CRT顯示器

CRT顯示器

CRT顯示器學名為"陰極射線顯像管",是一種使用陰極射線管(Cathode Ray Tube)的顯示器。主要有五部分組成:電子槍(Electron Gun),偏轉線圈(Deflection coils),蔭罩(Shadow mask),高壓石墨電極和熒光粉塗層(Phosphor)及玻璃外殼。它是套用最廣泛的顯示器之一,CRT純平顯示器具有可視角度大、無壞點、色彩還原度高、色度均勻、可調節的多解析度模式、回響時間極短等LCD顯示器難以超過的優點,而且價格更便宜。CRT顯示器螢幕的場頻要達到75Hz以上人眼才不易出現閃爍感,但長時間註視必然會讓眼睛感到很累。

  • 中文名稱
    CRT顯示器
  • 全稱  
    Cathode Ray Tube顯示器

基本簡介

CRT顯示器是一種使用陰極射線管(Cathode Ray Tube)的顯示器,陰極射線管主要有五部分組成:電子槍(Electron Gun),偏轉線圈(Deflection coils),蔭罩(Shadow mask),高壓石墨電極和熒光粉塗層(Phosphor)及玻璃外殼。它是目前套用最廣泛的顯示器之一,CRT純平顯示器具有可視角度大、無壞點、色彩還原度高、色度均勻、可調節的多解析度模式、回響時間極短等LCD顯示器難以超過的優點,而且現在的CRT顯示器價格要比LCD顯示器便宜不少。

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主要特點

CRT顯示器的影片頻寬可以看做每秒鍾所掃描的像素點數的總和,一般採用MHz(兆赫茲)為單位。眾所周知,CRT顯示器是靠電子束激發螢幕內表面的熒光粉來顯示圖像的,由于熒光粉被點亮後很快會熄滅,所以電子槍必須迴圈地不斷激發這些點。螢幕解析度越高,需要掃描的點數就越多,對電子槍掃描頻率的要求就更高,影片頻寬也因此需要提高。一般來說,CRT顯示器工作頻率範圍在電路設計時就已經固定了,主要取決于高頻放大部分元件的特徵,由于高頻電路的設計相對困難,因此成本也較高,同時還會產生一定的輻射。對于CRT顯示器而言,高頻處理能力越好,影片頻寬所能達到的頻率越高,圖像穩定性也越好。CRT顯示器對影片頻寬的要求,除了解析度外,還和它的場頻有密切的關系。場頻是指CRT顯示器螢幕每秒鍾重新整理的次數,又稱為垂直掃描頻率。當場頻過低時,人眼會感覺到螢幕有明顯的閃爍,圖像穩定性差,容易造成眼睛疲勞。一般來講,CRT顯示器螢幕的場頻要達到75Hz以上人眼才不易出現閃爍感,但長時間註視必然會讓眼睛感到很累。

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此外,影片頻寬不僅對顯示器壽命和故障率有影響,還對顯示器品質有重要影響。如果顯示器實際頻寬不足以支持使用者設定的解析度和場頻,則會使顯示的清晰度受到影響,從而影響顯示效果。顯示器對頻寬的要求可以用解析度與場頻來計算:頻寬要求等于“水準解析度×垂直解析度×場頻”。但在實際情況中,顯像管電子束的掃描為了避免信號在掃描邊緣的衰減,保證圖像的清晰,其水準掃描的像素數和行掃描頻率均要比理論值高一些。所以,在計算頻寬的時候還應該除以一個“有效掃描系數”,一般取值為0.6~0.7。按照這個計算方法,解析度為1024×768、垂直重新整理頻率85Hz的螢幕設定,所需要的影片頻寬約為106MHz。也就是說,能夠滿足這種顯示要求的CRT顯示器的影片頻寬至少在106MHz以上。目前,高端CRT顯示器最高的影片頻寬已達到200MHz以上,如美格17英寸CRT顯示器中的796FDⅡ和796FDX5的影片頻寬都達到了203MHz。 除了顯示器性能外,對于消費者而言價格當然也很重要。目前絕大多數1500元以下的CRT顯示器影片頻寬在110MHz左右,影片頻寬在200MHz~210MHz的CRT顯示器價格一般在1500元~2000元之間,而210MHz以上影片頻寬的CRT顯示器則從2000元到6000多元都有,價格差距很大。相比之下美格796FDX5、796FDⅡ低于1500元的價格都非常引人註目,其影片頻寬指標無疑是同價位產品中最高的。當然,高影片頻寬的CRT顯示器也並不能100%保證產品不出問題,因此,廠商的信譽和服務仍然相當重要,使用者在選購時同樣應考慮在內。

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基本術語

CRT顯像管

CRT(Cathode Ray Tube陰極射線管)顯像管:主要由電子槍Electron gun 、Deflection coils 、Shadow mask、 Phosphor。其原理是利用顯像管內的電子槍,將光束射出,穿過蔭罩上的小孔,打在一個內層玻璃塗滿了無數三原色的熒光粉層上,電子束會使得這些熒光粉發光,最終就形成了你所看到的畫面了。而CRT尺寸就是顯像管實際尺寸,也是通常所說的顯示器尺寸,其單位為英寸(1英寸=25.4毫米)。

