图形显示功能部件阴极射线管1
crt的组成
CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线管）是一种历史悠久的显示技术，曾经广泛应用于电视和计算机显示器中。
CRT显示器因其独特的成像原理和构造，在色彩还原、响应时间和视角等方面有其独到之处。
尽管现在已被液晶显示器（LCD）和有机发光二极管（OLED）等现代显示技术所取代，但了解CRT的组成和工作原理仍然有助于我们理解显示技术的发展历程。
以下是CRT的主要组成部分及其详细描述：1.电子枪（Electron Gun）：电子枪是CRT显示器的心脏，负责产生调制后的电子束。
它由灯丝（Filament）、阴极（Cathode）、控制栅（Control Grid）、加速阳极（Acceleration Anode）等构成。
灯丝通过电流加热释放热电子，阴极则将这些电子汇集起来。
控制栅通过改变电压来控制电子流的大小，从而调节电子束的强度。
加速阳极则进一步加速电子流，使其以高速向荧光屏运动。
2.偏转线圈（Deflection Coils）：偏转线圈位于管颈周围和锥体部分，包括水平偏转线圈和垂直偏转线圈。
它们产生电磁场，控制电子束在水平和垂直方向上的扫描运动，从而使电子束能够精确地打在荧光屏的不同位置上，形成图像。
3.荫罩（Shadow Mask）：荫罩是一种带有微小孔或条纹的金属板，位于荧光屏后方。
它的作用是确保每条电子束只能打到对应颜色的荧光粉上。
在彩色CRT中，荫罩对于分离三原色（红、绿、蓝）至关重要，保证了图像的颜色准确性。
4.高压石墨电极（High Voltage Graphite Anode）：这个部件提供了电子束加速所需的高电压，通常可达数千至数万伏特。
高速的电子束不仅能够激发荧光粉发光，还能穿越整个真空管到达荧光屏。
5.荧光粉涂层（Phosphor Coating）：荧光屏内侧涂有一层含有荧光物质的涂层，这些荧光点会在电子束的冲击下发光。
不同颜色荧光粉的亮度和持续时间（余辉时间）可以决定屏幕的色彩表现和动态显示效果。
阴极射线管原理
阴极射线管原理
阴极射线管是一种由玻璃制成的真空管，主要用于生成和控制电子流。
它是电子显像设备，如电视机和计算机显示器的核心部件。
阴极射线管的原理基于热电子发射现象，在封闭的真空环境中，阴极表面被加热，使其释放出自由电子。
这些自由电子受到阴极的负电场的作用，被加速向阳极移动。
阳极上设有一个小孔，只允许电子束通过，并将其聚焦成一细束。
电子束通过这个小孔后，经过一系列聚焦、偏转和加速装置的控制，最终照射到屏幕上。
屏幕上涂有荧光物质，当电子束击中荧光屏时，荧光物质被激发，发出可见光。
根据电子束的位置和强度控制，屏幕上就能呈现出图像和文字。
阴极射线管的聚焦、偏转和加速装置通过电场和磁场的作用实现。
聚焦装置通过调节电场的大小，使电子束在通过时保持一定的直径。
偏转装置则通过施加不同的电压和磁场来控制电子束的路径，从而使其扫描整个屏幕。
加速装置则通过增加阳极的电压，增加电子束的速度，从而增强图像的亮度。
总的来说，阴极射线管利用热电子发射、电场和磁场的协同作用，实现了电子束的生成、控制和聚焦，从而产生高速扫描的电子束，并将其投影到屏幕上，使得图像和文字得以显示。
《阴极射线管》课件
阴极射线管的发展历程
1
192 2 年
2
阴极射线管被首次应用于电视领域，开创了
电子显像的时代。
3
1 897年
卡尔·弗朗茨发现了阴极射线，为阴极射线 管的研究奠定了基础。
1 947年
发展出了彩色阴极射线管，进一步完善了图 像显示的质量。
《阴极射线管》PPT课件
本课程目标旨在深入了解阴极射线管，从定义、工作原理、结构和部件、应 用领域、发展历程以及优缺点等多个方面全面介绍。
阴极射线管的定义
阴极射线管指的是利用电子束通过真空管来产生或控制电子束的一种装置。 它是电子显像领域中重要的一部分。
