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1、计算机维护基础课程济南大学驱动社硬件部第六讲 之一 显示器原理与维护计算机的显示子系统主要包括显示器(监示器)和显示 适配器(显示卡)组合在一起才能将CPU 送来的信息显示 出来。我们首先来看一下显示器的工作原理，显示器的种 类前面有提到过，这里主要介绍CRT(Cathode Ray Tube)就是阴极射线管显示器的基本知识。CRT分单色和彩色，但基本原理是相似的，都是利用电子束高速轰 击荧光粉发光而成像，其结构主要有显像管和显示器控 制电路。显像管由电子枪、偏转线圈、荫罩、荧光粉层 和玻璃外壳组成 。6.1显示器的工作原理(3) 管颈部分，内部装有电子枪，外部靠近锥体部分装有偏转线圈。电子枪
2、主要是产生电子束，是CRT的核心。 组成由灯丝、阴极K、栅极G1、加速极G2、聚焦极和阳极A(高压极)我们先来看一下显像管的结构原理图。从外观看CRT结构分三个部分： (1)荧光屏部分，其内表面涂有荧光粉构成荧光粉层。(2) 锥体部分，内外部都涂有导电的石墨层，外部装有阳极线引出端叫高压帽。其结构如图灯 丝阴极筒 K阴极G1控制极 阳极 1阳极 2聚焦线圈灯丝作用：加热阴极筒使K阴极表面产生600800C高温 K阴极： 受热后表面游离出电子，产生运动电子G1控制栅极 控制发射电子的数量，多则亮，少则屏幕发 暗。 偏转 线圈玻璃壳导电石墨层阳极：是建立一个强电场，吸引电子运动并加速电子直 线运动
3、。聚焦线圈：当电子束穿过阳极后就会发散，聚焦线圈使电 子束从新会聚到一个点上，这个点就在荫罩小孔处。聚焦 线圈是螺线圈，通直流电一般是将阴极接地，控制极加负十几伏到负几十伏电 压，阳极则加几KV几十KV高压，这样电子就会在这些电极所构成的电场中运动形成连续电子束射向荧屏。由于 电子能量很小，必须在真空中才能长距离运动。随着技术 的发展，还有其它控制电极来调整电子束的运动轨迹。由于显示屏较大，要使电子束照亮屏幕上的所有像素点，须要有偏转线圈来产生偏转电场来控制电子束从左上 角开始扫描，顺序扫描到右下角。人眼能有图像或叫成像 感觉的最低扫描要求是：每 秒30帧(fps)，现在一般的显示器场扫描频为
4、60- 100，以800*600为例：行扫描的 视频带宽为 800 *600*100Hz。利用人眼睛的视觉暂留特性，荧 屏上的画面即可呈现连续性的感 觉。频率高画面静止的感觉也就 越强。我们来看一下 完整彩色显示系统的原理图显 示 卡VRG B H场扫描电路前 级 平 衡视放未 级 驱 动行扫描电路高中低压CRT电源亮度线场偏行偏高压线灯丝G电子枪有三枪三束和单枪三束等技术，三个电子 枪的排列有品字形 和一字形，相对应的荧光屏上的每 个像素中的三个色点也是按品字或一字分布。点 距间距不同的电子束只能照射到各自对应的荧光点上，才能 正确显示，荫罩板就是起这种作用。吸收掉多余电子和杂 散电子 。从
5、电子枪射出的电子束是直线发射的，显示器要成像 ，电子束必须连续不断地从左到右、从上到下地向CRT前面板发射电子束，那么电子束怎样才能改变发射方向呢？ 这就需要用到偏转线圈。它能产生强大的、不断变化的磁 场，电子束通过该磁场时由于受到磁力发生偏转；磁场方 向及强度不断变化，电子束就能连续不断地对荧光屏进行 扫描。 电子束运行于正程时有电子束发射，处于逆程时没有电子 发射。所以在逆程时间内像素为暗色而看不见，当能看到 时我们叫它回扫线，使屏幕出现一条一条的亮线，这是回 扫故障之一。偏转线圈分行偏转和场偏转两套，一般做成一体使用。行偏转中电流变化频率较高。显示器的扫描方式有隔行扫描和逐行扫描两种方式
