《阴极射线管(1).》由会员分享,可在线阅读,更多相关《阴极射线管(1).(27页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、阴极射线管 第二组 阴极射线管 1.阴极射线管的历史 2.阴极射线管的原理 3.CRT显示器 4.CRT的优缺点 5.CRT的应用及发展前景 6.总结 目录 威廉克鲁克斯(William.Crookes) 阴极射线管的历史 菲利普莱纳德 (Philipp Eduard Anton von Lnrd) 证明了阴极射线有某些化学效应,例如使 照相底片感光、使空气变成臭氧、使气体 电离导电等等。还发现射线在气体中散射 ,散射随气体的密度而增加;射线对不同 物体的穿透本领不同,吸收率和物体密度 有直接的关系。勒纳证明了阴极射线即使 在真空中也带负电,还发现阴极射线有不 同的类型,它们在磁场中偏转的程度
2、不同 。 获得1905年的诺贝尔物理学奖 阴极射线管的历史 阴极射线管的历史 约瑟夫约翰汤姆逊 (Joseph John Thomson,1856-1940 ) Eq=Bqv Bqv=mv2/r or Eq=mv2/r 氢原子的荷质比值大1700倍 1906年的诺贝尔物理学奖 威廉康拉德伦琴 Wilhelm Rntgen 1895年11月8日,阴极射线的研究,伦琴把玻璃管 用黑纸紧紧地蒙上,通电后阴极射线发出的光被遮 住了,氰化铂钡却依然发亮。断电时就不见了,伦 琴用10张黑纸包着玻璃管或以铝板把玻璃管和荧光 屏隔开,荧光屏仍亮着;把厚铅板夹在里面试试, 亮光突然消失,铅板一拿开,又重新发亮。
3、伦琴把 手插进去一看,在荧光屏上模模糊糊有手骨的形象 ,手的轮廓也隐约可见,由于这是一种性质不明的 新射线,就姑且称为“X线”。 1901年他成为诺贝尔奖金第一位物理学奖金获得者 阴极射线管的历史 阴极射线管的历史 卡尔费迪南德布劳恩 (Karl Ferdinand Braun) 阴极射线管的原理 1、基本概念 阴极射线管CRT:它是可以发出射线,将电信号转变成光学图像的一类电 子束管,主要由电子枪、偏转系统、荧光屏、管壳构成。 阴极射线管的原理 2、工作原理 阴极射线管由玻璃制作,在真空排气时密封,加热时 高速的电子束由电子枪发出,经过磁偏转系统就会到 达荧光屏的特定位置。由于荧光物质在高速
4、电子的轰 击下会发生电子跃迁,即电子吸收到能量从低能态变 为高能态。由于高能态很不稳定,在很短的时间内荧 光物质的电子会从高能态重新回到低能态,这时将发 出荧光,屏幕上的那一点就会亮了。 CRT显示器 1、基本概念 CRT显示器学名为“阴极射线显像管”,是一种使用阴极 射线管的显示器。主要由电子枪、加速系统、聚焦系统、 偏转系统、荧光屏及玻璃外壳。它是应用最广泛的显示器 之一。 CRT显示器 电子枪 l阴极:由灯丝加热发射电子。 l控制栅 a).加上负电压后,能够控制通过其中小孔的电子束的强弱 b).通过调节负电压的高低来控制电子数量 c).即可控制屏幕上相应点的亮度 CRT显示器 聚焦系统:
5、通过电场和磁场控制电子束变细,保证亮点足够小 ,提高分辨率 加速系统:加正的高压电(几万伏)使电子束高速运动 偏转系统:控制静电场或磁场,使电子束产生偏转,最大偏转 角是衡量系统性能的最重要的指标,显示器的长短与此有关。 荧光屏:电子束轰击时发出光辉。 CRT显示器 2、CRT的工作原理 由阴极放出的电子通过控制栅极后变成电子束,该 电子束在聚焦系统的作用下进一步聚焦,形成很细 的束,然后在超高压电场(通常为1500020000V) 的加速下轰击屏幕表面的荧光体从而发光。 阴 极 控 制 栅 极 聚 焦 系 统 偏 转 系 统 加 速 电 场 荧 光 屏 电 子 电 子 束 聚 焦 方 向 轰
