阴级射线管显示技术幻灯片.ppt

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1、阴级射线管显示技术第1页，共60页，编辑于2022年，星期三2.1 CRT显示器的基本结构与工作原理显示器的基本结构与工作原理 CRTCRT显示器是一种使用阴极射线管技术显示器是一种使用阴极射线管技术(Cathode Ray(Cathode Ray Tube)Tube)的显示器，主要分为黑白的显示器，主要分为黑白CRTCRT显示器和彩色显示器和彩色CRTCRT显示器显示器两大类。两大类。CRT CRT显示器的核心部件是显示器的核心部件是CRTCRT显像管（即阴极射线管），显像管（即阴极射线管），其主要由五部分组成：其主要由五部分组成：电子枪电子枪(Electron Gun)(Electron

2、Gun)（显像管的核心）（显像管的核心）偏转线圈偏转线圈(Defiection coils)(Defiection coils)荫罩荫罩(Shadow mask)(Shadow mask)荧光粉层荧光粉层(Phosphor)(Phosphor)玻璃外壳玻璃外壳 第2页，共60页，编辑于2022年，星期三 经典的经典的CRT显像管使用电子枪发射高速电子，经过显像管使用电子枪发射高速电子，经过垂直和水平偏转线圈来控制高速电子的偏转角度，最垂直和水平偏转线圈来控制高速电子的偏转角度，最后高速电子轰击屏幕上的磷光物质使其发光。通过电后高速电子轰击屏幕上的磷光物质使其发光。通过电压调制方式调制电子枪发射

3、电子束的功率，就会在屏压调制方式调制电子枪发射电子束的功率，就会在屏幕上形成明暗不同的光点，形成各种图案和文字。幕上形成明暗不同的光点，形成各种图案和文字。第3页，共60页，编辑于2022年，星期三2.1.1 黑白黑白CRT显示器的基本结构与工作原理显示器的基本结构与工作原理 黑白黑白CRTCRT，即单色，即单色(Monochrome(Monochrome Monitor)CRTMonitor)CRT，只有单一的电子枪，只有单一的电子枪，仅能产仅能产生黑白两种颜色。它的主要用途是电视机、生黑白两种颜色。它的主要用途是电视机、显示器、以及在工业控制设备中用作监视显示器、以及在工业控制设备中用作监

4、视器。器。黑白黑白CRTCRT主要由圆锥形玻壳、玻壳正面的荧主要由圆锥形玻壳、玻壳正面的荧光显示屏、封入玻壳中发射电子束用的电子枪光显示屏、封入玻壳中发射电子束用的电子枪系统和位于玻壳之外控制电子束偏转扫描的磁系统和位于玻壳之外控制电子束偏转扫描的磁轭器件四部分组成。轭器件四部分组成。第4页，共60页，编辑于2022年，星期三黑白黑白CRT的结构示意图的结构示意图 第5页，共60页，编辑于2022年，星期三 结构中灯丝、阴极（结构中灯丝、阴极（K K）、第一控制栅极（）、第一控制栅极（G1G1或称或称调制调制器器）、加速极（）、加速极（G2G2或称屏蔽极）构成发射系统；第二阳或称屏蔽极）构成发

5、射系统；第二阳极极G3G3、聚焦极、聚焦极G4G4、高压阳极、高压阳极G5G5构成聚焦系统。构成聚焦系统。工作时，电子枪中阴极（工作时，电子枪中阴极（K K）被灯丝加热至）被灯丝加热至200K200K时，时，阴极（阴极（K K）大量发射电子。电子束首先被加在第一控制栅极）大量发射电子。电子束首先被加在第一控制栅极的视频电信号所调制，然后经加速和聚焦后，高速轰击荧光的视频电信号所调制，然后经加速和聚焦后，高速轰击荧光屏上的荧光体，荧光体发出可见光。屏上的荧光体，荧光体发出可见光。电子束的电流是受显示信号控制的，信号电压高，电子电子束的电流是受显示信号控制的，信号电压高，电子枪发射的电子束流也越大

6、，荧光体发光亮度也越高。最后通枪发射的电子束流也越大，荧光体发光亮度也越高。最后通过偏转磁轭控制电子束，在荧光屏上从上到下，从左到右依过偏转磁轭控制电子束，在荧光屏上从上到下，从左到右依次扫描，从而将图像或文字完整地显示在荧光屏上。次扫描，从而将图像或文字完整地显示在荧光屏上。第6页，共60页，编辑于2022年，星期三 2.1.2 彩色彩色CRT显示器的基本结构与工作原理显示器的基本结构与工作原理 彩色彩色CRT相比于黑白相比于黑白CRT,结构上主要是有三只电子枪、结构上主要是有三只电子枪、三组偏转线圈、增加荫罩结构等不同之处。三组偏转线圈、增加荫罩结构等不同之处。彩色彩色CRT是利用三基色图

