了解显像管及其外设电路

任务1　了解显像管及其外设电路

1.显像管

a.自会聚彩色显像管

自会聚彩色显像管是20世纪70年代美国RCA公司研制成的，属阴极射线管，其静电聚焦、磁偏转等工作原理与黑白显像管基本相同，但由于要显示彩色图像，从结构到调整都比黑白显像管复杂很多，例如，采用三束电子束、荧光屏上需涂敷三种荧光粉、屏内设有荫罩板等。同时采取了其他一些措施使显像管会聚不依赖会聚电路，使会聚调整很简便，其安装与使用几乎与黑白显像管一样方便，因此被称为自会聚显像管，其结构如图5-1所示。

(1)精密一字形排列的电子枪

自会聚管的三支电子枪为水平一字形排列、一体化结构，如图5-2所示。三个电子束间距小，间距精度高，会聚误差小，因而省去了动会聚的调整电路;快速启动式阴极，阴极材料的改进使阴极发射自由电子快，5秒钟内就能出现光栅;在电子枪顶部装有四个高导磁率磁环，可帮助进行会聚。

(2)荧光屏与荫罩板

图5-1　自会聚彩色显像管的结构图

图5-2　单枪三束电子枪结构示意图

荧光屏与荫罩板如图5-3所示:

图5-3　荧光屏与荫罩板示意图

荧光屏:屏幕上涂敷着垂直交替的三基色荧光粉条，荧光粉为短条状，三色竖条一组，每组错开排列。在没有荧光粉的空隙处涂有黑色石墨，可吸收管内外的杂散光，以提高对比度，这一措施叫黑底技术。

荫罩板:板面上开有40万个排列有序的条状小孔(荫罩孔)，每一荫罩孔对应一组荧光粉条，其作用是使R、G、B电子束只能轰击与之相应的荧光粉条。

(3)动会聚自校正型偏转线圈

采用精密绕制的动会聚自校正型偏转线圈，由于它的行偏转线圈产生枕形磁场，场偏转线圈产生桶形磁场(如图5-4所示)，因此不需要做任何调整就能自动实现会聚。

图5-4　偏转磁场

b.自会聚彩色显像管的特点及外部附件

(1)自会聚彩色显像管的特点

自会聚彩色显像管的基本特点是自会聚，具体有以下几点:

①自会聚管的R，B，G三个阴极在水平方向上按一字形排列，彼此的间距很小。这种结构使中心电子束(绿色电子束居中)没有会聚误差，两个边束的会聚误差也很小。

②电子枪按照大口径电子透镜聚焦结构设计。三条电子束通过由公共的控制栅极、加速极、聚焦极、阳极构成的大口径电子透镜，聚焦性能良好，故清晰度高。

③为了增加机械强度和抗热变形性能，自会聚彩色显像管的荫罩孔开成长方形小槽，并按品字形错开排列。

④为了提高彩色显像管的对比度，自会聚彩色显像管都采用黑底技术，即在荧光粉没有涂布的空隙处，涂上黑色吸收材料，吸收管内或从管外射入的杂散光，以提高图像的对比度。

⑤自会聚彩色显像管的电子枪结构会聚误差小，再采用配套的特殊偏转线圈产生的会聚校正磁场及在管内设置的一些磁极，就可省去用来产生会聚磁场的电路。

⑥由于缩小了灯丝和阴极的尺寸，故加热速度快，开机5秒即有图像，即能做到快速启动。

(2)自会聚彩色显像管的外部附件

偏转线圈。

①自会聚彩色显像管的偏转线圈是在生产时根据会聚情况预先配置和调整好的，它恰好给出实现电子束会聚所需要的磁场分布。在使用时一般不用进行附加调整。

早期自会聚彩色显像管的偏转线圈一般采用精密环形绕线结构，行绕组和场绕组相间地重叠在预先刻好的沟槽内，导线交替和准确地按槽来绕制，所以磁场分布较准确。由于其电感量和直流电阻很低，因而使偏转功率消耗大，且很难与一般晶体管电路匹配。改进后的偏转线圈绕成马鞍形，如图5-5(a)所示，它的电感量和直流电阻明显升高，称为高阻抗自会聚偏转线圈，其效率较高。