6、。隔行与逐行是相对 的，隔行的扫描方式是将扫描线分为奇数条与偶数条，在 扫描时先扫奇数条，再扫偶数条。tI行偏转线圈中电流波形场偏转线圈中电流波形左上角右下角逐行扫描是指扫描的方 式为一条接一条，连续 性地扫描下来，而不是 先扫描单数条再扫描偶 数条。行频和场频必须协调好才能完成正常显示工作，这个任务是由行同步信号和场同步信号完成的，这两个信 号来自于显示卡，相互之间的比例关系是由设定的显示 模式、分辨率、色属性等由显卡控制器计算后输出的。 正程逆程行同步 也叫水平同步信号，场同步 也叫垂直同步信号，R、G、B三色信号也是从显示卡上来的，所以显示器完成的工作就是正确识别出显示卡上传来的组合信号
7、，显示器的带宽要有 足够的宽度，否则显示器将无法正常显示，当带宽不够时，就会有重影、花屏、卷轴等现象出现。这时可以重新对显示模式进行设定，以降低显示卡的工作频率。由于显示器在扫描时要对每一个点进行属性控制，控制的速度就是工作带宽，这是一个模拟量，也就是视频带宽，视频带宽是指视频放大处理电路的工作频率最大 值的0.7倍(线性区)。计算公式为： 显示器带宽=水平分辨率*垂直分辨率*场频 (理论值 )荫罩板 位于荧光层后面，荫罩板的安装位置和刚度非常重要，如有移位、变形则有可能使显示器无法正常显示而报废。荫罩板上有许多微小细孔，每一个像素对着一个小孔，它的大小和数量决定了显示的清晰程度。如今，荫罩板
8、已经从点状面板演变到了沟状面板。面板 的形状也从球形、柱形演变到了“纯平面”。但它再怎么变也是荫罩板。为尽量吸收显示时所产生的热量和多余 的电子，多数荫罩板采用了镍/铁合金加强刚性。由于新型控制电路不断出现，及不断改进的工业设计，荫罩板有可能被淘汰，最近出现的17寸，就没有荫罩板了。使成本大幅下降，其价格也下降不少。控制方式 有模拟控制和数字控制方式两种，模拟控制方式是指用旋钮来调整显示器的亮度、对比度、 显示荧屏的尺寸、位置等变量。旋钮比较多，时间长了容易因养化而出现不稳定现象。数字控制显示器的控制方式变化比较多，总的来说就是用开关量将控制量送到控制电路板中，由单片机处理后对扫描电路进行控制
9、，人工输入的设定值会一直保持。同时 数控显示控制功能有所加强，新增加了枕形失真、梯形失真的校正控制。显示器的接口 接口主要是将H、V、R、G、B状态检测信号从显示卡送到显示器的通道，有15针的VGA D形接口和USB接口。15 针的D形接口定义如下：6.2.1 显象管故障现象判断： (1) 由于显象管是高度真空的，不能漏气，所以当有裂缝时，内部会有打火声或啪 、啪放电声，严重的会在开显示器时爆炸。这种显示器只能换显示管或报废处理。(2) 荫罩板移位、 局布变形、冲磁故障，这种故障表现为图象色彩不正常、显示变形、部分亮度不均匀或发暗。在正常显示时转动显示器或有强磁场干扰等因素，很容易使荫罩板带有
10、磁性，从而改变电子束运动方向使显示屏变色，所以在显示屏的外框中有消磁线圈，在每次开显示器时作用一次。6.2 显示器的常见故障及排除方法对于因开机转动显示器而冲磁变色的故障，可以用消 磁器对显示屏消磁，也可以每隔10分钟开关一次显示器，让消磁线圈产生消磁磁场来中合荫罩上的磁性。对于因荫罩板移位、 局布变形而引起的故障，是不能 修复性故障，只能。(3) 灯丝烧断故障 ，正常时灯丝亮时可以从CRT尾部看到红色点亮的灯丝，如果烧断了，就不能显示，但是不能显示故障一般不是灯丝烧断故障，只有经过检测手段来确认。这种故障可以用高压放电法来试一下运气，修不好只能报废了或换显示管。1. 行扫描电路结构方框图行同
11、 步脉 冲极性 调整A F C行 振 荡行 激 励行推 动行 输 出行输出变压 器(高压包)行偏 转线 圈行消隐脉冲高压、中压、低压2. 场扫描电路结构方框图场同 步脉 冲场 振 荡锯齿波 形成、 线性调 整场 激 励场 推 动场 输 出场偏转 线圈场消隐信号6.2.2 CRT显示器基本原理图4) 字符左右扭曲 是水平同步信号频率不稳定，上下行错位。可能原因有：信号电缆插头接触不良，脉冲极性调 整器 故障(74LS86坏)，水平同步电位器接触不良，显卡产生的水平 同步信号有问题。(5) 垂直不同步 不能稳定地显示一屏信息，是由于垂直同步信号频率不稳定，可调整垂直同步旋钮，也可能是显卡输出的信号