7、像叠加原理实现彩色图像的显示。是利用三基色图像叠加原理实现彩色图像的显示。荧光屏上的每一个像素由产生红荧光屏上的每一个像素由产生红(R)、绿、绿(G)、蓝、蓝(B)的三种的三种荧光体组成，同时电子枪中设有荧光体组成，同时电子枪中设有3个阴极，分别发射电子个阴极，分别发射电子束，轰击对应的荧光体。红束，轰击对应的荧光体。红(R)、绿、绿(G)、蓝、蓝(B)三原色组三原色组合产生彩色视觉。合产生彩色视觉。荫罩式彩色荫罩式彩色CRT是目前占主导地位的彩色显像管是目前占主导地位的彩色显像管（德国人（德国人Fleshsig在在1938年提出的）。其基本结构如下年提出的）。其基本结构如下图所示：图所示：第

8、7页，共60页，编辑于2022年，星期三彩色彩色CRT的结构示意图的结构示意图 第8页，共60页，编辑于2022年，星期三 荫罩是设置在荧光面内侧荫罩是设置在荧光面内侧的选色电极。一般荫罩式的选色电极。一般荫罩式CRT的荫罩是一层类似筛子的荫罩是一层类似筛子的网罩，电子束通过网眼打的网罩，电子束通过网眼打在呈三角形排列的荧光点上，在呈三角形排列的荧光点上，以防止每个电子束轰击另外以防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧光体。两个颜色的荧光体。荫罩型彩色荫罩型彩色CRT中，在玻壳荧光屏的内面形成点状红、中，在玻壳荧光屏的内面形成点状红、绿、蓝三色荧光体，并且均有铝膜金属覆层。在离荧光绿、蓝三色荧光体

9、，并且均有铝膜金属覆层。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。侧。第9页，共60页，编辑于2022年，星期三彩色彩色CRT工作原理工作原理 第10页，共60页，编辑于2022年，星期三 荫罩与荧光屏的距离可根据几何关系由下式确定：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：式中：为荫罩与荧光屏的距离；为荫罩与荧光屏的距离；为孔距放大率；为孔距放大率；为从电子枪到荧光面的距离；为从电子枪到荧光面的距离；为电

10、子枪的束间距；为电子枪的束间距；为电子束排列方向的荫罩孔距；为电子束排列方向的荫罩孔距；为电子束排列方向为电子束排列方向的荧光屏上同一色荧光体的点间距。的荧光屏上同一色荧光体的点间距。第11页，共60页，编辑于2022年，星期三 整体工作过程：整体工作过程：由灯丝、阴极、控制栅组成电子枪，通电后灯丝由灯丝、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，经过电子透镜聚焦形成高电压的内部金属层的加速，经过电子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，极细的电子束，在阳极高压作

11、用下，获得巨大的能量，以极高的速度去轰击荧光屏上的三原色荧光粉层。以极高的速度去轰击荧光屏上的三原色荧光粉层。电子枪发射的电子束不是一束，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，去轰击各向荧光屏的指定位置，去轰击各自的荧光粉单元。自的荧光粉单元。第12页，共60页，编辑于2022年，星期三 受到高速电子束的激发，这些荧光粉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、蓝三单元分别发出强弱不同的红、绿、蓝三种光。根据空间混色法种光。根据空间混色法(将三个基色光同

12、将三个基色光同时照射同一表面相邻很近的三个点上进时照射同一表面相邻很近的三个点上进行混色的方法行混色的方法)产生丰富的色彩，这种方产生丰富的色彩，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不高的特性，产生与直接混色法相同的效果。果。用这种方法可以产生不同色彩的像素，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漂亮的画面，而不断变换的画面就成为可动的图像。可动的图像。第13页，共60页，编辑于2022年，星期三第14页，共60页，编辑

13、于2022年，星期三2.1.3 CRT显示器的主要单元显示器的主要单元 1.电子枪电子枪 电子枪是显像管中极为重要的组成部分。电子束电子枪是显像管中极为重要的组成部分。电子束的发射、调制、聚焦均由电子枪来完成。的发射、调制、聚焦均由电子枪来完成。电子枪产生电子束，以轰击荧光屏上的荧光粉发电子枪产生电子束，以轰击荧光屏上的荧光粉发光。为了在屏幕上得到亮而清晰的图像，要求电子光。为了在屏幕上得到亮而清晰的图像，要求电子枪产生较大的电子束电流，并且能够在屏幕上聚成枪产生较大的电子束电流，并且能够在屏幕上聚成细小的扫描点（约细小的扫描点（约0.2mm）。）。此外，由于电子束电流受外加电信号的调制（电此

14、外，由于电子束电流受外加电信号的调制（电子束强度在变化），因而电子枪应有良好的调制特性。子束强度在变化），因而电子枪应有良好的调制特性。在调制信号控制过程中，扫描点不应有明显的散焦现在调制信号控制过程中，扫描点不应有明显的散焦现象。象。第15页，共60页，编辑于2022年，星期三电子枪外型示意图电子枪外型示意图第16页，共60页，编辑于2022年，星期三电子枪内部结构示意图电子枪内部结构示意图电子枪是由灯丝（用电子枪是由灯丝（用H、HT或或F表示）、阴极（用表示）、阴极（用K表示，彩色表示，彩色显像管有三个阴极，分别用显像管有三个阴极，分别用RK、GK、BK表示）、栅极（用表示）、栅极（用G1

