高中物理 第5章 磁場 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）

顯像管 顯像管是一種電子（陰極）射線管，是電視接收機、監(jiān)視器重現(xiàn)圖像的關鍵器件。它的主要作用是將發(fā)送端（電視臺）攝像機攝取轉換的電信號（圖像信號）在接收端以亮度變化的形式重現(xiàn)在熒光屏上。為了高質量地重現(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，美國無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元的門檻彩色電視時代”。美國無線電公司實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)格與現(xiàn)行的黑白電視機的相同。美國無線電公司正在同使用機械掃描盤產(chǎn)生彩色圖像的哥倫比亞廣播公司進行競爭。美國無線電公司的顯像管的優(yōu)點在于它與現(xiàn)有的黑白電視傳播設備一致，因而觀眾可使用他們家中的電視機。而哥倫比亞公司的電視系統(tǒng)則不然。概述一、按電視機配套功能分有：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?。▽蔷€尺寸）分有：9、12、14、17、18、20、22英寸；按顯像管的偏轉角分為：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。按屏幕面矩形長高尺寸分為：4比3、5比4、16比9。分類黑白黑白顯像管是一種顯示黑白圖像的電真空器件，一支標準黑白顯像管從外形上可分管頸、圓錐和屏幕三個部分。（1）管頸：內部裝有電子槍，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極和第二陽極，使電子束聚焦在熒光屏上的第三陽極等。電子槍內的電子分布近似光學的透鏡系統(tǒng)，故稱為“電子光學系統(tǒng)”。（2）圓錐體：它的內壁和外壁都涂有導電的石墨層，內壁與第二陽極相連，內外之間形成一只電容，可吸收二次電子和對第二陽極起高壓濾波作用。此外石墨層還可以遮擋來自顯像管后部的雜散光線，擴大顯像管的偏轉角，使圓錐部分縮小，這樣顯像管的厚度就會變薄。（3）熒光屏（屏幕）：顯像管前面內壁玻璃表面涂有一層薄薄的熒光粉，當電子槍發(fā)射的電子束打到它上面時熒光粉就會發(fā)光，這部分叫作熒光屏。它的發(fā)光顏色有藍白、黃白和灰白等幾種，電子束停止作用后，熒光屏發(fā)光經(jīng)過一段時間才會消失，這叫作“余輝”，一般電視顯像管的余輝時間屬中短余輝。為了減少光暈和光反射影響對比度的下降，顯像管的管面采用煙灰色玻璃。為了防止電子射線中的負離子對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）圖像的掃描過程：為了實現(xiàn)電子束的掃描，在顯像管的根部裝上偏轉線圈，當線圈中有和發(fā)送端掃描同步的鋸齒波電流分別流過場、行偏轉線圈時，電子束會控制熒光屏上的光點上下左右移動，此時圖像視頻信號加到顯像管的控制極（G）上，使電子束發(fā)生強弱變化，即熒光屏上的光點亮度變化，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中的關鍵器件。它的結構，原理與黑白顯像管相似，但比黑白顯像管復雜得多，而且熒光屏顯示彩色圖像。（1）彩色顯像管的種類和特點：彩色顯像管分蔭罩色點式三槍三束管，障板色條式單槍三束管，長方槽形障板色條式三槍三束管和單槍三束管幾種。蔭罩色點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（B）三條電子束。與黑白管不同，在三支電子槍內部都有一個與二、四陽極相連的第三陽極（會聚極），能受外部磁場影響調節(jié)會聚。熒光屏由涂有近100萬組由R、G、B三基色組成的熒光粉點（色素）的球面狀屏面和距離它15mm，上有近似1/3熒光點數(shù)量小孔的球面薄金屬鋼板（蔭罩板）組成。電子束經(jīng)過會聚才能通過小孔打到相應的各自熒光點上，不會出現(xiàn)染色和混色現(xiàn)象，使我們看到的是一幅彩色圖像。障板色條式單槍三束彩色顯像管：它與蔭罩色點式三槍三束管內部結構完全不同。裝有按R、G、B順序一字形水平排列、三組獨立的由燈絲、陰極、控制極組成的電子槍，其余由第一陽極、第二、四陽極，第三陽極和兩對作會聚用的金屬偏轉板組成的公共的槍體。熒光屏由按R、G、B順序排列成12001500條熒光粉條和刻有400500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應，形狀相同呈柱面形，同理，電子束經(jīng)過會聚在障板隙縫處交叉后射到各自對應的色條上，出現(xiàn)了7080萬組色點，使熒光屏呈現(xiàn)一幅彩色圖像。（2）彩色顯像管的新種類高分辨率顯像管：通過縮小調制極電子束孔和增加蔭罩板的孔（槽）數(shù)量來提高分辨率；穿透式顯像管：由于去掉了蔭罩板，故抗振動、抗沖擊性能特別好。顯像原理在電視接收機中，由視放末級把經(jīng)過放大的視頻圖像信號送到顯像管陰極，用以控制電子束電流的強弱，從而重顯圖像。如果圖像信號是與靜態(tài)電壓同時加在顯像管的G、K之間的。下面利用線性化后的顯像管調制曲線來分析加入圖像信號后束電流的變化，以及顯像管顯示圖像與調制曲線的工作關系。調制特性熒光屏上形成圖像的各點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制。我們把柵陰電壓Ugk對陰極電流i，的控制關系稱為顯像管的調制特性。因此，顯像管的調制特性實際是指電子束流與顯像管柵陰極電壓之間的關系。陰極射線管的調制特性成指數(shù)曲線關系，其關系曲線表示式為：式中指數(shù)值稱為顯像管的值，越大曲線越陡峭，信號電壓對電子束控制的靈敏度越高。通常黑白顯像管的=22，彩色顯像管=28。