阴极射线管的工作原理
阴极射线管通过加热阴极，使其释放出电子，然后通过一系列的磁场和电场 控制，将电子加速进入屏幕，从而形成可见的图像。
阴极射线管的优缺点
1 优点
高亮度、高对比度、响应速度快
2 缺点
体积庞大、能耗高、色彩还原有限
总结和展望
阴极射线管在现代科技中有着广泛的应用，但它的发展还远未结束。未来，我们可以期待更小巧、更高分辨率的显 示技术的出现。
极射线管的结构和部件
电子枪
电子枪包括阴极、阳极和聚焦极等部件，用于产生 和控制电子束。
荧光屏
荧光屏是用来显示电子束所产生的图像，由荧光物 质涂覆在玻璃表面上。
磁偏转系统
磁偏转系统使用磁场将电子束导引至屏幕的正确位 置。
控制电路
控制电路用于控制电子束的强度、聚焦和偏转等参 数。
阴极射线管的应用领域
crt显示原理
crt显示原理
CRT显示原理
CRT是阴极射线管（Cathode Ray Tube）的缩写，也称为显像管，是一种广泛用于电视和计算机显示器的显示技术。
CRT显示原理是利用电子束的物理性质来产生图像。
具体步
骤如下：
1. 电子发射：CRT的背部有一个电子枪，它由热阴极和聚焦
极组成。
热阴极加热，使其发射电子。
这些电子被聚焦极加速和聚焦形成电子束。
2. 垂直扫描：电子束从背部加速管进入显示区域。
在显示区域内，电子束会垂直扫描每一个像素行。
垂直扫描的速度通常为每秒60次，也就是每扫描60行。
3. 水平扫描：当电子束完成一行的垂直扫描后，它会水平移动到下一行的开始位置。
这样重复进行直到达到屏幕的底部。
水平扫描的速度决定了图像的水平分辨率。
4. 碰撞和发光：电子束在屏幕上撞击到荧光物质涂层，激发荧光物质的原子使其发光。
这样每个像素点都会发光形成图像。
5. 颜色控制：为了能够显示彩色图像，CRT显示器通常使用
三个电子枪和三个荧光物质。
这些电子枪分别发射红、绿、蓝三种颜色的电子束，而荧光物质则分别发光出红、绿、蓝颜色。
通过上述步骤，CRT显示器能够显示出清晰、流畅的图像。
由于电子束可以精确控制，因此CRT显示器在色彩还原和对比度方面具有优势，尤其在早期电视和计算机显示器中得到广泛应用。
然而，随着液晶显示技术的发展，CRT显示器逐渐被淘汰，因为液晶显示器更轻薄、节能。
CRT显示器基础知识
CRT显示器基础知识CRT显示器（Cathode Ray Tube monitor）是一种使用阴极射线管（CRT）技术的显示器。
它是过去常见的显示器类型，现已被液晶显示器等新技术所取代。
然而，由于它在色彩表现和对动态图像的处理方面具有优势，CRT显示器仍然被广泛应用于监视器和一些专业领域。
首先，电子束是通过电子枪产生的。
电子枪由三个电子发射器组成，分别对应红、绿、蓝三原色，称为电子枪R、G、B。
这些电子发射器透过电压，从阴极释放出电子，形成电子束。
然后，电子束通过电子束偏转系统被导向和聚焦在荧光屏上。
电子束偏转系统由两对偏转线圈组成，垂直线圈用于控制电子束的垂直移动，水平线圈用于控制电子束的水平移动。
通过改变偏转线圈的电压，可以控制电子束的位置，进而在荧光屏上形成相应的图像。
最后，荧光屏是电子束能量转化为可见光的地方。
荧光屏由与电子枪相对的玻璃背板内侧涂覆了一层荧光物质构成。
当电子束照射到荧光屏上时，荧光物质受激，产生可见光。
荧光屏的内侧涂覆有红、绿、蓝三种荧光物质，通过控制电子枪产生的电子束强度，可以控制荧光屏上各个像素的亮度和颜色，从而显示出图像。
与液晶显示器等其他显示技术相比，CRT显示器具有以下优点：1.色彩表现：CRT显示器在色彩表现方面具有优势，能够更精确地显示出丰富的颜色。
这是因为它能够对红绿蓝三原色的亮度和深浅进行精确的电子束控制。
而且，由于颜色的显示是由荧光物质在荧光屏上转化而成的，因此颜色具有更高的饱和度和色彩深度。
2.对动态图像的处理：CRT显示器的刷新率相对较高，可以快速而平滑地显示动态图像。
