第二章阴极射线管(CRT)显示技术.ppt

第第2章章 阴极射线管阴极射线管(CRT)显示技术显示技术 2.1 CRT显示器的根本结构与工作原理显示器的根本结构与工作原理 2.1.1 黑白黑白CRT显示器的根本结构与显示器的根本结构与工作原理工作原理 2.1.2 彩色彩色CRT显示器的根本结构与显示器的根本结构与工作原理工作原理 2.1.3 CRT显示器的主要单元显示器的主要单元 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显示器相关技术显示器相关技术 2.2.2 CRT显示器驱控电路显示器驱控电路 2.3 CRT显示器的特点、性能指标及开展历显示器的特点、性能指标及开展历史史 2.3.1 CRT显示器的特点显示器的特点 2.3.2 CRT显示器的性能指标显示器的性能指标 2.3.3 CRT显示技术的开展历史显示技术的开展历史 习题二习题二光 电 显 示 技 术vCRT显示器即为一种使用阴极射线管显示器即为一种使用阴极射线管(Cathode Ray Tube)的显示器，主要分为黑白的显示器，主要分为黑白CRT显示器和彩色显示器和彩色CRT显示器两大类。

它的核心部件是显示器两大类它的核心部件是CRT显像管〔即阴极射显像管〔即阴极射线管〕，其主要由五局部组成：电子枪线管〕，其主要由五局部组成：电子枪(Electron Gun)、、偏转线圈偏转线圈(Defiection coils)、荫罩、荫罩(Shadow mask)、荧、荧光粉层光粉层(Phosphor)及玻璃外壳，其中电子枪是显像管的及玻璃外壳，其中电子枪是显像管的核心vCRT显示器的工作原理和我们家中电视机的显像管根本显示器的工作原理和我们家中电视机的显像管根本一样，我们可以把它看作是一个图像更加精细的电视机一样，我们可以把它看作是一个图像更加精细的电视机经典的经典的CRT显像管使用电子枪发射高速电子，经过垂直显像管使用电子枪发射高速电子，经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，最后高速和水平的偏转线圈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压调节电电子轰击屏幕上的磷光物质使其发光通过电压调节电子枪发射电子束的功率，就会在屏幕上形成明暗不同的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光点，形成各种图案和文字 第第2章章 阴极射线管阴极射线管(CRT)显示技术显示技术 v2.1.1 黑白黑白CRT显示器的根本结构与工作原理显示器的根本结构与工作原理v 黑白黑白CRT即单色即单色(Monochrome Monitor)CRT，只有单一的电子枪，仅能产生黑白两种颜色。

它，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制设备中用作监视器黑白CRT主要由圆锥形玻壳、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玻壳之外控制电子束偏转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轭器件四局部组成扫描的磁轭器件四局部组成 第第2章章 阴极射线管阴极射线管(CRT)显示技术显示技术 l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术 图图2.1 单色单色CRT的结构示意图的结构示意图  结构中灯丝、阴极〔结构中灯丝、阴极〔K〕、第一控制栅极〔〕、第一控制栅极〔G1或称调制器〕、加速极〔或称调制器〕、加速极〔G2或称屏蔽极〕构成发射或称屏蔽极〕构成发射系统；第二阳极系统；第二阳极G3、聚焦极、聚焦极G4、高压阳极、高压阳极G5构成构成聚焦系统工作时，电子枪中阴极〔聚焦系统工作时，电子枪中阴极〔K〕被灯丝加〕被灯丝加热至热至200K时，阴极〔时，阴极〔K〕大量发射电子。

电子束首〕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，高速轰击荧光屏上的荧光体，荧经加速和聚焦后，高速轰击荧光屏上的荧光体，荧光体发出可见光电子束的电流是受显示信号控制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，电子枪发射的电子束流也越大，的，信号电压高，电子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，从左到右依次扫描，子束，在荧光屏上从上到下，从左到右依次扫描，从而将原被摄图像或文字完整地显示在荧光屏上从而将原被摄图像或文字完整地显示在荧光屏上 l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术 v2.1.2 彩色彩色CRT显示器的根本结构与工作原理显示器的根本结构与工作原理v 彩色彩色CRT利用三基色图像叠加原理实现彩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色图像的显示荫罩式彩色CRT是目前占主导地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位的彩色显像管，这种管子的原始设想是德国人弗莱西〔弗莱西〔Fleshsig〕在〕在1938年提出的。

荫罩式年提出的荫罩式彩色彩色CRT的根本结构如下图的根本结构如下图 l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术 图图2.2 彩色彩色CRT的结构示意图的结构示意图 光 电 显 示 技 术v 彩色彩色CRT是通过红是通过红(R)、绿、绿(G)、蓝、蓝(B)三原色组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合产生彩色视觉效果荧光屏上的每一个像素由产生红生红(R)、绿、绿(G)、蓝、蓝(B)的三种荧光体组成，同时电的三种荧光体组成，同时电子枪中设有子枪中设有3个阴极，分别发射电子束，轰击对应个阴极，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的荧光体，在荧光面内侧设有选色电极——荫罩v 在荫罩型彩色在荫罩型彩色CRT中，玻壳荧光屏的内面形成点中，玻壳荧光屏的内面形成点状红、绿、蓝三色荧光体，荧光面与单色状红、绿、蓝三色荧光体，荧光面与单色CRT相同，相同，在其内侧均有膜金属覆层在离荧光面一定距离处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侧壁内面设置的紧固钉将荫罩固定在显示屏内侧 l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术 图图2.3 彩色彩色CRT工作原理工作原理 光 电 显 示 技 术 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； 为电子枪的束间为电子枪的束间距；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； 为电子束为电子束排列方向的荧光屏上同一色荧光体的点间距排列方向的荧光屏上同一色荧光体的点间距l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术 荫罩有圆孔形、长方孔形等形式。

通常，三角形布荫罩有圆孔形、长方孔形等形式通常，三角形布置的电子枪采用圆孔形荫罩，直线性布置的电子枪可置的电子枪采用圆孔形荫罩，直线性布置的电子枪可采用各种形式的荫罩玻壳内除设有荫罩之外，还设采用各种形式的荫罩玻壳内除设有荫罩之外，还设有屏蔽地磁场用的内屏蔽罩，其作用是防止电子束受有屏蔽地磁场用的内屏蔽罩，其作用是防止电子束受地磁场的干扰，使电子束不会射向其他颜色的荧光体地磁场的干扰，使电子束不会射向其他颜色的荧光体 整体工作过程：由灯丝、阴极、控制栅组整体工作过程：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。

一般荫罩式单元一般荫罩式CRT的内部有一层类似筛子的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点上，以防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧光体l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术  受到高速电子束的激发，这些荧光粉单元分别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发出强弱不同的红、绿、蓝三种光根据空间混色法法(将三个基色光同时照射同一外表相邻很近的三个将三个基色光同时照射同一外表相邻很近的三个点上进行混色的方法点上进行混色的方法)产生丰富的色彩，这种方法利产生丰富的色彩，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，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。

