CRT显示器电路原理分析

1CRT显示器电路原理分析[摘要]随着电子技术的发展，计算机已深入到工农业生产、国防、科研以及家庭生活的各个领域。显示器是计算机系统的一个重要组成部分，作为一名显示器产线作业指导者，初步掌握显示器原理是十分必要的。我的设计任务就是对型号为A991U/V的CRT显示器的电路原理进行分析。整篇论文共分为六个部分，分别为显示器与电视机的比较，电源电路，CPU部分，偏转(扫描)电路，高压分离电路以及视频处理电路。[关键词]阴极射线管白平衡色纯行扫描场扫描高压分离2目录引言…………………………………………………………………4第一章彩色显示器与彩色电视机的比较………………………4第二章电源部分…………………………………………………6第一节开关稳压电源的组成…………………………………6第二节开关稳压电源的工作原理……………………………6第三节电路分析………………………………………………61.干扰抑制电路…………………………………………62.自动消磁电路…………………………………………73.桥式整流电路…………………………………………84.PFC（POWERFACTORCONTROL）电路…………………95.开关电源电路…………………………………………95.1UC3842各引脚功能…………………………………95.2电源的启动过程………………………………………105.3过压保护电路工作原理……………………………105.4过流保护电路工作原理……………………………115.5直流电压输出………………………………………115.6节电控制电路………………………………………12第三章CPU部分…………………………………………………12第一节概述……………………………………………………12第二节NT6865引脚功能介绍…………………………………13第三节CPU的外围电路………………………………………131.屏幕保护主电路………………………………………142.黑屏保护辅助电路……………………………………153.亮度控制电路…………………………………………154.功能键选择电路………………………………………165.RESET（复位）电路……………………………………166.调整色纯电路…………………………………………177.显示器部分收敛电路…………………………………188.自动S校正电路工作原理……………………………18第四章扫描电路…………………………………………………19第一节概述……………………………………………………191.扫描电路的功能……………………………………………192.TDA4856简介………………………………………………193.TDA4856功能………………………………………………203第二节行扫描电路……………………………………………211.行扫描电路的基本组成………………………………212.行激励电路……………………………………………223.行输出电路……………………………………………224.电路分析………………………………………………244.1行扫描电路……………………………………………244.2行扫描线性补偿电路…………………………………244.3高压保护电路…………………………………………264.4动态聚焦电路…………………………………………26第三节场扫描电路……………………………………………271.场扫描电路的基本组成…………………………………272.TDA8172引脚功能介绍…………………………………283.场扫描电路………………………………………………29第五章高压分离电路………………………………………………29第一节概述………………………………………………………29第二节普通显示器高压产生电路原理…………………………29第三节高压分离电路……………………………………………301.HEF4538工作原理………………………………………302.高压分离电路分析………………………………………31第六章视频信号处理………………………………………………34第一节概述………………………………………………………34第二节电路组成…………………………………………………34第三节电路分析…………………………………………………351.视频信号输入电路…………………………………………352.行消隐电路…………………………………………………353.自动亮度控制电路ABL……………………………………364.白平衡………………………………………………………37结论…………………………………………………………………39致谢语………………………………………………………………394引言当今人类已发展到信息社会。计算机已成为控制和管理各种信息的重要工具，主要是因为建立了人与机器联系的系统，其中电子显示器成为传送大量字符、图形、图象信息最直观和最有效的手段。电子显示器是人机对话的窗口，它把电信号转换成人眼直接观察、识别的光信号，在各种经济、贸易、交通和科技信息日趋复杂、急剧膨胀的现代社会，它作为信息处理系统的“门面”，更显示出对人类进步的重大促进作用。电子显示器主要分为两大类：一是阴极射线管CRT显示器，二是平板式显示器（主要包括液晶显示器、等离子显示器、真空荧光显示器、电致发光显示器等）。虽然，近两年有少量小屏幕显象管CRT显示器被平板式显示器取代，但阴极射线管显示器仍保持着产量最高的发展势头（约占60～70%）。这是由于它具有更高的图象质量（如高分辨率、高亮度和丰富的彩色与灰度层次、响应速度快等），以及具有寿命长、可靠性高和较低的价格成本。本文针对CRT显示器的各个电路模块进行原理分析。第一章彩色显示器与彩色电视机的比较彩色电视机与彩色显示器的基本工作任务都是将带有图象信息的电信号转换成光信号在屏幕上显示出来。所以，彩色电视机与彩色显示器的基本组成大同小异，都是由视频信号处理电路，行、场扫描电路，显象管和开关电源电路组成。