阴极射线管(1)ppt课件

阴极射线管,第二组,1,阴极射线管,1.阴极射线管的历史,2.阴极射线管的原理,3.CRT显示器,4.CRT的优缺点,5.CRT的应用及发展前景,6.总结,目录,2,威廉克鲁克斯(William.Crookes),阴极射线管的历史,3,菲利普莱纳德（PhilippEduardAntonvonLnrd）证明了阴极射线有某些化学效应，例如使照相底片感光、使空气变成臭氧、使气体电离导电等等。还发现射线在气体中散射，散射随气体的密度而增加；射线对不同物体的穿透本领不同，吸收率和物体密度有直接的关系。勒纳证明了阴极射线即使在真空中也带负电，还发现阴极射线有不同的类型，它们在磁场中偏转的程度不同。获得1905年的诺贝尔物理学奖,阴极射线管的历史,4,阴极射线管的历史,约瑟夫约翰汤姆逊（JosephJohnThomson，1856-1940）Eq=BqvBqv=mv2/rorEq=mv2/r氢原子的荷质比值大1700倍1906年的诺贝尔物理学奖,5,威廉康拉德伦琴WilhelmRntgen1895年11月8日，阴极射线的研究，伦琴把玻璃管用黑纸紧紧地蒙上，通电后阴极射线发出的光被遮住了，氰化铂钡却依然发亮。断电时就不见了，伦琴用10张黑纸包着玻璃管或以铝板把玻璃管和荧光屏隔开，荧光屏仍亮着；把厚铅板夹在里面试试，亮光突然消失，铅板一拿开，又重新发亮。伦琴把手插进去一看，在荧光屏上模模糊糊有手骨的形象，手的轮廓也隐约可见，由于这是一种性质不明的新射线，就姑且称为“X线”。1901年他成为诺贝尔奖金第一位物理学奖金获得者,阴极射线管的历史,6,阴极射线管的历史,卡尔费迪南德布劳恩（KarlFerdinandBraun),7,阴极射线管的原理,1、基本概念,阴极射线管CRT：它是可以发出射线，将电信号转变成光学图像的一类电子束管，主要由电子枪、偏转系统、荧光屏、管壳构成。,8,阴极射线管的原理,2、工作原理,阴极射线管由玻璃制作，在真空排气时密封，加热时高速的电子束由电子枪发出，经过磁偏转系统就会到达荧光屏的特定位置。由于荧光物质在高速电子的轰击下会发生电子跃迁，即电子吸收到能量从低能态变为高能态。由于高能态很不稳定，在很短的时间内荧光物质的电子会从高能态重新回到低能态，这时将发出荧光，屏幕上的那一点就会亮了。,9,CRT显示器,1、基本概念,CRT显示器学名为“阴极射线显像管”，是一种使用阴极射线管的显示器。主要由电子枪、加速系统、聚焦系统、偏转系统、荧光屏及玻璃外壳。它是应用最广泛的显示器之一。,10,CRT显示器,电子枪阴极：由灯丝加热发射电子。控制栅a).加上负电压后，能够控制通过其中小孔的电子束的强弱b).通过调节负电压的高低来控制电子数量c).即可控制屏幕上相应点的亮度,11,CRT显示器,聚焦系统：通过电场和磁场控制电子束变细，保证亮点足够小，提高分辨率加速系统：加正的高压电（几万伏）使电子束高速运动偏转系统：控制静电场或磁场，使电子束产生偏转，最大偏转角是衡量系统性能的最重要的指标，显示器的长短与此有关。荧光屏：电子束轰击时发出光辉。,12,CRT显示器,2、CRT的工作原理,由阴极放出的电子通过控制栅极后变成电子束，该电子束在聚焦系统的作用下进一步聚焦，形成很细的束，然后在超高压电场(通常为1500020000V)的加速下轰击屏幕表面的荧光体从而发光。,荧光屏,电子,电子束,聚焦,方向,轰击,13,CRT显示器,3、CRT的分类,CRT可以分为单色CRT和彩色CRT两类,单色CRT只有单一的电子枪，仅能产生黑白两种颜色。