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1、第二章黑白顯像管及黑白電視2.1黑白顯像管2.2黑白電視機原理框圖2.3信號波形及頻譜的變換2.4通道頻率特性對圖像質(zhì)量的影響2.5黑白電視機的主要技術(shù)要求復(fù)習(xí)思考題2.1黑白顯像管2.1.1顯像管的結(jié)構(gòu)顯像管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1所示。它由電子槍、熒光屏和玻璃外殼三部分組成。顯像管內(nèi)抽成真空,管殼由高強度的玻璃制成,它能承受高壓以防爆裂。一、電子槍電子槍安放在管頸內(nèi),用來發(fā)射密度可調(diào)的電子流,并通過聚焦和加速,形成截面積很小、速度很高的電子束。該電子束在行、場偏轉(zhuǎn)磁場的作用下(見1.2.1節(jié)電子掃描)可實現(xiàn)全屏幕的掃描光柵。電子槍通常由燈絲和五個用無磁不銹鋼制成
2、的電極組成。(1)陰極(K)呈小圓筒狀,筒的頂端涂有發(fā)射電子的材料(氧化鋇、氧化鍶和氧化鈣混合物),筒內(nèi)置有加熱燈絲,當陰極被加熱后,陰極表面材料便向外發(fā)射電子。(2)控制柵極(G)也是圓筒狀,它套在陰極外面,圓筒的中間開有一個小孔,以便電子流穿過。通??刂茤艠O相對陰極加有數(shù)十伏的直流負壓,形成阻滯電場。改變控制柵極對陰極的負電位大小,就可以直接控制電子流的強弱,從而控制了對應(yīng)光點的明暗。電子束的截止電壓約-30V~-90V之間。圖像信號直接加在控制柵極(正極性圖像信號)或陰極(負極性圖像信號)上,使掃描電子束強弱隨圖像信號變化,從而在屏幕上顯示出不同灰度層次的
3、圖像。圖2-1顯像管結(jié)構(gòu)示意圖(3)加速極(第一陽極)A1,其外形像中間開孔的圓盤。它通常加有上百伏正電壓,其作用是把陰極表面電子拉出來,并對飛向屏幕的電子流加速和聚焦。(4)高壓陽極(A2、A4)由兩個圓筒狀電極組成,A2(第二陽極)與A4(第四陽極)之間內(nèi)部連接,A4通過彈簧片與錐體內(nèi)壁石墨導(dǎo)電層相連。經(jīng)高壓咀在A2、A4及內(nèi)石墨層上接有9kV~16kV高壓。一方面,第二、四陽極與第三陽極(聚焦極)組成電子透鏡,使電子束在轟擊熒光屏之前聚焦另一方面,在顯像管錐體內(nèi)側(cè)的石墨導(dǎo)電層形成了一個均勻的等電位空間,保證電子束進入此空間后徑直地飛向熒光屏,而不產(chǎn)生雜亂的偏
4、離和散焦。(5)聚焦極(第三陽極A3)是套在A2、A4之間的金屬圓筒電極,通常加有正幾百伏的直流電壓,調(diào)整這個電壓大小,可使陰極發(fā)射的電子流形成細束,在屏幕上聚焦成一個小點。圖2-2四極電子槍聚焦示意圖電子槍對陰極發(fā)射的電子流的聚焦作用示意圖如圖2-2所示。二、熒光屏熒光屏由屏面玻璃、熒光粉層和鋁膜三部分組成。在屏面玻璃的內(nèi)壁上,沉積一厚度約為10μm、以銀作激活劑的硫化鋅—鎘熒光粉層,它在電子束的高速轟擊下發(fā)白光。其發(fā)光強弱與電子束電流大小及速度高低相對應(yīng)。為了防止電子束電流太大,使熒光粉層局部過熱而降低發(fā)光能力,一般限制束電流在100μA以下。為了提高屏幕亮度
5、及減弱閃爍效應(yīng),熒光粉應(yīng)具有余輝崐特性,但為了防止造成前后兩幀圖像重疊出現(xiàn)而使清晰度下降,余輝時間不宜過長,應(yīng)采用余輝時間小于1ms的熒光粉。在熒光粉層后面蒸發(fā)一層厚度約為1μm的鋁膜,它的作用有三個:(1)鋁膜可以擋住內(nèi)部雜散光,從而提高圖像對比度。(2)鋁膜有利于提高屏幕的最高亮度。它可將熒光屏射向背后去的光線反射回屏幕并且鋁膜接陽極高壓,可避免熒光屏積累電子,否則積累的電子所產(chǎn)生的電場將減小電子轟擊的能量,使亮度降低。(3)鋁膜可以保護熒光屏不出現(xiàn)離子斑。因為在高速電子轟擊下,顯像管內(nèi)殘存的氣體將發(fā)生電離,其負離子與電子一樣受到加速電場的作用射向熒屏。但其
6、質(zhì)量比電子大幾千倍,偏轉(zhuǎn)磁場使它偏轉(zhuǎn)的角度很小,因此這些離子將集中轟擊熒光屏中心的小部分區(qū)域,使熒光粉層老化,降低發(fā)光效率,產(chǎn)生“離子斑”。鋁膜的作用是可擋住體積大、速度低的負離子,使之不能穿過鋁膜到達熒光屏。而質(zhì)量小、速度高的電子卻極易穿透鋁膜射向熒光粉層。三、玻璃外殼玻璃外殼由管頸、錐體和屏面三部分組成。管頸內(nèi)有電子槍、屏面玻璃制成熒光屏等已如前述。玻璃錐體是屏面玻璃和管頸的連接部位,它為電子束實現(xiàn)全屏幕掃描提供足夠大的空間。錐體內(nèi)外壁均涂有石墨導(dǎo)電層,其作用如下:(1)內(nèi)壁石墨導(dǎo)電層與高壓陽極相連,形成一個等電位空間,以保證電子束高速運動。(2)外石墨導(dǎo)電層
7、接地,以防止管外電場的干擾內(nèi)石墨導(dǎo)電層可以吸收熒光屏在高速電子轟擊下產(chǎn)生的二次電子及管內(nèi)的雜亂反射光,從而有助于提高圖像的對比度。(3)內(nèi)外石墨導(dǎo)電層間形成一個(500pF~1000pF)的電容,可作為第二、四高壓陽極的濾波電容。因而在高壓供電電路中不必另接高壓濾波電容。2.1.2顯像管工作原理顯像管產(chǎn)生光柵或顯示圖像是依靠在柵極(G)與陰極(K)之間施加不同的電壓,以控制陰極電流ik(與電子束流方向相反)的大小而實現(xiàn)的。當無圖像信號輸入時,柵、陰極間加的是一直流負壓(靜態(tài)柵偏壓Ugk0),在偏轉(zhuǎn)磁場的作用下,屏幕各點對應(yīng)的陰極電流ik處處相等,因而屏幕顯示的是
8、亮度均勻的