这对于需要处理大量动态图像的应用场景，如电子游戏和电影观赏等，非常重要。
相比之下，液晶显示器在刷新速率上可能存在延迟和模糊。
3.视角：CRT显示器的可视角度范围相对较大，观看者可以从不同角度和位置看到屏幕上的内容，而不会出现颜色变化或失真的情况。
然而，CRT显示器也存在一些缺点，其中之一是其体积较大且较重。
第3讲 图形显示功能部件 阴极射线管.ppt
阴极
控制栅极
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
控制栅极
－ＣＲＴ
• 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。
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阴极射线管工作原理 －ＣＲＴ
加速结构
电子束要获得足够的能量，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
v1
v2
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）
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
4
CRT的组成
• 阴极：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
计算机图形显示技术
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 －ＣＲＴ
ＣＲＴ（Cathode Ray Tube)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。
光电子发光与显示技术 第一章 阴极射线管显示PPT课件
❖ 在技术创新方面，这一时期的CRT电视品种已彻底告别黑白电视进入彩色世 界，并由模拟向数字化迈进，显示器由球面转向平面，以至于大屏幕等离子、 背投、立体、高清晰度等彩电技术大量涌现，创新的步伐越走越快。
▪ 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ZnS、CdS[Ag]以55： 45的比例混合制得P4荧光粉，或直接采用单一白色荧光粉。荧光 粉的另一个重要参数是余辉时间，余辉时间定义为亮度减少到 1/10时所用的时间，余辉时间长于0.1秒的叫长余辉荧光粉，介于 0.1~0.001秒的称为中余辉荧光粉，短于0.001秒的称为短余辉荧 光粉。余辉太长运动画面会有拖影，余辉太短平均亮度降低，电 视采用中余辉荧光粉，示波器等则采用长余辉荧光粉。
一束发散角不大的带电粒子束，当它们在磁场B的方向上具有大致相同的速度分量时， 它们有相同的螺距。经过一个周期它们将重新会聚在另一点，这种发散粒子束会聚到一 点的现象与透镜将光束聚焦现象十分相似，因此叫磁聚焦。
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3.静电偏转
偏转角度在30度和53度两种
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4.磁偏转
飞出聚焦系统的电子束立即进入偏转区，在偏转磁场作用下发生偏转
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对穿过其间的电子束产生水平方向的作用力F，在屏幕上产生左右偏转。为得到比较 均匀的磁场，通过计算，线圈匝按余弦规律分布。因行输出管的输出功率较大，需 要较大的电流流过行偏转线圈，在偏转线圈外部套有铁氧体磁环，使磁力线通过磁 环形成闭合回路，可使内部磁场强度提高，磁环同时起屏蔽作用。为减小漏磁场线 匝形状做成马鞍形
6.1阴极射线管
. . .