15、表示）、加速极（用表示）、加速极（用G2表示）、高压阳极（用表示）、高压阳极（用G或或V表示）组成。表示）组成。第17页，共60页，编辑于2022年，星期三第18页，共60页，编辑于2022年，星期三 电子枪中各部分的作用：电子枪中各部分的作用：(1)灯丝灯丝通电后将电能转变成热能并对阴极加热，通电后将电能转变成热能并对阴极加热，使阴极表面产生使阴极表面产生600-800度的高温，创造一个使阴极度的高温，创造一个使阴极发射电子的外部条件（光电效应）。发射电子的外部条件（光电效应）。(2)阴极阴极呈圆筒状，装在圆筒内部，顶端涂有呈圆筒状，装在圆筒内部，顶端涂有钡锶钙的氧化物，灯丝通电时，阴极受热

16、后发射大量钡锶钙的氧化物，灯丝通电时，阴极受热后发射大量电子。电子。(3)栅极栅极栅极套在阴极外面（加负压），是一栅极套在阴极外面（加负压），是一个金属圆筒，顶端开有小孔以让电子束通过（距离阴个金属圆筒，顶端开有小孔以让电子束通过（距离阴极小于极小于1mm）。改变与阴极的相对电位可以控制电）。改变与阴极的相对电位可以控制电子束的强弱。视频信号就是加在栅极上，通过信号子束的强弱。视频信号就是加在栅极上，通过信号电压来调制其通过的电子数目，改变显像管束电流电压来调制其通过的电子数目，改变显像管束电流的大小，从而控制荧光屏的亮度。的大小，从而控制荧光屏的亮度。第19页，共60页，编辑于2022年，星

17、期三 (4)加速极加速极它也是顶部开有小孔的金属筒，其位置它也是顶部开有小孔的金属筒，其位置紧靠栅极。通常在加速极上加有几百伏的正电压，它紧靠栅极。通常在加速极上加有几百伏的正电压，它能控制阴极发射的电子束到达荧光屏的速度。能控制阴极发射的电子束到达荧光屏的速度。(5)聚集极聚集极彩色显像管聚集极通常加彩色显像管聚集极通常加58KV电位。聚电位。聚集极、加速极及高压极一起构成一个电子透镜，使电集极、加速极及高压极一起构成一个电子透镜，使电子束会聚成一个细束轰击荧光粉层。子束会聚成一个细束轰击荧光粉层。(6)高压阳极高压阳极建立一个强电场，使电子束以极快的建立一个强电场，使电子束以极快的速度轰击

18、荧光屏上的荧光粉。高压阳极通常为速度轰击荧光屏上的荧光粉。高压阳极通常为2234KV。第20页，共60页，编辑于2022年，星期三 2.荧光屏荧光屏 荧光屏，是由涂覆在玻璃壳内的荧光粉和叠于荧荧光屏，是由涂覆在玻璃壳内的荧光粉和叠于荧光粉层上面的铝膜共同组成的。工作的时候荧光屏后光粉层上面的铝膜共同组成的。工作的时候荧光屏后面的电子枪发射电子束打在荧光粉上，于是一部分荧面的电子枪发射电子束打在荧光粉上，于是一部分荧光粉亮起来，显示出字符或者图像。光粉亮起来，显示出字符或者图像。荧光屏是实现荧光屏是实现CRT显像管电光转换的关键部位之一，显像管电光转换的关键部位之一，要求发光亮度和发光效率足够高

19、，发光光谱适合人眼观察，要求发光亮度和发光效率足够高，发光光谱适合人眼观察，图像传递效果好，余辉时间适当，机械、化学、热稳定性好，图像传递效果好，余辉时间适当，机械、化学、热稳定性好，寿命高。寿命高。第21页，共60页，编辑于2022年，星期三 CRT的发光性能首先取决于所用的荧的发光性能首先取决于所用的荧光粉材料，因为靠它完成显像管的电光转光粉材料，因为靠它完成显像管的电光转换功能。荧光粉的发光效率是指每瓦电功换功能。荧光粉的发光效率是指每瓦电功率能获得多大的发光强度。率能获得多大的发光强度。荧光粉的重要特性参数：余辉时间。荧光粉的重要特性参数：余辉时间。当电子束轰击荧光粉时，荧光粉的分子当

20、电子束轰击荧光粉时，荧光粉的分子受激而发光，而当电子束的轰击停止后，受激而发光，而当电子束的轰击停止后，荧光粉的发光并非立即消失，而是按指数荧光粉的发光并非立即消失，而是按指数规律衰减，即余辉特性。规律衰减，即余辉特性。第22页，共60页，编辑于2022年，星期三 一般把余辉分成三类：余辉时间长于一般把余辉分成三类：余辉时间长于0.1s的称为长余的称为长余辉发光；余辉时间介于辉发光；余辉时间介于0.1s至至0.001s的称为中余辉发光；的称为中余辉发光；余辉时间短于余辉时间短于0.001s的称为短余辉发光。余辉太长，则的称为短余辉发光。余辉太长，则同一像素第一帧余辉未尽而第二帧扫描又到了，前一

