第3讲图形显示功能部件阴极射线管ppt课件.ppt

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1、计算机图形显示技术1第三讲　图形显示功部件阴极射线管工作原理阴极射线管荧光屏的基本特性彩色显像管工作原理三基色原理荫罩式射线管2阴极射线管工作原理　　　　　　－ＣＲＴＣＲＴ（CathodeRayTube)又称电子束器件，一般利用电磁场产生高速、经过聚焦的电子束，偏转到屏幕的不同位置，轰击屏幕表面的荧光材料而产生可见图形。3阴极射线管工作原理　　　　　　　　－ＣＲＴ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4CRT的组成阴极：

2、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5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6阴极射线管工作原理　　　　　　　　－

3、ＣＲＴ荧光物质发光原理：其在高速电子的轰击下发生电子跃迁，即电子吸收能量从低能态变为高能态。由于高能态很不稳定，在很短时间内，电子重新回到低能态，这时将发出荧光，屏幕上的那一点就会亮。不会持续很久，要保持显示稳定的画面，必须不断地发射电子束。7阴极射线管工作原理　　　　　　　　－ＣＲＴ阴极呈小圆筒状，圆筒表面涂有氧化物（氧化钡、氧化锶、氧化钍）能在受热时发射电子，圆筒内有灯丝，能把阴极加热到高温（1000～3000oC）使其发射出电子。8阴极射线管工作原理　　　　　　　　－ＣＲＴ控制栅极（调制级）圆筒状，

4、它套在阴极外面，圆筒的中间开有一个金属小孔这个圆筒比阴极的电位要低，它排斥电子，除少数电子通过底部的孔逃脱外，大多数仍留在控制栅极内。9阴极射线管工作原理　　　　　　　－ＣＲＴ控制栅极在ＣＲＴ中作用是：（1）控制电子束的电流密度（2）使从阴极飞出的电子聚焦成能穿过控制栅极小孔的细束。控制栅极相对于阴极的电位越低，通过小孔逃逸的电子越少，如果电位低到一定程度，电子束电流密度接近0，达到这种情况的电流叫截止电压，其值一般在－20～－1000v。10阴极射线管工作原理　　　　　　　　－ＣＲＴ加速结构电子束要获得

5、足够的能量，在轰击荧光物质时能产生可见光点，就需要通过加速结构提高电子的速度。11阴极射线管工作原理　　　　　　　－ＣＲＴ加速结构电子由控制栅极出来，穿过第二栅极的小孔，被其间的强静电场加速，然后电子束高速通过第二阳极上的小孔。Ｅ（加速电压）12阴极射线管工作原理　　　　　　　－ＣＲＴ加速结构电子束的速度和加速电压的关系：结论：电子束能到达的速度正比于加速电　　　　　　　　　压的平方根。13阴极射线管工作原理　　　　　　　　－ＣＲＴ聚焦系统作用是使电子束轰击荧光物质时，只限在很小的一点上发出辉光，以保证

6、图形和符号的清晰。聚焦系统的好坏直接影响显示装置分辨率的高低。14阴极射线管工作原理　　　　　　　　－ＣＲＴ聚焦系统分辨率(resolution)指的是显示设备所能表示的像素个数。像素越密，分辨率越高，图像越清晰。分辨率取决于荧光粉的粒度，屏的尺寸和电子束的聚焦能力柱面、球面点距示意图15阴极射线管工作原理　　　　　　　　－ＣＲＴ聚焦系统电子束离开控制栅极后，变细到一个点源，再发散，一直到聚焦开始作用的方．由此开始向前收敛，到屏幕时又成一个小点，完成聚焦作用。聚焦系统分为：静电聚焦和电磁聚焦。16聚焦系统

7、静电聚焦是利用静电场对电子的效应，来改变电子运动的方向，使电子束产生折射或弯曲。电子束折射过程静电聚焦产生的场17聚焦系统电磁聚焦它的结构是在CRT的管颈上套一个窄线圈运动着的电子，经过电磁场发生运动方向偏转（受洛伦兹力），偏转方向与电子运动及磁力线方向垂直电磁聚焦产生的电磁场18聚焦系统电磁聚焦电磁场的轴向分量会对不完全平行于管颈中心轴方向运动的电子，产生一个圆周运动的分量这个圆周运动的分量与沿轴向的电子速度的合成，使电子运动的轨迹变成一条拉长的螺旋线电子运动轨迹19聚焦系统电磁聚焦洛伦兹力只能改变电子运动

8、的方向，使运动轨迹弯曲，而不会使运动速度绝对值改变。这使得电磁场适合电子束的偏转。只要所有这样运动的电子的射束弯曲成螺旋线行，并通过管子中心轴线与屏幕的交点，就可达到完全聚焦。所以通常电磁聚焦比静电聚焦效果好。20阴极射线管工作原理　　　　　　　　－ＣＲＴ偏转系统作用是电子束在聚焦后，使其打在荧光屏指定的位置上。它的构造总是由X方向偏转和Y方向偏转组成偏转系统通常可分为：静电偏转和电磁偏转。21偏