2013-10-16
2
从目前的技术发展水平看，CRT每个像素的性能价 格比要比其他显示器件高得多，每当CRT采用新技术，CRT 就能提高它的附加价值，因此，它不会在短期内消失。 LCD主要在微型和中小屏幕占优。 PDP由于制作工艺相对简单，易于制作大屏幕，是发展 多媒体显示、壁挂式电视和HDTV最有竞争力的显示技术。
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LED为何寿命长 ？ 白炽灯的发光机理是电能将发光钨丝进行加热而发 光的，经过相当长时间的加热，钨丝就会老化甚至烧断，至 此，白炽灯泡的寿命也就此告终了。、 发光二极管的发光机理是由二极管特殊的组成结构决定 的，二极管主要由PN结芯片、电极和光学系统组成，当在电 极上加上正向偏压之后，使电子和空穴分别注入P区和N区， 当非平衡少数载流子和多数载流子复合时，就会以辐射光子 的形式将多余的能量转化为光能。其发光过程包括三个部分： 正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。由此可见 二极管主要是靠载流子的不断移动而发光的，不存在老化和 烧断的现象，其特殊的发光机理决定了它的发光寿命长达510万个小时。
第6章 显示技术
显示技术主要有两种方式： • 阴极射线管（CRT） • 平板显示（Flat Panel Display，即FPD）
阴极射线管是传统的信息显示器件。它显示质量优良， 制作和驱动比较简单，有很好的性能价格比，因此半个世纪 以来一直在显示领域占有统治地位。 同时，它也有一些严重的缺点，例如电压高、有软X射 线、体积庞大、笨重、可靠性不高等，这与近年来飞速发展 的大规模集成电路所具有的电压低、体积小、信息密度高等 特点很不相称。 从大屏幕显示方面来讲，100cm以上的CRT质量要超过 100Kg，体积大，搬动困难，不能适应现代家庭对高清晰电 视（HDTV）和现代战争对大屏幕显示器的要求。
阴极射线管原理
阴极射线管原理
阴极射线管是一种利用电子束来产生图像的设备。
它由一个真空玻璃管组成，内部有一个热阴极和一个阳极。
当加上适当的电压时，热阴极释放出电子，这些电子被加速电场引导，形成一个高速电子束。
电子束通过一对电偏转板被控制，可以在屏幕上形成图像。
电偏转板通过调节电压大小和极性，使得电子束能够沿着屏幕的不同位置进行扫描。
在屏幕的背面有一层荧光物质，当电子束撞击到屏幕上时，会激发荧光物质产生可见光。
这样，通过控制电子束的扫描轨迹，就能够在屏幕上形成图像。
阴极射线管的原理基于电子的物理性质。
热阴极通过加热被激发，释放出大量的自由电子。
这些电子受到电场的作用而加速，形成高速电子束。
通过调节电场强度和电偏转板的控制，可以控制电子束的运动轨迹，从而在屏幕上形成图像。
阴极射线管在电视和计算机显示器等设备中得到广泛应用。
它具有成本低、寿命长、响应时间快等优点，是一种重要的显示技术。
然而，由于阴极射线管存在较高的功耗和辐射问题，近年来逐渐被液晶显示器等新技术所替代。
精选图形显示设备与图形系统
荧光屏
像素(Pixel:Picture Cell)：构成屏幕（图像）的最小元素分辨率(Resolution)：CRT在水平或竖直方向单位长度上能识别的最大像素个数，单位通常为dpi（dots per inch)。在假定屏幕尺寸一定的情况下，也可用整个屏幕所能容纳的像素个数描述，如640*480，800*600，1024*768，1280*1024等等
几个概念
点距相邻象素点之间的距离，与分辨率指标相关。显示速度指显示字符、图形特别是动态图像的速度，与显示器的分辨率及扫描频率有关。可用最大带宽（水平象素数 × 垂直象素数 × 最大帧频）来表示。
几个概念
色彩与亮度等级亮度等级又称灰度，主要指单色显示器的亮度变化。色彩包括可选择显示器颜色的数目以及一帧画面可同时显示的颜色数，与荧光屏的质量有关，并受显示存储器VRAM容量的影响。图像刷新由于CRT内侧的荧光粉在接受电子束的轰击时，只能维持短暂的发光，根据人眼视觉暂留的特性，需要不断进行刷新才能有稳定的视觉效果，因此刷新是指以每秒30帧以上的频率反复扫描不断地显示每一帧图像。图像的刷新频率等于帧扫描的频率（帧频），用每秒刷新的帧数表示。目前刷新频率标准为每秒50~120帧。
荫栅式彩色CRT显色原理
柱面和球面显示器点距定义示意图
2.1.3 随机扫描的显示系统
特点：电子束可随意移动，只扫描荧屏上要显示的部分。 逻辑部件：刷新存储器(Refreshing Buffer),显示处理器（DPU:Display Processing Uuit）和CRT
应用程序发出绘图命令，→解析成显示处理器可接受命令格式，存放在刷新存储器中。刷新存储器中所有的绘图命令组成一个显示文件，由显示处理器负责解释执行(刷新)， →驱动电子枪在屏幕上绘图。 修改图形，实际是修改显示文件中的某些绘图命令。
阴极射线管原理
阴极射线管原理阴极射线管（Cathode Ray Tube，CRT）是一种利用电子束在荧光屏上产生图像的设备。