21、帧同一像素第一帧余辉未尽而第二帧扫描又到了，前一帧的余辉会重叠在后一帧图像上，整个图像便会模糊。若的余辉会重叠在后一帧图像上，整个图像便会模糊。若余辉时间太短，屏幕的平均亮度将会减低。余辉时间太短，屏幕的平均亮度将会减低。屏幕的亮度取决于荧光粉的发光效率、余辉时间及屏幕的亮度取决于荧光粉的发光效率、余辉时间及电子束轰击的功率等。荧光粉的发光效率高时屏幕较亮，电子束轰击的功率等。荧光粉的发光效率高时屏幕较亮，余辉时间长平均亮度也较大。余辉时间长平均亮度也较大。第23页，共60页，编辑于2022年，星期三 屏幕亮度除了与余辉时间有关外，还取屏幕亮度除了与余辉时间有关外，还取决于电子束的电流密度和屏

22、幕电压的高低。决于电子束的电流密度和屏幕电压的高低。因此屏幕亮度可表示为：因此屏幕亮度可表示为：欲增大亮度可以加大电流密度和电压。欲增大亮度可以加大电流密度和电压。两者中以提高电压更为有效。两者中以提高电压更为有效。第24页，共60页，编辑于2022年，星期三 如果不加偏转电压，经过加速聚焦的具有很高动能的电如果不加偏转电压，经过加速聚焦的具有很高动能的电子束轰击荧光面时，仅能在荧光屏中心位置产生亮度很高子束轰击荧光面时，仅能在荧光屏中心位置产生亮度很高的光点，难以成像；偏转系统能依据输入的携带着电子束的光点，难以成像；偏转系统能依据输入的携带着电子束位置信息的信号使电子束在向荧光屏行进途中轨

23、迹发生偏位置信息的信号使电子束在向荧光屏行进途中轨迹发生偏转，以控制电子束到达荧光屏上的位置。转，以控制电子束到达荧光屏上的位置。3.3.偏转系统偏转系统 显像管中电子束的扫显像管中电子束的扫描是通过偏转系统来实现描是通过偏转系统来实现的。的。偏转线圈偏转线圈是是CRTCRT显像显像管的重要部件之一。管的重要部件之一。第25页，共60页，编辑于2022年，星期三 偏转线圈因此分为行（水平）偏转线圈和场（垂直）偏转线圈因此分为行（水平）偏转线圈和场（垂直）偏转线圈。它们分别通有由行和场扫描电路提供的锯齿波偏转线圈。它们分别通有由行和场扫描电路提供的锯齿波电流，产生水平和垂直方向上线性变化的磁场，

24、使电子束电流，产生水平和垂直方向上线性变化的磁场，使电子束作相应方向的扫描。在行扫描和场扫描共同作用下，有规作相应方向的扫描。在行扫描和场扫描共同作用下，有规律的从上到下从左到右控制电子束的运动。律的从上到下从左到右控制电子束的运动。偏转线圈通常采用磁偏转，因为它像差小，在阳极高偏转线圈通常采用磁偏转，因为它像差小，在阳极高电压下适合于大角度偏转。电压下适合于大角度偏转。为了显示一幅图像，必须让电子束在水平方向为了显示一幅图像，必须让电子束在水平方向和垂直方向上同时偏转并扫描，使荧光屏上任一点和垂直方向上同时偏转并扫描，使荧光屏上任一点都能发光。都能发光。第26页，共60页，编辑于2022年，

25、星期三 4.4.荫罩荫罩 荫罩、玻壳和电子枪是组成彩色显像管的三大荫罩、玻壳和电子枪是组成彩色显像管的三大主要部件，只在彩色显象管内使用，荫罩装于玻壳主要部件，只在彩色显象管内使用，荫罩装于玻壳和电子枪之间，起分色作用。荫罩材质都为金属，和电子枪之间，起分色作用。荫罩材质都为金属，形状有点状、沟槽状、栅状等。它们对电子束透过形状有点状、沟槽状、栅状等。它们对电子束透过率不同（依次约为率不同（依次约为50%50%，70%70%，90%90%）。）。第27页，共60页，编辑于2022年，星期三 5.5.玻璃管壳玻璃管壳 玻璃管壳通常由屏幕玻璃、锥体、管颈三部分组成。玻璃管壳通常由屏幕玻璃、锥体、管

26、颈三部分组成。锥度有国家标准，比如锥度有国家标准，比如7070、9090、110110和和114114等。等。用普通玻璃做用普通玻璃做CRTCRT的外围器件，是因为透明性高，能耐的外围器件，是因为透明性高，能耐受真空并能吸收从内部发生的受真空并能吸收从内部发生的X X射线。射线。第28页，共60页，编辑于2022年，星期三 1、图像生成、图像生成 CRT中的偏转线圈用于电子枪发射束的定位。它能依据输入的携带着中的偏转线圈用于电子枪发射束的定位。它能依据输入的携带着电子束位置信息的信号使电子束在向荧光屏行进途中轨迹发生偏转，控电子束位置信息的信号使电子束在向荧光屏行进途中轨迹发生偏转，控制电子束

