显示管附属电路

4.2.1　显示管附属电路

行扫描输出电路一方面要产生行扫描的锯齿波送给偏转线圈，产生偏转磁场，使电子束在磁场里偏转达到扫描的目的。另一方面，行扫描电路还要产生显示管正常工作时所需要的高压和中压。在这部分电路里还有一些电路是用来控制显示管在显示时候的某些特性、安全保护等，统称显示管附属电路。

1.动态聚焦电路

（1）动态聚焦原理

与玻璃制成的光学透镜不同，光学透镜是使光线聚焦为一点，而电子透镜是将电子束聚焦成一细束。为了在CRT上取得理想的聚焦效果，就要给G₄（聚焦极）加上一定电压。但是正像我们前面所说的那样，如果在G₄上加直流聚焦电压，那么在屏幕上将取得平均的聚焦效果。现在CRT曲率半径越来越大，电子运动到屏幕中心和屏幕边缘的距离就有很大差别，这样将导致CRT屏幕边缘的聚焦效果比中心差。

为了解决上述问题，我们将聚焦电压由直流改为动态，就是说在屏幕的中心时，聚焦电压低；在屏幕的边缘时，聚焦电压要相对高。这样动态地补偿了边缘聚焦差的问题，称之为动态聚焦电压。产生以上电压的电路称之为动态聚焦电路。这种聚焦电压波形，如图4-33所示。

图4-33　动态聚焦电压波形

（2）实际电路分析

图4-34是实际的动态聚焦电压产生电路，它具有一个动态聚焦变压器，实际上是一个升压变压器。原理是将EW抛物波升压，加在直流聚焦电压上，形成了一个在直流聚焦电压上叠加一个交流的聚焦电压，以达到屏幕的边缘比中心聚焦电压高的效果。在早期的显示器里因为没有现成的抛物波可直接使用，通常是将行锯齿波经过积分电路形成抛物波，再由动态聚焦变压器导向升压。因为现在的显示管本身都具有动态聚焦特性，所以这种动态聚焦电路在现在的显示器里已经不多用了。

图4-34　实际的动态聚焦电压产生电路

2.ABL电路

ABL（Automatic Brightness Control）是自动亮度控制。当电子束电流太大的时候，屏幕会很亮，这样会缩短显示管的使用寿命。因此在束电流太大的时候，ABL电路自动将显示器的亮度降下来，另一方面还要控制行、场幅的调整。实际应用电路，如图4-35所示。

图4-35　自动亮度控制电路

屏幕最亮时A点电压设为0，B点电压在屏幕亮时下降，屏幕暗时上升。当屏幕过亮时，行电流变大，B点电压下降，使得Q₈₇₁导通，有效控制视放集成电路的对比度，因而限制了亮度。ABL电路同时还有一路去控制行、场幅的变化（因为亮度变化会引起行、场幅的变化）。

3.X射线防护电路

（1）X射线防护原理

当显示器行输出部分发生故障时，有可能会引起高压的上升。在发生这种情况时，屏幕的亮度会增大，这样一来就会有X射线放出，而X射线可能会对人体造成伤害。另一方面亮度太亮则对显示管的寿命也有影响。所以这种故障不及时排除的话，可能会造成行输出管损坏，再进一步可能会损坏电源。为了避免这种情况的发生，现有高档次的显示器都设有X射线防护电路。当高压升高的时候，行反峰电压也要随之升高。X射线防护电路就是用升高的反峰电压作为控制信号，并且在高压升高的时候关闭行输出电路。

如图4-36所示，FBT的第9脚应为反峰脉冲电压，此脉冲电压经过D₈₅₇整流、C₈₆₀滤波后由R₅₁₁、R₅₁₂分压耦合到TDA4858的第2引脚上。通常15英寸的显示器高压为25kV。但是如果超出33kV（工厂设定通常为28kV～29kV），这时候如果B⁺没有改变，则高压上升完全是由于故障引起。此时上升电压通过电阻分压耦合到TDA4858的第2引脚上，经过内部X射线防护电路，关闭了H_DRV（TDA4858第7引脚，水平输出），从而使行扫描电路停止工作。