它的主要用途是在电视机中显示图像，以及在工业控制设备中用作监视器。,14,CRT显示器,彩色CRT电子枪中设有三个阴极，分别发射电子束，主要采用荫罩型结构，通过红(R)、绿(G)、蓝(B)三原色组合产生彩色视觉效果,荫罩：为了防止每个电子束轰击另外两个颜色的荧光体，在荧光面内侧设的选色电极,15,CRT显示器,式中：为荫罩与荧光屏的距离；为孔距放大率；为从电子枪到荧光面的距离；为电子枪的束间距；为电子束排列方向的荫罩孔距；为电子束排列方向的荧光屏上同一色荧光体的点间距。,荫罩与荧光屏的距离可根据几何关系由下式确定：,16,CRT显示器,4、CRT的性能及表征,余辉时间：持续发光时间，电子束离开某点后，该点的亮度值衰减到初始值余辉时间长于0.1s的称为长余辉发光;介于0.1s至0.001s的称为中余辉发光；短于0.001s的称为短余辉发光刷新(Refresh)：要保持显示一幅稳定的画面，必须不断地发射电子束刷新频率：每秒钟重绘屏幕的次数某种CRT产生稳定图像所需要的最小刷新频率=1秒/荧光物质的持续发光时间（例如）=1000/40=25Hz,17,CRT显示器,分辨率(Resolution)：CRT在水平或竖直方向单位长度上能识别的最大像素个数，单位通常为dpi（dotsperinch)。在假定屏幕尺寸一定的情况下，也可用整个屏幕所能容纳的像素个数描述如640*480，800*600，1024*768，1280*1024等等,像素(Pixel)：构成屏幕（图像）的最小元素,荧光粉的发光效率是指每瓦电功率能获得多大的发光强度,18,CRT显示器,屏幕的亮度取决于荧光粉的发光效率、余辉时间及电子束轰击的功率。,从上式可以看出，欲增大亮度可以加大电流密度和电压。两者中以提高电压更为有效。,19,CRT的优点,CRT最大的优势是性价比很高，即在相对低的价格下获得所必需的各种功能和性能。而且，可以进行大画面高密度显示。彩色CRT与单色CRT在装置的布局上无本质变化，可进行无级辉度调节的全色显示。特别是CRT采用电子束扫描方式，与其他电子显示采用矩阵阵列的扫描方式不同，所需要的驱动电极数极少。,20,CRT的优点,在辉度、对比度指标上，与其他显示器相比，CRT也处于有利地位。显示亮度可以任意调节。而且，从电视机用CRT、超高密度显示用CRT到分析观测CRT，均可根据不同使用目的自由设计，从而应用范围极为广泛。,21,1、耗电量大2、尺寸大，重量大,CRT的缺点,CRT显示器,CRT显示器与LCD显示器对比,22,3、无法制造较大面积的显示屏技术上的困难：较大真空玻璃外壳容易破裂显示面积较大时，扫描频率降低，无法显示运动影像4、受电磁场影响，容易发生线性失真5、存在辐射，影响使用者身体健康,CRT的缺点,CRT画面失真,23,电视用CRT的发展趋势，主要是大型化，此外设计和采用先进的电子枪、通过管面处理提高对比度、采用纯平、超平显示屏、缩短CRT的长度、降低CRT的功耗等，目前在许多方面都取得了新的进展。目前计算机显示器的CRT已慢慢被液晶显示器所代替。随着银行自动取款机的普及，CRT作为金融终端的应用增加很快，这种用途对图像分辨率无过高要求。,CRT的应用及发展趋势,24,飞机、汽车、轮船等搭载的CRT可以向操纵者提供各种信息，显示的信息量大。在这些应用中，与一般的室内应用相比，工作条件比较苛刻，对防振、防尘、防潮、耐热、抗干扰等有更严格的要求。医疗检测设备等用CRT，将提供诊断的依据，所以对CRT的辉度、解像度、灰度等级及对比度等都有十分严格的要求。用CRT对超高速现象的观测一直是人们研究开发的重点之一。通过配套电路