断变换的画面就成为可动的图像l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术 v2.1.3 CRT显示器的主要单元显示器的主要单元v 1. 电子枪电子枪v 电子枪用来产生电子束，以轰击荧光电子枪用来产生电子束，以轰击荧光屏上的荧光粉发光在屏上的荧光粉发光在CRT中，为了在屏幕中，为了在屏幕上得到亮而清晰的图像，要求电子枪产生大上得到亮而清晰的图像，要求电子枪产生大的电子束电流，并且能够在屏幕上聚成细小的电子束电流，并且能够在屏幕上聚成细小的扫描点〔约〕此外，由于电子束电流受的扫描点〔约〕此外，由于电子束电流受电信号的调制，因而电子枪应有良好的调制电信号的调制，因而电子枪应有良好的调制特性在调制信号控制过程中，扫描点不应特性在调制信号控制过程中，扫描点不应有明显的散焦现象有明显的散焦现象v 电子枪是由灯丝〔用电子枪是由灯丝〔用H、、HT或或F表示表示〕、阴极〔用〕、阴极〔用K表示，彩色显像管有三个阴极表示，彩色显像管有三个阴极，分别用，分别用RK、、GK、、BK表示〕、栅极〔用表示〕、栅极〔用G1表示〕、加速极〔用表示〕、加速极〔用G2表示〕、高压阳极表示〕、高压阳极〔用〔用G或或V表示〕组成。

表示〕组成l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术 图图2.4 电子枪结构示意图电子枪结构示意图光 电 显 示 技 术 电子枪中各局部的作用：电子枪中各局部的作用： (1) 灯丝灯丝——通电后将电能转变成热能并对阴通电后将电能转变成热能并对阴极加热，使阴极外表产生极加热，使阴极外表产生600-800度的高温，创度的高温，创造一个使阴极发射电子的外部条件造一个使阴极发射电子的外部条件 (2) 阴极阴极——呈圆筒状，装在圆筒内部，顶端呈圆筒状，装在圆筒内部，顶端涂有钡锶钙的氧化物，灯丝通电时，阴极受热涂有钡锶钙的氧化物，灯丝通电时，阴极受热后发射大量电子后发射大量电子 (3) 栅极栅极——栅极套在阴极外面，是一个金属栅极套在阴极外面，是一个金属圆筒，顶端开有小孔，让电子束通过改变与圆筒，顶端开有小孔，让电子束通过改变与阴极的相对电位可以控制电子束的强弱阴极的相对电位可以控制电子束的强弱l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术  (4) 加速极加速极——它也是顶部开有小孔的金属筒，其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位置紧靠栅极。

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压，它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5~8KV电电位聚集极、加速极及高压极一起构成一个电子透位聚集极、加速极及高压极一起构成一个电子透镜，使电子束会聚成一束轰击荧光屏荧光粉层镜，使电子束会聚成一束轰击荧光屏荧光粉层 (6) 高压阳极高压阳极——建立一个强电场，使电子束以极建立一个强电场，使电子束以极快的速度轰击荧光屏上的荧光粉高压阳极通常为快的速度轰击荧光屏上的荧光粉高压阳极通常为22~34KV l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术  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光粉层荧光屏，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，也称作屏幕面玻璃尺寸宽度与高上面的铝膜共同组成的，也称作屏幕面玻璃尺寸宽度与高度之比有度之比有4：：3、、16：：9等类型，习惯上将屏幕对角线长度定等类型，习惯上将屏幕对角线长度定为显像管的规格，用厘米〔或英寸〕表示为了减小环境光为显像管的规格，用厘米〔或英寸〕表示。

为了减小环境光的影响，提高图像比照度，荧光屏玻璃采用具有中性吸光性的影响，提高图像比照度，荧光屏玻璃采用具有中性吸光性能的烟灰玻璃，此外还要满足光洁度、均匀性、耐压力、面能的烟灰玻璃，此外还要满足光洁度、均匀性、耐压力、面张力和防爆等性能要求张力和防爆等性能要求 工作的时候荧光屏后面的电子枪发射电子束打在荧光粉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，于是一局部荧光粉亮起来，显示出字符或者图像上，于是一局部荧光粉亮起来，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，要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，发光光谱适合人眼观察，图求发光亮度和发光效率足够高，发光光谱适合人眼观察，图像分辨力高、传递效果好，余辉时间适当，机械、化学、热像分辨力高、传递效果好，余辉时间适当，机械、化学、热稳定性好，寿命高稳定性好，寿命高l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术  CRT的发光性能首先取决于所用的荧光粉材料，因的发光性能首先取决于所用的荧光粉材料，因为主要由荧光粉层完成显像管内的光电转换功能。

黑白为主要由荧光粉层完成显像管内的光电转换功能黑白显像管要求在电子轰击下荧光粉发白光，一般采用颜色显像管要求在电子轰击下荧光粉发白光，一般采用颜色互补的两种荧光粉混合起来发白光如将发蓝光的互补的两种荧光粉混合起来发白光如将发蓝光的ZnS[Ag]与发黄光的与发黄光的ZnS、、CdS[Ag]以以55：：45的比例混的比例混合制得合制得P4荧光粉，或直接采用单一白色荧光粉荧光粉，或直接采用单一白色荧光粉 荧光粉的发光效率是指每瓦电功率能获得多大的发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余辉时间是荧光粉的重要特性参数余辉时间是荧光粉的重要特性参数 当电子束轰击荧光粉时，荧光粉的分子受激而发光，当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，荧光粉的发光并非立即消失，而当电子束的轰击停止后，荧光粉的发光并非立即消失，而是按指数规律衰减，这种特性称为荧光粉的余辉特性而是按指数规律衰减，这种特性称为荧光粉的余辉特性余辉时间是指荧光粉在电子束轰击停止后，其亮度减小余辉时间是指荧光粉在电子束轰击停止后，其亮度减小到电子轰击时稳定亮度的到电子轰击时稳定亮度的1/10所经历的时间。

所经历的时间l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术  一般把余辉分成三类：余辉时间长于的称为长一般把余辉分成三类：余辉时间长于的称为长余辉发光；余辉时间介于至的称为中余辉发光；余余辉发光；余辉时间介于至的称为中余辉发光；余辉时间短于的称为短余辉发光余辉太长，那么同辉时间短于的称为短余辉发光余辉太长，那么同一像素第一帧余辉未尽而第二帧扫描又到了，前一一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，整个图像便会模帧的余辉会重叠在后一帧图像上，整个图像便会模糊假设余辉时间太短，屏幕的平均亮度将会减低假设余辉时间太短，屏幕的平均亮度将会减低电视采用中余辉荧光粉，示波器等那么采用长余辉电视采用中余辉荧光粉，示波器等那么采用长余辉荧光粉 屏幕的亮度取决于荧光粉的发光效率、余辉时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荧光粉的发光效率高时屏间及电子束轰击的功率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幕较亮，余辉时间长平均亮度也较大l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术 ›荧光粉采用沉淀法涂覆，把洗净烘干的玻璃屏放在涂覆荧光粉采用沉淀法涂覆，把洗净烘干的玻璃屏放在涂覆机上，玻璃屏的倾角和转速由涂覆机来控制。