27、到达屏上的位置。制电子束到达屏上的位置。偏转线圈能够产生一个强磁场，通过改变强度来移动电子束方偏转线圈能够产生一个强磁场，通过改变强度来移动电子束方位。线圈偏转的角度有限，当电子束射到一个平面时，能量会轻位。线圈偏转的角度有限，当电子束射到一个平面时，能量会轻微地偏移目标，仅有部分荧光粉被击中，四边的图像都会产生弯微地偏移目标，仅有部分荧光粉被击中，四边的图像都会产生弯曲现象。为此，显示器生产厂把显像管做成球形，但现在常采用曲现象。为此，显示器生产厂把显像管做成球形，但现在常采用动态聚焦技术做补偿。动态聚焦技术做补偿。电子束发射由左至右、由上至下扫描和刷新，在屏幕上形成光栅电子束发射由左至右、

28、由上至下扫描和刷新，在屏幕上形成光栅图样，不断刷新就形成了连续的图像。图样，不断刷新就形成了连续的图像。2.2 CRT显示器的驱动与控制显示器的驱动与控制 2.2.1 CRT显示相关技术显示相关技术 第29页，共60页，编辑于2022年，星期三 2、辉（灰）度及颜色、辉（灰）度及颜色 单色单色CRT 只需要对辉度进行控制，而彩色只需要对辉度进行控制，而彩色CRT还需还需要增加对颜色的控制，辉度和颜色都是通过电流量来控要增加对颜色的控制，辉度和颜色都是通过电流量来控制的。制的。辉度和信号幅度的关系辉度和信号幅度的关系 电流控制方式有栅电流控制方式有栅极极(G1)驱动方式和阴驱动方式和阴极驱动方式

29、。栅极极驱动方式。栅极(G1)驱动方式中，在驱动方式中，在电子枪的栅极电子枪的栅极/阴极阴极间施加不同的电压，间施加不同的电压，就可以得到相应的辉就可以得到相应的辉度。度。第30页，共60页，编辑于2022年，星期三 彩色彩色CRT的颜色显示是通过的颜色显示是通过R、G、B三个电子束各自的电流三个电子束各自的电流(由电压调制由电压调制)来来调制的。调制的。R、G、B各色输入阶数的乘积，决各色输入阶数的乘积，决定了显示器显示的色彩数。例如：输入定了显示器显示的色彩数。例如：输入16阶，可显示阶，可显示4096种颜色。若输入种颜色。若输入256阶，混合光线可以产生阶，混合光线可以产生1600万种颜

30、色。万种颜色。第31页，共60页，编辑于2022年，星期三 3、回转变压器、回转变压器 回转变压器类似发动机点火线圈，在特定时间先发回转变压器类似发动机点火线圈，在特定时间先发出一个低能量信号给回转磁线圈，并生成磁场。当低能出一个低能量信号给回转磁线圈，并生成磁场。当低能量源关闭后，磁线圈的能量转移到高能量输出中，最后量源关闭后，磁线圈的能量转移到高能量输出中，最后传到电子枪发出电子束。当电子枪完成一条线的扫描后，传到电子枪发出电子束。当电子枪完成一条线的扫描后，回转变压器会放出能量，关闭电子枪并消去磁场，强制回转变压器会放出能量，关闭电子枪并消去磁场，强制光束回到屏幕的其它位置，就能画出下一

31、条线。光束回到屏幕的其它位置，就能画出下一条线。第32页，共60页，编辑于2022年，星期三 4 4、金属隔板技术、金属隔板技术 金属隔板即荫罩，其作用是防止一个荧光点加热时传金属隔板即荫罩，其作用是防止一个荧光点加热时传导到附近的点，起分离色彩的作用。导到附近的点，起分离色彩的作用。在荫罩技术方面，有两点最重要：一是如何使用更薄的金在荫罩技术方面，有两点最重要：一是如何使用更薄的金属来制造隔板，并缩小点与点之间的位置，与屏幕上的点属来制造隔板，并缩小点与点之间的位置，与屏幕上的点一一对应；二是如何修正电子束的颜色。一一对应；二是如何修正电子束的颜色。荫罩的主要缺点是金属板会随着能量的变化而产

32、生弯曲。荫罩的主要缺点是金属板会随着能量的变化而产生弯曲。金属板变形使电子束偏离原定目标，显示的画面会模糊不金属板变形使电子束偏离原定目标，显示的画面会模糊不清。目前效果最好的是不胀铜材料清。目前效果最好的是不胀铜材料(膨胀率几乎为零膨胀率几乎为零)，并，并用用AGC防眩光涂层解决眩光问题。其实各大防眩光涂层解决眩光问题。其实各大CRT公公司制造的荫罩有很多不同，都是为克服一定缺陷并兼司制造的荫罩有很多不同，都是为克服一定缺陷并兼顾质量成本而研究出来的。顾质量成本而研究出来的。第33页，共60页，编辑于2022年，星期三 5、垂直和水平同步、垂直和水平同步 垂直和水平是垂直和水平是CRT中两个

