2024年4月6日发(作者:郯嘉年)
CRT显示器的工作原理
CRT就是Cathode Ray Tube(阴极射线管)的意思,要讲清CRT显示器的工作原理可能用一本书也讲不完,在这里这就简
单介绍一下吧。CRT显示器可分为两处重要部分,一部分是阴极射线管,另一部分是控制线路。
1、阴极射线管
它的工作原理就是其末端的合金体受电压刺激放出带电负离子(也叫阴离子),阴离子先经过电流开关,电流开关控制着
阴离子行动,如果电压在-24V至-40V之间,那么阴离子就可通过。如果不允许阴离子通过,电流开关就会放出180V电压,
使阴离子被吸到电极上而失去流动性。当阴离子通过电流开关后,先到达一组聚焦菱镜,同时另一个电流开关加速它的速度,
并保持它的行进路线。在阴离子到达屏幕之前,CRT周围的的高压线圈会产生吸引力,用来改变阴离子的运行路线,这样就能
使阴离子正确的打在CRT玻璃里面的金属隔板上。具体原理就是指电子枪和屏幕之间放置一个金属隔板,上面有许多小洞让电
子通过。其作用是防止一个荧光点加热时传导到附近的点,从而分离显示器的色彩。一般金属隔板分为两类,一种为圆点式、
另一种为栅栏式。圆点式是现在最为常见的,很多显示器都是使用它。而栅栏式是较新的技术,如SONY的特丽珑显像管就是
使用这种技术。当阴离子通过金属隔板后,阴极射线管也就完成了工作。
2、控制线路
在CRT显示器里各种线路十分复杂,大致可分为电源控制线路、磁力控制线路、动态控制线路等。电源控制线路主要是通
过对电流的控制,使其产生CRT所需要的高压。并且按照需要为待机、节能、睡眠状态下的显示器提供合适的电力。磁力控制
线路主要是控制显示画面的位置。由于CRT所产生的阴离子射线会受地磁的影响,所以显示器所产生的画面会发生略微的倾斜,
磁力控制线路就是根据倾斜角度,进行相应的调整。动态控制线路主要功能就是保证显示的速度,保持画面的稳定性。显示器
表现的是静态画面,并以连续的画面来组成动画。为了不让整个显示过程出现偏差,人们就在阴极射线管中用多组电极线路来
控制阴离子的运行路线。其实在CRT显示中还有各种不同的控制线路,如水平扩展线路、最新的OSD系统控制线路、刷新率
控制线路,由于涉及到较专业的技术,在这里就不向大家介绍了。
通过上文的简单介绍,大家可能已经发现了,显示器不像人们想象的那样简单,它的复杂程度已远远超出了我们的想象。
我想我们了解了普通显示器的工作原理应该会对选择显示器有一定的帮助。
CRT显示器的发展
其实CRT显示器的发展过程主要就是其金属隔板技术的发展过程,在上文我也讲到了关于金属隔板(也叫光罩 Mask)的
作用就是防止一个荧光点加热时传导到附近的点,分离显示器的色彩。在CRT显示器的发展过程中,人们一直要解决的问题就
是如何使用更薄的金属来制造这种隔板,同时努力修正光束的颜色,使它更符合人们的视觉。
现在大部分CRT显示器使用的是孔状式金属板,它就是一个40多万个小孔的薄钢板,电子通过这些小孔转变颜色后再显
示在屏幕上。这些点与点之间的位置就叫做点距(Dot Pitch)。这就是最初时CRT显示器所使用的光罩。在随后,又有了Aperture
Grills(条栅状金属板),它的原理和孔状式金属板基本一样,只是圆孔换成了垂直的条栅,从而增加了光束的穿透率。现在市
场上占有率较大的柱面显像管显示器就是使用这种光罩,所以它能在垂直方向实现完全平面。不过,这种技术有它自己的缺点,
那就是抗震性不好,一有震动就会使显示的画面抖动。Sony公司的特丽珑(Trinitron)技术就采用了两条水平金属线来固定条
栅的位置,所以我们在选用特丽珑显示器(如美格XJ500T)时,就会看到显示器上有一条不怎么显眼的金属线。现在NEC公
