图形显示功能部件阴极射线管(1)
2.4. 阴极射线管资料
§2.4.1 基本结构与工作原理
§2.4.2 主要单元
§2.4.3 CRT显示器的驱动与控制 §2.4.4 CRT的特点及应用
§2.4.1 基本结构与工作原理
单色CRT(cathode ray tube)的结构。主要由4部分组 成：圆锥形玻壳；玻壳正面用于显示的荧光屏；封入玻壳 中发射电子束用的电子枪系统；位于玻壳之外控制电子束 偏转扫描的磁轭。
CRT 显示器的驱动控制器电路如图 2.4.3-4 所示，主 要包括视频电路、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、水平偏转周波数切换 电路等。 偏转线圈
视频放大电路 CRT 电极电路
同步处理电路
垂直振荡电路
垂直驱动电路 垂直输出电路
水平输出电路
水平振荡电路
水平驱动电路
在荫罩型彩色CRT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CRT相同，在其内侧均有 Al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，并通过显示屏侧壁内面设置的紧固钉将荫罩 固定在显示屏内侧。
如图2.4.1-3所示，荫罩与荧光屏的距离可根据几何关系 由下式确定： q L PM /(3S g ) (2.4.1-1)
1 2 3 4 5 6 7
1ˊ 2ˊ 3ˊ 4ˊ 5ˊ 6ˊ 7ˊ
1 2 3 4 5 6 7
7b 7ˊ 1ˊ 2ˊ 3ˊ 4ˊ 5ˊ 6ˊ 7a
(a) 顺序扫描方式 (b) 飞越扫描方式 图2.4.3-1 CRT扫描方式
行 扫 描 场 扫 描
1
3
5
7
2
4
6
1
t
奇数场
偶数场
t
第2章 阴级射线管显示技术1
4、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。 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清。目前效果最好的是不胀 铜材料(膨胀率几乎为零)，并用AGC防眩光涂层解 决眩光问题。其实各大CRT公司制造的荫罩有很 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。
4.荫罩 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 束透过率不同（依次约为50%，70%，90%）。
5. 玻璃管壳 玻璃管壳通常由屏幕玻璃、锥体、管颈三部 分组成。锥度有国家标准，比如70°、90°、 110°和114°等。用普通玻璃做CRT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X射线。
2.2 CRT显示器的驱动与控制 2.2.1 CRT显示相关技术
1、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。 电子束发射由左至右、由上至下扫描和刷新，在屏幕上 形成光栅图样，不断刷新就形成了连续的图像。
第三章阴极射线管显示
安全认证
❖在环保越来越重视的今天，各类标准相继 出台，其中瑞典专家联盟(TCO)提出的TCO 系列标准，逐渐演变成了现在通用的世界 性标准，它不仅包括辐射和环保的多项指 标，还对节能性能、用电安全、人体工程 学等多方面提出严格的要求。
❖目前通过了TCO95认证的显示器已经不少了， 最新机型甚至满足了TCO99极其严格的要求。
了大部分介于红绿蓝三种原色光波长之间的干扰 光线,使画面呈现前所未有的高对比度和高色纯度, 同时将眩光,反射光对人眼的影响降至最低.这就是 三星MB最新的SMARTIII+ 涂层.屏幕亮度越高,她 所带来的高对比度和高色纯度就越有用武之地,画 面深邃亮丽,色彩逼真。
控制方式
❖显示器上都会提供控制功能，可以对显 示器的各种物理量，如亮度、对比度、 色彩、枕形失真和鼓形失真等。
技术指标
❖短管 与显像管长度有关
❖抗静电覆膜 可减少屏幕表面的电荷，减少静电后吸
附的灰尘减少
图像信号的基本参量(亮度、对比度和灰度)
亮度，通常是指单位面积的光通量。 因为单位面积光通量愈大，人眼感觉愈明 亮，所以也可以说，亮度是人眼对光的明
暗程度的感觉。亮度常以 B 表示，光通
量的单位是烛光(cd)，亮度的单位是尼特 (nit)或熙提(sb)。电视图像的亮度取决 于电视图像信号的平均直流成分，改变电 视图像信号的直流成分，可以改变其亮度 。
❖ 显示面积都会小于显示管的大小，即可视尺寸比标 称尺寸要小。
❖ 由于显像管荧光屏是非球面而近似平面，这将引起 光栅枕形失真，在靠近屏幕边缘的地方显示图像时 会有失真明显。因此，制造显示器时不得不把显示 区作得小些。传统显示器的显示区只占据整个屏幕 的中间部分，四周留有一个黑框，以避开显示质量 不好的屏幕边缘。
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”。
图形显示功能部件阴极射线管1