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蔭罩

蔭罩(Shadow mask):是顯像管的造色機構,是安裝在熒光屏內側的上面刻有40多萬個孔的薄鋼板。蔭罩孔的作用在于保證三個電子共同穿過同一個蔭罩孔,準確地激發熒光粉,使之發出紅、綠、藍三色光,而蔭罩可分為孔狀蔭罩和條柵狀蔭罩兩種類型。

像素

像素(Pixel):是使用CRT技術的顯示器顯示圖像的最小單位,由一個紅(R)、綠(G)、藍(B)三種顏色的熒光點組成。

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點距

點距(Dot-Pitch):主要是對使用孔狀蔭罩來說的,是熒光屏上兩個同樣顏色熒光點之間的距離。舉例來說,就是一個紅色熒光點與相鄰紅色熒光點之間的對角距離,它通常以毫米(mm)表示,見圖蔭罩上的點距越小,影像看起來也就越精細,其邊和線也就越平順。現在的15/17英寸顯示器的點距必須低于0.28,否則顯示圖像會模糊。條柵狀蔭罩顯示器(使用在SONY的特麗瓏或其它特殊顯像管上)則是使用線間距或是光柵間距,來計算其中熒光條之間的水準距離。由于點距和間距的計算方式完全不同,因此不能拿來比較,如果真的要比較點距和光柵間距,那麽光柵間距或水準點距會比點距稍微大一些。舉例來說一個0.25mm的光柵間距大約等于0.27mm的點距

場頻

場頻(Vertical Scan Frequency):又稱為“垂直掃描頻率”,也就是螢幕的重新整理頻率。指每秒鍾螢幕重新整理的次數,通常以赫茲(Hz)表示,它可以理解為每秒鍾重畫螢幕的次數,以85Hz重新整理率為例,它表示顯示器的內容每秒鍾重新整理85次。行頻和場頻結合在一起就可以決定解析度的高低。另外它與圖像內容的變化沒有任何關系,即便螢幕上顯示的是靜止圖像,電子槍也照常更新。垂直掃描頻率越高,您所感受到的閃爍情況也就越不明顯,因此眼睛也就越不容易疲勞。現在的新標準規定,顯示器必須場頻達到85Hz時的最大解析度,才是真正的最大解析度。

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行頻

行頻(Horizontal Scan Frequency):指電子槍每秒在熒光屏上掃描過的水準線數量,等于“行數×場頻”。顯而易見,行頻是一個綜合解析度和場頻的參數,它越大就意味者顯示器可以提供的解析度越高,穩定性越好。還是以800×600的解析度、85Hz的場頻為例,顯示器的行頻至少應為“600×85=51kHz”。(註意場頻的單位是kHz)

影片頻寬

影片頻寬(Band Width):影片頻寬指每秒鍾電子槍掃描過的總象素數,等于“水準解析度×垂直解析度×場頻”。與行頻相比,頻寬更具有綜合性也更直接的反映顯示器性能,但通過上述公式計算出的影片頻寬隻是理論值,在實際套用中,為了避免圖像邊緣的信號衰減,保持圖像四周清晰,電子槍的掃描能力需要大于解析度尺寸,水準方向通常要大25%,垂直方向要大8%,就是所謂的“過掃描系數”,所以實際影片頻寬的計算公式為“水準解析度×125%×垂直解析度×108%”,即“行幀×135%”。如要顯示800×600的畫面,並達到85Hz的重新整理頻率,則實際頻寬為“800×600×85×135%=55.1MHz”(頻寬單位為MHz)。

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解析度

解析度(Resolution):解析度就是螢幕圖像的密度,您可以把它想像成是一個大型的棋盤,而解析度的表示方式就是每一條水準線上面的點的數目乘上水準線的數目。以解析度為640×480的螢幕來說,即每一條線上包含有640個像素或者點,且共有480條線,也就是說掃描列數為640列,行數為480行。解析度越高,螢幕上所能呈現的圖像也就精細。解析度不僅與顯示尺寸有關,還要受顯像管點距、影片頻寬等因素的影響。其標準的重新整理頻率應該是75Hz或是更高,知道解析度、點距和最大顯示寬度就能得出像素值。原理是彩色顯像管利用紅、綠、藍熒光點按不同比例合成出各種色彩。比如17″CRT一行中最多隻能容納1421組三原色,隻能滿足1280個像素點的需要,因此這17″彩顯的理想解析度是1024×768,勉強顯示1280×1024,不可能顯示1600×1200。標準顯像管的計算方法如下:最大顯示寬度÷水準點距=像素數,比如標準17″CRT的最大顯示寬度是320mm,標稱點距是0.28mm,那麽首先按0.28×0.866=0.243的公式計算出水準點距,然後再按320÷0.243=1316的公式得出像素數。

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最大可視區域

最大可視區域:是螢幕上可以顯示畫面的最大範圍,為螢幕的對角線長度。由于顯像管都是安裝在塑膠外殼內,且由于螢幕的四個邊都有黑框無法顯示,因此可視區域尺寸都會比顯像管尺寸稍微小一點。一般一台14英寸顯示器的實際顯示尺寸大約隻有12英寸左右。

