显示与成像技术-第一部显示第二章-阴极射线管

1、1第2章 阴极射线管显示技术2.1 CRTCRT显示器的基本结构与工作原理 2.1.1 2.1.1 黑白黑白CRTCRT显示器的基本结构与工作原理 2.1.2 2.1.2 彩色彩色CRTCRT显示器的基本结构与工作原理 2.1.3 2.1.3 CRTCRT显示器的主要单元显示器的主要单元2.2 CRTCRT显示器的驱动与控制 2.2.1 2.2.1 CRTCRT显示器相关技术显示器相关技术 2.2.2 2.2.2 CRTCRT显示器驱动与控制电路显示器驱动与控制电路 第2章 CRT显示技术22.1 CRT2.1 CRT显示器的基本结构与工作原理 （1 1） CRTCRT显示器的基本结构 : (

2、1) (1) 电电 子子 枪枪 (2) (2) 偏转线圈偏转线圈 (3) (3) 荫荫 罩罩 （彩色（彩色CRTCRT) ) (4)(4) 荧光粉层荧光粉层 (5)(5) 玻璃外壳玻璃外壳 第2章 CRT显示技术3第2章 CRT显示技术2.1 CRT2.1 CRT显示器的基本结构与工作原理（2 2）CRTCRT显示器的基本原理 : (1) (1) 电子枪：发射高速电子电子枪：发射高速电子 (2) (2) 偏转线圈：控制电子束偏转角度偏转线圈：控制电子束偏转角度 (3) (3) 荫罩荫罩（选色电极选色电极）：起分离三色电子束作用：起分离三色电子束作用 (4) (4) 荧光粉层：被高速电子束轰击后

3、发光荧光粉层：被高速电子束轰击后发光 42.1.1 黑白黑白CRTCRT显示器的基本结构与工作原理显示器的基本结构与工作原理第2章 CRT显示技术图图 2-1 2-1 单色单色CRT CRT 结构示意图结构示意图52.1.22.1.2 彩色彩色CRTCRT显示器的基本结构与工作原理第2章 CRT显示技术图图 2-2 2-2 彩色彩色CRT CRT 结构示意图结构示意图62.1.22.1.2 彩色彩色CRTCRT显示器的基本结构与工作原理第2章 CRT显示技术 由由Rtabcabc和和Rtcdecde相似有相似有: : q/(L-q)q/(L-q)= Ps/3Sg (2-1 Ps/3Sg (2-

4、1） 由由RtRtbcfbcf和和RtRtbegbeg相似有相似有: : Ps/Pm Ps/Pm = L/(L-q) L/(L-q) （2-22-2） 综合两式得：综合两式得： q q = = L . Pm /(3Sg) L . Pm /(3Sg) （2-32-3） = = Ps /Pm Ps /Pm = = L /(L-q)L /(L-q) （2-42-4） 72.1.3 2.1.3 CRTCRT显示器的主要单元显示器的主要单元第2章 CRT显示技术图图 2-3 2-3 黑白电子枪结构示意图黑白电子枪结构示意图-1-1(1) (1) 电子枪电子枪82.1.3 2.1.3 CRTCRT显示器的

5、主要单元显示器的主要单元第2章 CRT显示技术图图 2-4 2-4 黑白电子枪结构示意图黑白电子枪结构示意图-2-2G2灯丝阴极控制极聚焦极加速极阳极G3G4G1 0V -60 -20V 400V 0300V 9000V92.1.3 2.1.3 CRTCRT显示器的主要单元显示器的主要单元第2章 CRT显示技术图图 2-5 2-5 单色单色CRT CRT 电子枪结构示意图电子枪结构示意图102.1.3 2.1.3 CRTCRT显示器的主要单元显示器的主要单元第2章 CRT显示技术图图 2-6 2-6 彩色彩色CRT CRT 电子枪结构示意图电子枪结构示意图-1-1112.1.3 2.1.3 C