向玻璃屏机上，玻璃屏的倾角和转速由涂覆机来控制向玻璃屏中心滴入加有醋酸钡等电解质的荧光粉和水玻璃悬浮液，中心滴入加有醋酸钡等电解质的荧光粉和水玻璃悬浮液，开启涂覆机使其均匀涂覆于玻璃基板上，经烘干后即形开启涂覆机使其均匀涂覆于玻璃基板上，经烘干后即形成牢固的荧光粉层成牢固的荧光粉层›在荧光粉层外表蒸镀一层的铝膜，并使其与电子枪的阳在荧光粉层外表蒸镀一层的铝膜，并使其与电子枪的阳极相连，可以提高图像显示性能主要优点为：可以防极相连，可以提高图像显示性能主要优点为：可以防止负电荷积累导致的荧面电位下降，从而限制了亮度的止负电荷积累导致的荧面电位下降，从而限制了亮度的提高；铝可将荧光粉发向管内的光线反射到观察者一侧，提高；铝可将荧光粉发向管内的光线反射到观察者一侧，提高亮度；阻挡负离子对荧光层的轰击防止离子斑提高亮度；阻挡负离子对荧光层的轰击防止离子斑›荧光粉的发光效率以每瓦电功率所获得的发光强度计，荧光粉的发光效率以每瓦电功率所获得的发光强度计，输入的电功率是电子束电流〔阴极电流〔输入的电功率是电子束电流〔阴极电流〔μA〕与阳极高〕与阳极高压的乘积，发光强度为压的乘积，发光强度为cd〔坎德拉〕。

一般的荧光粉发〔坎德拉〕一般的荧光粉发光效率都大于光效率都大于5cd/W，有的大于，有的大于10cd/W，而白炽灯的发，而白炽灯的发光效率都不超过光效率都不超过2cd/W l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术  如果荧光粉的发光时间特性如果荧光粉的发光时间特性 ，那么在一帧，那么在一帧时间时间T内平均亮度应为：内平均亮度应为： (2-3) 屏幕亮度除了与余辉时间有关外，还取决于电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幕电压的上下因此屏幕亮度子束的电流密度和屏幕电压的上下因此屏幕亮度可表示为可表示为 (2-4) 从上式可以看出，欲增大亮度可以加大电流密度和从上式可以看出，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l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术  3. 偏转系统偏转系统 如果不加偏转电压，经过加速、聚焦的具有很高动能的如果不加偏转电压，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的光点，难以成像；为了显示一幅图像，必须让电子束在水的光点，难以成像；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，使整个荧光屏上的任何一点平方向和垂直方向上同时偏转，使整个荧光屏上的任何一点都能发光而形成光栅，这就是偏转系统的作用。

由于磁偏转都能发光而形成光栅，这就是偏转系统的作用由于磁偏转像差小，在高阳极电压下适用于大角度偏转，所以显像管通像差小，在高阳极电压下适用于大角度偏转，所以显像管通常采用磁偏转常采用磁偏转 偏转线圈是偏转线圈是CRT显像管的重要部件分为行偏转线圈显像管的重要部件分为行偏转线圈和场偏转线圈即水平偏转线圈和垂直偏转线圈行偏转线圈和场偏转线圈即水平偏转线圈和垂直偏转线圈行偏转线圈通有由行扫描电路提供的锯齿波电流，产生在垂直方向上线通有由行扫描电路提供的锯齿波电流，产生在垂直方向上线性变化的磁场，使电子束作水平方向扫描场偏转线圈通有性变化的磁场，使电子束作水平方向扫描场偏转线圈通有由场扫描电路提供的锯齿波电流，产生一个水平方向线性变由场扫描电路提供的锯齿波电流，产生一个水平方向线性变化的磁场，使电子束作垂直方向扫描在行扫描和场扫描共化的磁场，使电子束作垂直方向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，同作用下，有规律的从上到下从左到右控制电子束的运动，屏幕上呈现一幅矩形的光栅屏幕上呈现一幅矩形的光栅l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术  我国采用的我国采用的PAL制式规定，每帧制式规定，每帧625行，行，每秒每秒25帧。

隔行扫描，每帧两场，每秒帧隔行扫描，每帧两场，每秒50场；每行水平扫描正程为场；每行水平扫描正程为52μs，逆程为，逆程为12μs，场正程时间，场正程时间≥，逆程时间，逆程时间≤，垂直方，垂直方向显示向显示575行l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术  4. 荫罩荫罩 荫罩、玻壳和电子枪是组成彩色显像管荫罩、玻壳和电子枪是组成彩色显像管的三大主要部件，在彩色显象管内，荫罩装的三大主要部件，在彩色显象管内，荫罩装于玻壳和电子枪之间，起分色作用于玻壳和电子枪之间，起分色作用 5. 玻璃管壳玻璃管壳 玻璃管壳通常由屏幕玻璃、锥体、管颈玻璃管壳通常由屏幕玻璃、锥体、管颈三局部组成用普通玻璃做三局部组成用普通玻璃做CRT的外围器件，的外围器件，是因为透明性高，能耐受高空并能吸收从内是因为透明性高，能耐受高空并能吸收从内部发生的部发生的X射线l第2章 阴极射线管(CRT)显示技术  管颈内部安装电子枪玻璃锥体将面玻璃和管颈管颈内部安装电子枪玻璃锥体将面玻璃和管颈连接起来，其张开角连接起来，其张开角φ代表最大电子束偏转角度代表最大电子束偏转角度。

同样尺寸的荧光屏，偏转角同样尺寸的荧光屏，偏转角φ越大，管子长度就越大，管子长度就越短，可以减少电视机的厚度，国产标准显像管越短，可以减少电视机的厚度，国产标准显像管主要有主要有70°、、90°、、110°和和114°等玻璃锥体内，等玻璃锥体内，外壁涂有石墨导电层玻璃锥体壁上装有高压帽，外壁涂有石墨导电层玻璃锥体壁上装有高压帽，与内导电层相通，并与电子枪内的与内导电层相通，并与电子枪内的A2和和A4阳极相阳极相连高压由高压帽输入到连高压由高压帽输入到A2和和A4，这样高压就不，这样高压就不从管座引入，其优点是可以降低管座绝缘材料的从管座引入，其优点是可以降低管座绝缘材料的耐高压指标玻壳外涂层石墨与电视机的地相连耐高压指标玻壳外涂层石墨与电视机的地相连并与高压帽绝缘，内外石墨层在璃壳壁形成并与高压帽绝缘，内外石墨层在璃壳壁形成500~1000pf的高压电容器，兼作为高压整流滤波的高压电容器，兼作为高压整流滤波电容 1. 生成图像生成图像 　　　　CRT的的Deflection Coil〔偏转线圈〕用于电子〔偏转线圈〕用于电子枪发射器的定位，它能够产生一个强磁场，通过改枪发射器的定位，它能够产生一个强磁场，通过改变强度来移动电子枪。