33、基本的同步信号。水平同步信中两个基本的同步信号。水平同步信号决定了号决定了CRT画出一条横越屏幕线的时间，垂直同步信画出一条横越屏幕线的时间，垂直同步信号决定了号决定了CRT从屏幕顶部画到底部，再返回原始位置的时从屏幕顶部画到底部，再返回原始位置的时间。间。标准电视机的水平同步信号标准电视机的水平同步信号=525线线30帧帧/秒秒=15.75kHz，显示器的水平同步信号可任意调节，幅度在，显示器的水平同步信号可任意调节，幅度在15.75KHz95KHz之间。把水平同步信号反转能够得出扫之间。把水平同步信号反转能够得出扫描一条线的时间，即描一条线的时间，即1/15.75KHz=63.5s。电视机

34、扫描一帧图像要返回电视机扫描一帧图像要返回525次。因为次。因为CRT的频繁开的频繁开关和扫描切换，在屏幕上实际表现出来的线数比关和扫描切换，在屏幕上实际表现出来的线数比525要要少一些，一般约为少一些，一般约为428399条线。条线。第34页，共60页，编辑于2022年，星期三6 6、交错和非交错技术、交错和非交错技术 交错和非交错为显示器扫描的两种方式。交错和非交错为显示器扫描的两种方式。交错扫描是将扫描线分为奇数条与偶数条，在扫描时先扫交错扫描是将扫描线分为奇数条与偶数条，在扫描时先扫奇数条，再扫偶数条，每一帧图像会刷新两次。利用人眼睛奇数条，再扫偶数条，每一帧图像会刷新两次。利用人眼睛

35、的视觉暂留特性，荧屏上的画面即可呈现连续性的感觉。而的视觉暂留特性，荧屏上的画面即可呈现连续性的感觉。而非交错的扫描是指一条接一条的扫描方式，连续性地扫描下非交错的扫描是指一条接一条的扫描方式，连续性地扫描下来。来。交错式扫描所显示的画面比较容易闪烁，长久看起来眼睛交错式扫描所显示的画面比较容易闪烁，长久看起来眼睛不舒服。电视机采用的就有画面为不舒服。电视机采用的就有画面为60Hz的交错扫描方式。的交错扫描方式。不同的显示需求采用的扫描方式不相同，目的或为了不同的显示需求采用的扫描方式不相同，目的或为了追求显示画面的速度，或为了改善画面的质量，或为了追求显示画面的速度，或为了改善画面的质量，或

36、为了避免显像管负荷过重而烧毁等。避免显像管负荷过重而烧毁等。第35页，共60页，编辑于2022年，星期三 文字及图象画面都是由一个个称为像素的点构成的，文字及图象画面都是由一个个称为像素的点构成的，使这些点顺次显示的方法称为扫描。一般使这些点顺次显示的方法称为扫描。一般CRT的电子束的电子束扫描是由偏转磁轭进行控制的。扫描是由偏转磁轭进行控制的。电子束扫描方式在垂直方向是从左上向右下的顺序扫描，电子束扫描方式在垂直方向是从左上向右下的顺序扫描，由扫描产生的水平线称为扫描线，扫描线决定了显示器垂由扫描产生的水平线称为扫描线，扫描线决定了显示器垂直方向的分辨率。如图直方向的分辨率。如图2.5所示：

37、逐行扫描和隔行扫描。所示：逐行扫描和隔行扫描。在逐行扫描方式中，当场频为在逐行扫描方式中，当场频为50Hz，扫描行数为，扫描行数为625，图像宽高比为图像宽高比为4:3时，则需要时，则需要10.5MHz的信号带宽（带宽指的信号带宽（带宽指每秒钟电子束扫描过的总像素）。这将使电视设备复杂化，信每秒钟电子束扫描过的总像素）。这将使电视设备复杂化，信道的频带利用率下降。实际系统采用隔行扫描方式来降低图像道的频带利用率下降。实际系统采用隔行扫描方式来降低图像信号的频带。信号的频带。n 扫描方式扫描方式第36页，共60页，编辑于2022年，星期三(a)逐行扫描方式逐行扫描方式 (b)隔行扫描方式隔行扫描

38、方式(c)光栅的行扫描与场扫描波形光栅的行扫描与场扫描波形第37页，共60页，编辑于2022年，星期三 隔行扫描方式是把一帧画分成两场来扫描，第一场扫隔行扫描方式是把一帧画分成两场来扫描，第一场扫描奇数行，第二场扫描偶数行，如上图中（描奇数行，第二场扫描偶数行，如上图中（b）所示。）所示。两场扫描行组成的光栅相互交叉，构成一整帧画面。两场扫描行组成的光栅相互交叉，构成一整帧画面。在第在第7行扫过一半时，奇数场扫描结束，偶数场扫行扫过一半时，奇数场扫描结束，偶数场扫描开始，故第描开始，故第7行的后一半挪到偶数场开始时扫描，行的后一半挪到偶数场开始时扫描，这样就会在光栅上端的中点开始，结果使偶数行