6、RTCRT显示器的主要单元显示器的主要单元第2章 CRT显示技术(2) (2) 偏转系统偏转系统图图 2-7 2-7 偏转线圈原理示意图（行偏转）偏转线圈原理示意图（行偏转）122.1.3 2.1.3 CRTCRT显示器的主要单元显示器的主要单元第2章 CRT显示技术图图 2-8 2-8 偏转线圈组件结构示意图偏转线圈组件结构示意图-1-1 图5-5 偏转线圈组件132.1.3 2.1.3 CRTCRT显示器的主要单元显示器的主要单元第2章 CRT显示技术(3) (3) 荫荫 罩罩图图 2-9 2-9 荫罩结构示意图荫罩结构示意图孔状荫罩孔状荫罩优点：成本低优点：成本低缺点：透过率缺点：透过率

7、50%50%，亮度、，亮度、 对比度低，分辨率低对比度低，分辨率低沟糟荫罩沟糟荫罩优点：分辨率高，透过率优点：分辨率高，透过率90%90%142.1.3 2.1.3 CRTCRT显示器的主要单元显示器的主要单元第2章 CRT显示技术图图 2-10 2-10 荫罩位置示意图荫罩位置示意图152.2.1 CRT2.2.1 CRT显示器相关技术显示器相关技术 （1 1）生成图像生成图像 （2 2）混合颜色混合颜色 （3 3）回转变压器回转变压器 （4 4）垂直和水平同步垂直和水平同步 （5 5）交错和非交错交错和非交错（隔行和逐行隔行和逐行） （6 6）金属隔板技术金属隔板技术2.2 CRTCRT显

8、示器的驱动与控制第2章 CRT显示技术162.2 2.2 CRTCRT显示器的驱动与控制显示器的驱动与控制第2章 CRT显示技术2.2.2 CRT2.2.2 CRT显示器驱控原理及电路框图显示器驱控原理及电路框图（1 1）扫描方式扫描方式场扫描锯齿电流图图 2-11 2-11 行场扫描电流波形行场扫描电流波形17第2章 CRT显示技术 水平方向上的扫描水平方向上的扫描( (也称行扫描也称行扫描) )。 电子束由左端逐渐移到右端，这段电子束由左端逐渐移到右端，这段扫描过程称行正程扫描。扫描过程称行正程扫描。 行正程扫描所需时间称为行扫描正行正程扫描所需时间称为行扫描正程时间，程时间，2.2 2.

9、2 CRTCRT显示器的驱动与控制显示器的驱动与控制图图 2-12 2-12 行行扫描电流波形扫描电流波形（a a）行扫描）行扫描182.2 2.2 CRTCRT显示器的驱动与控制显示器的驱动与控制第2章 CRT显示技术 从右端快速返回左端。这段扫描过程称从右端快速返回左端。这段扫描过程称为行逆程扫描。行逆程扫描所需时间称行扫描为行逆程扫描。行逆程扫描所需时间称行扫描逆程时间，用逆程时间，用T THrHr表示，而且表示，而且T THt Ht TTHrHr 。行扫。行扫描的周期则为：描的周期则为：T TH H =T =THtHt + T + THrHr行扫描频率：行扫描频率：f fH H =1/

10、 T =1/ TH H图图 2-13 2-13 行行扫描电流波形扫描电流波形19第2章 CRT显示技术2.2 2.2 CRTCRT显示器的驱动与控制显示器的驱动与控制图图 2-14 2-14 场场扫描电流波形扫描电流波形（b b）场扫描）场扫描TVtTVr 在垂直方向由上端向下端移动，这一过程称为在垂直方向由上端向下端移动，这一过程称为场正程扫描。所需要的时间称为场扫描正程时间，场正程扫描。所需要的时间称为场扫描正程时间，用用T TVtVt表示。表示。从下端快速返回到上端，这从下端快速返回到上端，这过程称场逆程扫描。过程称场逆程扫描。场扫描逆程时间用场扫描逆程时间用T TVrVr表示。其中表示