线圈偏转的角度有限，当电变强度来移动电子枪线圈偏转的角度有限，当电子束传播到一个平坦的外表时，能量会轻微地偏移子束传播到一个平坦的外表时，能量会轻微地偏移目标，仅有局部荧光粉被击中，四边的图像都会产目标，仅有局部荧光粉被击中，四边的图像都会产生弯曲现象为了解决这个问题，显示器生产厂把生弯曲现象为了解决这个问题，显示器生产厂把显像管制造成球形，让荧光粉充分地接受到能量，显像管制造成球形，让荧光粉充分地接受到能量，缺点是屏幕将变得弯曲电子束射击由左至右，由缺点是屏幕将变得弯曲电子束射击由左至右，由上至下的过程称为刷新，不断重复地刷新就能保持上至下的过程称为刷新，不断重复地刷新就能保持图像的持续性图像的持续性 v2.2 CRT显示器的驱动与控制显示器的驱动与控制v2.2.1 CRT显示器相关技术显示器相关技术  2. 混合颜色混合颜色 　　旧式的显示器只有单一的电子枪，仅能产生黑　　旧式的显示器只有单一的电子枪，仅能产生黑白两种颜色，即单色显示器〔白两种颜色，即单色显示器〔Monochrome Monitor〕新一代显示器有三只电子枪，每个电〕新一代显示器有三只电子枪，每个电子枪都有独立的偏转线圈，分别发出子枪都有独立的偏转线圈，分别发出R、、G、、B〔〔Red、、Blue、、Green，红、蓝、绿〕三束光线，混，红、蓝、绿〕三束光线，混合光线可以产生合光线可以产生1600万种颜色，或者说真彩色。

某万种颜色，或者说真彩色某些显示器能用一个电子枪发出三束光线，经过混合些显示器能用一个电子枪发出三束光线，经过混合亦能生成其它颜色生成彩色图像电子枪要扫描屏亦能生成其它颜色生成彩色图像电子枪要扫描屏幕三次，其过程比黑白图像复杂得多幕三次，其过程比黑白图像复杂得多 v2.2.1 CRT显示器相关技术显示器相关技术 3. 回转变压器〔回转变压器〔Flyback Transformer〕〕 　　 回转变压器类似发动机点火线圈，在特回转变压器类似发动机点火线圈，在特定时间发出一个低能量信号给回转磁线圈，定时间发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，最后传到电子枪能量转移到高能量输出中，最后传到电子枪发出电子束依照发出电子束依照CRT尺寸的不同，产生的尺寸的不同，产生的能量也各有差异，通常在能量也各有差异，通常在10000V至至50000V之间v2.2.1 CRT显示器相关技术显示器相关技术v4. 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中两个根本的同步信号，水中两个根本的同步信号，水平同步信号决定了平同步信号决定了CRT画出一条横越屏幕线的时间，画出一条横越屏幕线的时间，垂直同步信号决定了垂直同步信号决定了CRT从屏幕顶部画到底部，再从屏幕顶部画到底部，再返回原始位置的时间，垂直同步也可以称为刷新率。

返回原始位置的时间，垂直同步也可以称为刷新率v 标准电视机的水平同步信号标准电视机的水平同步信号=512线线×30帧帧/秒，秒，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15.75KGz~95KHz之间把水平同步信号反转能够之间把水平同步信号反转能够得出扫描一条线的时间，即电视机扫描一帧图像得出扫描一条线的时间，即电视机扫描一帧图像要返回要返回525次因为CRT的频繁开关和扫描切换，在的频繁开关和扫描切换，在屏幕上实际表现出来的线数比屏幕上实际表现出来的线数比525要少一些，一般约要少一些，一般约为为428～～399条线 v2.2.1 CRT显示器相关技术显示器相关技术5. 交错和非交错交错和非交错 电视机采用的是交错电视机采用的是交错(Interlace)扫描，机器本身扫描，机器本身刷新速度缺乏，每一帧都要刷新两次，由于人眼的视刷新速度缺乏，每一帧都要刷新两次，由于人眼的视觉暂停原理，会感到画面是连续播入的，缺点是人眼觉暂停原理，会感到画面是连续播入的，缺点是人眼能发现两次刷新的不同，感到屏幕有闪烁，长时间观能发现两次刷新的不同，感到屏幕有闪烁，长时间观看容易使眼睛疲劳。

电视机能稳定运行在看容易使眼睛疲劳电视机能稳定运行在30Hz，或，或30帧帧/秒，但早期秒，但早期CRT并不能保持刷新率不变，磁偏转线并不能保持刷新率不变，磁偏转线圈常常影响着电子束的发射，有时还会减弱电子束，圈常常影响着电子束的发射，有时还会减弱电子束，以及荧光粉的发热时间的限制，导致上半局部屏幕比以及荧光粉的发热时间的限制，导致上半局部屏幕比下半局部屏幕更亮，后来，人们采用了分线刷新的方下半局部屏幕更亮，后来，人们采用了分线刷新的方法，第一次扫奇数行、第二次扫偶数行，缺点是每做法，第一次扫奇数行、第二次扫偶数行，缺点是每做一样工作要刷新两个周期，显示器的反响较慢，当然，一样工作要刷新两个周期，显示器的反响较慢，当然，画面闪烁是少不了的不过，也因此而增加了显示器画面闪烁是少不了的不过，也因此而增加了显示器的刷新速度，以的刷新速度，以30fps的频率实现的频率实现60fps图像亦变为可图像亦变为可能，防止了显像管负荷过重而烧毁能，防止了显像管负荷过重而烧毁v2.2.1 CRT显示器相关技术显示器相关技术6. 金属隔板技术金属隔板技术 　　点状荫罩　　点状荫罩(Shadow Masks)指电子枪和荧光屏之间放置一指电子枪和荧光屏之间放置一个金属隔板，上面有许多小洞让电子通过。

其作用是防止一个金属隔板，上面有许多小洞让电子通过其作用是防止一个荧光点加热时传导到附近的点，别离显示器的色彩在荫个荧光点加热时传导到附近的点，别离显示器的色彩在荫罩技术方面，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造隔板，并缩小点与点之间的位置(Dot Pitch，点距，点距)，让它，让它与屏幕上的点一一对应；二是如何修正电子束的颜色，让它与屏幕上的点一一对应；二是如何修正电子束的颜色，让它更符合要求更符合要求 　　荫罩的主要缺点是金属板会随着能量的变化而产生弯曲，　　荫罩的主要缺点是金属板会随着能量的变化而产生弯曲，特别是在高亮度的情况下，需要更多的能量来战胜荫罩的阻特别是在高亮度的情况下，需要更多的能量来战胜荫罩的阻抗，弯曲会更加严重金属板变形使电子束偏离原定目标，抗，弯曲会更加严重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为此，人们只好不断寻找适宜制造显示的画面会模糊不清为此，人们只好不断寻找适宜制造荫罩的金属，目前效果最好的是荫罩的金属，目前效果最好的是INVAR(不胀铜不胀铜)，它是镍，它是镍/铁合金，膨胀率几乎为零。