阴极射线管工作原理 －荧光屏的基本特性
光谱特性
• 荧光屏的光谱特性是指不同的荧光质在电子束的轰
击下发出不同颜色的光。
• 荧光质发出的是连续的光，只有某一波长最亮——
峰值波长的光，所以人们感觉的似乎只是某一种颜 色的光。
43
彩色显象管工作原理
• 三基色原理
1 荫罩式显象管
三枪三束荫罩式彩色显像管 单枪三束彩色显像管 自会聚三束彩色显像管
获得较大偏转角
为偏转角较小
图形 由于线圈的电感阻碍偏转电 由于它的x、y两套极板 质量 流的迅速变化，显示速度受 均沿轴向安装在前后不同
到一定限制。同时偏转线圈 的位置上，也会引起图形
通常绕在铁芯上，铁芯有磁 的歪扭
滞，导致图形歪扭
27
阴极射线管工作原理 －ＣＲＴ
荧光屏
• 由屏面玻璃、荧光质和铝膜三部分组成。 • 其作用是将电子束的轰击变成光信号输出。 • 在荧光屏内壁涂有荧光质，它在电子束的高速轰
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。
8
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。
高低。
13
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
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。
阴极射线管
阴极射线管（Cathode ray tube，CRT），因为最广为人知的用途是用于构造显示系统，所以俗称显像管，它是利用阴极电子枪发射电子，在阳极高压的作用下，射向萤光屏，使萤光粉发光，同时电子束在偏转磁场的作用下，作上下左右的移动来达到扫描的目的。
早期的CRT 技术仅能显示光线的强弱，展现黑白画面。
而彩色CRT 具有红、绿色和蓝色三支电子枪，三支电子枪同时发射电子打在屏幕玻璃上磷化物上来显示颜色。
阴极射线管是由克鲁克斯首创，所以又被称为克鲁克斯管。
由于它笨重、耗电，所以在部分领域正在被轻巧、省电的液晶显示器取代。
液晶（Liquid Crystal，简称LC）是相态的一种，因为具有特殊的理化与光电特性，20世纪中叶开始被广泛应用在轻薄型的显示技术上。
人们熟悉的物质状态（又称相）为气、液、固，较为生疏的是等离子和液晶。
液晶相要具有特殊形状分子组合始会产生，它们可以流动，又拥有结晶的光学性质。
液晶的定义，现在以放宽而囊括了在某一温度范围可以是现液晶相，在较低温度为正常结晶之物质。
而液晶的组成物质是一种有机化合物，也就是以碳为中心所构成的化合物。
同时具有两种物质的液晶，是以分子间力量组合的，它们的特殊光学性质，又对电磁场敏感，极有实用价值。
液晶的历史在1850年，普鲁士医生鲁道夫·菲尔绍（Rudolf Virchow）等人发现神经纤维的萃取物中含有一种不寻常的物质。
1877年，德国物理学家奥托·雷曼（Otto Lehmann）运用偏光显微镜首次观察到了液晶化的现象，但他对此现象的成因并不了解。
奥地利布拉格德国大学的植物生理学家斐德烈·莱尼泽在1883年3月14日（Friedrich Reinitzer）借由在植物内加热安息香酸胆固醇酯（Cholesteryl Benzoate）研究胆固醇，观察到胆固醇苯甲酸酯在热熔时的异常表现。
该物质在145.5℃时熔化，产生了带有光彩的混浊物，温度升到178.5℃后，光彩消失，液体透明。
《阴极射线管显》课件
2 缺点
1. 大尺寸的CRT电视机产生的强烈电磁场会 对人的身体造成伤害和不适，影响身体健康； 2. 过于沉重和笨重。
阴极射线管显的应用领域
家用电视机
阴极射线管电视机作为早期电 视机广泛存在，还有很多人用 于游戏和电影欣赏。
早期电脑显示器
在微型电子学的早期，阴极射 线管显是最普遍的显示技术， 直到液晶显示器等技术的诞生 促使转型。
1.形成电子束
通过电极使供电电源生成大量电施加电势差控制电子束的位置和偏转角度， 从而控制屏幕上的图像
3.照射屏幕
电子束射向荧光屏幕后，荧光涂层受电子束刺激 发出光，形成图像显示在屏幕上。
阴极射线管显的发展历程
第一台荧光屏
1897年，伦敦物理学家J.J.汤姆孙 发明并应用了第一台荧光屏
发明背景
阴极射线管显最早用于示波 器上，而随着计算机的普及， 它被广泛用于显示器。它是 计算机显示技术中最基本的 一种。
基本原理
阴极射线管显的屏幕表面涂 有一层荧光涂层，当电子束 击中荧光涂层时，产生了可 见光。通过向阴极射线管的 电子枪施加电势差来控制电 子束的位置，产生图像。
阴极射线管显的工作原理
科学研究
阴极射线管显很适合显示静止 或动态的高分辨率图像，因此 在科学研究中有着广泛应用。
阴极射线管显的优势与劣势
1
优点
1. 显示品质更高；2. 具有较高的可靠性和寿命；3. 可以制造大尺寸的显示器。
2
劣势
1. 机身笨重不易搬运；2. 显示器频率不足，容易出现抖动；3. 耗电量大，散热 给使用人员带来不良影响。
3
结论
阴极射线管显虽然已经很少使用，但其作为一项传统显示技术，对于电子显示技 术的发展具有重要的历史意义和科学价值。
阴极射线管