图4-36　X射线防护实际应用电路

（2）X射线防护部分故障

虽然此部分电路引起的故障并不多，但是这部分电路是行输出电路的保护电路。相当大一部分行输出电路的故障最后都导致这部分电路工作，从而将行推动信号切断。因此我们在维修的时候经常碰上诸如此类的现象，每当打开显示器的时候高压立即被切断。这实际上就是由于行输出电路故障引起高压升高的原因，X射线防护电路切断了行扫描信号，从而高压被立即切断。该问题应该首先检查行输出电路，而不应当盲目地将此部分电路断掉，当行输出电路的故障排除之后，这里自然而然就没有问题了。

4.亮度控制电路

显示器因为工作的环境不同，对它的屏幕亮度要求也不同。为了在较亮的环境下可以看清楚屏幕上的字符或者图像，要求屏幕要有相对高的亮度。但是在较暗的环境下，为了眼睛的舒适就要求亮度低一点。虽然现在的显示管采用黑底技术，但是在不同的工作环境下，对显示器的亮度进行调整还是必要的。如前所述，当阴极发出的电子多，屏幕就亮；发出的电子相对少，屏幕就暗。亮度的调整实际上是控制显示管阴极发出的电子数量。因为阴极发出的电子首先要经过阴极－栅极（G₁）之间的电场，该电场的方向和大小实际上就控制了阴极发出的电子数量。如果阴极的电位高于栅极（G₁）的电位，这时候的电场方向是从阴极到栅极，这将阻碍电子向前运动，所以到达屏幕的电子数量少，屏幕就暗。当阴极电位低于栅极电位时，阴极－栅极之间的电场将加速电子向前运动，到达屏幕的电子数量多，屏幕就亮。

按照以上的分析，调整亮度的方法有两种：固定栅极电位，改变阴极电位；固定阴极电位，改变栅极电位。这两种方法中第二种方法是现在比较流行的方式。也就是在栅极上加负电压，通过调整该负电压的大小来控制亮度。

实际亮度调整电路如图4-37所示。FBT第5引脚经过D₈₅₅整流为负直流电压（−100V），经过R₈₅₈、VR₈₅₃（负亮度）、VR₈₅₄（亮度），再经过Q₈₅₁接4.5V（13.5V经过ZD₈₅₁稳压后为4.5V）。这样在亮度电位器上可以得到4.5V～−100V的电压，此电压提供给G₁以控制电子的数量，从而控制了亮度的目的。

图4-37　实际亮度控制电路

MUTE是来自CPU D/A转换器的保护信号。MUTE电压使Q₅₀₄导通，TDA4858第3引脚（V_BOP）电压为0，这时将强制TDA4858的B⁺控制器里的触发器复位，使行供电开关管截止，从而切断行供电电源。与此同时MUTE使Q₈₅₁截止，亮度电位器供给G₁的负电压比原来更低，这将使显示管截止，从而切断了亮度，因而MUTE是一种保护信号，只要其是高电平，行供电、亮度都被切断。TDA4858的保护模式起作用时，CL_BL出现一个连续的消隐电平，该电平经过Q₅₀₁、Q₅₀₂的两次倒向放大使Q₈₅₁截止，使屏幕亮度关闭。

5.对比度控制电路

从文字的含义上来解释对比度的话，对比度就是字符和背景之间亮暗的反差程度。上面说的亮度调节是通过调节栅极的电位来控制电子的数量，对比度调节和亮度调节不同，对比度调节是控制视频信号在视频放大中的放大倍数。

如图4-38所示，实际的调整方法是13.5V电压经过ZD₈₀₆稳压为12V，经过VR₈₅₆降压，最后在对比度电位器VR₈₅₅上得到一个控制电压信号，该控制信号加在视频处理集成电路（LM₁₂₇₉）的第10引脚（对比度控制）上。通过调节VR₈₅₅就可以调节输入到LM₁₂₇₉第10脚的电压（该电压为0V～4V，0V对比度不衰减），从而控制了显示器的对比度。

