第1章_阴极射线管显示(CRT)
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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。