荫罩的第二个缺点是屏幕弯曲会铁合金，膨胀率几乎为零荫罩的第二个缺点是屏幕弯曲会产生刺眼的眩光，用产生刺眼的眩光，用AGC(Anti Glare Coatings，防眩光涂，防眩光涂层层)能解决这个问题能解决这个问题 v2.2.1 CRT显示器相关技术显示器相关技术v1. 扫描方式扫描方式v 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的电子束扫描的电子束扫描是由偏转磁轭进行磁偏转控制的是由偏转磁轭进行磁偏转控制的v 光栅扫描方式在垂直方向是从左上向右下的顺序扫光栅扫描方式在垂直方向是从左上向右下的顺序扫描方式，由扫描产生的水平线称为扫描线，按该扫描线的条描方式，由扫描产生的水平线称为扫描线，按该扫描线的条件决定显示器垂直方向的图像分辨率如下图，光栅扫描方件决定显示器垂直方向的图像分辨率如下图，光栅扫描方式中有顺序扫描式中有顺序扫描(逐行扫描逐行扫描)方式和飞越扫描方式和飞越扫描(隔行扫描隔行扫描)方式v 在顺序扫描方式中，当场频为在顺序扫描方式中，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，那么需要的信号带宽。

这将使电时，那么需要的信号带宽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信号的频带扫描方式来降低图像信号的频带v2.2.2 CRT显示器驱控电显示器驱控电路路(a) 顺序扫描方式 (b) 飞越扫描方式(c) 行光栅的行扫描与场扫描波形图图2.5 CRT扫描方式扫描方式光 电 显 示 技 术 隔行扫描方式是把一帧画分成两场来扫描，第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，如图〔一场扫描奇数行，第二场扫描偶数行，如图〔b〕〕所示两场扫描行组成的光栅相互交叉，构成一整所示两场扫描行组成的光栅相互交叉，构成一整帧画面在第帧画面在第7行扫过一半时，奇数场扫描结束，行扫过一半时，奇数场扫描结束，偶数场扫描开始，故第偶数场扫描开始，故第7行的后一半挪到偶数场开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，结果始时扫描，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。

要实现隔行扫描，就应该保证偶数场的扫整光栅要实现隔行扫描，就应该保证偶数场的扫描行准确的插在奇数场的扫描行之间，否那么就会描行准确的插在奇数场的扫描行之间，否那么就会出现并行现象，使图像质量下降出现并行现象，使图像质量下降  2. 辉度及颜色辉度及颜色 单色单色CRT 只需要对辉度进行控制，对彩色只需要对辉度进行控制，对彩色CRT来说还需要对颜色进行控制，辉度和颜色都是都是来说还需要对颜色进行控制，辉度和颜色都是都是通过电流量来控制的辉度和信号幅度的关系如下通过电流量来控制的辉度和信号幅度的关系如下图电流控制方式中有栅极图电流控制方式中有栅极(G1)驱动方式和阴极驱驱动方式和阴极驱动方式 在栅极在栅极(G1)驱动方式中，在电子枪的栅极驱动方式中，在电子枪的栅极/阴阴极间施加不同的电压，就可以得到相应的辉度极间施加不同的电压，就可以得到相应的辉度 彩色彩色CRT的颜色显示是通过的颜色显示是通过3个电子束各自的个电子束各自的电流〔由电压调制〕来调制的由各色输入阶数的电流〔由电压调制〕来调制的由各色输入阶数的乘积，决定显示的色数，对于阶数为乘积，决定显示的色数，对于阶数为16的情况，可的情况，可显示显示4096〔〔163〕种颜色。

〕种颜色v2.2.2 CRT显示器驱控电显示器驱控电路路图图2.6 画面的辉度与信号振幅的关系画面的辉度与信号振幅的关系 光 电 显 示 技 术3. CRT显示器驱控器的电路构成显示器驱控器的电路构成 CRT显示器驱控器的电路，如下图，主要包括视频电路、显示器驱控器的电路，如下图，主要包括视频电路、偏转电路、高压电路、电源电路等根本电路，以及所选择的偏转电路、高压电路、电源电路等根本电路，以及所选择的动态聚焦电路、水平偏转周波数切换电路等动态聚焦电路、水平偏转周波数切换电路等 v2.2.2 CRT显示器驱控电路显示器驱控电路图图2.7 CRT显示器驱控器的电路显示器驱控器的电路 2.3.1 CRT显示器的特点显示器的特点CRT的特点的特点 CRT最大的优势是可以在相对低的价格下获得所必需的最大的优势是可以在相对低的价格下获得所必需的各种功能和性能而且，可以进行大画面高密度显示，彩色各种功能和性能而且，可以进行大画面高密度显示，彩色CRT与单色与单色CRT在装置的布局上无本质变化，可进行无级辉度调节的在装置的布局上无本质变化，可进行无级辉度调节的全色显示特别是全色显示。

特别是CRT采用电子束扫描方式，与其他电子显示采采用电子束扫描方式，与其他电子显示采用矩阵阵列的扫描方式不同，所需要的驱动电极数极少用矩阵阵列的扫描方式不同，所需要的驱动电极数极少 在辉度、比照度指标上，与其他显示器相比，在辉度、比照度指标上，与其他显示器相比，CRT也处于有利地位也处于有利地位显示亮度可以任意调节而且，从电视机用显示亮度可以任意调节而且，从电视机用CRT、超高密度显示、超高密度显示用用CRT到分析观测到分析观测CRT，均可根据不同使用目的自由设计，从而，均可根据不同使用目的自由设计，从而应用范围极为广泛应用范围极为广泛CRT的主要缺点是尺寸和重量都难以降低，由于笨重，又不能实现的主要缺点是尺寸和重量都难以降低，由于笨重，又不能实现折叠化、便携化，驱动电压高，给使用带来不便折叠化、便携化，驱动电压高，给使用带来不便总之总之, CRT 最大的优势在于高的性能价格比及大画面高密度显示，最大的优势在于高的性能价格比及大画面高密度显示，同时还具有其它一系列优点：同时还具有其它一系列优点： 价格低、亮度高、比照度高、色域价格低、亮度高、比照度高、色域广、分辨率高、响应速度快、视野角宽、显示版式可以灵活变化、广、分辨率高、响应速度快、视野角宽、显示版式可以灵活变化、寿命长寿命长.v2.3 CRT显示器的特点、性能指标及开展历史显示器的特点、性能指标及开展历史 v2.3.2 CRT显示器的技术性能指标显示器的技术性能指标1. 像素和分辨率像素和分辨率 像素是指屏幕能独立控制其颜色与亮度的最小区域。