司又推出了槽状光罩(slot mask),用的是垂直长方形栅条,又更大程度的提高了光束的穿透率。不过,从应用上来讲,现在
条栅光罩显示器已经完全适合一般家用。
CRT显示器的屏幕发展同它的金属隔板技术的发展一样(两者是相对应的),从球面、平面直角、柱面、到纯平面,对应
了金属隔板技术的发展。早期的14寸显示器大多使用的是球面屏幕,这种屏幕中间外突显球形,已淘汰。1994年,平面直角
显示器诞生了,直到现在大多数的15寸显示器还在使用平面直角屏幕,这种显像屏幕中心较平,为现在市场主流品种。如今少
量显示器使用了柱面屏幕,这种屏幕在垂直方向已经实现了完全的笔直。这种显像管画质很好,不过由于制造难度和专利的问
题,生产厂商并不是很多。最新的纯平面屏幕,它在水平和垂直方向都是笔直的。从1998年底到现在,几乎每个有实力的厂商
都成产了完全平面显示器,这种显示器就是未来的CRT显示器的发展方向,不过现在价格较高。
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CRT显示器各部分电压一览以及简单工作原理
最近看到许多人发表帖子,只写了一个2次电压,其他的都没有,只样让我们无法解答,所以我在这里简单说一下各部分电压,以及
简单的维修方法,我们给大家简单讲解一下常见的升压型电路,(N沟道)
首 先要确定各组电压是否正常,电压有以下几组第1个是视放电压,该电压为80V左右,作用是经过视放块供应显示器三枪.第2
个是50V,该电压经过2次升压 后供给行变,一般2次升压电路由IRF630升压,经过电容滤波,在经过一个2级管进入行变, 升压
以后进入行变的电压工作时为80V左右,2次升压电压对于显示器很重要,IRF630由D级输出,S级对地,G为控制级,受行场
扫描控制.一般无高压 故障主要检查升压是否正常,第3组为6.5V为显象管灯丝电压,一般有高压不亮的要检查该电压是
否正常,该电压经过一个2W的限流电阻直接进入到尾板灯 丝,该电阻为0.33欧,该电阻常坏,第4组为+14V,供场
块使用,为显示器形成上半部分光栅,第5组为-14V,同样供场块,为显示器形成下半部分光 栅,特别说一下,左右光栅
是有逆成电容和逆成2级管形成.各负责一半.行场扫描和CPU控制以及正机电压为12V由7812三端稳压管提供,一
端位+5V 供给CPU,一端为12V,供行推动使用,该12V经过推动变压器后形成负电位,控制行管工作,所以一般测
量行管的三条腿只有中间一条有电压,因为另外一 条腿接地,有些不亮的就是无推动电压,或推动电压过高,一般行管推动电
压不会高于1V,如果高于1V行管责处于截止状态.好了,大家了解了这些以后应测量 各部分电压是否正常,在进行后面的
维修
今天就简单给大家介绍到这里,至于S校正和行幅度以后在慢慢给大家介绍
常见彩色显示器故障维修
如今电脑DIY高手摆弄起电脑主机来可以说是轻车熟路,没有丝毫的畏惧。但是显示器如果有 问题,我相信大多数人会望而却
步。这是因为显示器的维修既需要电子技术的专业知识,又需要显示器维修的经验,否则轻者会造成故障面扩大,重者会对人
身安全 造成威胁。这么说来是不是我们完全不能自己动手维修呢?其实不是这样,笔者认为一些常见的显示器故障是完全能够
自己动手排除的,大家如果有兴趣的话,请准 备电烙铁、吸锡器、指针式万用电表以及其它一些常用工具,让我们一起来学一
些显示器的维修知识吧! 预备知识:大家现在用的显示器绝大多数都是采用的阴 极射线管显示器(也就是平常所说的CRT)。
我这里讲的也是这种显示器的维修。 显示器的电路结构基本上可以分为以下几个部分:
CRT显示器的工作原理