它是电视机、计算机显示器等显示设备的核心部件，也被广泛应用于示波器、雷达显示器等仪器仪表中。
阴极射线管原理是指其工作时所遵循的物理原理，下面将对其原理进行详细介绍。
首先，阴极射线管内部主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。
电子枪通过加热阴极产生电子，并经过加速电场加速后形成电子束。
电子束经过偏转系统的控制，可以在荧光屏上的任意位置产生亮点，从而形成图像。
其次，阴极射线管的工作原理涉及电子物理学中的几个重要概念。
首先是电子的发射和加速。
当阴极受热时，会发射出大量电子，这个现象称为热发射。
这些电子被加速电场加速后形成电子束。
其次是电子束的偏转。
阴极射线管中的偏转系统可以通过控制水平和垂直偏转电场来实现电子束在荧光屏上的移动，从而形成图像。
最后是电子束的荧光屏成像。
当电子束撞击荧光屏时，会激发荧光物质发光，从而形成可见的图像。
此外，阴极射线管的工作原理也与电子物理学中的一些重要定律密切相关。
例如，它遵循了电子的波粒二象性，即电子既具有波动性又具有粒子性。
在阴极射线管中，电子表现出波动性，因为它们可以在空间中传播并形成干涉和衍射现象；同时也表现出粒子性，因为它们具有质量和动量，并且能够在荧光屏上产生局部的光亮现象。
最后，阴极射线管的原理在现代显示技术中仍然具有重要意义。
虽然随着液晶显示器、有机发光二极管等新型显示技术的发展，阴极射线管逐渐退出了主流市场，但其原理所涉及的电子物理学知识仍然对显示技术的发展具有重要指导意义。
同时，阴极射线管在一些特殊领域，如医疗成像、科学研究等仍然得到应用，因此对其原理的深入理解仍具有重要意义。
综上所述，阴极射线管原理涉及了电子发射和加速、电子束的偏转、荧光屏成像等多个方面的物理原理，同时也与电子物理学中的一些重要定律密切相关。
对阴极射线管原理的深入理解不仅有助于我们更好地理解显示技术的发展历程，也有助于我们更好地理解电子物理学中的一些重要概念和定律。
阴极射线管的工作原理
阴极射线管的工作原理阴极射线管是一种重要的电子显像设备，广泛应用于电视机、计算机显示器和显示仪器等领域。
下面将详细介绍阴极射线管的工作原理。
阴极射线管的工作原理可以分为四个部分：电子产生、电子加速、电子聚焦和电子偏转。
首先是电子产生。
阴极射线管中的电子是通过热发射方式产生的。
在显像管的底部有一个阴极，它是一个带有热丝的金属管，当热丝加热时会发射出大量的电子。
这些电子被称为电子枪。
接下来是电子加速。
电子枪发射的电子被一个带正电的阳极加速，形成高速的电子束。
阳极是一个带正电的金属环，它会吸引电子并加速它们。
然后是电子聚焦。
电子束进入一个聚焦极管，通过它的电场作用，将电子束聚焦成一个细密的束流。
聚焦极管由两个同心金属环组成，通过调节电压可以控制电子束的聚焦效果。
最后是电子偏转。
电子束进入一个偏转极管，通过它的电场和磁场作用，可以控制电子束沿特定的路径进行偏转。
偏转极管由两个正交的金属板和一个线圈组成，通过调节电压和电流可以控制电子束的偏转角度和方向。
在显示过程中，电子束被发射出来经过聚焦和偏转后，会扫描整个屏幕的表面。
屏幕上涂有荧光粉，当电子束撞击到荧光粉上时，就会产生亮点，形成图像。
在实际应用中，阴极射线管通过改变电子束的聚焦和偏转参数，可以实现图像的亮度、对比度、大小和位置的调节。
同时，在电子束扫描过程中，还可以根据需要在不同位置上点亮荧光粉，形成图像的不同部分。
在阴极射线管的工作过程中，还需要注意一些问题。
首先是阴极射线管会产生大量的热量，需要进行散热处理，以防止过热损坏。
其次是电子束在扫描过程中会产生惯性，需要采取一些措施来减小图像的晃动。
此外，阴极射线管也会受到磁场的影响，需要进行屏蔽处理。
总的来说，阴极射线管通过电子产生、加速、聚焦和偏转四个步骤，实现图像显示的过程。
它是一种经典的显示技术，虽然现在已经被液晶显示器等技术所取代，但仍然在某些特定领域有重要的应用价值。
在阴极射线管的工作原理中，电子产生是第一步。
CRT 显示器基础知识
（一）显像管（CRT）显示器原理知识1、CRT 显示器显像原理阴极射线管(简称CRT)、一些附加电路和扫描偏转电路等组成。
CRT 的结构原理是由灯丝、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，电子受带高压的内部金属层的加速，并经电子透镜聚焦成极细的电子束，去轰击荧光屏，致使荧光粉发光。
此电子束在偏转系统产生的电磁场作用下，可控制其射向荧光屏的指定位置。
电子束的通断和强弱可受到显示信号控制，电子束轰击荧光屏形成发光点，各发光点组成了图像。
R、G、B 三色荧光点被按不同比例强度的电子流点亮，就会产生各种色彩。
电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m)CRT 显示器的基本电路结构，包括信号处理电路、场扫描形成电路、行扫描形成电路、视放处理回路、控制（调整）回路和CRT。