第6章显示技术阴极射线管(CRT)平板显示(Flat Panel Display，即FPD)按显示媒质和工作原理分：液晶显示(LCD)等离子体显示（PDP）电致发光显示(ELD)等§1 阴极射线管一、黑白显像管黑白显像管由电子枪、偏转系统、荧光屏和玻璃外壳组成。
1. 电子枪电子枪实现电子束的发射、控制和聚焦。
双电位电子枪、单电位电子枪对电子枪的基本要求：（1）束斑大小应符合扫描线宽的要求，屏幕尺寸越大，对光点尺寸的要求越宽；（2）束流足够强。
为了屏幕有足够高的亮度，束流应在50—200μA，屏幕电压则为10—20KV，屏幕大的管子应取较大的束流与较高的电压；（3）调制特性陡。
调制特性曲线表征荧光屏上束流随调制极电压U M 的变化规律，调制特性曲线越陡，所需图像信号u M的幅值越小。
2. 偏转系统采用磁偏转系统。
在广播电视系统中都采用单向匀速直线扫描，并且规定电子束扫描从上到下，从左到右形成矩形光栅。
我国采用PAL电视制式，每帧625行，每秒25帧；隔行扫描，每秒50场。
每行水平扫描正程为52μS，逆程为12μS。
场正程时间≥18.4ms，场逆程时间≤1.6 ms，垂直方向实际显示575行。
行频为15625HZ，场频为50HZ。
为了缩短显像管管长，采用大偏转角。
所谓偏转角，是指在偏转磁场作用下，电子束在屏幕对角线处的张角θ。
3. 荧光屏荧光屏一般由玻璃基板、荧光粉层和铝层构成。
人眼的最大视角，水平方向约为17º，垂直方向约为13º，所以电视画面的宽度与高度之比为4：3或5：4，我国取4：3，因此采用矩形玻璃基板作为屏面。
为了减小环境光的影响，提高图像对比度，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、耐张力和防爆性等方面的要求。
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。
图形显示功能部件阴极射线管
随机扫描显示系统 矢量产生器
产生矢量的要求
所画线段的起点和终点准确
2
如不准确，则在一条线段的中点和下一条线段的起点之间会看到一个小的间隙或台阶，如下图所示。
3
*
随机扫描显示系统 矢量产生器
线段上各点亮度均匀
即要求点之间应等间距。这在直线和轴平行或成45度时是容易做到的，在其他情况时，也应尽可能使间距相等，即保持单位长度上点的数量一定。 画线速度变快，以使在单位时间显示更多的信号量。
*
随机扫描显示系统 字符产生器
点阵法字符产生器 2.大光栅点阵法字符产生器基本原理 （3）字符显示的控制： 在大光栅点阵法字符产生器中，每一个字一般由8×8或16×16个点阵组成（实际中，每个字并不占满这些点阵，其空出的可作间隔）。每排字通常整齐并列在一起。 “点”：每行的 中任一点； “字”：一排中每个 所包含的范围；
小光栅点阵法
*
小光栅点阵法
点阵及字符器框图
下图为8×8点阵及字符产生器组成框图，其中字符只占用5×7点阵。
随机扫描显示系统 字符产生器
点阵法字符产生器 1.小光栅点阵法 点阵法产生器产生点阵坐标数据。点阵坐标数据和定位数据一起送给偏转控制系统。 各种字符辉亮信号存储在字符存储器中，由字符代码进行选择。 控制器协调字符产生器各部分工作，使字符产生器输出的辉亮脉冲和偏转控制信号严格同步。
随机扫描显示系统 矢量产生器
速率乘法器构成的矢量产生器 1.速率乘法器： 是一个数字乘法器，由数据寄存器，分频链和符合门等组成。它具有如下特点： （1）数据寄存器位数和分频链位数相等。 （2）分频链依次对加入的时钟脉冲进行二分频。
*
随机扫描显示系统 矢量产生器
数据寄存器和分频链的各位输出与符合（与）门相连接，连接规律为数据高位与频率高的脉冲相与，数据低位与频率低的脉冲相与，其余一一对应。
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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
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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
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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21
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。
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22
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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23
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。