6、 击 CRT显示器 3、CRT的分类 CRT可以分为单色CRT和彩色CRT两类 p 单色CRT只有单一的电子枪,仅能产生黑白两种 颜色。它的主要用途是在电视机中显示图像,以 及在工业控制设备中用作监视器。 CRT显示器 p 彩色CRT电子枪中设有三个阴极,分别发射电子 束,主要采用荫罩型结构,通过红(R)、绿(G)、 蓝(B)三原色组合产生彩色视觉效果 荫罩:为了防止每个电 子束轰击另外两个颜色 的荧光体,在荧光面内 侧设的选色电极 CRT显示器 R B G R B G R B G R B G 电子枪 静态聚焦面 荫罩 荧光体 屏幕玻璃 Sg q PS PM L 式中: 为荫罩与荧光屏 的距离
7、; 为孔距放大率 ; 为从电子枪到荧光面 的距离; 为电子枪的束 间距; 为电子束排列方 向的荫罩孔距; 为电子 束排列方向的荧光屏上同 一色荧光体的点间距。 荫罩与荧光屏的距离可根据几何关系由下式确定 : CRT显示器 4、CRT的性能及表征 p 余辉时间:持续发光时间,电子束离开某点后,该点 的亮度值衰减到初始值 余辉时间长于0.1s的称为长余辉发光;介于0.1s至0.001s 的称为中余辉发光;短于0.001s的称为短余辉发光 p 刷新(Refresh):要保持显示一幅稳定的画面,必须不 断地发射电子束 p 刷新频率:每秒钟重绘屏幕的次数 某种CRT产生稳定图像所需要的最小刷新频率 =1
8、秒/荧光物质的持续发光时间 (例如)=1000/40=25Hz CRT显示器 p 分辨率(Resolution):CRT在水平或竖直方向单位长 度上能识别的最大像素个数,单位通常为dpi(dots per inch)。 在假定屏幕尺寸一定的情况下,也可用整个屏幕所能 容纳的像素个数描述 如640*480,800*600,1024*768,1280*1024等等 p 像素(Pixel):构成屏幕(图像)的最小元素 p 荧光粉的发光效率是指每瓦电功率能获得 多大的发光强度 CRT显示器 屏幕的亮度取决于荧光粉的发光效率、余辉时间 及电子束轰击的功率。 从上式可以看出,欲增大亮度可以加大 电流密度和
9、电压。两者中以提高电压更 为有效。 CRT的优点 CRT最大的优势是性价比很高,即在相对低的价格下获得所必 需的各种功能和性能。而且,可以进行大画面高密度显示。 彩色CRT与单色CRT在装置的布局上无本质变化,可进行无级 辉度调节的全色显示。特别是CRT采用电子束扫描方式,与其 他电子显示采用矩阵阵列的扫描方式不同,所需要的驱动电极 数极少。 CRT的优点 在辉度、对比度指标上,与其他显示器相比,CRT也处于有利 地位。显示亮度可以任意调节。而且,从电视机用CRT、超高 密度显示用CRT到分析观测CRT,均可根据不同使用目的自由 设计,从而应用范围极为广泛。 1、耗电量大 2、尺寸大,重量大
10、CRT的缺点 CRT显示器CRT显示器与LCD显示器对比 3、无法制造较大面积的显示屏 技术上的困难:较大真空玻璃外壳容易破裂 显示面积较大时,扫描频率降低,无法显示运动影 像 4、受电磁场影响,容易发生线性失真 5、存在辐射,影响使用者身体健康 CRT的缺点 CRT画面失真 电视用CRT的发展趋势,主要是大型化,此外设计和 采用先进的电子枪、通过管面处理提高对比度、采用 纯平、超平显示屏、缩短CRT的长度、降低CRT的功 耗等,目前在许多方面都取得了新的进展。 目前计算机显示器的CRT已慢慢被液晶显示器所代 替。 随着银行自动取款机的普及,CRT作为金融终端的应 用增加很快,这种用途对图像分
11、辨率无过高要求。 CRT的应用及发展趋势 飞机、汽车、轮船等搭载的CRT可以向操纵者提供各种 信息,显示的信息量大。在这些应用中,与一般的室内 应用相比,工作条件比较苛刻,对防振、防尘、防潮、 耐热、抗干扰等有更严格的要求。 医疗检测设备等用CRT,将提供诊断的依据,所以对 CRT的辉度、解像度、灰度等级及对比度等都有十分严 格的要求。 用CRT对超高速现象的观测一直是人们研究开发的重点 之一。通过配套电路与之配合,目前的示波器已能适应 GHz信号的观测,部分产品已实现彩色化。 CRT的应用及发展趋势 总结 从汤姆逊发现电子到琴伦发现x射线再到布朗管的出现,很少有一种 高科技能像它一样与我们生活如此密切。如同任何事物都有其发生, 发展以及消亡的规律,CRT的消亡是必然的,但至少不会是现在。 THANKS