CRT显像管的工作原理

阴极射线管主要有五部分组成:电子**(Electron Gun),偏转线圈(Defiection coils),荫罩(Shadow mask),荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳。它是目前应用 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显示器难以超过的优点,而且现在的CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少。
CRT的工作原理:CRT(阴极射线管)显示器的核心部件是CRT显像管,其工作原理和我们家中电视机的显像管基本一样,我们可以把它看作是一个图像更加精细的电视机。经典的CRT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, 后高速电子击打屏幕上的磷光物质使其发光,通过电压来调节电子束的功率,就会在屏幕上形成明暗不同的光点形成各种图案和文字。
彩色显像管屏幕上的每一个像素点都由红、绿、蓝三种涂料组合而成,由三束电子束分别激活这三种颜色的磷光涂料,以不同强度的电子束调节三种颜色的明暗程度就可得到所需的颜色,这非常类似于绘画时的调色过程。倘若电子束瞄准得不够精确,就可能会打到邻近的磷光涂层,这样就会产生不正确的颜色或轻微的重像,因此必须对电子束进行更加精确的控制。

经典的解决方法就是在显像管内侧,磷光涂料表面的前方加装荫罩(Shadow Mask).这个荫罩只是一层凿有许多小洞的金属薄板(一般是使用一种热膨胀率很低的钢板),只有正确瞄准的电子束才能穿过每个磷光涂层光点相对应的屏蔽孔,荫罩会拦下任何散乱的电子束以避免其打到错误的磷光涂层,这就是荫罩式显像管。
相对的,有些公司开发荫栅式显像管,它不像以往把磷光材料分布为点状,而是以垂直线的方式进行涂布,并在磷光涂料的前方加上相当细的金属线用以取代荫罩,金属线用来阻绝散射的电子束,原理和荫罩相同,这就是所谓的荫栅式显像管。
这荫罩和荫栅这两种技术都有其利弊得失,一般来说,荫罩式显像管的图像和文字较锐利,但亮度比较低一点;荫栅式显像管的较鲜艳,但在屏幕的1/3和2/3处有水平的阻尼线阴影(阻尼线是用来减少栅状荫罩震动的一条横向金属线)横过。
现在市面上主流纯平CRT显示器所采用的是显像管主要包括LG"未来窗",三星"丹娜管",索尼"特丽珑",三菱"钻石珑",台湾"中华管"和日立"锐利珑"等。各个厂商的纯平显像管在技术上均有其独到之处,在性能上也是各有特色。至于画面的连续感,则是由场扫描的速度来决定的,场扫描越快,形成的单一图像越多,画面就越流畅。而每秒钟可以进行多少次场扫描通常是衡量画面质量的标准,我们通常用帧频或场频(单位为Hz,赫兹)来表示,帧频越大,图像越有连续感。我们知道,24Hz场频是保证对图像活动内容的连续感觉,48Hz场频是保证图像显示没有闪烁的感觉,这两个条件同时满足,才能显示效果良好的图像。其实,这就跟动画片的形成原理是相似的,一张张的图片快速闪过人的眼睛,就形成连续的画面,就变成动画。
无论是单色显示器或者是彩色显示器,其工作原理大概是相同的,现在再来谈一下我们通过电脑输入的信号是怎样转化为图像的呢?
我们知道,在电脑里面有一块板卡和显示器相连接,那就是显示卡,它主要接受CPU的控制和送来的信息进行加工处理。显示卡在主机外部有个接口,通过电缆和显示器相连。显示卡把主机以二进制输出的数字信息变为显示器能够处理的视频信号、同时再加人行频、场频同步信号或其它控制信号,然后通过数据线转送到CRT显示器的内部电路中,这主要包括场扫描电路、行扫描电路、视频放大及显像管附属电路、显示器电源电路。其中场扫描电路和行扫描电路是控制电子**扫描荧光屏像素的形式,保证准确击中每一个像素。而视频放大及显像管附属电路主要是用于对视频信息进行再加工以形成图像,至于显示器的电源电路,就是提供显示器稳定的电源供应的设备。这样,由显示卡送过来的数据经过处理,再由显示器中的电子枪(Electron gun)、偏转线圈(Deflection coils)、荫罩(Shadow mask)、荧光粉层(phosphor)和荧光屏显示出图像或者文本。这就是我们在显示器中看到的画面形成的全过程。
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