尽管现在市面上的CRT显示器新品层出不穷,但CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)的基本工作原理从几十年前一
直沿用至今,也没有太大的变化。
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在分析CRT显示器工作原理之前,我们先来了解
一下三原色的原理。还记得我们小时候画画,经常将红、
黄、蓝色的水彩颜料以不同的分量混合成各种各样的色彩
吗?这就是利用了三原色的原理,只是我们当时不知道而
已。在多姿多彩的自然界中蕴含了五彩斑斓的颜色,而这
都是通过对光的反射来反映给我们的。而所有的色彩都可
以由选定的三种单色光以适当的比例混合得到,而且绝大
多数的彩色光也可以分解成特定的三种单色光。这三种选
定的颜色被称为三原色,各三原色相互独立,其中任一种基色是不能由另外两种基色混合而得到,但它们相互以不同的
比例混合,就可以得到不同的颜色,例如大家都很熟悉的黄色加蓝色合成绿色。
理解了三原色,聪明的你一定会想到,可以用这个原理来制作彩色显示器呀。没错,我们今天的色彩丰富的CRT
显示器正是根据三原色原理制造出来的。刚才我们提到,三原色的选择在原则上是任意的,但是通过实验研究发现,人
们的眼睛对红、绿、蓝三种颜色反应最灵敏,而且它们的配色范围比较广,用这三种颜色可以随意配出自然界中的大部
分颜色,因此在CRT显示器中,选用红、绿、蓝三种颜色作为三原色,还分别用R、G、B三个字母来表示。现在问题
来了,怎样可以把这三原色的光表现出来呢,我们需要一个机电装置来完成这一表现过程。
CRT显示器(学名为“阴极射线显像管”)就是这样一种装置,它主要由电子枪(Electron gun)、偏转线圈
(Deflection coils)、荫罩(Shadow mask)、荧光粉层(phosphor)和玻璃外壳五部分组成。其中给我们印象最直接的肯定是玻
璃外壳,这也可以叫做荧光屏,因为它的内表面可以显示丰富的色彩图像和清晰的文字。CRT显示器是怎样将三原色原
理用在其中的呢?当然,并不是直接将这三原色画在荧光屏上,而是用电子束来进行控制和表现的。
那么,电子枪是如何工作的?这首先要依赖荧光粉层,在荧光屏上涂满了按一定方式紧密排列的红、绿、蓝三种颜色
的荧光粉点或荧光粉条,称为荧光粉单元,相邻的红、绿、蓝荧光粉单元各一个为一组,学名称之为像素。每个像素中
都拥有红、绿、蓝(R、G、B)三原色,根据我们刚才所说的三原色理论,这就有了形成千变万化色彩的基础。然而,怎
样把这三原色混合成丰富的色彩呢?
我们通过电子枪(Electron gun)来解决这个问题。它就好像手枪一样,可以发射,不过发射的不是子弹,而是非常高
速的电子束。其工作原理是由灯丝加热阴极,阴极发射电子,然后在加速极电场的作用下,经聚焦极聚成很细的电子束,
在阳极高压作用下,获得巨大的能量,以极高的速度去轰击荧光粉层。这些电子束轰击的目标就是荧光屏上的三原色。
为此,电子枪发射的电子束不是一束,而是三束,它们分别受电脑显卡R、 G、 B三个基色视频信号电压的控制,去
轰击各自的荧光粉单元。
受到高速电子束的激发,这些荧光粉单元分别发出强弱不同的红、绿、蓝三种光。根据空间混色法(将三个基色光同
时照射同一表面相邻很近的三个点上进行混色的方法)产生丰富的色彩,这种方法利用人们眼睛在超过一定距离后分辨力
不高的特性,产生与直接混色法相同的效果。用这种方法可以产生不同色彩的像素,大量的不同色彩的像素可以组成一
张漂亮的画面,而不断变换的画面就成为可动的图像。很显然,像素越多,图像越清晰、细腻,也就更逼真。可是,怎
样用电子枪来同时激发这数以万计的像素发光并形成画面呢?