像素是指屏幕能独立控制其颜色与亮度的最小区域分辨率就是屏幕图像的密度，即显示器屏幕的单位面积上有分辨率就是屏幕图像的密度，即显示器屏幕的单位面积上有多少个根本像素点，它们是图像清晰程度的标志，也是描述多少个根本像素点，它们是图像清晰程度的标志，也是描述分辨能力大小的物理量对于电子显示器件，常用单位面积分辨能力大小的物理量对于电子显示器件，常用单位面积上的扫描线数和两光点之间的距离来表示分辨率他们取决上的扫描线数和两光点之间的距离来表示分辨率他们取决于场频和行频的组合于场频和行频的组合 我们可以把它想象成是一个大型的棋盘，而分辨率的表我们可以把它想象成是一个大型的棋盘，而分辨率的表示方式就是每一条水平线上的点数乘以水平线的数目，如示方式就是每一条水平线上的点数乘以水平线的数目，如640×480、、720×348、、1024×768及及1024×1024等以640×480的分辨率来说，即每一条线上包含有的分辨率来说，即每一条线上包含有640个像素点个像素点且共有且共有480条线，也就是说扫描列数为条线，也就是说扫描列数为640列，行数为列，行数为480行分辨率越高，屏幕上所能呈现的图像也就越精细。

分辨率越高，屏幕上所能呈现的图像也就越精细 分辨率不仅与显示尺寸有关，还要受显像管点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知道分辨率、点距和距、视频带宽等因素的影响知道分辨率、点距和最大显示宽度就能得出像素值比方一台最大显示宽度就能得出像素值比方一台17英寸的英寸的CRT显示器，一行中能容纳显示器，一行中能容纳1421组三原色，能满足组三原色，能满足1280个像素点的需要，因此这台显示器的理想分辨个像素点的需要，因此这台显示器的理想分辨率是率是1024×768，勉强可以到达，勉强可以到达1280×1024的分辨的分辨率，但不可能到达率，但不可能到达1600×1200的分辨率的分辨率 分辨率的计算方法如下：最大显示宽度分辨率的计算方法如下：最大显示宽度/水平水平点距点距=像素数，比方标准像素数，比方标准17英寸英寸CRT显示器的最大显示器的最大显示宽度是显示宽度是320mm，标称点距是，那么首先按的公，标称点距是，那么首先按的公式计算出水平点距，然后按式计算出水平点距，然后按320/0.243=1316的公式的公式得出像素数得出像素数。

2.3.2 CRT显示器的技术性能指标显示器的技术性能指标2. 点距和栅距点距和栅距 点距〔点距〔DOT PITCH〕是显像管最重要的技术参数之〕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〔或绿、蓝〕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像素单元之间的距离2.3.2 CRT显示器的技术性能指标显示器的技术性能指标 点距越小越好，点距越小，显示器显示图型越清晰细腻，点距越小越好，点距越小，显示器显示图型越清晰细腻，显示器的档次越高，不过对于显像管的聚焦性能要求就越高显示器的档次越高，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和，如今大多数显示器采用的都是的几年以前的显示器多为和，如今大多数显示器采用的都是的点距常见的显示器点距点距常见的显示器点距0.28mm (水平方向为水平方向为0.243mm) 用显示区域的宽和高分别除以点距，即得到显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。

示器的垂直和水平方向上最高可显示的点数2.3.2 CRT显示器的技术性能指标显示器的技术性能指标 3. 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 视频带宽是指每秒钟电子枪扫描过图像点的个数，以兆赫兹为单位这是显示器非常重要的一个参数，能够决定显示器性能的好坏带宽越高那么说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，信号失真也越小，显示的图像质量更好，它反映了显示器的解像能力 视频带宽的计算方法为：视频带宽的计算方法为： 带宽带宽 = 垂直刷新率垂直刷新率×〔垂直分辨率〕〔垂直分辨率〕×〔水平分辨率〕＝水〔水平分辨率〕＝水平分辨率平分辨率×垂直分辨率垂直分辨率×垂直刷新率垂直刷新率 (2-6) 　　　　　　　　垂直像素和水平像素都要除以一个参数是因为要考虑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电子枪从最后一行/列返回到第一行列返回到第一行/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即屏幕垂直刷新率，通常以就是垂直扫描频率也即屏幕垂直刷新率，通常以Hz为单位为单位, 它表示屏幕的图像每秒钟重复描绘多少次，也就是它表示屏幕的图像每秒钟重复描绘多少次，也就是指每秒钟屏幕刷新的次数垂直刷新率越高，屏幕的闪烁现指每秒钟屏幕刷新的次数垂直刷新率越高，屏幕的闪烁现象越不明显，眼睛就越不容易疲劳象越不明显，眼睛就越不容易疲劳  行频就是水平扫描频率，指电子枪每秒在屏幕行频就是水平扫描频率，指电子枪每秒在屏幕上扫过的水平线数单位一般是千赫兹场频和行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一般如下：频的关系式一般如下：　　 行频行频 = 场频场频×垂直分辨率垂直分辨率 (2-7) 可见行频是一个综合了分辨率和场频的参数，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能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，可以通过估算行频率下要提高显示器的刷新率时，可以通过估算行频是否超出频率响应范围来得知显示器是否可以到达是否超出频率响应范围来得知显示器是否可以到达想要的刷新率。

想要的刷新率 2.3.2 CRT显示器的技术性能指标显示器的技术性能指标 4. 刷新率刷新率 刷新率是指显示屏幕刷新的速度，它的单位是刷新率是指显示屏幕刷新的速度，它的单位是赫兹刷新频率越低，图像闪烁和抖动的越厉害，赫兹刷新频率越低，图像闪烁和抖动的越厉害，眼睛观看时疲劳的越快刷新频率越高，图像显示眼睛观看时疲劳的越快刷新频率越高，图像显示就越自然、越清晰刷新率又分水平刷新率和垂直就越自然、越清晰刷新率又分水平刷新率和垂直刷新率水平刷新率又叫行频，他是显示器每秒内刷新率水平刷新率又叫行频，他是显示器每秒内水平扫描的次数垂直刷新率也叫场频，它是由水水平扫描的次数垂直刷新率也叫场频，它是由水平刷新率和屏幕分辨率所决定的，垂直刷新率表示平刷新率和屏幕分辨率所决定的，垂直刷新率表示屏幕的图像每秒钟重复描绘多少次，也就是指每秒屏幕的图像每秒钟重复描绘多少次，也就是指每秒钟屏幕刷新的次数一般来说，垂直刷新率最好不钟屏幕刷新的次数一般来说，垂直刷新率最好不要低于要低于80Hz，如能到达，如能到达85Hz以上的刷新频率就可以上的刷新频率就可完全消除图像闪烁和抖动感，眼睛也不会太容易疲完全消除图像闪烁和抖动感，眼睛也不会太容易疲劳，在目前这是对显示器最根本的要求了。

劳，在目前这是对显示器最根本的要求了 2.3.2 CRT显示器的技术性能指标显示器的技术性能指标 5. 屏幕尺寸和最大可视面积屏幕尺寸和最大可视面积 屏幕尺寸实际是指显像管尺寸最大可视面屏幕尺寸实际是指显像管尺寸最大可视面积指显像管的屏幕显示的可见图形的最大范围屏积指显像管的屏幕显示的可见图形的最大范围屏幕大小通常以对角线的长度衡量，以英寸为单位幕大小通常以对角线的长度衡量，以英寸为单位(1英寸厘米英寸厘米)一般显示器的最大可视面积都会小于屏一般显示器的最大可视面积都会小于屏幕尺寸，我们平常说的幕尺寸，我们平常说的17英寸、英寸、15英寸实际上指显英寸实际上指显像管尺寸，而实际可视区域像管尺寸，而实际可视区域(就是屏幕就是屏幕)远远到不了远远到不了这个尺寸这个尺寸14英寸的显示器可视范围往往只有英寸的显示器可视范围往往只有12英英寸；寸；15英寸显示器的可视范围在英寸左右；英寸显示器的可视范围在英寸左右；17英寸英寸显示器的可视区域大多在显示器的可视区域大多在15~16英寸之间；英寸之间；19英寸英寸显示器可视区域到达显示器可视区域到达18寸英寸左右。

