本文格式为Word版，下载可任意编辑第二章 黑白显像管及黑白电视接收机原理 其次章 黑白显像管及黑白电视接收机原理 目前在我国黑白电视机依旧占有较大的市场，并正在向高集成化方向过渡为了便于了解电视机各片面的作用、原理，本章主要对黑白显像管及黑白电视机方框图举行议论分析，有关概括电路将在第六章至第十二章中与彩色电视机电路一起议论 §2.1 黑白显像管 显像管是电视接收系统的终端显示器件，它将图像信号恢复为光图像显像管的特性和要求是整个电视机设计的根本依据例如，扫描光栅的组成、信号通道增益、视频图像信号的极性选择、电视机的功率消耗以及偏转线圈扫描电流特性等，都是根据显像管的特性和要求而定的此外，电视机的收看质量，图像的明显度、比较度、灰度、亮度、灵敏度等主要指标及彩色效果好坏都最终表现在显像管上，因此要获得高质量的电视图像，务必有一个高质量的显像管所以首先务必了解显像管的布局、工作原理及根本参数 2.1.1显像管的布局 显像管的布局示意图如图2-1所示它由电子枪、荧光屏和玻璃外壳三片面组成。
显像管内抽成真空，管壳由高强度的玻璃制成，它能承受高压以防爆裂 图2-1 显像管布局示意图 一、 电子枪 电子枪安放在管颈内，用来放射密度可调的电子流，并通过聚焦和加速，形成截面积很小、速度很高的电子束该电子束在行、场偏转磁场的作用下（见1.2.1节电子扫描）可实现全屏幕的扫描光栅电子枪通常由灯丝和五个用无磁不锈钢制成的电极组成 （1）阴极（K）呈小圆筒状，筒的顶端涂有放射电子的材料（氧化钡、氧化锶和氧化钙混合物），筒内置有加热灯丝，当阴极被加热后，阴极外观材料便向外放射电子 （2）操纵栅极（G）也是圆筒状，它套在阴极外面 ，圆筒的中间开有一个小孔，以便电子流穿过通常操纵栅极相对阴极加有数十伏的直流负压，形成阻滞电场变更操纵栅极对阴极的负电位大小，就可以直接操纵电子流的强弱，从而操纵了对应光点的明暗电子束的截止电压约—30V～ —90V之间图像信号直接加在操纵栅极（正极性图像信号） 或阴极（负极性图像信号）上，使扫描电子束强弱随图像信号变化，从而在屏幕上显示出不同灰度层次的图像 （3）加速极（第一阳极）A1，其形状象中间开孔的圆盘。
它通常加有上百伏正电压，其作用是把阴极电子拉出来，并对飞向屏幕的电子流加速和聚焦 （4）高压阳极（A2，A4）由两个圆筒状电极组成，A2（其次阳极）与A4（第四阳极）之间内部连接，A4通过弹簧片与锥体内壁石墨导电层相连经高压咀在A2，A4及内石墨层上接有9KV～16KV高压一方面，其次、四阳极与第三阳极（聚焦极）组成电子透镜，使电子束在轰击荧光屏之前聚焦；另一方面，在显像管锥体内侧的石墨导电层形成了一个平匀的等电位空间，保证电子束进入此空间后径直地飞向荧光屏，而不产生杂乱的偏离和聚焦 （5）聚焦极（第三阳极A3）是套在A2，A4之间的金属圆筒电极，通常加有正几百伏的直流电压，调整这个电压大小，可使阴极放射的电子流形成细束，在屏幕上聚焦成一个小点 电子枪对阴极放射的电子流的聚焦作用示意图如图2-2所示 图2-2四极电子枪聚焦示意图 二 、荧光屏 荧光屏由屏面玻璃、荧光粉层和铝膜三片面组成在屏面玻璃的内壁上，沉积一厚度约为10μm、以银作激活剂的硫化锌一镉荧光粉层，它在电子束的高速轰击下发白光其发光强弱与电子束电流太小及速度上下相对应为了防止电子速电流太大，使荧光粉层局部过热而降低发光才能，一般限制速电流在100μA以下。
为了提高屏幕亮度及减弱闪烁效应，荧光粉应具有余辉特性，但为了防止造成前后两帧图像重叠展现而使明显度下降，余辉时间不宜过长，应采用余辉时间小于1ms的荧光粉 在荧光粉层后面蒸发一层厚度约为1μm的铝膜，它的作用有三个： （1）铝膜可以拦住内部杂散光，从而提高图像比较度 （2）铝膜有利于提高屏幕的最高亮度.它可将荧光屏射向背后去的光线反射回屏幕；并且铝膜接阳极高压，可制止荧光屏积累电子，否那么积累的电子所产生的电场将减小电子轰击的能量，使亮度降低 （3）铝膜可以养护荧光屏不展现离子斑由于在高速电子轰击下，显像管内残存的气体将发生电离，其负离子与电子一样受到加速电场的作用射向荧屏但其质量比电子大几千倍，偏转磁场使它偏转的角度很小，因此这些离子将集中轰击荧光屏中心的小片面区域，使荧光粉层老化，降低发光效率产生“离子斑”铝膜的作用是可拦住体积大、速度低的负离子，使之不能穿过铝膜到达荧光屏而质量小、速度高的电子却极易穿透铝膜射向荧光粉层 三、玻璃外壳 玻璃外壳由管颈、锥体和屏面三片面组成管颈内有电子枪、屏面玻璃制成荧光屏等已如前述玻璃锥体是屏面玻璃和管颈的连接部位，它为电子束实现全屏幕扫描供给足够大的空间。