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隔行和逐行

隔行和逐行:隔行掃描模式是—種掃描方式,當螢幕上顯示一幅畫面時,電子槍首先掃描完奇數行,再掃描偶數行,通過兩次掃描完成一幅圖像的更新,這種掃描方式通常非常閃爍。逐行掃描是另一種掃描方式,即當螢幕上顯示一幅畫面時,電子槍一次掃描完整幅圖像,這種掃描方式產生的閃爍較前一種更小。現在的15英寸或更大的顯示器都為逐行掃描。

安全識別

安全識別:TCO92稱之為“環境標志”,是由瑞典TCO組織于1991年製定的一個標準,增加了對交流電場(ATF)的限製,致力于降低電磁輻射、節省電力、防火和防電。TCO95涉及的是完整的個人電腦,如顯示器、系統單元和鍵盤,以及人體工學、輻射(除電磁場外,還包括一系列標準和功能:噪音和發熱)用電及環境保護(製造材料和生產工藝)等方面。最新的綜合性環保及人體工學設計規範,基于TCO 92\ISO\MPR-II;人體工學(ISO 9241)和安全性(IEC 950)標準;電源控製標準(NUTEK);低電磁輻射\低磁場輻射標準。TCO99是目前最新的標準,對顯示器提出了最嚴格的要求,讓使用者感到最大程度的舒適,同時盡可能保護環境。它所涵蓋的測試項目包括電磁波外泄、人體工學、生態學、能源效能,能夠阻絕有害電磁波,保障人體安全並且減少對環境的污染。具體在環保方面要求涉及到限製重金屬、溴化和氯化阻燃劑、氟裏昂及氯化溶劑的存在和使用。能源要求包括電腦或顯示器在不工作一段時間後能分一步或幾步將能源消耗降低到一個較低的水準,但重新激活電腦的時間在合理範圍內。

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即插即用

即插即用:對顯示器而言,它連線電腦後可以讓使用者直接變更顯示器的重新整理率和解析度,或無需重新啓動電腦來選擇所需顯示器(須配合顯示器)

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控製方式

控製方式:顯示器的控製方式可以分為模擬式與數位式兩種。模擬控製一般是通過旋鈕來進行各種設定,控製功能單一,故障率較高,而且模擬控製不具備儲存功能,每次改變顯示模式(解析度、顏色數等)後,都要重新進行設定。數位控製大都採用按鈕或飛梭式設計,操作簡單方便,故障率也較低。另外,數控方式可以儲存各種顯示模式下的螢幕參數,在切換顯示模式時無需重新進行設定。而根據操作介面的不同,數控又可分為普通數位調節和OSD(On Screen Display螢幕選單顯示)兩種,其中OSD可以直接在螢幕中顯示功能選項和調節狀態,因此操作更為直觀,調節精度也更高。OSD方式已為越來越多顯示器所採用,現在的控製項目多分為三種:基本控製、幾何形狀控製、以及色溫控製。基本控製可以讓你調整:亮度、對比、水準寬度,還有垂直高度、垂直居中等;幾何形狀控製則包括了地磁傾斜、桶形失真調整等,可以使不同解析度和率下的影像達到最佳狀態。另外它們還可以用來消除磁場所造成的影響,而彩色控製可以讓使用者根據室內光線的情況以及顯示器擺放的位置,來調整彩色畫面到最佳狀態。

接口方式

接口方式:所有的顯示器都提供了一個15針“D”型接口,用來連線顯示卡,傳送圖像數位信號。隨著USB設備的普及,現在越來越多的大螢幕顯示器也提供兩~五個USB接口,或者提供專用模組以便使無USB接口的顯示器升級,但它不能傳輸數位信號。顯示器的USB接口隻是充當了USB HUB的作用,可多連線兩三個USB設備,如USB滑鼠、USB MODEM等。帶有USB接口的顯示器可用軟體直接調節,較以前更方便、更直觀。 .

其他資料

細說CRT顯示器

今天,電子市場裏的顯示器產品可謂琳琅滿目,層出不窮的品牌和日新月異的款型令大多數普通使用者很難做出準確的判斷。在這種情況下,一些使用者難免受廠商片面宣傳的影響,盲目地選擇品牌——對于大多數缺乏足夠

專業知識的使用者來說,這也是一種無奈的選擇。

有一種比較簡單的判別顯示器性能的方法是看顯示器的影片頻寬。作為反映CRT顯示器掃描能力的綜合性指標,影片頻寬在一定程度上代表了CRT顯示器的整體性能。一台影片頻寬較低的顯示器,如果非要把解析度設到1600×1200,那就像給一個少年壓上百十來斤的擔子,他也許可以勉強支撐,但肯定會給以後的日子增添無窮的煩惱; 相反,對于一個五大三粗的壯漢來說,百十來斤的擔子則往往是負重若輕,自然不會損傷身體。

實際上,選購電器產品也是如此,需要什麽樣的性能表現,挑選時就應當滿足相應的技術參數。就像盛水的容器,如果想裝的水超出它的容積,那麽自然會“水滿則溢”,適得其反。在顯示器中,這種情況往往表現為電子元器件的滿負荷,甚至超負荷使用,結果使顯示器未老先衰,甚至出現“過勞死”的現象。