寸英寸左右2.3.2 CRT显示器的技术性能指标显示器的技术性能指标 6. 色温色温 色温是表示光源光谱质量最通用的指标色温是按绝对色温是表示光源光谱质量最通用的指标色温是按绝对黑体来定义的，光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全黑体来定义的，光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温 色温是人眼对发光体或白色反光体的感觉，这是物理学、色温是人眼对发光体或白色反光体的感觉，这是物理学、身理学与心理学的综合复杂因素的一种感觉，也是因人而异身理学与心理学的综合复杂因素的一种感觉，也是因人而异的色温在电视的色温在电视(发光体发光体)或摄影或摄影(反光体反光体)上是可以用人为的上是可以用人为的方式来改变的，现在的显示器上一般都会提供色温调节功能，方式来改变的，现在的显示器上一般都会提供色温调节功能，这是由于不同区域的人眼睛对颜色的识别略有差异，黑眼睛这是由于不同区域的人眼睛对颜色的识别略有差异，黑眼睛的人看的人看9300K〔开尔文温度单位〕是白色的，但是蓝眼睛的〔开尔文温度单位〕是白色的，但是蓝眼睛的人看了就是偏蓝，蓝眼睛的人看人看了就是偏蓝，蓝眼睛的人看6500K是白色，所以在不同是白色，所以在不同地区显示器都要将颜色调节到适合这一地区的人的使用，调地区显示器都要将颜色调节到适合这一地区的人的使用，调节色温就是为了完善这些功能。

节色温就是为了完善这些功能 2.3.2 CRT显示器的技术性能指标显示器的技术性能指标 7. 亮度亮度 亮度是指显示器荧光屏上荧光粉发光的总能量与其接受亮度是指显示器荧光屏上荧光粉发光的总能量与其接受的电子束能量之比所以某一点的光输出正比于电子束电流、的电子束能量之比所以某一点的光输出正比于电子束电流、高压及停留时间三者的乘积简单的讲，亮度是控制荧光屏高压及停留时间三者的乘积简单的讲，亮度是控制荧光屏发亮的等级发亮的等级 8. 比照度比照度 比照度是指荧光屏画面上最大亮度与最小亮度之比一比照度是指荧光屏画面上最大亮度与最小亮度之比一般显示器最起码应有般显示器最起码应有30：：1的比照度的比照度 9. 灰度灰度 在图形显示方式中，灰度是指一系列从纯白到纯黑的阴在图形显示方式中，灰度是指一系列从纯白到纯黑的阴影 10. 余辉时间余辉时间 荧光屏上的荧光粉在电子束停止轰击后，其光辉并不会荧光屏上的荧光粉在电子束停止轰击后，其光辉并不会立即消失，而是要经历一个逐步消失的过程，在这个过程中立即消失，而是要经历一个逐步消失的过程，在这个过程中观察到的光辉称之为余辉。

观察到的光辉称之为余辉 2.3.2 CRT显示器的技术性能指标显示器的技术性能指标v2.3.3 CRT显示技术的历史、现状及开展显示技术的历史、现状及开展光 电 显 示 技 术图图2.8 CRT的历史的历史v１．三枪三束彩色显像管〔美国无线电公司１．三枪三束彩色显像管〔美国无线电公司1950年研制成功〕年研制成功〕v　三枪三束彩色显像管的原理如下图，荧光屏内壁涂有发光颜色为红、　三枪三束彩色显像管的原理如下图，荧光屏内壁涂有发光颜色为红、绿、蓝的荧光粉点，每一组三个红、绿、蓝荧光粉点排列成品字形，组绿、蓝的荧光粉点，每一组三个红、绿、蓝荧光粉点排列成品字形，组成一个彩色像素，通常再现一幅清晰的彩色图像需成一个彩色像素，通常再现一幅清晰的彩色图像需40～～50万个像素，即万个像素，即需要需要120～～150万个彩色荧光粉点，这些粉点的直径很小〔几微米到几十万个彩色荧光粉点，这些粉点的直径很小〔几微米到几十微米〕，在红、绿、蓝三个电子枪的激发下，红、绿、蓝荧光色点产生微米〕，在红、绿、蓝三个电子枪的激发下，红、绿、蓝荧光色点产生对应颜色的光点，在适当的距离外，人眼分辨不出单色小点，而只是看对应颜色的光点，在适当的距离外，人眼分辨不出单色小点，而只是看到一个合成的彩色光点。

红、绿、蓝三个电子枪在管颈内成品字形排列，到一个合成的彩色光点红、绿、蓝三个电子枪在管颈内成品字形排列，相隔相隔120每个电子枪与管颈中心轴线倾斜每个电子枪与管颈中心轴线倾斜10～，在距离荧光屏后约～，在距离荧光屏后约２２mm处放置一块荫罩板，一般用～厚的低碳钢板制作，在钢板上有规处放置一块荫罩板，一般用～厚的低碳钢板制作，在钢板上有规律地徘列小孔，一个小孔与荧光屏上的一个像素对应，即小孔与荧光屏律地徘列小孔，一个小孔与荧光屏上的一个像素对应，即小孔与荧光屏上的红、绿、蓝荧光粉点组一一对应，荫罩在彩色显像管中起选色的作上的红、绿、蓝荧光粉点组一一对应，荫罩在彩色显像管中起选色的作用 v为了提高荧光屏的亮度和比照度，采取了黑底技术荧光屏黑底结构如为了提高荧光屏的亮度和比照度，采取了黑底技术荧光屏黑底结构如下图在早期的荫罩管中，荧光粉点的直径大于射向该点的电子束直径，下图在早期的荫罩管中，荧光粉点的直径大于射向该点的电子束直径，荧光粉点共约占屏面积的荧光粉点共约占屏面积的90％，未涂荧光粉的局部约占％，未涂荧光粉的局部约占10％，所谓黑底％，所谓黑底技术，就是将荫罩板上的小孔加大使通过小孔后的电子束直径比荧光粉技术，就是将荫罩板上的小孔加大使通过小孔后的电子束直径比荧光粉点大，这样就提高了输出亮度，屏面上除荧光粉点以外的局部涂上石墨，点大，这样就提高了输出亮度，屏面上除荧光粉点以外的局部涂上石墨，这样又提高了比照度，一般全黑底管荧光屏的这样又提高了比照度，一般全黑底管荧光屏的50％为黑底，％为黑底，50％为荧光％为荧光粉点。

