子束聚焦方向轰击2.1.2彩色CRT显示器的基本结构与工作原理彩色CRT利用三基色图像叠加原理实现彩色图像的显示。荫罩式彩色CRT是目前占主导地位的彩色显像管，这种管子的原始设想是德国人弗莱西（Fleshsig）在1938年提出的。荫罩式彩色CRT的基本结构如图2.2所示。图2.2彩色CRT的结构示意图彩色CRT是通过红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色组合产生彩色视觉效果。荧光屏上的每一个像素由产生红(R)、绿(G)、蓝(

5、B)的三种荧光体组成，同时电子枪中设有3个阴极，分别发射电子束，轰击对应的荧光体。为了防止每个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——荫罩。在荫罩型彩色CRT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CRT相同，在其内侧均有膜金属覆层。在离荧光面一定距离处设置荫罩。荫罩焊接在支持框架上，并通过显示屏侧壁内面设置的紧固钉将荫罩固定在显示屏内侧。图2.3彩色CRT工作原理荫罩与荧光屏的距离可根据几何关系由下式确定：(2-1)(2-2)式中：为荫罩与荧光屏的距离；为孔距放大率；为从电子枪到荧光面的距离；为电子枪的束间距；为电子束排列方

6、向的荫罩孔距；为电子束排列方向的荧光屏上同一色荧光体的点间距。整体工作过程：由灯丝、阴极、控制栅组成电子枪，通电后灯丝发热，阴极被激发，发射出电子流，电子流受到带有高电压的内部金属层的加速，经过透镜聚焦形成极细的电子束，在阳极高压作用下，获得巨大的能量，以极高的速度去轰击荧光粉层。这些电子束轰击的目标就是荧光屏上的三原色。电子枪发射的电子束不是一束，而是三束，电子束在偏转磁轭产生的磁场作用下，可以控制其射向荧光屏的指定位置，去轰击各自的荧光粉单元。一般荫罩式CRT的内部有一层类似筛子的网罩，电子束通过网眼打在呈三角形排列的荧光点上，以防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧

7、光体。受到高速电子束的激发，这些荧光粉单元分别发出强弱不同的红、绿、蓝三种光。根据空间混色法(将三个基色光同时照射同一表面相邻很近的三个点上进行混色的方法)产生丰富的色彩，这种方法利用人们眼睛在超过一定距离后分辨力不高的特性，产生与直接混色法相同的效果。用这种方法可以产生不同色彩的像素，而大量的不同色彩的像素可以组成一张漂亮的画面，而不断变换的画面就成为可动的图像。电子枪是显像管中极为重要的组成部分。它是电子束源，用来发射电子，并将其加速和聚焦成细束，同时外加电信号控制电子束的强度。偏转系统能依据输入的有电子束位置信息的信号使电子束在向荧光屏行进途中