從技術上看,CRT顯示器的影片頻寬可以看做每秒鍾所掃描的像素點數的總和,一般採用MHz(兆赫茲)為單位。眾所周知,CRT顯示器是靠電子束激發螢幕內表面的熒光粉來顯示圖像的,由于熒光粉被點亮後很快會熄滅,所以電子槍必須迴圈地不斷激發這些點。螢幕解析度越高,需要掃描的點數就越多,對電子槍掃描頻率的要求就更高,影片頻寬也因此需要提高。

一般來說,CRT顯示器工作頻率範圍在電路設計時就已經固定了,主要取決于高頻放大部分元件的特徵,由于高頻電路的設計相對困難,因此成本也較高,同時還會產生一定的輻射。對于CRT顯示器而言,高頻處理能力越好,影片頻寬所能達到的頻率越高,圖像穩定性也越好。

CRT顯示器對影片頻寬的要求,除了解析度外,還和它的場頻有密切的關系。場頻是指CRT顯示器螢幕每秒鍾重新整理的次數,又稱為垂直掃描頻率,一般以Hz(赫茲)為單位。由于熒光屏上塗的是中短餘輝熒光材料,被電子束激發後會迅速熄滅,為了保證畫面穩定,就要求電子槍不斷地反復激發熒光粉(場頻與圖像內容沒有關系,即便是靜止圖像,電子槍也照常重新整理)。當場頻過低時,人眼會感覺到螢幕有明顯的閃爍,圖像穩定性差,容易造成眼睛疲勞。一般來講,CRT顯示器螢幕的場頻要達到75Hz以上人眼才不易出現閃爍感,但長時間註視必然會讓眼睛感到很累。

此外,影片頻寬不僅對顯示器壽命和故障率有影響,還對顯示器品質有重要影響。如果顯示器實際頻寬不足以支持使用者設定的解析度和場頻,則會使顯示的清晰度受到影響,從而影響顯示效果。

從理論上說,顯示器對頻寬的要求可以用解析度與場頻來計算:頻寬要求等于“水準解析度×垂直解析度×場頻”。但在實際情況中,顯像管電子束的掃描為了避免信號在掃描邊緣的衰減,保證圖像的清晰,其水準掃描的像素數和行掃描頻率均要比理論值高一些。所以,在計算頻寬的時候還應該除以一個“有效掃描系數”,一般取值為0.6~0.7。按照這個計算方法,解析度為1024×768、垂直重新整理頻率85Hz的螢幕設定,所需要的影片頻寬約為106MHz。也就是說,能夠滿足這種顯示要求的CRT顯示器的影片頻寬至少在106MHz以上。目前,高端CRT顯示器最高的影片頻寬已達到200MHz以上,如美格17英寸CRT顯示器中的796FDⅡ和796FDX5的影片頻寬都達到了203MHz。

除了顯示器性能外,對于消費者而言價格當然也很重要。根據筆者最近了解到的市場行情,目前絕大多數1500元以下的CRT顯示器影片頻寬在110MHz左右,影片頻寬在200MHz~210MHz的CRT顯示器價格一般在1500元~2000元之間,而210MHz以上影片頻寬的CRT顯示器則從2000元到6000多元都有,價格差距很大。相比之下美格796FDX5、796FDⅡ低于1500元的價格都非常引人註目,其影片頻寬指標無疑是同價位產品中最高的。

當然,高影片頻寬的CRT顯示器也並不能100%保證產品不出問題,因此,廠商的信譽和服務仍然相當重要,使用者在選購時同樣應考慮在內。

CRT顯示器的發展

顯示器的發展一直都是整個IT行業發展大家所關註的焦點,每當顯示器有了革命產品出現往往都會為IT業帶來一陣風暴與熱潮。回想起2001年顯示器產業的發展過程,純平CRT與LCD液晶顯示器可以說進行了一場世代交替的競爭,在這一場競賽中,沒有所謂的勝負,也沒有所謂誰佔上風,純平CRT與LCD液晶顯示器各憑著自身的優勢,正在進行一場持續的馬拉松競賽。面對液晶顯示器的來勢洶洶,CRT顯示器展現成熟的格局,維持較高的性價比來抵抗液晶顯示器的取代;LCD液晶顯示器雖然擁有一身的好處,卻處于短缺的情況,面板製造商無不忙于擴張產能來解決目前缺貨的窘境,。然而,在液晶另一波降價來臨之前,高亮度CRT顯示器的問世,可以說為純平CRT與LCD處于焦灼之中,另起波瀾。使的原本平靜的顯示器市場,在暑假旺季即將到來之前,成為市場關註的熱點。

明基產品經理表示,高亮度CRT顯示器嚴格來講並不算是CRT革命性的技術突破。傳統電視機在高亮度的套用早已行之多年,在電視的使用環境,所強調的是圖像畫面的表現,文字對電視而言,隻是附加的旁白;在硬體結構上,電視機的場頻與行頻分別為50Hz 及15Khz,相較於CRT顯示器最低要求75Hz場頻為與31Khz的行頻,CRT顯示器電子槍所承受的負荷較大,因此電子槍的電流相對較小;此外,電視機解析度要求不如CRT顯示器高,因此熒光體點距較大,在承受較大的電流之下,熒光體發光強度得以增大。高亮度CRT顯示器,是通過增加電子槍所能承受的電流與熒光體塗塵壽命,使得CRT顯示器可以往高亮度發展。

