第八章 电视显像管原理

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1、第八章电视显像管原理第一节黑白显像管的结构　　电视显像管是电视系统接收终端的关键器件，作用是通过电光转换过程完成图像重现.1.1黑白显像管的结构黑白显像管的整体结构为玻璃外壳，电子枪和荧光粉三个部分。如图3-1-1黑白显像管所示。　　　　　　1．玻璃外亮　　玻璃外壳包括管颈、管锥体和屏面玻璃三部分。在显像管玻璃外壳管锥体部分的内外壁上分别涂有石墨导电层，从而形成一个以玻璃为介质、以内外壁石墨层为两个极片的电容器(电容量约为600—1200pF)。这个电容器可作为第二、四高压阳极的滤波电容，因而在高压供电

2、电路中不必另接高压滤波电容。　　在管锥体部分装有高压嘴，它与显像管的内部高压阳极相连，作为高压供电端。内壁石墨层与高压阳极相连，形成一个等电位空间，以保证电子束流高速运动。　　2.电子枪　　电子枪通常由灯丝、阴极、控制栅极、加速阳极；聚焦阳极和高压阳极等组成。高压阳极插座安装在管锥体上，其余各电极均在管颈末端用金属管脚引出。电子枪用来发射密度可调的电子流，通过聚焦和加速，形成截面积很小、速度很高的电子束，该电子束在偏转线圈形成的行、场偏转磁场作用下，使电子束以高速轰击荧光屏并使荧光粉发光。实现全屏幕的扫

3、描光栅，所以，电子枪是显像管的心脏。　　1)阴极　　阴极(用字母K表示)的外形是一个圆筒，顶部涂有能发射电子的氧化物，圆筒里面装有加热用的灯丝(用字母F表示)。当灯丝通电后，阴极就被加热，向外发射电子，称为热电子发射。通常有60～80V的激励信号加在该极。通常灯丝电压为交流6.3V(或直流12V，对小尺寸的显像管)，电流0.6A(或85mA)，其电压变化应小于10％。　　2)控制栅极　　阴极外面有一个中心开有小孔的金属圆筒，这就是控制栅极(用字母G或M表示)。控制栅极G，通常为0v，栅阴极间的电位差改变

4、以控制电子束流大小，通常也称调制极；　　3）加速阳极加速阳极也叫第一阳极(用字母A1表示)，其外形像中间开孔的圆盘。加速阳极电压一般为300～500V,作用是加速电子束向荧光屏飞去，并与G、K组成电子透镜，使电子束形成聚焦点；4)高压阳极　　第二阳极(A2)和第四阳极(A4)相接形成高压阳极，为金属圆筒形。该阳极将进一步加速电子轰击荧光屏，而且与管锥体内壁石墨导电层相连，形成一个均匀的等电位空间，保证电子束进入管锥体空间后能径直地飞向荧光屏，不会产生杂乱的偏离或散焦。　　5)聚焦阳极　　聚焦阳极也叫第三

5、阳极(用字母A；表示)，处在第二阳极和第四阳极之间，为金属圆筒形。在显像管中，因电子枪各阳极电压不同而形成的电子透镜完成聚焦作用。　　3.荧光屏荧光屏由屏面玻璃、荧光粉层和铝膜三部分组成。在显像管屏幕内的玻璃表面上，沉积一层厚度约为10μm的荧光粉。荧光粉层外面又蒸镀了一层厚度约为lμm的铝膜。铝膜与内石墨层相连，加有高压。铝膜可以加速电子束，又可以保护荧光粉，使其不受离子冲击而损伤形成离子斑(离子因质量大，速度慢穿不过铝膜)。此外，锅膜还可以将荧光粉发出的光线向管外反射，有利于提高屏幕的高度。荧光粉受

6、电子轰击后受激而发光，在电子束停止轰击后，其光亮的建立和衰减有一过程，通常把电子束停止轰击后光亮并非立即消失的现象称为荧光粉的余辉特性。考虑到重现图像的连续性，显像管的荧光粉应采用中短余辉荧光粉，即余辉时间tα=5~20ms。1.2电子聚焦原理　　电子聚焦是显像管中的重要问题，聚焦质量越好，电视图像就越清晰。显像管内电子束采用静电聚焦方式实现聚焦，它同光学透镜将点光源发出的光束聚焦成一点的作用很相似。其原理是利用不同电极加不等的电压，形成不同形状的等位面，利用电子在其间运动时的折射效应，构成电子透镜实现

7、电子束聚焦。　　事实上，电子束电流在电场中不一定只作直线运动，在加速电场和偏转磁场的共同作用下，电子束所受的力在不断改变方向，因此可能做曲线运动。正如光线通过透镜会改变方向一样，只要电场分布恰当，就可以成为电子透镜，使发散的电子聚成细束，使之在荧光屏上打亮细小的光点，便于重现清晰的图像。电子透镜的形成如图3-1-2电子透镜所示，图中给出两个加有不同电压V1和V2的金属圆筒所形成的电场，设V2>V1，则在此两电极之间的电场分布如图所示，实线表示电力线，垂直于实线的虚线表示等位面。　　下面是电子进入此电场时

8、的受力情况，在A点电子将受到一个向轴向会聚的力，因此在V1区域，电子将受到会聚作用。用同样方法可以知道在V2区域，例如B点，电子将受到一个发散力，即离开轴而向外发散。但是由于电子在V1区域时，因电压低其运动速度慢，受到会聚时间长，而当进入V2这区域时，得到V2的加速，运动速度加快，所以发散的时间短，因此总的来说会聚作用大于发散，总的效果是向轴向会聚。我们把这两个加有不同电压的电极所形成的电场，称为电子透镜，它可以改变电子运动的方向，使电子束