科学家们想到了一个很聪明的办法,其原理是利用了人们眼睛的视觉残留特性和荧光粉的余辉作用,这就是我们即
使只有一支电子枪,只要我们的三支电子束可以足够快地向所有排列整齐的像素进行激发,我们还是可以看到一幅完整
的图像的。大家不要怀疑,我们现在的CRT显示器中的电子枪能发射这三支电子束,然后以非常非常快的速度对所有
的像素进行扫描激发。
要形成非常高速的扫描动作,我们还需要偏转线圈(Deflection coils)的帮助。通过它,我们可以使显像管内的电子束
以一定的顺序,周期性地轰击每个像素,使每个像素都发光;而且只要这个周期足够短,也就是说对某个像素而言电子
束的轰击频率足够高,我们就会看到一幅完整的图像。我们把这种电子束有规律的周期性运动叫扫描运动。
有了扫描,就可以形成画面,然而在扫描的过程中,怎样可以保证三支电子束准确击中每一个像素呢?这就要借助
于荫罩(Shadow mask),它的位置大概在荧光屏后面(从荧光屏正面看)约10mm处,厚度约为0.15mm的薄金属障板,它
上面有很多小孔或细槽,它们和同一组的荧光粉单元即像素相对应。三支电子束经过小孔或细槽后只能击中同一像素中
的对应荧光粉单元,因此能够保证彩色的纯正和正确的会聚,所以我们才可以看到清晰的图像。
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
控制电子枪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。
2024年4月6日发(作者:郯嘉年)
CRT显示器的工作原理
CRT就是Cathode Ray Tube(阴极射线管)的意思,要讲清CRT显示器的工作原理可能用一本书也讲不完,在这里这就简
单介绍一下吧。CRT显示器可分为两处重要部分,一部分是阴极射线管,另一部分是控制线路。
1、阴极射线管
它的工作原理就是其末端的合金体受电压刺激放出带电负离子(也叫阴离子),阴离子先经过电流开关,电流开关控制着
阴离子行动,如果电压在-24V至-40V之间,那么阴离子就可通过。如果不允许阴离子通过,电流开关就会放出180V电压,
使阴离子被吸到电极上而失去流动性。当阴离子通过电流开关后,先到达一组聚焦菱镜,同时另一个电流开关加速它的速度,
并保持它的行进路线。在阴离子到达屏幕之前,CRT周围的的高压线圈会产生吸引力,用来改变阴离子的运行路线,这样就能
使阴离子正确的打在CRT玻璃里面的金属隔板上。具体原理就是指电子枪和屏幕之间放置一个金属隔板,上面有许多小洞让电
子通过。其作用是防止一个荧光点加热时传导到附近的点,从而分离显示器的色彩。一般金属隔板分为两类,一种为圆点式、
另一种为栅栏式。圆点式是现在最为常见的,很多显示器都是使用它。而栅栏式是较新的技术,如SONY的特丽珑显像管就是
使用这种技术。当阴离子通过金属隔板后,阴极射线管也就完成了工作。
2、控制线路
在CRT显示器里各种线路十分复杂,大致可分为电源控制线路、磁力控制线路、动态控制线路等。电源控制线路主要是通
过对电流的控制,使其产生CRT所需要的高压。并且按照需要为待机、节能、睡眠状态下的显示器提供合适的电力。磁力控制
线路主要是控制显示画面的位置。由于CRT所产生的阴离子射线会受地磁的影响,所以显示器所产生的画面会发生略微的倾斜,
磁力控制线路就是根据倾斜角度,进行相应的调整。动态控制线路主要功能就是保证显示的速度,保持画面的稳定性。显示器
表现的是静态画面,并以连续的画面来组成动画。为了不让整个显示过程出现偏差,人们就在阴极射线管中用多组电极线路来
控制阴离子的运行路线。其实在CRT显示中还有各种不同的控制线路,如水平扩展线路、最新的OSD系统控制线路、刷新率
控制线路,由于涉及到较专业的技术,在这里就不向大家介绍了。
