高中物理 第5章 磁場(chǎng) 第4節(jié) 磁與現(xiàn)代科技 顯像管素材 魯科版選修3-1（通用）

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1、顯像管 顯像管是一種電子（陰極）射線管，是電視接收機(jī)、監(jiān)視器重現(xiàn)圖像的關(guān)鍵器件。它的主要作用是將發(fā)送端（電視臺(tái)）攝像機(jī)攝取轉(zhuǎn)換的電信號(hào)（圖像信號(hào)）在接收端以亮度變化的形式重現(xiàn)在熒光屏上。為了高質(zhì)量地重現(xiàn)圖像，要求顯像管屏幕尺寸要大，圖像清晰度要高，熒光屏有足夠的發(fā)光亮度。此外對(duì)不同用途的顯像管有各種具體要求。 發(fā)展歷史 1950年3月29日，美國(guó)無(wú)線電公司成功地展示出一只全電子彩色電視顯像管。該公司主席戴維·薩爾諾夫宣布“我們已踏上電視新紀(jì)元的門檻——彩色電視時(shí)代”。 美國(guó)無(wú)線電公司實(shí)際上展出兩只彩色顯像管。一只使用單枝電子槍，而另一只使用三枝電子槍，以產(chǎn)生彩色圖象。這兩只顯像管的規(guī)

2、格與現(xiàn)行的黑白電視機(jī)的相同。美國(guó)無(wú)線電公司正在同使用機(jī)械掃描盤產(chǎn)生彩色圖像的哥倫比亞廣播公司進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)無(wú)線電公司的顯像管的優(yōu)點(diǎn)在于它與現(xiàn)有的黑白電視傳播設(shè)備一致，因而觀眾可使用他們家中的電視機(jī)。而哥倫比亞公司的電視系統(tǒng)則不然。 概述 一、按電視機(jī)配套功能分有：顯像管和投射式顯像管。 二、按熒光屏顯示顏色分有：黑白顯像管和彩色顯像管；按熒光屏大小（對(duì)角線尺寸）分有：9、12、14、17、18、20、22英寸；按顯像管的偏轉(zhuǎn)角分為：70°、90°、100°、110°、114°等。按顯像管屏幕表面形狀分：球面圓角、平面直角。按屏幕面矩形長(zhǎng)高尺寸分為：4比3、5比4、16比9。 分類 黑

3、白 黑白顯像管是一種顯示黑白圖像的電真空器件，一支標(biāo)準(zhǔn)黑白顯像管從外形上可分管頸、圓錐和屏幕三個(gè)部分。 （1）管頸：內(nèi)部裝有電子槍，包括發(fā)射電子的陰極、控制電子發(fā)射量的控制極、加速電子形成電子束的第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極，使電子束聚焦在熒光屏上的第三陽(yáng)極等。電子槍內(nèi)的電子分布近似光學(xué)的透鏡系統(tǒng)，故稱為“電子光學(xué)系統(tǒng)”。 （2）圓錐體：它的內(nèi)壁和外壁都涂有導(dǎo)電的石墨層，內(nèi)壁與第二陽(yáng)極相連，內(nèi)外之間形成一只電容，可吸收二次電子和對(duì)第二陽(yáng)極起高壓濾波作用。此外石墨層還可以遮擋來(lái)自顯像管后部的雜散光線，擴(kuò)大顯像管的偏轉(zhuǎn)角，使圓錐部分縮小，這樣顯像管的厚度就會(huì)變薄。 （3）熒光屏（屏幕）：顯像管前面內(nèi)

4、壁玻璃表面涂有一層薄薄的熒光粉，當(dāng)電子槍發(fā)射的電子束打到它上面時(shí)熒光粉就會(huì)發(fā)光，這部分叫作熒光屏。它的發(fā)光顏色有藍(lán)白、黃白和灰白等幾種，電子束停止作用后，熒光屏發(fā)光經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才會(huì)消失，這叫作“余輝”，一般電視顯像管的余輝時(shí)間屬中短余輝。為了減少光暈和光反射影響對(duì)比度的下降，顯像管的管面采用煙灰色玻璃。為了防止電子射線中的負(fù)離子對(duì)熒光屏中心的轟擊造成熒光膜的損壞，和提高屏幕亮度、現(xiàn)代顯像管均采用金屬化熒光屏。 （4）圖像的掃描過(guò)程：為了實(shí)現(xiàn)電子束的掃描，在顯像管的根部裝上偏轉(zhuǎn)線圈，當(dāng)線圈中有和發(fā)送端掃描同步的鋸齒波電流分別流過(guò)場(chǎng)、行偏轉(zhuǎn)線圈時(shí)，電子束會(huì)控制熒光屏上的光點(diǎn)上下左右移動(dòng)，此時(shí)圖像