图4-38　实际的对比度控制电路

6.Moiré纹消除电路

Moiré纹也称之为莫尔纹，它是在整个屏幕上或者部分屏幕上出现的干扰条纹，经常出现在屏幕的边缘或者角落上，当亮度变化的时候会增强或者减弱，如图4-39所示。

图4-39　Moiré纹

现在普遍认为此现象是电子在阴罩和屏幕之间的一种干涉，这种干扰条纹也是荫罩式显示管的固有缺陷。通常在光学里消除干涉的方法是消除其相干增强的条件。干涉增强的条件与电子的波长、折射率、两电子束之间的距离d等参数有关。电子的波长是不可以改变的，n为折射率（在真空里为1）也是不变的，所以只有改变d可以消除其相干涉的条件。如果这里的d就是荫罩孔之间的距离的话，该参数也是不可以改变的，也就是说当显示管做好以后荫罩和屏幕之间的距离就固定了。当荫罩点距固定后，荫罩孔之间的距离也就固定了，所以此光学方法不可用。

通常，显示器中消除上述干扰的方法是在原来的画面上叠加一个单数场扫描线或者偶数场扫描线。用D触发器把场同步信号的频率减小一倍，D触发器在CK上升沿作用下Q_n+1=D，所以Q_n+1=Q，如图4-40所示。再把此信号叠加到TDA4858Vpos（场中心）上，这样单数场和偶数场之间的距离就会有偏差，从而消除Moiré纹。

图4-40　Moiré纹消除电路及触发器波形

7.消隐电路

（1）行消隐

我们在讲扫描的时候曾经讲过，在行扫描中电子束从屏幕的左边缘运动到右边缘（面对屏幕观察）称之为正程，而电子束从右边缘回到左边缘称之为逆程。在正程时，调节阴极或者栅极上的电压，就可以显示出要显示的图像或者字符。在逆程时扫描线上不加信号，这样逆程时候的扫描线如果要显示出来就是多余的，因此有必要将其加以处理使操作人员观察不到，该处理电路称之为消隐电路。如果是处理行回扫的电路则称之为行消隐电路。这部分电路的原理很简单，就是在逆程时间内使阴极少发射电子或者是改变栅极对阴极的电压使电子束被截止，这样在屏幕上也就看不到回扫线了。前面讲的亮度控制实际也是通过调节栅极上（G₁）的电压实现的，所以实际电路的G₁上既有亮度控制信号（直流电压），还有消隐信号（和行频率同步的脉冲）。

（2）场消隐

和行扫描同样，电子束从屏幕的上边缘运动到下边缘的过程称场正程，而从屏幕的下边缘运动到上边缘的过程称为场逆程。在场逆程中的扫描线称为场回扫线。图像是加在正程上，所以场回扫线也应该被相应的电路消隐，这部分电路就是场消隐电路。这部分电路产生一个与场扫描频率相同的消隐信号加在G₁上，以便在回扫期间将显示管截止。

（3）应用电路

如图4-41所示，行消隐信号取自于TDA4858的第16引脚（CL_BL）信号，在行消隐期间第16脚输出高电平，经过R₅₀₁、D₅₀₃、Q₅₀₁、Q₅₀₂两次倒向放大，产生了与16脚同相位的脉冲，加在Q₈₅₁基极上使此晶体管截止，当Q₈₅₁截止时VR₈₅₄取出的负电压将比原来更低，使得显示管里的电子束被截止，从而消隐掉了逆程的扫描线。同样来自场扫描处理电路TDA4866的场消隐信号从Q₆₄₄的发射极输出，经C₆₄₃耦合也加在了G₁上，这样就完成了在场逆程的时候消隐掉回扫线的功能。

（4）故障分析

消隐电路也是经常出现故障的地方，而且这里出现的故障非常典型。如果行消隐电路出现故障的话，屏幕上将会出现行逆程的扫描线。但是，因为行频率太高，所以在行消隐电路出现故障时我们也看不到该回扫线。这时只是在屏幕的边缘出现了一个亮边，当出现这种情况时，应该检查行消隐电路。场消隐电路就不同了，当场消隐电路出现故障的时候，我们可以清楚地在屏幕上看见回扫线，所以通常所说的回扫线是指场回扫线。因为调节亮度是控制栅极对阴极的电压，通常是负电压。当此负电压较小时，屏幕的亮度就越亮，也就是说此时栅极电场对电子束的抑制作用小。又因为消隐信号也是加在栅极上，而且亮度越大场回扫线就越清楚。场回扫线是两根并行的亮线，从屏幕的底边缘经过左右边缘曲折几次到达上边缘。曲折的次数与所设定的行扫描频率和场扫描频率有关系。当出现此现象的时候要检查场扫描电路。

图4-41　实际的消隐电路