第五节显象管及其附属电路

第五节显象管及其附属电路一、概述彩色显象管是接收机的重要部件，是重现彩色图象的关键。他分为三种：⑴三枪三束荫罩式，50年代初期发明的。优点：图象质量好，工艺较成熟。缺点：会聚电路复杂，调整麻烦，成本高，维修不便。目前只在高清晰度电视和监视器中应用。⑵单枪三束栅网管，60年代初研制的。它的会聚电路简单，但会聚调整问题仍没很好解决。⑶自会聚管，1972年由美国RCA公司研制成功。优点：不用会聚电路，会聚调整方便，生产维修容易，成本低。目前几乎所有彩电都是采用它。会聚问题：彩色显象管的三注电子束在扫描过程中，始终都能同时轰击同一组相应的荧光粉条或点，若会聚不好，则会产生彩色镶边现象。二、自会聚彩色显象管自会聚彩色显象管采用了精密直列式电子枪，并配置了精密环行偏转线圈。1、精密直列式电子枪特点：一字型一体化。一字型：三个电子枪在水平方向按一字型排开。一体化：除电子枪的阴极各自独立外，其它的控制栅极、加速阴极、聚焦阳极都是连在一起。各电极均开有排成“一字型”的小孔，以便让三注电子束通过。优点：由于电子枪在水平方向一字排列，消除了垂直方向的失聚现象，只需进行水平会聚调整。2、开槽荫罩与条状荧光屏在荧光屏的背面约1cm处，设有一块0.15mm厚的钢板,称为荫罩板.上面有规律地排列了40多万个条状小孔(荫罩孔),每一个荫罩孔对应一组三基色荧光粉条.荧光屏呈球面状,屏幕上涂敷着垂直交替的三基色荧光粉条,在没有荧光粉的空隙处涂有黑色石墨,用来吸收管内外的杂散光,以提高图象的对比度.这一措施叫黑底技术,故可选用透光好的玻璃和较大的荫槽孔,以增加荧光屏的亮度.三个基色荧光粉为一组与一个荫罩孔相对应,因此荧光粉条的个数是荫罩孔的三倍.工作原理：⑴静态会聚：采用两对环行永久磁铁安装在管径上进行调整，一对为四磁极式，一对为六磁极式。可以对三条电子束出现的各种偏移进行校正，使它们位于同一水平面内，且两边束与中心束保持等距。⑵动态会聚进行动态会聚所需的非均匀磁场分布为：垂直偏转磁场应为桶形分布，水平偏转磁场应为枕形分布。⑶偏转线圈自会聚显象管的偏转线圈是特制的环行精密偏转线圈，它的行偏转线所产生的磁场是枕形的。场偏转线圈所产生的磁场是桶形的。这样的磁场能使电子束在整个荧光屏上自动会聚。它由显象管生产厂家根据显象管会聚要求设计，然后与调整用的磁环一起按顺序套在显象管颈上，固定形成一个整体，使用时无需进行会聚调整。⑷磁增强器与磁分路器在电子枪的顶部装有四个高导磁导的屏蔽磁环。磁分路器：位于两边束的阳极孔上，与阳极同心。其作用是使两边电子束形成的光栅尺寸减少，起磁分路作用。磁增强器：位于中间阳极孔上下方约4mm处，主要起增强中间电子束磁场的作用，可使中心电子束的光栅尺寸增大。目的：帮助进行会聚，使RGB三基色光栅重合。三、显象管的附属电路1、枕形失真的校正彩色电视机中由于加入永久磁铁会破坏会聚和影响色纯度，故采用修正行场扫描电流波形的方法来校正光栅的枕形失真。对水平枕形失真：利用场频抛物波去调制行偏转电流。对于垂直枕形失真：利用行频抛物波加到线性场偏转电流上。2、白平衡调整目的：是为了用彩色电视机收看黑白电视节目或显示彩色电视信号中的黑白部分时，不论信号电平如何变化，都能保证不出现彩色。白平衡调整分为两步：暗平衡和亮平衡调整。暗平衡调整是把各电子枪的截止电压校正到相同。亮平衡调整主要是为了保证显象管在重现亮度较大的黑白图象时仍能保证灰度等级，而屏幕上不出现彩色。输入信号相对光输出亮暗Vg输入信号相对光输出亮暗Vg暗平衡调整输入信号相对光输出亮暗Vg亮平衡调整蓝截止红截止绿截止红激励绿激励3、色纯调整色纯是指单色纯净的程度。调色纯就是移动偏转线圈和纯化磁铁，使三个电子束的偏转中心与曝光中心重合。色曝光中心：指该色荧光粉点和阴罩孔的连线与相应电子束中心轴线的交点。偏转中心：扫描电子束与该电子枪轴线的交点。随着消费者对观赏要求的提高和彩电技术的不断进步，显示器发展出现了几个方面的新潮流：1、采用高清晰、高画质技术，以数字技术为代表；2、大屏幕化与超薄化；3、适应特殊要求的高性能多功能显示器。