就CRT顯示器而言,過去使用情境偏重于文字處理,顯示器的亮度如果過大,在高解析度下,字型往往會發虛,然而隨著顯示器在網路及多媒體上的普及套用,單一亮度的使用情境,已經無法滿足消費者的需求。顯示器必須滿足電腦及其他數位產品所提供的各項功能輸出。顯示器的發展已經由參數競爭延伸到功能的競爭,感官娛樂享受的體驗需求逐步引導市場。

對此,在6 月明基推出一系列擁有高亮度功能的顯示器,首推三款高亮度功能的顯示器-774P,774PT及781PT。

774P及774PT擁有110MHz頻寬,0.25mm的點距,最高解析度1280*1024@67Hz. 足以滿足一般DIY使用者的需求.;781PT擁有高達176MHz的高頻寬,,0.25mm的點距,最高解析度達1600*1200@69Hz. 滿足遊戲玩家及電腦發燒友期待的大解析度高重新整理率,三款顯示器除了通過MPRII等識別外,774PT與781PT更通過TCO99嚴格的識別,使得長時間使用者能得到最佳的保護。

在高亮度功能方面,明基提供”SmartEye”的熱鍵,提供三種常用亮度模式的切換-Standard (標準),Internet(網路),Video(錄像).方便使用者在不同使用情境進行切換。在網路及錄像模式下”SmartEye”的熱鍵藍燈會處於啓動狀態,熱鍵的切換中,OSD 選單會彈出,能讓使用者了解所處的高亮模式。

在標準模式下,顯示器亮度適合常用文字編輯的操作,所強調的是字型的細膩與聚焦的精準;網路模式對使用者在上網流覽圖文並存網站時,除了享有清晰的文字內容外,精彩圖片的畫質的在高亮度的模式下,顯得更加亮麗。錄像模式則提供看DVD,電視,玩遊戲時所需的電視機亮度,呈現出鮮艷的動態畫面。在此最高亮度“錄像”模式下,亮度可達330cd/m2,同時OSD 亮度功能鍵在不同亮度模式下均可做上下修正,使得最高亮度可達340cd/m2。此外,三款顯示器的OSD提供兩種預設色溫(9300K & 6500K )提供標準模式冷色調與暖色調,足以滿足不同的需求。

此外,值的一提的是這三款顯示器採用明基所堅持高階顯示器的“銳彩”技術,有效縮影像的轉換時間,降低影像訊號的幹擾,確保色彩的純度,讓影像更加艷麗更加飽和,對錄像模式而言,完全可以達到電視機的效果。然而,在標準模式之下,“銳彩”技術加上動態聚焦切換回路,使得線條顯得更加清晰細致,讓Excel 表格黑線條畫面下完全沒有拖影的現象,能提供最佳的文字編輯畫質。整體而言這三款高亮顯示器,、無論在功能及參數,可以滿足大多數消費者的需求。

CRT 的發展史 首次套用于 示波器中  

(CRT)是德國物理學家布勞恩(Kari Ferdinand Braun)發明的,1897年被用于一台示波器中首次與世人見面。但CRT得到廣泛套用則是在電視機出現以後。

陰極射線管能提供聚集在熒光屏上的一束電子以便形成直徑略小于1mm的光點。在電子束附近加上磁場或電場,電子束將會偏轉,能顯示出由電勢差產生的靜電場,或由電流產生的磁場。

實驗室通常使用靜電偏轉式示波管,它的旁熱式陰極需要1A的電流、4或6.3V的電壓。陰極被離得較遠的頂部開孔的圓柱形金屬筒罩著,圓筒相對于陰極加上負電勢,電子受到它的排斥、形成通過小孔的電子束。這個圓筒電極稱為柵板或禁止柵,改變柵極電位能控製陰極發射電子,于是就改變了光點的輝度。相應的控製旋鈕標記為“輝度”。

從控製柵出來的電子束穿過第一、二、三陽極,這三個陽極對于陰極都處于正電位。這些電極之間的電場,隨所加的電勢不同,可以使電子束匯聚或發散。它們的作用類似光學中的透鏡組。通常使第一、三陽極相對于陰極處于最高電位,第二陽極則處于較前兩個低些的電位,但比陰極電位高。第二陽極的電位可以改變。用這樣的方法,能將光點聚焦在屏上。控製第二陽極電勢的分壓器起著“聚焦”作用,見圖38/1。屏面塗著一層矽化鋅,當電子轟擊屏時,它會發出綠光。

在最後一個陽極和屏之間安裝了偏轉板,X偏轉板比Y偏轉板離屏更近,X偏轉板造成水準偏轉,Y偏轉板造成垂直偏轉。在Y方向上有較高的靈敏度(單位為mm/V)。

因為電子束由電子組成,所以,加在X偏轉板之間的電勢差會引起電子束隨X板的極性由左向右、或由右向左移動。光點向著具有較高正電位的電極板移動。加在Y偏轉板上的電勢差也以同樣的方式引起電子束向上或向下移動。

陰極射線管-關于電極電壓要特別註意 通常最後的陽極要接地以使偏轉板不會處于高壓附近,錯誤的方法會引起光點漂移,甚至在某些情況中導致危險。示波管陰極末端處在相對于地幾千伏的負電勢上,它取決于示波管的零點。因此,當示波管工作時,陰極、陰極加熱裝置,加熱裝置的電流變壓器線圈,以及聚焦陽極(A2)對于操作者而言是危險的。所以這些部件的相應旋鈕中間都必須絕緣,始終保持與高壓電源隔離。    