39、正好这样就会在光栅上端的中点开始，结果使偶数行正好插在奇数行之间，两场组成了一幅完整光栅。要实现插在奇数行之间，两场组成了一幅完整光栅。要实现隔行扫描，就应该保证偶数场的扫描行能准确的插在隔行扫描，就应该保证偶数场的扫描行能准确的插在奇数场的扫描行之间，否则就会出现并行现象，使图奇数场的扫描行之间，否则就会出现并行现象，使图像质量下降。像质量下降。第38页，共60页，编辑于2022年，星期三 隔行扫描示意图隔行扫描示意图第39页，共60页，编辑于2022年，星期三n电视广播制式简介：电视广播制式简介：中国（英国、新加坡、澳大利亚等国）采中国（英国、新加坡、澳大利亚等国）采用的是用的是PAL制式

40、，这种制式规定：每秒制式，这种制式规定：每秒25帧帧图像，每帧图像，每帧625行，隔行扫描行，隔行扫描(每帧两场每帧两场)，每秒每秒50场；每行扫描正程为场；每行扫描正程为52s，逆程为，逆程为12s，每场正程时间，每场正程时间18.4ms，逆程时间，逆程时间1.6ms，垂直方向显示，垂直方向显示575行。行。日本、美国、加拿大等国采用的是日本、美国、加拿大等国采用的是NTSC制式，这种制式每帧有制式，这种制式每帧有525行，隔行扫描，行，隔行扫描，每秒每秒60场。场。两种制式是不能互相兼容的。两种制式是不能互相兼容的。第40页，共60页，编辑于2022年，星期三 CRT显示器驱控器的电路，如

41、下图显示器驱控器的电路，如下图2.7所示，所示，主要包主要包括视频电路、偏转电路、高压电路、电源电路等基括视频电路、偏转电路、高压电路、电源电路等基本电路，以及所选择的动态聚焦电路、水平偏转周本电路，以及所选择的动态聚焦电路、水平偏转周波数切换电路等。波数切换电路等。视频信号是由一系列宽窄不同的脉冲信号构成。视频信号是由一系列宽窄不同的脉冲信号构成。经放大和同步处理后，分解为水平和垂直扫描电路并经放大和同步处理后，分解为水平和垂直扫描电路并输出，再经偏转线圈实现图像的还原。输出，再经偏转线圈实现图像的还原。偏转电路最终为偏转线圈提供锯齿波电流，锯齿偏转电路最终为偏转线圈提供锯齿波电流，锯齿波电

42、流的直线性非常重要，若波形产生畸变，则对波电流的直线性非常重要，若波形产生畸变，则对图像质量产生影响。图像质量产生影响。2.2.2 CRT显示器驱控电路显示器驱控电路第41页，共60页，编辑于2022年，星期三CRT显示器驱控器的电路框图显示器驱控器的电路框图1第42页，共60页，编辑于2022年，星期三CRT显示器驱控器的电路框图显示器驱控器的电路框图2第43页，共60页，编辑于2022年，星期三CRT显示器内部整个电路构成显示器内部整个电路构成第44页，共60页，编辑于2022年，星期三第45页，共60页，编辑于2022年，星期三 2.3.1 CRT显示器的特点显示器的特点 CRT 最大的

43、优势在于高的性能价格比。最大的优势在于高的性能价格比。1.价格低：普遍比平板低。价格低：普遍比平板低。2.亮度高：荧光材料及涂覆工艺提高了，亮度高：荧光材料及涂覆工艺提高了，CRT屏屏幕的发光效率是很高的，但有幕的发光效率是很高的，但有70%以上的能量会消耗在以上的能量会消耗在荫罩上，致使整个器件发光效率又降低，约荫罩上，致使整个器件发光效率又降低，约5 lm/w。尽。尽管如此，管如此，CRT屏幕亮度平均能达屏幕亮度平均能达300cd/m2，与平板，与平板相比这已属高亮度。相比这已属高亮度。2.3 CRT显示器的特点、性能指标及发展历史显示器的特点、性能指标及发展历史 第46页，共60页，编辑

44、于2022年，星期三 3.对比度高：对比度高：CRT采用黑底、着色荧光粉，对比度可达采用黑底、着色荧光粉，对比度可达到到1000：1 4.色域广：灰度级别可做到色域广：灰度级别可做到256阶，显示真彩色。阶，显示真彩色。5.分辨率提高：电子枪技术提高，使现在的分辨率提高：电子枪技术提高，使现在的CRT也能做到也能做到1024x768以上的分辨率。以上的分辨率。6.响应速度快：取决于荧光粉的余辉，一般是中短余辉，响应速度快：取决于荧光粉的余辉，一般是中短余辉，时间约时间约0.011ms，LCD的就很长。的就很长。7.视野角宽大：约视野角宽大：约170度，超越现在的度，超越现在的LCD。8.显示版