在平面显示技术上的最新突破是等离子体显示屏。等离子体显示器（PDP）是继液晶显示器（LCD）之后的最新显示技术之一。这种显示器能够用作适应数字化时代的各种多媒体显示器，适用于制造大屏幕和薄型彩色电视机等，有着广阔的应用前景。最近，世界上最大的几家PDP生产厂家纷纷宣布推出PDP新产品，尤其是将推出PDP电视机，昭示着PDP已开始跃上显示器市场的大舞台。在21英寸以下高端电视的主流是液晶电视。PDP从30多英寸到60多英寸型号的都有，在大屏幕方面将是未来中高端市场的主流。OLED(有机发光二极体显示)的优点是，可以产生可以卷起来的显示器，但仍在实验室阶段，远未实现产业化。等离子显示技术ＰＤＰ的关键部件分六大块：等离子显示屏体（ＰＡＮＥＬ）、屏蔽玻璃（ＥＭＩｆｉｌｔｅｒ）、电源（ＰＳＵ）、接口电路（ＶＳＣ）和驱动电路、外壳组成。除了显示屏外，驱动电路是最重要的构成部分，驱动电路包括信号存储控制和高压驱动两部分。信号存贮控制是将接口送来的数字图像信号进行子场分离，实现灰度控制发光原理：等离子显示器是一种利用气体放电的显示装置，这种屏幕采用了等离子管作为发光元件。大量的等离子管排列在一起构成屏幕。每个等离子对应的每个小室内部充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光，从而激励平板显示器上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。显著特点：•（1）亮度、高对比度。•(2)纯平面图像无扭曲。•(3)超薄设计、超宽视角。•(4)具有齐全的输入接口，可接驳市面上几乎所有的信号源。•(5)具有良好的防电磁干扰功能。•(6)环保无辐射。•(7)散热性能好，无噪音困优。现在，国际上最新彩色等离子体显示板的结构是三电极平面放电，下面介绍一下这种结构。三电极表面放电式AC-PDP，因维持放电电极制作在同一块玻璃基板上，又称单基板式AC-PDP。前玻板用透明导电层制作一组平行并由X和Y组成一对的显示电极，为降低透明电极的电阻，在其上再制作一层金属电极（如Cr-Cu-Cr），又称汇流电极，电极上覆盖透明介质层和MgO保护层。后玻板上先制作一组平行的选址电极，其上覆盖一层白色介质层，作反射之用。在白色介质层上再制作一组与选址电极相平行的条状障壁，其高度约100μm、宽度约为50μm。条状障壁既作两玻板之间的隔子，又作防止光串和电串之用。之后在障壁的两边和白色介质层上分别依次覆盖红、绿、蓝三基色荧光粉。三基色荧光粉分别为红色R：（Y，Ga）BO3：Eu，绿色G：Zn2SiO4：Mn，蓝色B：BaMgAl14O23：Eu2+。两玻板以两组电极正交相对而置，四周用低熔点玻璃封接，排气后充入Nc+Xc等混合气体即成显示器件。选址电极与显示电极的每一对X和Y电极相正交即为一个放电单元-显示单元，每三个连续排列的红、绿、蓝三色显示单元组成一个彩色显示像素。显示单元的维持放电是在其对应且为同一前板上X和Y显示电极间进行的，故称表面放电式，后基板的选址电极仅作显示单元的选址之用。工作时两组电极加上交变的维持电压脉冲VS。对被选显示单元用一书写脉冲Vw进行放电着火，并用VS来维持其着火状态。之后要使该单元熄火时，可用一擦除脉冲Ve停止该像素放电，并用VS维持其熄火状态。这就是AC-PDP的固有存储特性。正是ＡＣ－ＰＤＰ的特性使得数据电极与放电电极交叉点形成的小放电管不仅是一个可控发光元件，而且是一个可控存储单元，整屏既是发光单元的二维阵列，又是一个矩阵存储器，每个发光元件也只有发光和不发光两个状态。这样ＡＣ－ＰＤＰ实际上是一个数字器件，可以大量采用数字图象处理技术，且数字图象信号无须经过Ｄ／Ａ变换，可直接用于驱动显示屏。AC-PDP能实现对角线达152cm以上大容量显示产品。该结构的主要特点是显示发光为反射式，可大大提高像素的亮度；气体放电为单基板表面方式而远离荧光粉，降低了放电离子对荧光粉的轰击，提高了工作寿命。