CRT的工作原理

CRT顯示器(學名為“陰極射線顯像管”)是這樣一種裝置,它主要由電子槍(Electron gun)、偏轉線圈(Deflection coils)、蔭罩(Shadow mask)、高壓石墨電極和熒光粉塗層(phosphor)和玻璃外殼五部分組成。其中我們印象最深的肯定是玻璃外殼,也可以叫做熒光屏,因為它的內表面可以顯示豐富的色彩圖像和清晰的文字。CRT顯示器是怎樣將三基色原理用在其中的呢?當然,並不是直接將這三基色畫在熒光屏上,而是用電子束來進行控製和表現的。

CRT顯示器

電子槍是如何工作的

這首先有賴于熒光粉層,在熒光屏上塗滿了按一定方式緊密排列的紅、綠、藍三種顏色的熒光粉點或熒光粉條,稱為熒光粉單元,相鄰的紅、綠、藍熒光粉單元各一個為一組,學名稱之為像素。每個像素中都擁有紅、綠、藍(R、G、B)三基色,根據我們剛才所說的三基色理論,這就有了形成千變萬化色彩的基礎。然而,怎樣把這三原色混合成豐富的色彩呢?

我們通過電子槍(Electron gun)來解決這個問題,沒錯,電子槍就好像手槍一樣,可以發射,不過發射的不是子彈,而是非常高速的電子束。其工作原理是由燈絲加熱陰極,陰極發射電子,然後在加速極電場的作用下,經聚焦極聚成很細的電子束,在陽極高壓作用下,獲得巨大的能量,以極高的速度去轟擊熒光粉層。這些電子束轟擊的目標就是熒光屏上的三基色。為此,電子槍發射的電子束不是一束,而是三束,它們分別受電腦顯示卡R、 G、 B三個基色影片信號電壓的控製,去轟擊各自的熒光粉單元。受到高速電子束的激發,這些熒光粉單元分別發出強弱不同的紅、綠、藍三種光。根據空間混色法(將三個基色光同時照射同一表面相鄰很近的三個點上進行混色的方法)產生豐富的色彩,這種方法利用人們眼睛在超過一定距離後分辨力不高的特徵,產生與直接混色法相同的效果。用這種方法可以產生不同色彩的像素,而大量的不同色彩的像素可以組成一張漂亮的畫面,而不斷變換的畫面就成為可動的圖像。很顯然,像素越多,圖像越清晰、細膩,也就更逼真。可是,怎樣用電子槍來同時激發這數以萬計的像素發光並形成畫面呢?

CRT顯示器

畫面是如何形成的

科學家們想到了一個很聰明的辦法,其原理是利用了人們眼睛的視覺殘留特徵和熒光粉的餘輝作用,這就是我們即使隻有一支電子槍,隻要我們的三支電子束可以足夠快地向所有排列整齊的像素進行激發,我們還是可以看到一幅完整的圖像的。大家不要懷疑,我們現在的CRT顯示器中的電子槍能發射這三支電子束,然後以非常非常快的速度對所有的像素進行掃描激發。

CRT顯示器

要形成非常高速的掃描動作,我們還需要偏轉線圈(Deflection coils)的幫助,通過它,我們可以使顯像管內的電子束以一定的順序,周期性地轟擊每個像素,使每個像素都發光,而且隻要這個周期足夠短,也就是說對某個像素而言電子束的轟擊頻率足夠高,我們就會看到一幅完整的圖像。我們把這種電子束有規律的周期性運動叫掃描運動。

顯示器的掃描方式

理解了三基色,聰明的你一定會想到,可以用這樣一個原理來製作彩色顯示器呀。沒錯,我們今天的色彩豐富的CRT顯示器正是由這個三基色原理製造出來的。剛才我們提到,三基色的選擇在原則上是任意的,但是通過實驗研究發現,人類的肉眼對紅、綠、藍三種顏色反應最靈敏(人眼所見的各種色彩是因為光線有不同波長所造成的,肉眼對這三種波長的感受特別強烈 ),而且它們的配色範圍比較廣,用這三種顏色可以隨意配出自然界中的大部分顏色,因此在CRT顯示器中,選用紅、綠、藍三種顏色作為三基色,還分別用R、G、B三個字母來表示。現在問題來了,怎樣可以把這三基色的光表現出來呢,我們需要一個機電裝置來完成這一表現過程

CRT顯示器

沒錯,因為有大量排列整齊的像素需要激發,必然要求有規律的電子槍掃描運動才顯得高效,通常實現掃描的方式很多,如直線式掃描,圓形掃描,螺旋掃描等等。其中,直線式掃描又可分為逐行掃描和隔行掃描兩種,相信大家都經常聽到,事實上,在CRT顯示系統中兩種都有採用。逐行掃描是電子束在螢幕上一行緊接一行從左到右的掃描方式,是比較先進的一種方式。而隔行掃描中,一張圖像的掃描不是在一個場周期中完成的,而是由兩個場周期完成的。在前一個場周期掃描所有奇數行,稱為奇數場掃描,在後一個場周期掃描所有偶數行,稱為偶數場掃描。無論是逐行掃描還是隔行掃描,為了完成對整個螢幕的掃描,掃描線並不是完全水準的,而是稍微傾斜的,為此電子束既要作水準方向的運動,又要作垂直方向的運動。前者形成一行的掃描,稱為行掃描,後者形成一幅畫面的掃描,稱為場掃描。