通过上文的简单介绍,大家可能已经发现了,显示器不像人们想象的那样简单,它的复杂程度已远远超出了我们的想象。
我想我们了解了普通显示器的工作原理应该会对选择显示器有一定的帮助。
CRT显示器的发展
其实CRT显示器的发展过程主要就是其金属隔板技术的发展过程,在上文我也讲到了关于金属隔板(也叫光罩 Mask)的
作用就是防止一个荧光点加热时传导到附近的点,分离显示器的色彩。在CRT显示器的发展过程中,人们一直要解决的问题就
是如何使用更薄的金属来制造这种隔板,同时努力修正光束的颜色,使它更符合人们的视觉。
现在大部分CRT显示器使用的是孔状式金属板,它就是一个40多万个小孔的薄钢板,电子通过这些小孔转变颜色后再显
示在屏幕上。这些点与点之间的位置就叫做点距(Dot Pitch)。这就是最初时CRT显示器所使用的光罩。在随后,又有了Aperture
Grills(条栅状金属板),它的原理和孔状式金属板基本一样,只是圆孔换成了垂直的条栅,从而增加了光束的穿透率。现在市
场上占有率较大的柱面显像管显示器就是使用这种光罩,所以它能在垂直方向实现完全平面。不过,这种技术有它自己的缺点,
那就是抗震性不好,一有震动就会使显示的画面抖动。Sony公司的特丽珑(Trinitron)技术就采用了两条水平金属线来固定条
栅的位置,所以我们在选用特丽珑显示器(如美格XJ500T)时,就会看到显示器上有一条不怎么显眼的金属线。现在NEC公
司又推出了槽状光罩(slot mask),用的是垂直长方形栅条,又更大程度的提高了光束的穿透率。不过,从应用上来讲,现在
条栅光罩显示器已经完全适合一般家用。
CRT显示器的屏幕发展同它的金属隔板技术的发展一样(两者是相对应的),从球面、平面直角、柱面、到纯平面,对应
了金属隔板技术的发展。早期的14寸显示器大多使用的是球面屏幕,这种屏幕中间外突显球形,已淘汰。1994年,平面直角
显示器诞生了,直到现在大多数的15寸显示器还在使用平面直角屏幕,这种显像屏幕中心较平,为现在市场主流品种。如今少
量显示器使用了柱面屏幕,这种屏幕在垂直方向已经实现了完全的笔直。这种显像管画质很好,不过由于制造难度和专利的问
题,生产厂商并不是很多。最新的纯平面屏幕,它在水平和垂直方向都是笔直的。从1998年底到现在,几乎每个有实力的厂商
都成产了完全平面显示器,这种显示器就是未来的CRT显示器的发展方向,不过现在价格较高。
[返回上一页]
CRT显示器各部分电压一览以及简单工作原理
最近看到许多人发表帖子,只写了一个2次电压,其他的都没有,只样让我们无法解答,所以我在这里简单说一下各部分电压,以及
简单的维修方法,我们给大家简单讲解一下常见的升压型电路,(N沟道)
首 先要确定各组电压是否正常,电压有以下几组第1个是视放电压,该电压为80V左右,作用是经过视放块供应显示器三枪.第2
个是50V,该电压经过2次升压 后供给行变,一般2次升压电路由IRF630升压,经过电容滤波,在经过一个2级管进入行变, 升压
以后进入行变的电压工作时为80V左右,2次升压电压对于显示器很重要,IRF630由D级输出,S级对地,G为控制级,受行场
扫描控制.一般无高压 故障主要检查升压是否正常,第3组为6.5V为显象管灯丝电压,一般有高压不亮的要检查该电压是
否正常,该电压经过一个2W的限流电阻直接进入到尾板灯 丝,该电阻为0.33欧,该电阻常坏,第4组为+14V,供场
块使用,为显示器形成上半部分光栅,第5组为-14V,同样供场块,为显示器形成下半部分光 栅,特别说一下,左右光栅
是有逆成电容和逆成2级管形成.各负责一半.行场扫描和CPU控制以及正机电压为12V由7812三端稳压管提供,一
端位+5V 供给CPU,一端为12V,供行推动使用,该12V经过推动变压器后形成负电位,控制行管工作,所以一般测