45、式可以灵活变化：显示版式可以灵活变化：4:3或或16:9。9.寿命长：大于寿命长：大于10000小时。小时。第47页，共60页，编辑于2022年，星期三2.3.2 CRT显示器的技术性能指标显示器的技术性能指标1.分辨率分辨率 对于对于CRT显示器，分辨率常用单位面积上的扫描线数显示器，分辨率常用单位面积上的扫描线数或两光点之间的距离来表示。或两光点之间的距离来表示。分辨率不仅与显示尺寸有关，还要受显像管点距、视频分辨率不仅与显示尺寸有关，还要受显像管点距、视频带宽等因素的影响。带宽等因素的影响。第48页，共60页，编辑于2022年，星期三2.点距和栅距点距和栅距 点距是显像管最重要的技术参数

46、之一，单位为毫米。一般公认的点点距是显像管最重要的技术参数之一，单位为毫米。一般公认的点距定义是荧光屏上两个最临近的同色荧光点的直线距离，即两个红色距定义是荧光屏上两个最临近的同色荧光点的直线距离，即两个红色（或绿、蓝）像素单元之间的距离。（或绿、蓝）像素单元之间的距离。点距越小越好。点距越小，显示器显示图型越清晰细腻，档次越高。点距越小越好。点距越小，显示器显示图型越清晰细腻，档次越高。不过对于显像管的聚焦性能要求就越高。几年以前的显示器多为不过对于显像管的聚焦性能要求就越高。几年以前的显示器多为0.31mm和和0.39mm，如今大多数显示器采用的都是，如今大多数显示器采用的都是0.28mm

47、的点距。的点距。用显示区域的宽和高分别除以点距，即得到显示器的垂直用显示区域的宽和高分别除以点距，即得到显示器的垂直和水平方向上最高可显示的点数。和水平方向上最高可显示的点数。第49页，共60页，编辑于2022年，星期三第50页，共60页，编辑于2022年，星期三 3.场频、行频及视频带宽场频、行频及视频带宽 如果说画质等显示效果只能通过主观来判断的话，如果说画质等显示效果只能通过主观来判断的话，那么水平扫描频率、垂直扫描频率及视频带宽这三个那么水平扫描频率、垂直扫描频率及视频带宽这三个参数就绝对是显示器的硬指标，并且很大程度上决定参数就绝对是显示器的硬指标，并且很大程度上决定了显示器的档次。

48、了显示器的档次。视频带宽视频带宽是指每秒钟电子枪扫描过图像点的个数是指每秒钟电子枪扫描过图像点的个数（以兆赫兹为单位）。是决定显示器性能的好坏的一个（以兆赫兹为单位）。是决定显示器性能的好坏的一个参数。带宽越高则表明了显示器电路可以处理的频率范参数。带宽越高则表明了显示器电路可以处理的频率范围越大，显示器性能越好。高的带宽能处理更高的频率，围越大，显示器性能越好。高的带宽能处理更高的频率，信号失真也越小，显示的图像质量更好。信号失真也越小，显示的图像质量更好。第51页，共60页，编辑于2022年，星期三视频带宽的计算方法为：视频带宽的计算方法为：带宽带宽=刷新率刷新率（垂直分辨率（垂直分辨率0

49、.93）（水平分辨率（水平分辨率0.8）刷新率刷新率垂直分辨率垂直分辨率水平分辨率水平分辨率1.34 垂直像素和水平像素都要除以一个参垂直像素和水平像素都要除以一个参数是因为要考虑电子枪从最后一行数是因为要考虑电子枪从最后一行/列列返回到第一行返回到第一行/列的回程时间。列的回程时间。场频场频就是垂直扫描频率，也叫刷新率，通常以就是垂直扫描频率，也叫刷新率，通常以Hz为单位为单位,也就是指也就是指每秒钟屏幕刷新的次数。刷新率越高，屏幕的闪烁现象越不明显，眼睛每秒钟屏幕刷新的次数。刷新率越高，屏幕的闪烁现象越不明显，眼睛就越不容易疲劳一般来说，垂直刷新率最好不要低于就越不容易疲劳一般来说，垂直刷

50、新率最好不要低于80Hz。第52页，共60页，编辑于2022年，星期三 行频就是水平扫描频率，指电子枪每秒钟在屏幕上扫行频就是水平扫描频率，指电子枪每秒钟在屏幕上扫过的水平线数。单位一般是千赫兹。场频和行频的关系式过的水平线数。单位一般是千赫兹。场频和行频的关系式一般如下：一般如下：行频行频=场频场频垂直分辨率垂直分辨率1.04 可见行频是一个综合了分辨率和场频的参数，能可见行频是一个综合了分辨率和场频的参数，能够比较全面的反映显示器的性能。当在较高分辨率下够比较全面的反映显示器的性能。当在较高分辨率下要提高显示器的刷新率时，可以通过估算行频是否超要提高显示器的刷新率时，可以通过估算行频是否超