等离子显示屏可以说是在一个母体中放进许多细小而带有萤光体的管道，由传统的手法去控制，一种是直流电(DC-），另一种是交流电（AC）。1964年，美国伊利诺大学开发了AC型等离子显示屏面板，经历了多年的技术改革，现时等离子技术是利用交流电，因为它简单的结构能延长等离子显示屏的寿命。「放电现象」便是要将交流电导引入显示屏之中。面板的基本技术，是以两片玻璃基板和间隔壁之间形成多个密封空间，让离子及电子产生活跃的运动，并在这些密封的空间内注入稀有气体及氖。另外，在这个密封空间的上下装置上电极（正负电极），令粒子与气体以高速相撞，以产生高能量的状态。当这些粒子平静下来，能量便会慢慢消散，从而放射出紫外线，放电现象便是这样形成。而紫外线可刺激红、绿、蓝萤光体发光。每个细胞体均可独立产生放电现象，随着视讯讯源而控制每个细胞的开关。产生色调的技术要令等离子显示屏的色彩夺目，必须独立操控每个三原色细胞体。以往显像管是由左至右，由上而下，经过电子束的扫描而回放影像。但等离子则采用一个完全不同的方法，由于显示屏是同时全面发光，因此便以1秒60次，由上至下将画面交替显示但在这期间，之前的资料还保留在画面上，所以画面是处于不断发光的状态。当每一颜色单元实现256级灰度后再进行混色，便实现彩色显示。在影像的颜色方面，它不像显像管那样可以经由对电子束量的控制进行调整，因为紫外线和可视光都已经是处于饱和状态，所以使用通过电流的控制来操控亮度是不可能的。即使是电流改变，画面的明暗也不会改变。所以，等离子便要利用PCM(PulseCodeModulation）技术来控制每一个区域内的脉冲，便可以改变画面的亮度。首先，影像要由每秒60格(frame)构成；其次，便是将每1格分割成8个次区域，再遵照设定适当的脉冲规律，决定各个次区域的相对亮度。因应影像的资料令各区域的小萤光灯发亮及熄灭；最后，便是把这些次区域组合起来便可以显示256种色调。将色彩的总数结合，便是256×256x256＝16，777,216种色彩。等离子电视的核心技术是等离子面板的制造工艺和高压驱动电路设计，其中高压驱动电路的设计技术目前只有NEC、日本富士电子、德州仪器公司、意法半导体，松下半导体公司拥有。STV7610A是由意法半导体公司（STMicroelectronics）最新开发的一款低成本、高耐压数据电极驱动电路。它采用BCD（Bipolar-CMOS-DMOS）工艺，并集中Bipolar结构提供的最好模拟功能效能表示、CMOS的高集成度、功率器件的高耐压、高效率及可降低芯片功率损耗功率级线路等优点。该器件将高低压模块集成在同一芯片上。因此，用STV7610A作为PDP屏的数据电极驱动电路能更好地降低存储控制电路和驱动电路成本，缩减驱动电路体积。•所以等离子的耗电量颇大•等离子电视还有残影的现象•液晶的发现是由奥地利植物学家F·Reinetzer在一百年前完成的，然而长期以来并未给人类带来多少好处。直到20世纪60年代，几个年轻的电子学家才打破了沉寂。•1961年，美国RCA公司液晶F·Heimeier发现液晶的动态散射和相变等一系列液晶的电光效应•1968年，才在一项最新科技成果的广播报导中向世界报导•70年代中期，液晶显示已经形成一个产业•常见的液晶显示器按物理结构分为四种：•（1）扭曲向列型（TN－TwistedNematic）；•（2）超扭曲向列型（STN－SuperTN）；•（3）双层超扭曲向列型（DSTN－DualScanTortuosityNomograph）；•（4）薄膜晶体管型（TFT－ThinFilmTransistor）。•其中TN－LCD、STN－LCD和DSYN－LCD的基本显示原理都相同，只是液晶分子的扭曲角度不同而已。STN－LCD的液晶分子扭曲角度为180度甚至270度。而TFT－LCD则采用与TN系列LCD截然不同的显示方式。•TN型采用的是液晶显示器中最基本的显示技术，而之后其它种类的液晶显示器