12、质量有问题。(6)屏暮上字符倾斜 此种敌障多数是由于偏转线圈移位造成的，只要调整偏转线圈到合适位置即可。6.2.3. 显示器常见故障现象及分析（9）显示器内高压打火 这种故障原因有两种；一是灰尘太多引起高压漏电，二是由于高压线绝缘不良，只要除 尘和换线就能解决间题。（7）屏幕上显示的字符，左边太，右边小。根据此种故障现象，可以断定是行输出管的输出特性线性程度不好，换上好的行输出管就能解决问题。 （8）屏幕上的字符乱抖动 这种情况通常是显示器内的变压器有漏磁干扰引起的。还有可能是显示器附近有磁 场。这时应把变压器用软铁皮包住接地，将显示器远离磁 场。（10）彩色不好或没有彩色 出现这种故障其中一
13、种原因可能是显示器失调，可通过调整显示器的彩色控制来解决。若无效，则可能是彩色信号不正确。也可能是3根彩色信号线脱焊造成的。如果不是显示器本身的问题，则需检修或更换显示卡。6.2.4 . 显示器典型故障及解决方法 微机启动时显示器黑屏，是较常见的故障之一。“启动黑屏”可分为供电系统故障导致黑屏、不自检黑屏故障和自检黑屏故障三种类型，以下讨论黑屏故障的现象、产生原因和检查处理办法。（1）供电系统故障导致黑屏。故障现象：开机后主机面扳指示灯不亮，听不到主机内电源风扇的旋转声和硬盘自检声，整个系统无声无息。此种现象是主机内没有正常供电造成的。检查处理办法：供电系统故障可由交流电供电线路断路、交流供电
14、电压异常、微机电源故障或主机内有短路现象等原因造成。供电系统故障不一定是主机电源损坏所致，当交流供电电压异常（超压或欠压）、主机电源空载和机内有短路现象时，主机电源内部的保护电路启动，自动切断电源的输出以保护主机内的设备。 分祈处理如下：.供电系统出现故障时，首先检查交流供电电源是否接入主机。确认交流供电电源接入主机后，将耳朵靠近开关电源，短时间打开电源 开关通电并注意听，如果听到电源内部发出“滋滋滋”的响声，说明电源 处于“自保护”工作状态，其原因是交流供电电源不正常或机内有短路现 象，导致电源“自保护”可按下述步骤进行检查： 用万用表电压档测量主机插头处的交流供电电压，若超过240V或低于
15、 15OV，主机电源内的超压和欠压保护电路将启动，停止对机内设备供 电，请换用稳压电源或UPS电源供电。 如交流电压供电正常，故障依然存在，则逐一拨去主机内接口卡和其他 设备电源线、信号线，再通电试机。如拨出某些设备时主机电源恢夏工 作，则是刚拨出的设 备损坏或安装不当。 如拨出所有设备的电源线后，电源仍处于无输出状态 ，说明是电源故障，请维修电源。 如果主机电源未工作，请先检查安装在主机内机箱前 面板上的电源开关 是否正常，如开关完好，一般是主机 电源故障。 （2）不自检黑屏故障。故障现象：开机后主机面扳指示灯亮，机内风扇正常旋转，但显示器无显示。启动时键盘右上角三个指示灯不闪 烁，听不到自
16、检内存发出的“嗒嗒”声和PC喇叭报警声。 检查处理方法：由故障现象可以看出，主机电源供电基本 正常，但未能启动BIOS中的自检程序而发生了死机。应该主要检查显示器、显示卡、内存、CPU和主板。 由于不自检黑屏故障没有任何提示信息，逼常先对主板放电 处理,再采用“最小系统法”检查处理。“最小系统法”是指只保留主板、内存条、CPU、显示卡、显示器和电源等基本设备组成的最小系统，经检查确认保留的最小系统能正 常工作以后，再进一步检查其他设备。 使用最小系统法时，在打开机箱拔去其他设备前，建议先用替换法检查显 示器是否能正常工作。如果仅保留最小系统，通电后电脑 还是不能正常工作，一般用替换法依次检查内存条、显示 卡和CPU。确认显示器、内存条、显示卡和