CRT顯示器

有了掃描,就可以形成畫面,然而在掃描的過程中,怎樣可以保證三支電子束準確擊中每一個像素呢?這就要借助于蔭罩(Shadow mask),它的位置大概在熒光屏後面(從熒光屏正面看)約10mm處,厚度約為0.15mm的薄金屬障板,它上面有很多小孔或細槽,它們和同一組的熒光粉單元即像素相對應。三支電子束經過小孔或細槽後隻能擊中同一像素中的對應熒光粉單元,因此能夠保證彩色的純正和正確的會聚,所以我們才可以看到清晰的圖像。

至于畫面的連續感,則是由場掃描的速度來決定的,場掃描越快,形成的單一圖像越多,畫面就越流暢。而每秒鍾可以進行多少次場掃描通常是衡量畫面質量的標準,我們通常用幀頻或場頻(單位為Hz,赫茲)來表示,幀頻越大,圖像越有連續感。我們知道,24Hz場頻是保證對圖像活動內容的連續感覺,48Hz場頻是保證圖像顯示沒有閃爍的感覺,這兩個條件同時滿足,才能顯示效果良好的圖像。其實,這就跟卡通片的形成原理是相似的,一張張的圖片快速閃過人的眼睛,就形成連續的畫面,就變成動畫。

故障與維修

對于電腦使用者來講,最親近的莫過于顯示器了,可以說它是電腦系統不可或缺的組成部分。目前大家常用的還是CRT顯示器,而CRT顯示器也極易出現故障,那麽如何才能檢查和排除這些故障呢?

出現黑屏故障應如何排除?

答:電腦顯示器出現黑屏是使用者在使用電腦中經常遇到的問題。其實,隻要稍對電腦硬體中主機板、CPU、記憶體、顯示卡等幾大部件有一定的了解,非元器件的損壞的簡單故障完全可以自己動手排除。出現這種情況,你可以按照以下的維修步驟和方法進行分析和簡單的維修:

1. 檢查主機電源是否工作;電源風扇是否轉動?用手移到主機機箱背部的開關電源的出風口,感覺有風吹出則電源正常,無風則是電源故障:主機電源開關開啓瞬間鍵盤的三個指示燈(NumLock、CapsLock、ScrollLock)是否閃亮一下?是,則電源正常;主機面板電源指示燈、硬碟指示燈是否亮?亮,則電源正常。因為電源不正常或主機板不加電,顯示器沒有收到資料信號,顯然不會顯示。

2.檢查顯示器是否加電;顯示器的電源開關是否已經開啓?顯示器的電源指示燈是否亮?顯示器的亮度電位器是否關到最小?顯示器的高壓電路是否正常?用手移動到顯示器螢幕是否有"噝噝"聲音、手背汗毛是否豎立?

3.檢查顯示卡與顯示器信號線接觸是否良好。

可以拔下插頭檢查一下,D形插口中是否有彎曲、斷針、有大量污垢,這是許多使用者經常遇到的問題。在連線D形插口時,由于用力不均勻,或忘記擰緊插口固定螺絲,使插口接觸不良,或因安裝方法不當用力過大使D形插口內斷針或彎曲,以致接觸不良等。

4.開啟機箱檢查顯示卡是否安裝正確;與主機板插槽是否接觸良好。

顯示卡或插槽是否因使用時間太長而積塵太多,以至造成接觸不良;顯示卡上的晶片是否有燒焦、開裂的痕跡;因顯示卡導致黑屏時,電腦開機自檢時會有一短四長的"嘀嘀"聲提示。

安裝顯示卡時,要用手握住顯示卡上半部分,均勻用力插入槽中,使顯示卡的固定螺絲口與主機箱的螺絲口吻合,未插入時不要強行固定,以免造成顯示卡扭曲。如果確認安裝正確,可以取下顯示卡用酒精棉球擦一下插腳或者換一個插槽安裝。如果還不行,換一塊好的顯示卡試一下。

5.檢查其他的板卡(包括音效卡、解壓卡、影片捕捉卡)與主機板的插槽接觸是否良好。

註意檢查硬碟的資料線、電源線接法是否正確?更換其他板卡的插槽,清潔插腳。這一點許多人往往容易忽視。一般認為,電腦黑屏是顯示器部分出問題,與其他設備無關。實際上,因音效卡等設備的安裝不正確,導致系統初始化難以完成,特別是硬碟的資料線、電源線插錯,也容易造成無顯示的故障。

6.檢查記憶體條與主機板的接觸是否良好,記憶體條的質量是否過硬。

把記憶體條重新插拔一次,或者更換新的記憶體條。如果記憶體條出現問題,電腦在啓動時,會有連續四聲的"嘀嘀"聲。

AST(VGA)彩色CRT顯示器顯示垂直幅度正常,但水準幅度縮小。

故障分析與維修方法:顯示的內容完整,表明場掃描電路、影片放大電路、 高壓電路都基本工作正常,可能損壞的電路是行掃描電路、電源電路。檢查維修方法如下:

1.關機斷電,靜態測量行掃描電路主要元器件有無硬損壞。實測Q502、 Q503、Q505以及外圍電路的阻容元器件,均未發現明顯異常。

2.通電測量行掃描電路主要元器件各極電壓。當測量行振蕩積體電路晶片TDA1180P第1腳電壓時,發現由12V上升為18V。TDA1180P第1腳電壓是由開關電源提供的,因此,應檢查電源電路的工作情況(參見圖1)。

3.檢查電源的12V輸出電壓為18V左右。進一步檢查發現,該機的12V穩壓電路是由U801(UA7812)擔負的,由于U801沒有徹底損壞,所以靜態測量損壞不明顯,換一新品,開機試驗故障現象解除。

AST(VGA)彩色CRT顯示器無光柵顯示。

故障分析與維修方法:無光柵、無顯示,表明顯示器沒有工作。可能損壞的部位或是電源電路或是主要負載電路。由于負載電路較復雜,一般應先檢查電源電路。檢查維修方法如下:

1.檢查保險絲F801,完好。

2.拔下消磁線圈插頭,合上電源開關,測量電源線兩端阻值很大,說明可以加電進行檢查。

3.檢查整流濾波電路。測量整流橋堆PR801輸出兩端電壓約為308V,說明整流電路無故障。

4.檢查電源振蕩電路。實測開關管Q801基極電壓為0.5V左右,說明電路沒有振蕩,可能振蕩電路有故障(參見圖2)。

5.靜態測量振蕩電路的主要元器件。線上測試未發現明顯異常。斷開C808測量該電容器時,用R*10K檔測試表針紋絲不動,可能C808失效,換一同參數的新品,加電開機試驗,顯示器恢復正常。

AST(VGA)彩色CRT顯示器開機很短時間後,顯示內容左右扭曲,上下晃動。

故障分析與維修方法:開機時顯示的內容正常,說明機器各部分工作正常。過一會兒發生顯示內容左右扭曲、上下晃動,說明電路有不穩定的元器件。這種元器件隻能在低溫條件下正常工作,當其溫度上升到一定值時,就不能正常工作,維修時常稱之為“活”故障。

遇到“活”故障,可採用人為“降溫”的方法找到故障器件。具體辦法有兩個:

1.取一個吹頭發用的“電吹風”,將其功能選到冷風檔,對著可疑的元器件吹冷風,當吹到某一個元器件時故障解除,表示該元器件損壞,應更換。

2.用一棉球沾上無水酒精擦拭可疑元器件表面,讓酒精加速元器件散熱,如果擦試某一元器件表面時故障現象解除,說明該元器件損壞,應予更換。

但是機內元器件有幾百個,要做到每個元器件都採用“降溫”法來處理既不現實又不安全,因此,在採用“降溫”法之前,最好先確定一下故障範圍和可能損壞的元器件,然後再謹慎實施“降溫法”。本例故障現象說明掃描電路或電源電路有不穩定的元器件。用“降溫”法對行振蕩積體電路TDA1180P、場振蕩積體電路TDA1670A、電源整流橋堆PR801等元器件進行“降溫”處理,當對整流橋堆PR801實施“降溫”時,故障現象有瞬間解除,說明PR801有軟損壞。取下PR801,換上一個同型號的新品,顯示器恢復正常。參見圖3。

AST(VGA)彩色CRT顯示器光柵成比例地縮小。

故障分析與維修方法:光柵成比例地縮小,即光柵的上下左右均有規律地縮小,這可能是行掃描與場掃描電路存在問題。但是,行掃描與場掃描電路同時出問題是很少見的。仔細觀察故障現象,發現行掃描與場掃描電路工作過程沒有問題,隻是掃描的電壓不足,導致光柵成比例地縮小,最大的可能是電源供電不正常。檢查維修方法如下:

1.檢查電源整流濾波電路。測量橋式整流電路的輸出電壓為300V,證明電源的整流濾波電路沒有問題。

2.檢查直流電壓輸出電路。測量電容器C204的正極,電壓為5V,正常;測量電容器C802的正極,電壓為18V,正常;測量V801的輸出極,電壓為12V,正常;測量電容器C816的正極,電壓為60V,比正常值低30V(正常值90V)。這點電壓異常,說明這條支路有故障,可能損壞的元器件有:C816、L805、C817、D805以及開關變壓器在該支路繞組。

將上述元器件逐個焊下測量,發現電容器C817無充放電過程,D805正反向電阻相差不大,其它元器件均完好。更換一隻新的電容器C817和整流二極體D805,重新焊好電路各元器件,加電開機試驗,顯示器恢復正常。

CRT顯示器出現閃屏

1、在win7 32位系統的桌面空白處右鍵,選擇“個性化”;

CRT顯示器CRT顯示器

2、在開啟的個性化設定視窗中,繼續點擊左下角的“顯示”;

3、點擊“變更顯示器設定”;

4、進入螢幕解析度頁面後,點擊“高級設定”;

5、在彈出的屬性視窗中,切換到“監視器”標簽頁,可看到螢幕重新整理頻率設定下拉列表,一般80-85CRT顯示器是都可承受的,如果不清楚哪個合適,可逐個調試查看效果。

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