粉点三枪三束彩色显像管原理示意图§荧光屏黑底结构v２．单枪三束彩色显像管〔日本索尼公司２．单枪三束彩色显像管〔日本索尼公司1968年研制成年研制成功〕　功〕　v单枪三束彩色显像管的根本原理与三枪三束管相似，但结单枪三束彩色显像管的根本原理与三枪三束管相似，但结构上有重大改进，如下图单枪三束彩色显像管有三个阴构上有重大改进，如下图单枪三束彩色显像管有三个阴极，但发射出的三束电子束共用同一个电子枪聚焦三条极，但发射出的三束电子束共用同一个电子枪聚焦三条电子束在同一个水平面内呈一字排列，因此在任何偏转状电子束在同一个水平面内呈一字排列，因此在任何偏转状态下三条轨迹大致保持在同一水平线上，故只须进行水平态下三条轨迹大致保持在同一水平线上，故只须进行水平方向的动会聚误差校正，静会聚的调整也较三枪三束管简方向的动会聚误差校正，静会聚的调整也较三枪三束管简单，大大简化了会聚的调节用条状结构荧光屏代替点状单，大大简化了会聚的调节用条状结构荧光屏代替点状结构荧光屏，荫罩板也做成栅缝状，提高了电子束的透过结构荧光屏，荫罩板也做成栅缝状，提高了电子束的透过率，图像亮度高率，图像亮度高v３．自会聚彩色显像管３．自会聚彩色显像管 〔美国无线公司〔美国无线公司1972年研制成功〕年研制成功〕v自会聚彩色显像管是在三枪三束彩色显像管和单枪三束彩色显像自会聚彩色显像管是在三枪三束彩色显像管和单枪三束彩色显像管的根底上产生的，是深入研究电子光学像差理论的结果。

自会管的根底上产生的，是深入研究电子光学像差理论的结果自会聚彩色显像管采用精密直列式电子枪，配置了精密环形偏转线圈，聚彩色显像管采用精密直列式电子枪，配置了精密环形偏转线圈，如下图　　如下图　　 精密直列式电子枪与工作原理示意图〔1〕自会聚彩色显像管的结构特点〔a〕精密直列式电子枪自会聚彩色显像管的三个电子枪排列在一水平线上，彼此间距很小，因而会聚误差也很小除阴极外，其他电极都采用整体式结构，电子枪之间的距离精度只取决于制作电极模具的精度，与组装工艺无关电子枪除三个独立的阴极引线用于输入三基色信号和进行白场平衡调节，其他电极均采用公共引线， 〔b〕开槽荫罩和条状荧光屏自会聚管采用开槽荫罩，是综合考虑了三枪三束管的荫罩和单枪三束管的条状栅网的利弊而采取的折衷方案，这种荫罩的槽孔是断续的，即有错开的横向结，克服了栅网式荫罩板怕振动的缺点，增强了机械强度，降低了垂直方向的会聚精度要求，提高了图像的稳定性　　〔c〕精密环形偏转线圈自会聚彩色显像管采用了精密环形偏转线圈，其匝数分布恰好给出实现电子束会聚所需的磁场分布，从而无需进行动态会聚，三条电子束就能在整个荫罩上良好会聚因此，把这种偏转线圈称为动会聚自校正型偏转线圈。

 〔2〕自会聚原理由于从直线形排列的电子枪发出的三个电子束在一个水平面内，因而消除了产生垂直方向会聚误差的主要因素，下面主要讨论水平方向的会聚问题用来进行静态会聚调整的三对环形永久磁铁安装在彩色显像管的颈部靠近电子枪一侧，一对为二磁极式，一对为四磁极式，一对为六磁极式二极磁铁也叫色钝磁铁，其作用是使三条电干束一起同方向移动四极和六极磁铁称为静态会聚磁铁，四极磁铁可以使红、蓝两边束产生等量反方向的移动，六极磁铁可使红、蓝两边束产生等量同方向的移动四极和六极磁铁在管颈轴线处的合成磁场为零，因此对中束无影响二极、四极、六极磁铁的调移方法是：当两片磁铁做反方向相对转动时，可改变磁场的强弱，即改变移动量的大小；两片一起做同方向转动，可改变磁场方向，即改变移动方向反复调整磁铁，就可以到达静态会聚的目的v动态会聚校正采用两组非均匀分布磁场来解决，一组是桶动态会聚校正采用两组非均匀分布磁场来解决，一组是桶形磁场分布解决垂直偏转，一组是枕形磁场分布解决水平形磁场分布解决垂直偏转，一组是枕形磁场分布解决水平偏转综合水平枕形和垂直桶形磁场分布的作用，能使三偏转综合水平枕形和垂直桶形磁场分布的作用，能使三束会聚得到校正，但中间束绿束光栅的重直和木平幅度都束会聚得到校正，但中间束绿束光栅的重直和木平幅度都稍小，如稍小，如7－－13所示，需用磁增强器加以修正。

所示，需用磁增强器加以修正v为使三色光栅重合，在电于枪顶部设置了附加磁极，它实为使三色光栅重合，在电于枪顶部设置了附加磁极，它实际上是四个磁环，与两条边束同心的磁环形成磁场分路使际上是四个磁环，与两条边束同心的磁环形成磁场分路使两个边束的光栅尺寸有所减小，故称磁分路器两个边束的光栅尺寸有所减小，故称磁分路器RGB三电子束会聚图形v阴极射线管的开展：阴极射线管的开展：v 1897年年Braun的示波管，的示波管，1938年德国人年德国人W. Fleching提出彩色显像管专利，提出彩色显像管专利，1950年美国的年美国的RCA公司研制出三枪三束荫罩式彩色显你管，公司研制出三枪三束荫罩式彩色显你管，1953年实用化年实用化20世纪世纪60年代，玻壳由圆形开展年代，玻壳由圆形开展为角矩形管，尺寸由为角矩形管，尺寸由21英寸开展到英寸开展到25英寸偏转角英寸偏转角由由70°增大到增大到90°，荧光粉由发光效率较低的磷酸，荧光粉由发光效率较低的磷酸盐型开展为硫化物蓝绿荧光粉和稀土类红色荧光盐型开展为硫化物蓝绿荧光粉和稀土类红色荧光粉70年代后，彩色显示管进行了一系列的改进，年代后，彩色显示管进行了一系列的改进，荧光屏由平面直角开展到超平，纯平，尺寸开展荧光屏由平面直角开展到超平，纯平，尺寸开展到主流到主流29英寸以上，偏转角由英寸以上，偏转角由90°增大到增大到110°，横，横纵比不断增大，采用自会聚管以提高显示分辨率。

纵比不断增大，采用自会聚管以提高显示分辨率近年来，高分辨率显示器已成为开展方向近年来，高分辨率显示器已成为开展方向习题二习题二1. 简述简述CRT显示的特点显示的特点2. 说明阴极射线管构成和驱动控制电路说明阴极射线管构成和驱动控制电路3. 说明黑白说明黑白CRT显示系统工作原理显示系统工作原理4. 说明彩色说明彩色CRT显示系统工作原理显示系统工作原理5. 简述简述CRT显示的技术性能指标显示的技术性能指标光 电 显 示 技 术。