图形显示功能部件阴极射线管(I)

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1、计算机图形显示技术1第四讲　图形显示功能部件彩色显像管工作原理电子束穿透式显像管阴极射线管的驱动电路辉亮控制系统偏转控制系统聚焦控制系统高压控制系统2彩色显象管工作原理　　　－电子束穿透式显象管电子束穿透式显像管是一种用来进行彩色显示的显像管。它常采用电聚焦。其荧光屏上有两层荧光质，每层荧光质之间有透明的分离层。3电子束穿透式显象管双层荧光质示意图4彩色显象管工作原理　　　－电子束穿透式显象管这种显像管呈现的颜色与电子束穿透荧光屏的深度有关，而其穿透深度取决于加速电压的大小。根据电子通过物质，发生非弹性碰撞，造成能量损失，由能量损失计算出电子束穿透程度的公

2、式如下：5电子束穿透式显象管结论由上式电子束穿透荧光质的距离x与电子束的加速电压成正比，而与荧光质的密度成反比。改变加速电压就可以有效改变电子束穿透荧光质的深度。为电子束到达第二层（内层）荧光质所需的加速电压为电子束穿透荧光质深度为x时所需的加速电压。为与荧光质密度成反比的一个常数为介质密度。6彩色显象管工作原理　　　－电子束穿透式显象管右图是当Ua从6kV变到12kV时，可得到红（7kV）、橙（9kV）、黄（11kV）、绿（12kV）四种颜色。根据荧光的转换效率和能量损耗，绘出的光输出特性。光输出特性7彩色显象管工作原理　　　－电子束穿透式显象管与三枪三

3、基色显象管相比，其最大的特点是用单电子枪来发射电子束，因而其聚集性和一般黑白显象管差不多，即它的分辨力高，可以获得清晰的图像它所显示的颜色种类较少，而颜色转换要通过高压转换来实现；所需的转换时间较长，因此不能用来进行彩色电视的图像显示。8ＣＲＴ驱动电路D/AD/A电源系统辉亮控制偏转控制聚焦控制高压控制显象管x，y数据亮度数据聚焦信号色码数据CRT驱动电路主要有：辉亮控制，偏转控制，聚焦控制，高压控制。如图为典型CRT及其驱动电路组成框图。9ＣＲＴ驱动电路偏转系统接受电子扫描数据，控制电子束按某种预定规律扫描。辉亮系统接受与灰度等级有关的信息，控制电子束的大小

4、和有无，以便在屏面某位置上形成相应灰度的图像。聚焦系统接受正常和补偿的聚焦信号，控制电子束直径的粗细，使电子束聚焦在屏面上。电源系统提供显像管各电极所需直流电压。10ＣＲＴ驱动电路　　　　　　－辉亮控制系统辉度控制系统由信号混合电路、辉亮放大器、辉亮信号耦合电路和CRT的调辉电极组成。作用是在亮度数据或色码控制下，给CRT提供一定的辉亮信号，通过对调辉电极的作用，产生相应强度的电子束，在荧光屏上形成相应的亮暗或不同颜色图像。11ＣＲＴ驱动电路　　　　　　－辉亮控制系统对辉亮系统要求：能形成足够的亮度，等级层次分明亮暗转换要迅速准确亮度改变不应影响CRT其它

5、性能亮度可以人工调节有过载保护措施12ＣＲＴ驱动电路　　　　　　－辉亮控制系统辉亮控制信号显象管的辉亮控制系统由显示设备的功能部件产生，其特性由显象管的栅极和阴极间的调辉特性来确定如右图，其栅极截至电压为-100v。栅极控制特性13ＣＲＴ驱动电路　　　　　　－辉亮控制系统辉亮控制信号黑白：当显像管只要求一种亮度时，辉亮信号只在截止和某一固定值间变化。这时控制栅极和阴极间的电压低于截止电压，然后加上正信号来实现增辉。调整辉亮信号的振幅，就可以改变显像管上光点的亮度。在图像显示器中，要求有一定的灰度，这时要根据灰度等级数据变换成相应的辉亮信号，然后加到栅极和阴

6、极之间。14ＣＲＴ驱动电路　　　　　　－辉亮控制系统辉亮控制信号彩色：彩色亮度由三基色按不同比例确定，这时的辉亮控制信号实际上是具有相应振幅的R、G、B信号。用它分别去对三只电子枪进行调辉，在荧光屏上就可以出现相应强度的R、G、B颜色。人工控制方式：一般改变控制栅极和阴极之间的初始电平。也有通过改变辉亮放大器的数量，来改变输入信号的振幅。15ＣＲＴ驱动电路　　　　　　－辉亮控制系统信号混合电路显示器通常有许多信号要显示在同一画面上，这就要求辉亮混合后再控制调辉电极。模拟辉亮信号：用运算放大器混合。数字辉亮信号（两类）：1）等幅的脉冲或开关方波，宽度不一、不

7、同时出现，用逻辑或门混合；2）各种辉亮数据（如灰度等级），要先进行D/A变换，变成振幅与数据相应的信号，然后用运算放大器混合。16辉亮控制系统如右图，回波、光标、字符及航迹辉亮信号为等幅脉冲，用或门混合。编码器输入这些辉亮信号的控制方波经过编码、D/A变换后控制相应辉亮信号放大器，形成不同灰度级辉亮混合电路17ＣＲＴ驱动电路　　　　　　－辉亮控制系统辉亮放大器又称为视频放大器，是一种线形模拟放大器。它接收小振幅的输入信号，输出为大振幅的辉亮控制信号：输入：0.5v—10v输出：几十v—100v主要特性参量：振幅、带宽、暂态响应、信号延迟及漂移。18ＣＲＴ驱动

8、电路　　　　　　－辉亮控制系统辉亮放