量行管的三条腿只有中间一条有电压,因为另外一 条腿接地,有些不亮的就是无推动电压,或推动电压过高,一般行管推动电
压不会高于1V,如果高于1V行管责处于截止状态.好了,大家了解了这些以后应测量 各部分电压是否正常,在进行后面的
维修
今天就简单给大家介绍到这里,至于S校正和行幅度以后在慢慢给大家介绍
常见彩色显示器故障维修
如今电脑DIY高手摆弄起电脑主机来可以说是轻车熟路,没有丝毫的畏惧。但是显示器如果有 问题,我相信大多数人会望而却
步。这是因为显示器的维修既需要电子技术的专业知识,又需要显示器维修的经验,否则轻者会造成故障面扩大,重者会对人
身安全 造成威胁。这么说来是不是我们完全不能自己动手维修呢?其实不是这样,笔者认为一些常见的显示器故障是完全能够
自己动手排除的,大家如果有兴趣的话,请准 备电烙铁、吸锡器、指针式万用电表以及其它一些常用工具,让我们一起来学一
些显示器的维修知识吧! 预备知识:大家现在用的显示器绝大多数都是采用的阴 极射线管显示器(也就是平常所说的CRT)。
我这里讲的也是这种显示器的维修。 显示器的电路结构基本上可以分为以下几个部分:
CRT显示器的工作原理
尽管现在市面上的CRT显示器新品层出不穷,但CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)的基本工作原理从几十年前一
直沿用至今,也没有太大的变化。
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在分析CRT显示器工作原理之前,我们先来了解
一下三原色的原理。还记得我们小时候画画,经常将红、
黄、蓝色的水彩颜料以不同的分量混合成各种各样的色彩
吗?这就是利用了三原色的原理,只是我们当时不知道而
已。在多姿多彩的自然界中蕴含了五彩斑斓的颜色,而这
都是通过对光的反射来反映给我们的。而所有的色彩都可
以由选定的三种单色光以适当的比例混合得到,而且绝大
多数的彩色光也可以分解成特定的三种单色光。这三种选
定的颜色被称为三原色,各三原色相互独立,其中任一种基色是不能由另外两种基色混合而得到,但它们相互以不同的
比例混合,就可以得到不同的颜色,例如大家都很熟悉的黄色加蓝色合成绿色。
理解了三原色,聪明的你一定会想到,可以用这个原理来制作彩色显示器呀。没错,我们今天的色彩丰富的CRT
显示器正是根据三原色原理制造出来的。刚才我们提到,三原色的选择在原则上是任意的,但是通过实验研究发现,人
们的眼睛对红、绿、蓝三种颜色反应最灵敏,而且它们的配色范围比较广,用这三种颜色可以随意配出自然界中的大部
分颜色,因此在CRT显示器中,选用红、绿、蓝三种颜色作为三原色,还分别用R、G、B三个字母来表示。现在问题
来了,怎样可以把这三原色的光表现出来呢,我们需要一个机电装置来完成这一表现过程。
CRT显示器(学名为“阴极射线显像管”)就是这样一种装置,它主要由电子枪(Electron gun)、偏转线圈
(Deflection coils)、荫罩(Shadow mask)、荧光粉层(phosphor)和玻璃外壳五部分组成。其中给我们印象最直接的肯定是玻
璃外壳,这也可以叫做荧光屏,因为它的内表面可以显示丰富的色彩图像和清晰的文字。CRT显示器是怎样将三原色原
理用在其中的呢?当然,并不是直接将这三原色画在荧光屏上,而是用电子束来进行控制和表现的。
那么,电子枪是如何工作的?这首先要依赖荧光粉层,在荧光屏上涂满了按一定方式紧密排列的红、绿、蓝三种颜色
的荧光粉点或荧光粉条,称为荧光粉单元,相邻的红、绿、蓝荧光粉单元各一个为一组,学名称之为像素。每个像素中
都拥有红、绿、蓝(R、G、B)三原色,根据我们刚才所说的三原色理论,这就有了形成千变万化色彩的基础。然而,怎
样把这三原色混合成丰富的色彩呢?