• 偏转系统：使电子束在屏幕上随意移动
• 荧光屏：电子束轰击时可编发辑版出光辉
5
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。
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
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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。
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。
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7
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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8
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
间开有一个金属小孔
这个圆筒比阴极的电
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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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。
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
ห้องสมุดไป่ตู้向垂直
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电磁聚焦产生的电磁场
18
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
轨电 迹子
运 动
可编辑版
• 聚焦系统分为：静电聚焦和电磁聚焦。
可编辑版
16
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 可编辑版
电子束折射过程 17
聚焦系统
电磁聚焦
• 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
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
柱面、球面点距示意图
电子束的聚焦能力
可编辑版
15
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
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。
可编辑版
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。
可编辑版
Ｅ（加速电压）
12
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
阴电 极子
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
可编辑版
6
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。
19
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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20
阴极射线管工作原理 －ＣＲＴ
• 静电偏转灵敏度计算公式如下：
tan Lu d 2Du a
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24
偏转系统
－偏转灵敏度
• 静电偏转灵敏度
其中， u d 为偏转电压， u a 为加速电压。
结论：
• 加速电压 u a 增加，偏转灵敏度降低 • 加速电压 u a 固定时，偏转灵敏度只和结构参数有关
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25
偏转系统 －偏转灵敏度
• 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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10
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。
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
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