电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m)2、CRT 的结构显像管是将电信号转化为光信号的器件，它能实时地将计算机工作情况和结果以光的形式显示在荧光屏上，具有监视和显示的作用，国外通常叫监视器（即PC、信号、信号处理、电路、控制、场扫描形成电路、行扫描形成电路、视放处、理回路、R、PC 、G、B、供电、回路、市电、90-260V、阴极射线管︵CRT︶。
电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m)（CRT）,国内通常叫显示器。
显像管由玻璃制成，它由电子枪、玻壳、荧光屏和管脚四部分组成。
下面分别加以叙述。
电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m)A、电子枪，电子枪由灯丝、阴极、栅极、加速极、聚焦极和阳极组成。
电+脑*维+修-知.识_网(w_ww*dnw_xzs*co_m)（a）灯丝：用H 表示，单色显像管灯丝电压为直流12V，电流约为0.6A.。
彩色显像管灯丝电压为6.3V（有的显示器加行频脉冲电压），电流约为0.6A。
灯丝加电将阴极烘热发射电子。
阴极射线管
注意
关于电极电压有一点要特别注意：通常最后的阳极要接地以使偏转板不会处于高压附近，错误的方法会引起 光点漂移，甚至在某些情况中导致危险。示波管阴极末端处在相对于地几千伏的负电势上，它取决于示波管的零 点。因此，当示波管工作时，阴极、阴极加热装置，加热装置的电流变压器线圈，以及聚焦阳极（A2）对于操作 者而言是危险的。所以这些部件的相应旋钮中间都必须绝缘，始终保持与高压电源隔离。
显示器
阴极射线管显示器阴极射线管显示器（CRT），是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术，具有技术成熟、 图像色彩丰富、还原性好、全彩色、高清晰度、较低成本和丰富的几何失真调整能力等优点，主要应用于电视、 计算机显示器、工业监视器、投影仪等终端显示设备。阴极射线管显示器（CRT）是一种使用阴极射线管 (Cathode Ray Tube)的显示器，主要有五部分组成：电子枪(Electron Gun)，偏转线圈(Deflection coils)， 荫罩(Shadow mask)，荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳。它是应用最广泛的显示器之一，CRT纯平显示器具有可 视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超越的 优点，而且CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少。
种类
1.磁场偏向型：以磁场令电子束产生偏向，产生磁场的偏向线圈附加在阴极射线管颈部外侧。电视机使用此 种方式的显像管。
2.电场偏向型：以电场令电子束产生偏向，产生电场的偏向极板内建在阴极射线管内部。示波器使用此种方 式的显像管，以利应付不同的扫描频率，但此方式需要较长的管身。
3.威廉士管：具有记忆保持功能的特殊阴极射线管。
实验室
实验室通常使用静电偏转式示波管，它的旁热式阴极需要1A的电流、4或6．3V的电压。阴极被离得较远的顶 部开孔的圆柱形金属筒罩着，圆筒相对于阴极加上负电势，电子受到它的排斥、形成通过小孔的电子束。这个圆 筒电极称为栅板或屏蔽栅，改变栅极电位能控制阴极发射电子，于是就改变了光点的辉度。相应的控制旋钮标记 为“辉度”。
阴极射线管(1)
CRT显示器
1、基本概念
CRT显示器学名为“阴极射线显像管”，是一种使用阴极 射线管的显示器。主要由电子枪、加速系统、聚焦系统、 偏转系统、荧光屏及玻璃外壳。它是应用最广泛的显示器 之一。
CRT显示器
电子枪 阴极：由灯丝加热发射电子。 控制栅 a).加上负电压后，能够控制通过其中小孔的电子束的强弱 b).通过调节负电压的高低来控制电子数量 c).即可控制屏幕上相应点的亮度
CRT的优点
在辉度、对比度指标上，与其他显示器相比， CRT 也处于有利
地位。显示亮度可以任意调节。而且，从电视机用 CRT、超高
密度显示用 CRT 到分析观测 CRT，均可根据不同使用目的自由 设计，从而应用范围极为广泛。
CRT的缺点
• 1、耗电量大 • 2、尺寸大，重量大
CRT显示器
CRT显示器与LCD显示器对比
阴极射线管的历史
卡尔· 费迪南德· 布劳恩 （Karl Ferdinand Braun)
阴极射线管的原理
1、基本概念
阴极射线管CRT：它是可以发出射线，将电信号转变成光学图像的一类电 子束管，主要由电子枪、偏转系统、荧光屏、管壳构成。
阴极射线管的原理
2、工作原理
阴极射线管由玻璃制作，在真空排气时密封，加热时 高速的电子束由电子枪发出，经过磁偏转系统就会到 达荧光屏的特定位置。由于荧光物质在高速电子的轰 击下会发生电子跃迁，即电子吸收到能量从低能态变 为高能态。由于高能态很不稳定，在很短的时间内荧 光物质的电子会从高能态重新回到低能态，这时将发 出荧光，屏幕上的那一点就会亮了。