5、視頻信號(hào)加到顯像管的控制極（G）上，使電子束發(fā)生強(qiáng)弱變化，即熒光屏上的光點(diǎn)亮度變化，從而顯示出與發(fā)送端相同的黑白圖像。 彩色 彩色顯像管是彩色電視機(jī)中的關(guān)鍵器件。它的結(jié)構(gòu)，原理與黑白顯像管相似，但比黑白顯像管復(fù)雜得多，而且熒光屏顯示彩色圖像。 （1）彩色顯像管的種類和特點(diǎn)：彩色顯像管分蔭罩色點(diǎn)式三槍三束管，障板色條式單槍三束管，長(zhǎng)方槽形障板色條式三槍三束管和單槍三束管幾種。 ①蔭罩色點(diǎn)式三槍三束彩色顯像管：裝有與顯像管管軸成1°傾斜角，并相互對(duì)稱成120°排列成等邊三角形“品”字狀的三支電子槍，分別發(fā)射紅（R）、綠（G）、藍(lán)（B）三條電子束。與黑白管不同，在三支電子槍內(nèi)部都有一個(gè)與二、

6、四陽(yáng)極相連的第三陽(yáng)極（會(huì)聚極），能受外部磁場(chǎng)影響調(diào)節(jié)會(huì)聚。熒光屏由涂有近100萬(wàn)組由R、G、B三基色組成的熒光粉點(diǎn)（色素）的球面狀屏面和距離它15mm，上有近似1/3熒光點(diǎn)數(shù)量小孔的球面薄金屬鋼板（蔭罩板）組成。電子束經(jīng)過(guò)會(huì)聚才能通過(guò)小孔打到相應(yīng)的各自熒光點(diǎn)上，不會(huì)出現(xiàn)染色和混色現(xiàn)象，使我們看到的是一幅彩色圖像。 ②障板色條式單槍三束彩色顯像管：它與蔭罩色點(diǎn)式三槍三束管內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全不同。裝有按R、G、B順序一字形水平排列、三組獨(dú)立的由燈絲、陰極、控制極組成的電子槍，其余由第一陽(yáng)極、第二、四陽(yáng)極，第三陽(yáng)極和兩對(duì)作會(huì)聚用的金屬偏轉(zhuǎn)板組成的公共的槍體。熒光屏由按R、G、B順序排列成1200～150

7、0條熒光粉條和刻有400～500條金屬絲縫的柵欄狀鋼板組成，障板每一縫隙與熒光粉條對(duì)應(yīng)，形狀相同呈柱面形，同理，電子束經(jīng)過(guò)會(huì)聚在障板隙縫處交叉后射到各自對(duì)應(yīng)的色條上，出現(xiàn)了70～80萬(wàn)組色點(diǎn)，使熒光屏呈現(xiàn)一幅彩色圖像。 （2）彩色顯像管的新種類 ①高分辨率顯像管：通過(guò)縮小調(diào)制極電子束孔和增加蔭罩板的孔（槽）數(shù)量來(lái)提高分辨率； ②穿透式顯像管：由于去掉了蔭罩板，故抗振動(dòng)、抗沖擊性能特別好。 顯像原理 在電視接收機(jī)中，由視放末級(jí)把經(jīng)過(guò)放大的視頻圖像信號(hào)送到顯像管陰極，用以控制電子束電流的強(qiáng)弱，從而重顯圖像。如果圖像信號(hào)是與靜態(tài)電壓同時(shí)加在顯像管的G、K之間的。下面利用線性化后的顯像管調(diào)制曲線來(lái)分析加入圖像信號(hào)后束電流的變化，以及顯像管顯示圖像與調(diào)制曲線的工作關(guān)系。 調(diào)制特性 熒光屏上形成圖像的各點(diǎn)的灰度由柵陰電流的大小決定，而陰極電流的變化受柵陰電壓的調(diào)制。我們把柵陰電壓Ugk對(duì)陰極電流i，的控制關(guān)系稱為顯像管的調(diào)制特性。因此，顯像管的調(diào)制特性實(shí)際是指電子束流與顯像管柵－陰極電壓之間的關(guān)系。陰極射線管的調(diào)制特性成指數(shù)曲線關(guān)系，其關(guān)系曲線表示式為：式中指數(shù)值稱為顯像管的值，越大曲線越陡峭，信號(hào)電壓對(duì)電子束控制的靈敏度越高。通常黑白顯像管的=2．2，彩色顯像管=2．8。