11、。其中T TVtVtTTVrVr。场扫描。场扫描周期周期T TV V = T= TVt Vt + T+ TVrVr 。同理，场扫描频率。同理，场扫描频率f fv v = 1/ T = 1/ TV V 20第2章 CRT显示技术2.2 2.2 CRTCRT显示器的驱动与控制显示器的驱动与控制图图 2-15 2-15 隔行扫描图形合成原理隔行扫描图形合成原理21第2章 CRT显示技术2.2 2.2 CRTCRT显示器的驱动与控制显示器的驱动与控制（2 2） 灰度及颜色灰度及颜色图图 2-16 2-16 屏幕屏幕亮暗与栅阴电压关系示意图亮暗与栅阴电压关系示意图（a a）灰度）灰度22第2章 CRT显

12、示技术2.2 2.2 CRTCRT显示器的驱动与控制显示器的驱动与控制（b b） 颜色颜色 由各颜色输入阶数的乘积决定由各颜色输入阶数的乘积决定 当阶数为当阶数为1616时，可显示时，可显示颜色种类颜色种类： 16 16X X1616X X1616=4096409623第2章 CRT显示技术2.2 2.2 CRTCRT显示器的驱动与控制显示器的驱动与控制（3 3） CRTCRT显示器的驱动电路框图显示器的驱动电路框图图图 2-17 2-17 CRTCRT显示器的驱动电路框图显示器的驱动电路框图24补充：显示技术扩展知识（1 1） 图像采集（光图像采集（光电转换）电转换） 图图2-18 2-18

13、 阶梯图像采集阶梯图像采集2.2 CRT显示器的驱动与控制-补充25补充：显示技术扩展知识（1） 图像采集（光图像采集（光电转换）电转换） 图图2-19 2-19 同时制彩色电视传送示意图（同时制彩色电视传送示意图（1 1）26补充：显示技术扩展知识 图图2-20 2-20 黑白全电视时域信号黑白全电视时域信号（2） 波形形成（光波形形成（光电转换）电转换）27补充：显示技术扩展知识 图图2-21 2-21 同时制彩色电视传送示意图（同时制彩色电视传送示意图（2 2）（3） 图像传送（光图像传送（光电转换）电转换）28补充：显示技术扩展知识 图图2-22 2-22 NTSCNTSC制彩色编码框

14、图制彩色编码框图（4） 图像处理（电信号处理）图像处理（电信号处理）29补充：显示技术扩展知识 图图2-23 2-23 单枪信号调制后波形单枪信号调制后波形（5）图像调制（电信号处理）图像调制（电信号处理）30补充：显示技术扩展知识 图图2-24 2-24 NTSCNTSC制彩色解码框图制彩色解码框图（6） 图像解码（电信号处理）图像解码（电信号处理）31补充：显示技术扩展知识 图图2-25 2-25 显像管截止点调整（显像管截止点调整（暗平衡调整暗平衡调整）（7） 显像管附属电路显像管附属电路32补充：显示技术扩展知识 图图2-26 2-26 黑白监视器原理框图（黑白监视器原理框图（1 1）

15、(8)-1 显示器原理框图显示器原理框图33补充：显示技术扩展知识 图图2-27 2-27 彩色显示器原理框图（彩色显示器原理框图（2 2）(8)-2 显示器原理框图显示器原理框图34补充：显示技术扩展知识 图图2-27 2-27 彩色显示器原理框图（彩色显示器原理框图（3 3）(8)-2 显示器原理框图显示器原理框图35补充：显示技术扩展知识 图图2-27 2-27 电脑电脑VGAVGA输出原理框图（输出原理框图（3 3）(8)-2 显示器原理框图显示器原理框图36补充：显示技术扩展知识(8)-2 显示器原理框图显示器原理框图 图图2-27 2-27 电脑电脑VGAVGA输出与显示器接口示意图（输出与显示器接口示意图（3 3）37补充：显示技术扩展知识 图图2-28 2-28 同步头切割示意图同步头切割示意图(9)-1 复合同步信号处理电路示意图复合同步信号处理电路示意图38补充：显示技术扩展知识 图图2-292-29 同步头切割电路示意图同步头切割电路示意图(9)-2 复合同步信号处理电路示意图复合同步信号处理电路示意图39补充：显示技术扩展知识 图图2-30 2-30 切割后得到的复合同步信号切割后得到的复合同步信号(10) 切割后得到的复合同步信号切割后得到的复合同步信号40补充：显示技术扩展知识 图图2-31 2-31