CRT显示器
荫罩与荧光屏的距离可根据几何关系由下式确定：
q L PM
电子枪 静态聚焦面 PM Sg q
crt的组成
crt的组成
CRT，即阴极射线管，是一种用于显示图像的电子设备。
它由五个主要部分组成：电子枪、聚焦系统、偏转系统、荧光屏和玻璃外壳。
电子枪是CRT的核心部件，它由一个发射电子的阴极和几个聚束电极组成。
当电子枪被激活时，阴极会发射出高速电子束，这些电子束通过聚束电极的作用被聚束成一个细小的束流。
聚焦系统用于将电子束聚焦到一个点上，以确保图像的清晰度。
它通常由一个聚焦电极和一个加速电极组成，聚焦电极通过控制电场来使电子束聚焦到一个点上，而加速电极则提供一个加速电场，使电子束具有足够的能量。
偏转系统用于控制电子束在荧光屏上的位置。
它由两对偏转电极组成，一对用于水平方向的偏转，一对用于垂直方向的偏转。
通过控制偏转电极的电场，可以将电子束定位到荧光屏上的任意位置，从而绘制出图像。
荧光屏是CRT的显示部分，它由一层荧光粉和一层玻璃构成。
当电子束击中荧光屏时，荧光粉会发出可见光，从而形成图像。
荧光粉的颜色和亮度可以根据需要进行调整，以实现不同的显示效果。
玻璃外壳用于保护CRT的内部结构，并提供支撑和固定。
它通常由厚度较大的玻璃制成，以确保安全性和耐用性。
总体来说，CRT通过电子枪发射电子束，并通过聚焦系统、偏转系统和荧光屏将电子束转化为可见图像。
它在电视、计算机显示器等领域得到广泛应用，虽然现在已经被液晶显示器等新技术所取代，但CRT依然具有一定的优势，如色彩饱满、对比度高等特点。
crt的组成
crt的组成
CRT（阴极射线管）是一种电子显示器件，由玻璃外壳、阴极、阳极、聚焦极以及偏转极等组成。
它是电视、计算机显示器等设备中最重要的部件之一。
1. 玻璃外壳：CRT的外壳主要由玻璃制成，具有良好的密封性能，可以防止电子泄漏和外界干扰。
玻璃外壳还可以保护CRT内部的电子元件免受外界的损害。
2. 阴极：CRT的阴极是产生电子的部分。
当阴极受到加热时，会释放出大量的电子。
这些电子经过加速后，会形成电子束并射向阳极。
3. 阳极：CRT的阳极是电子束的目标地点。
当电子束射向阳极时，会产生强烈的光和热能。
阳极还具有收集电子束的功能，使其能够转化为可见的图像。
4. 聚焦极：CRT的聚焦极用于控制电子束的聚焦程度。
它可以调整电子束的大小和形状，以确保图像的清晰度和稳定性。
5. 偏转极：CRT的偏转极用于控制电子束的运动轨迹。
它可以根据输入信号的变化，使电子束在屏幕上形成不同的图案和图像。
CRT的工作原理是通过控制电子束的聚焦和偏转来显示图像。
当电子束射向屏幕时，它会与屏幕上的荧光物质发生碰撞，从而产生亮点。
通过控制电子束的位置和强度，可以在屏幕上形成各种图案和
图像。
CRT具有诸多优点，如色彩鲜艳、对比度高、反应速度快等。
然而，随着液晶显示器等新型显示技术的出现，CRT逐渐退出了市场。
尽管如此，CRT仍然是一项重要的技术成果，为显示技术的发展做出了重要贡献。
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Ｂ－磁场强度 Ｌ－偏转磁场的有效长度 Ｋ＝0.5（电子质量／电荷质量）
• 结论：
ua －加速电压
当 ua和Ｌ及线圈结构确定后，偏转角度只和磁场
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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。
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偏转系统
• 静电偏转
由图可见，在靠近管 颈处，有两组转板，X 为水平方向，Y为垂直 方向，当电子束通过 时，将在静电场的作 用下，先后在X和Y方 向进行偏转，最终打 到荧光屏的相应位置。
高低。
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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
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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
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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。
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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