锥体内外壁均涂有石墨导电层，其作用如下: （1）内壁石墨导电层与高压阳极相连，形成一个等电位空间，以保证电子束高速运动 （2）外石墨导电层接地，以防止管外电场的干扰；内石墨导电层可以吸收荧光屏在高速电子轰击下产生的二次电子及管内的杂乱放射光 ，从而有助于提高图像的比较度 （3）内外石墨导电层间形成一个（500pF～1000pF）的电容，可作为其次、四高压阳极的滤波电容因而在高压供电电路中不必另接高压滤波电容 2.1.2 显像管工作原理 显像管产生光栅或显示图像是依靠在栅极（G）与阴极（K）之间施加不同的电压，以操纵阴极电流ik（与电子速流方向相反）的大小而实现的 当无图像信号输入时，栅、阴极间加的是一向流负压（静态栅偏压ugk0），在偏转磁场的作用下，屏幕各点对应的阴极电流ik四处相等，因而屏幕显示的是亮度平匀的光栅 当有图像信号输入时，栅、阴极间在直流负压的根基上叠加了图像信号电压，通过扫描，屏幕各点对应的阴极电流ik随图像信号规律地变化，因而屏幕上就展现了相应的图像为了正确重现图像，务必根据图像信号的极性选择它输入的电极譬如负极性图像信号应从显像管的阴极输入，这样，原图像越暗对应的图像信号电平就越高，从而抬高了阴极电平而使栅、阴间电压越负阴极电流（电子速流）就越小，那么显像管的显示亮度越暗，重现的图像是正确的。
假设是正极性的图像信号，那么应从显像管的栅极输入，否那么会在荧光屏上展现“负像” 一、 显像管调制特性曲线 根据上述分析，我们用栅一阴极之间电压ugk(始终为负值)与阴极电流ik关系曲线来表征显像管的工作特性，即所谓调制特性，如图2—3所示 调制特性曲线的斜率，即Δik/Δugk，表示显像管的灵敏度，即栅一阴电压对阴极电流的操纵才能图中，ugko是当阴极电流ik为零时的截止电压，即当ugk =ugko时，电子束流将被完全抑制，ik=0，荧光屏不发光 生产厂家通常用最大调制量来表征显像管的灵敏度所谓最大调制量是指阴极电流ik由0μA变到50μA时，栅、阴极电压变化的数值，即最大调制量△ugk=|ugko|-|ugk50|最大调制解调量越小，表示显像管灵敏度越高，反之那么越低 理论与实践都证明，阴极电流与栅、阴电压有下面的关系： ik=k(ugk-ugko)γ （2 –1） 式中，γ为显像管电光转换特性的非线性系数，其值为2～3之间；k是比例系数，与阴极特性及其它电极构造等因素有关绘出曲线即为图2-3调制特性 图2-3显像管调制特性曲线 鲜明，阴极电流ik随栅、阴电压ugk以指数规律变化，即ugk对ik 的操纵作用为非线性。
当栅极偏压在-12Ⅴ～-80Ⅴ之间时，显像管的操纵灵敏度大约每伏几个微安的数量级随着栅极负压值减小，阴极电流按指数规律增大实际上，黑白显像管白色电平所对应的阴极电流ik不能超过150μA～200μA（负电压ugk不应小于-20Ⅴ～-10Ⅴ），否那么可能会烧坏荧光粉层，并且因ik过大造成高压阳极过负载、高压下跌影响聚焦和亮度 二、 显像管调制特性的非线形校正 这里的非线性校正，是指所谓γ校正或灰度校正设显像亮度Bd与ik呈线性关系，那么显像管调制特性曲线的非线性，会使重现图像产生灰度失真，如图2—4所示图中Bd与Ugk的非线性关系同于ik与Ugk 图中Bd与ugk的非线性关系同于ik与ugk 图2-4灰度失真 假设摄像管的光电转换特性及图像信号的传输通道特性均为线性，那么可写成下面关系式： Bd=kBΥ0 (2-2) 式中：k的比例系数；B0为实际景物亮度；Υ为显像管电光转换特性的非线性系数式（2-2）说明，由于显像管调制特性的非线性，使重现亮度Bd与摄取亮度B0间产生灰度失真或称为γ失真。
这种γ失真，是发生在千家万户的电视机中，而这种γ失真的校正，那么是在电视台举行的其手段是将摄像管输出信号开Υ次方后再送出给显像管，即可以获得总的亮度的线性转换关系 2.1.3黑白显像管的根本参数 显像管的根本参数可分成机械参数、电气参数和光学参数三大类，如表2-1现作如下几点说明： （1）型号：最前面两位数字，例如23、31、40、47，表示以厘米为单位的荧光屏对角线尺寸；SX表示名称为显像管；B表示发白光 （2）偏转角度：指从电子束偏转中心到荧光屏对角线两端的张角偏转角越大，管长可越短，荧光屏尺寸大，其偏转角也大偏转消耗功率约与偏转角的三次方成正比，所以偏转角也不能太大，以90°～100°度为宜 （3）最大调制量：当阴极电流从0变到50 μA时，栅、阴电压变化值它用来表征显像管灵敏度，调制量大那么灵敏度低 （4）23SX5B型显像管无第四阳极，它的其次阳极为聚焦极，第三阳极为高压阳极 （5）光特性参数包括电子束聚焦特性、光栅颜色、亮度、比较度及图像细节的辨识率最高亮度是在阴极电流为150μA条件下测试的 表2-1常用国产黑白显像管主要参数 — 9 —。