图1-1为彩色电视机的组成框图。由彩色电视机的组成框图可见，彩色电视机和彩色显示器在组成框图上的差别主要集中在输入电路上。这是因为，电视广播是利用高频载波来传送电视信号的。不同电视台采用不同频率的载波发射电视信号，彩色电视机中的高频调谐器可以接收这些高频载波信号，并将它们还原成视频信号。彩色电视机的高频调谐器除了接受信号外，还可以从不同频率的载波信号中选择出特定电视台的信号，并将其转换成固定的中频信号，经中频放大和视频检波后，得到音频信号、图像信号和扫描同步信号。音频信号送到伴音电路中经喇叭还原成声音，该电路的工作原理与收音机电路的工作原理一样。图象信号和扫描同步信号进入图像处理电路和行、场扫描电5路中，经显象管还原成图像信号显示出来，这些电路工作原理和彩色显示器的工作原理一样。从上面分析可见，彩色显示器和彩色电视机在组成框图的差别上主要集中在输入电路和伴音电路上。因为，彩色电视机接收的是不同频率的高频载波信号，所以，彩色电视机的输入电路较复杂，同时为了还原声音，彩色电视机还必须有伴音电路。而彩色显示器接收的是计算机输出的图形显示信号，所以，彩色显示器的输入电路较简单，但彩色显示器为了要兼容不同的显示卡，必须有不同的行、场扫描频率，所以，彩色显示器的行、场扫描电路比彩色电视机复杂。图1-2为A991U/V显示器组成框图图1-1彩色电视机组成框图图1-2A991U/V显示器组成框图第二章电源部分6第一节开关稳压电源的组成（如框图2-1所示）图2-1开关稳压电源的组成第二节开关稳压电源的工作原理开关稳压电源的工作过程比较简单，原理也不复杂，属于直—交—直电源变换电路。主要是通过一个开关管来起作用。由方框图可以看出：UI为输入的直流电压，它可由电市电经整流、滤波后得到。开关管为稳定输出电压的调整元件，它受控于环路控制电路，当控制电路送出一定周期T的脉冲控制信号时，可使开关管按该脉冲信号变化的规律导通或截止。如开关管的导通时间为ONT，截止时间为OFFT，则输入的直流电压被开关裁成一个个矩形脉冲，然后滤波元件将矩形脉冲的交流分量滤除后，输出电压U0便为矩形脉冲的平均分量，其大小为：IONIONUfTUTTU0（2-1）由上式可见，在周期T一定的条件下，改变开关管的导通时间ONT，或在ONT一定的情况下，改变开关管的开关周期T，或频率f，都可以改变输出电压的大小。第三节电路分析71.干扰抑制电路（如图2-2所示）：它的作用是抑制开关电源对交流电网的干扰，同时抑制电网高频干扰串入电源。图2-2干扰抑制电路线路说明：CN901为插座，接电网电压，F901为保险丝C944滤除高频成分，R901对抗干扰电容起泄放作用，由于C944电容储能，关机后，R901是大电阻（470K），可迅速消耗掉这些电能，防止关机后带电损耗元件。C901抑制差模干扰，即抑制火线和零线之间的干扰，属对称性干扰。C902、C903共地，抑制共模干扰，即火线和零线分别与地之间的干扰，属于非对称性干扰。NR901为负温度系数电阻，开机瞬间温度低，阻抗大，防止电流对回路的浪涌冲击。2.自动消磁电路（如图2-3所示）：彩色显象管内的金属部件以及基座上的金属部件受到磁化后产生杂散的磁场，这些磁场会影响电子束的偏转，因而破坏色纯和会聚。自动消磁电路作用是每当开机时自动对显象管及其周围部件消磁。具体方法为利用一个线圈产生逐渐变弱的交变磁场，将被消磁的部件退磁。线路说明：开机瞬间，IC101的DEG引脚提供一个电压（VDEG≈3.69V,持续时间为2～3秒）给Q902的B极，作为偏置电压，使三极管导通，产图2-3自动消磁电路生电流，流过继电器内的电感，产生磁场，使继电器开关闭合，瞬间220V电压通过消磁电阻PR901加到消磁线圈上形成回路。PR901为热敏电阻（正8温度系数电阻），电阻随温度的升高而升高，产生衰减电流，（如图2-4所示）通过粗电感线圈（绕在CRT的周围），使电磁量减小，达到消磁的目的。IC101中的DEG引脚电压消失后，Q902截止，继电器开关断开，消磁结束。D905起泄放作用。图2-4消磁电路中的衰减电流3.桥式整流电路（如图2-5所示）电路分析：当输入正弦波的正相部分时，输入端上正下负，其电流的走向为：输入端的正极性—＞D2—＞RI—＞D4—＞输入端的负极性。当输入正弦波的负相部分时，输入端上负下正，其电流的走向为：输入端的正极性—＞D3—＞RI—＞D1—＞输入端的负极性。从以上分析可知负载电图2-5桥式整流电路阻RL输出电压为上正下负。负载输出电压波形如图2-6所示图2-6负载输出电压波形机型A991U/V的桥式整流电路（如附图所示），BD901是整流桥硅堆，C950为电源滤波电容。交流电网的输入电压经BD901和C950整流滤波后9输出为300V左右的直流电压。4.PFC（POWERFACTORCONTROL）电路：它的作用是提高功率因数，有效地利用电源，避免对电网造成干扰，具有节能的作用。电路主要由IC905以及外围电路组成（如附图所示），图2-7为芯片IC905MC33260外观图。图2-7MC33260外观图IC905各引脚的功能：①F.B反馈端D908的负端输出电压通过R951、R950、R949（这几个电阻阻值很大，相当于断路，只有部分电流流过）接到F.B端，提供一个反馈电压，当电压频率与同步信号频率不一致时，F.B调整内部工作，使PIN7GATE提供的方波信号频率与同步信号一致。②V.C③C.T④C.S外接振荡电容C946、C947，使内部产生锯齿波，从而使GATE端输出方波⑤SYNC同步信号⑥GND接地⑦GATE输出方波脉冲,通过Q910(开关管),高电平时Q910导通,低电平时截止。当Q910导通时，BD901电压通过L908，对L908充电；当Q910截止时，L908通过R949，R958，R951放电。⑧Vcc电源SYNC+信号通过C951耦合，D920整流，分两路，一路输入到Vcc作为启动电压，一路对C952充电，C952