• 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
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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
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聚焦系统
电磁聚焦
• 洛伦兹力只能改变电子运动的方向，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。
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偏转系统
电磁偏转
由图可见，在管颈位 置有两个线圈X和Y， 电子束经过X线圈和Y 线圈组成的磁场时受 到洛伦兹力的作用， 而在X和Y方向发生偏 转，从而打到荧光屏 的相应位置。
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阴极射线管工作原理
偏转灵敏度
－偏转系统
• 一个小信号加入偏转系统后能把电子束偏转一个多
大角度的能力。
• 静电偏转灵敏度计算公式如下：
• 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
4
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。
阴电 极子
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。
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聚焦系统
• 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。
_
+
+
电子轨迹
_
+
+
聚焦场
静电聚焦产生的场
电子束折射过程 16
聚焦系统
电磁聚焦
控电 制子
栅束
极
聚 焦
聚
系焦
统
偏 转
方
系向
统
加 速
轰
电击
场
荧 光 屏
5
阴极射线管工作原理 －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。
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
1
阴极射线管工作原理 －ＣＲＴ
ＣＲＴ（Cathode Ray Tube)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。
tan Lud 2Du a
23
偏转系统 －偏转灵敏度
• 静电偏转灵敏度
其中， ud 为偏转电压， ua 为加速电压。
结论：
• 加速电压 ua增加，偏转灵敏度降低 • 加速电压 ua固定时，偏转灵敏度只和结构参数有关
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偏转系统 －偏转灵敏度
• 电磁偏转灵敏度公式如下：
tan BL
2Kua
2
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
3
CRT的组成
• 阴极：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
阴极
控制栅极
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。
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阴极射线管工作原理
控制栅极
－ＣＲＴ
• 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。
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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。
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阴极射线管工作原理
控制栅极（调制级）
－ＣＲＴ
圆筒状，它套在
灯丝
阴极外面 ，圆筒的中
间 －ＣＲＴ
加速结构
电子束要获得足够的能量，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。
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阴极射线管工作原理 －ＣＲＴ
加速结构
v1
v2
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）