第1章_阴极射线管显示(CRT)

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加速极呈圆盘状,中间也开有上孔,电压一般为300~450V。 聚焦极装在加速极后面,电压在0~450V之间可调,改变这个电
压,可以改变电子束聚焦的质量。 来自百度文库四阳极与第二阳极施加8000~16000V的高压,使电子束以足够
高的速度轰击荧光粉发光。
1.1、黑白CRT
二、玻璃外壳 玻璃外壳由管颈、锥体和面玻璃三部分组成。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 φ代表最大电子束偏转角度。同样尺寸的荧光屏,偏转角 φ越大,管子长度就越短,可以减少电视机的厚度,国产 标准显像管主要有70°、90°、110°和114°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,与内导电层相通,并与电子枪内的A2和A4阳极相 连。高压由高压帽输入到A2和A4,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500~1000pf的高压电容器,兼作为高 压整流滤波电容。
1.1、黑白CRT
常用的黑白显像管电子枪包括5个以上的电极,即阴极(发射极) K,栅极(控制极)G,第一阳极(加速极)A1,第二阳极A2和 第三阳极A3级成聚焦极,第四阳极A4与A2内部相连组成高压电极 并且与管锥体内侧所涂石墨导电层相连至高压嘴处。
阴极表面涂有氧化物材料,当阴极被阴极里面的灯丝加热到约 800℃时,电子获得逸出功,大量电子从阴极表面发出,并对准栅 极的小圆孔飞行出去。电子飞出的多少,由栅极与阴极之间所加 的电压的大小决定,从而可以调制光点的亮暗。正常工作时,栅 极所加的电压比阴极低,从而对来自阴极的电子有排斥作用,只 有少量电子能通过栅极到达屏幕。栅极电压负到电子束电流为零 时的电压值称为截止电压,一般为-20~-90V。栅极与阴极间的距 离一般为1mm以下,栅极中心孔直径为0.6~0.8mm。
1.1、黑白CRT
黑白显像管是通过电光转换重现电视图像 的一种窄束强流电子束管,是单色CRT。 主要用途是在电视机中显示图像。其基本 工作原理是:电子枪发射出电子束,电子 枪受阴极或栅极所加的视频信号电压的调 制,电子束经过加束极的加速,聚焦极的 聚焦,偏转磁场的偏转扫描到屏幕前面的 荧光涂层上,产生复合发光,最终形成满 足人眼视觉特性要求的光学图像。其结构 如图1.1所示。
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。
1.1、黑白CRT
三、荧光屏
荧光屏一般由玻璃基板、荧光粉层和和铝膜层构成,也称作屏 幕。面玻璃尺寸宽度与高度之比有4:3、16:9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。 为了减小环境光的影响,提高图像对比度,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、面张力和防爆等性能要求。
1.1、黑白CRT
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 烘干后即形成牢固的荧光粉层。
在荧光粉层表面蒸镀一层0.1~0.5μm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,提高亮度;阻档负离子对荧光 层的轰击防止离子斑。
1.1、黑白CRT
一、电子枪
1.1、黑白CRT
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、加速、聚集均由电子枪来完 成。显示管用电子枪属于弱流电子枪,由圆筒 电极、圆片和圆帽电极排列装配而成。一般分 为双电位电子枪(Bi-potential Focus, BPF)和 单电位电子枪(Uni-Potential Focus, UPF)。 UPF电子枪比BPF电子枪多一个高压阳极,聚 焦能力大大提高,在荧光屏上形成直径为 0.2mm左右的光点。
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(μA)与 阳极高压的乘积,发光强度为cd(坎德拉)。一般的 荧光粉发光效率都大于5cd/W,有的大于10cd/W,而 白炽灯的发光效率都不超过2cd/W。
1.1、黑白CRT
四、扫描方式
在显像管中电子束的扫描是通过磁偏转来实现 的。在广播电视技术中,将一幅画面称为一 帧,并规定每秒传送25帧。每帧只要分解为几 十万个像素,这些像素又分割成625行,这样 每系就要传送25×625=15625行,要实现这样 的速度,必须采用电子扫描来实现。
光电子技术 精品课程
§1 阴极射线管显示
光电子发光与显示技术
电子科学与技术 精密仪器与光电子工程学院
§1 阴极射线管显示
阴极射线管(Cathode Ray Tube, CRT)的发展 可追溯到1897年布朗的示波管,1938年德国人W. Fleching提出彩色显像管专利,1950年美国的 RCA公司研制出三枪三束荫罩式彩色显你管, 1953年实用化。20世纪60年代,玻壳由圆形发展 为角矩形管,尺寸由21英寸发展到25英寸偏转角 由70°增大到90°,荧光粉由发光效率较低的磷 酸盐型发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,荧光屏由平面直角发展到超平,纯平,尺寸 发展到主流29英寸以上,偏转角由90°增大到 110°,横纵比不断增大,采用自会聚管以提高 显示分辨率。近年来,高分辨率彩电已成为发展 方向。
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