图5-5　自会聚彩色显像管外部附件

色纯度和静会聚磁铁组合件。

②色纯度和静会聚磁铁组合件的外形如图5-5(b)所示。

自会聚彩色显像管的色纯度校正采用一对双突耳磁环，图5-6(a)所示是它的外形和磁场分布情况。当两片磁环以相反极性叠合时，将不显示任何磁性;将两片突耳分开，就会产生一定的合成磁场，如图5-6所示。由于在整个磁环内部空间都存在相等强度的磁场，故对三条电子束的影响是相等的，适当调整磁环就能校正电子束打到荧光屏上的位置。所以，可根据色纯度误差情况作相应的校正。

(a)突耳磁环外形　　(b)产生合成磁场

图5-6　色纯度磁环及其校正作用

自会聚彩色显像管会聚校正使用的是外形和磁场分布的四极和六极磁环(如图5-7所示)。其特点是中间部分不存在磁场，因而它们的存在不会对中间的绿色电子束产生影响。图5-7(a)，(b)所示的是每块有两对磁极的四极磁环及它们所形成的合成磁场，调整它们可使两条边束重合在一起;图5-7(c)、(d)所示的是每块有三对磁极的六极磁环及它们所形成的合成磁场，调整它们可使两条边束在进入偏转磁场前对称于中束。

(a)、(b)四极磁环及其合成磁场　　(c)、(d)六极磁环及其合成磁场

图5-7　静、动会聚调整用的四极、六极磁环

2.末级视放电路的组成

以东芝2929KTP为例。东芝2929KTP的视频输出级多采用共射一共基极串接级连宽频带视频放大电路，其视放电路如图5-8所示。

a.视放输出电路

以红色输出为例:图中Q505，Q506组成红基色信号共射-共基极放大器(G信号和B信号放大器完全相同)。

Q505、Q506为两只NPN型推挽管，Q505既是Q506负载的一部分，又是一个射随器，由于其低输出阻抗特性，使其不仅具有良好的负载能力，又具有较理想的频响特性。为了进一步提高上限的截止频率，在Q506发射极接入了由R565，C540组成的高频提升网络。采用此措施后，该级联合放大器的上限3dB频率传输特性可轻而易举地达到15MHz以上。Q514作为Q506的射极动态阻抗，还具有自动调节Q505增益的作用。

图5-8　东芝2929KTP的视放电路

Q594射极电压约为2.2V，作为共射放大器Q506的射极偏压，共基放大器的基极偏压则由12V电源直接提供。C590、C591、Q590、D590、D593等组成泄放型关机消亮点电路。当电源切断时，12V电源下降，并很快降到零，此时，借助C590的充电，将C590的负端电位下降，这样，Q590正向偏置，变为导通，从而使驱动电路中的Q507、Q505、Q509过驱动，增大显像管(CRT)电流，放掉施加到显像管(CRT)上的高压。

b.显像管的暗平衡和亮平衡调节

暗平衡调节:为了使三个电子枪在低亮度时的调制特性一致，以及在没有信号输入时，三组视放输出管Q505和Q506，Q507和Q508，Q509和Q510的静态工作点分别在三个电子枪的射束截止点E_Ro、E_Go、E_BO上，也就是在收看黑白电视信号节目时，在低亮度区，荧光屏显示黑白而不显示任何颜色，所以在电路中设置了R557、R558、R559三个截止调节电位器。

以绿色输出为例:R558为绿色截止调整半固定电位器，当此电位器置于12V电源一侧时，Q507偏置电压下降，Q507集电极电压(显像管阴极电位)上升，从而按截止方向移动显像管(CRT)绿色阴极的工作点，显像管显示的光栅中绿色减弱。

反过来，当电阻置于接地一侧时，Q507偏压增大，Q507导通加强。于是，显像管(CRT)的绿色阴极电位下降，从而使电子枪发射绿色的能力增强。红、蓝的截止调节与此相同。

以上原理说明，适当调节暗平衡电位器R557、R558、R559，可以分别控制视放管的集电极电压(即显像管各阴极电压)，这样，可以使三路基色信号的消隐电平分别对准各自调制曲线的截止点。

亮平衡调节:电路中设置了R531固定电阻，即以红基色的输出幅度为基准。R252、R253分别为绿基色和蓝基色的视放输出级的发射极电位器，改变其阻值便可改变Q508、Q510发射极的交流阻抗，从而改变放大器电路的增益，即可调节集电极输出幅度的大小，使绿基色和蓝基色达到与固定的红基色输出一致，从而使荧光屏显示纯白色。

将偏置电路的输出电压设计成与Q508，Q510发射极的电位相同，这样，Q508，Q510发射极电位不随R252、R253的变化而变化，以防影响电路的直流工作。