我们通过电子枪(Electron gun)来解决这个问题。它就好像手枪一样,可以发射,不过发射的不是子弹,而是非常高
速的电子束。其工作原理是由灯丝加热阴极,阴极发射电子,然后在加速极电场的作用下,经聚焦极聚成很细的电子束,
在阳极高压作用下,获得巨大的能量,以极高的速度去轰击荧光粉层。这些电子束轰击的目标就是荧光屏上的三原色。
为此,电子枪发射的电子束不是一束,而是三束,它们分别受电脑显卡R、 G、 B三个基色视频信号电压的控制,去
轰击各自的荧光粉单元。
受到高速电子束的激发,这些荧光粉单元分别发出强弱不同的红、绿、蓝三种光。根据空间混色法(将三个基色光同
时照射同一表面相邻很近的三个点上进行混色的方法)产生丰富的色彩,这种方法利用人们眼睛在超过一定距离后分辨力
不高的特性,产生与直接混色法相同的效果。用这种方法可以产生不同色彩的像素,大量的不同色彩的像素可以组成一
张漂亮的画面,而不断变换的画面就成为可动的图像。很显然,像素越多,图像越清晰、细腻,也就更逼真。可是,怎
样用电子枪来同时激发这数以万计的像素发光并形成画面呢?
科学家们想到了一个很聪明的办法,其原理是利用了人们眼睛的视觉残留特性和荧光粉的余辉作用,这就是我们即
使只有一支电子枪,只要我们的三支电子束可以足够快地向所有排列整齐的像素进行激发,我们还是可以看到一幅完整
的图像的。大家不要怀疑,我们现在的CRT显示器中的电子枪能发射这三支电子束,然后以非常非常快的速度对所有
的像素进行扫描激发。
要形成非常高速的扫描动作,我们还需要偏转线圈(Deflection coils)的帮助。通过它,我们可以使显像管内的电子束
以一定的顺序,周期性地轰击每个像素,使每个像素都发光;而且只要这个周期足够短,也就是说对某个像素而言电子
束的轰击频率足够高,我们就会看到一幅完整的图像。我们把这种电子束有规律的周期性运动叫扫描运动。
有了扫描,就可以形成画面,然而在扫描的过程中,怎样可以保证三支电子束准确击中每一个像素呢?这就要借助
于荫罩(Shadow mask),它的位置大概在荧光屏后面(从荧光屏正面看)约10mm处,厚度约为0.15mm的薄金属障板,它
上面有很多小孔或细槽,它们和同一组的荧光粉单元即像素相对应。三支电子束经过小孔或细槽后只能击中同一像素中
的对应荧光粉单元,因此能够保证彩色的纯正和正确的会聚,所以我们才可以看到清晰的图像。
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
控制电子枪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。