显像管新技术

动态会聚电路

会聚是指光栅扫描形成过程中,RGB三枪电子必须在同一栅逢相交,以击中荧屏上同一组RGB荧光粉.会聚有静会聚和动会聚两种,静会聚是指电子束停止扫描时,三电子束在屏幕中心的会聚.动会聚是指电子束扫描时屏幕四周的会聚.超平、纯平显像管都是单枪三束结构,RGB三子束呈水平一字型排列,RB两边对称地位于G束的两侧,由于制造时不可能没有工艺误差,所以,RGB三阴极的发射方向不可能准确地位于同一平面上,且RGB两边束也不可能以中间G束为轴绝对对称.静会聚是通过安装在显像管管颈上两个V、STAT磁片和两个BMC(六极)磁片的调整来实现.它只能保证中心区的会聚,而屏幕四角的会聚效果较差.如图H1和图H2。

　　

动态会聚电路的功能是根据电子束的扫描位置来调整动态会聚电平,使 屏幕上每个区域都能获得最佳的会聚电平,使 整个画面看起来透切明亮,动态会聚校正由产生特殊扫描磁场的偏转线圈来完成,其中动会聚场偏转线圈产生桶形分布磁场,动会聚行偏转线圈产生枕形分布磁场,图H1表示了单枪三束显像管会聚的机制.动会聚校正的基本原理如图H3所示,动会聚线圈安装在显像管管颈,对应于极靴或偏转板的位置处,当动态会聚电路产生的行倾斜电流如图H3所示极性流入动会聚线圈时,动会聚线圈中激发的磁场使电子束RB两边分别产生远离中束的左右位移,而中电子束G所受的磁场力恰好抵消,因此中束的位置保持不变.

　　从图H3看到,两边束位移后由RB位置变化到B‘ R‘位置,使R‘.G.B‘电子束的会聚点恰好落在屏幕上.只要给动态会聚线圈提供幅度形态适中的场和行频 抛物波电流,使 R.B两边束的左右位移呈抛物波状态变化,就可以实现动会聚误差的完全校正.

动态聚焦电路

显像管正常工作时,扫描电子束抵达屏幕中部和屏幕边缘所走过的路程距离不同,它所需的聚焦电压自然要求不同,以往旧式彩电的聚焦电路提供的是固定不变的直流电平,它只能使 屏幕中部聚焦达到 最佳,而屏幕边缘就难免出现散焦现象,反映到屏幕上的现象是画面四周模糊.为改善这种现象引入了动态聚焦电路.图D是这种电路的结构简图,由行回扫变压器引出一行逆程脉冲,在行逆脉冲控制下通过集成电路内的锯齿波电路的充放电产生一行频锯齿波电压,经倒相放大送到 L1、C1组成的积分电路,形成行抛物波电压.Tf为聚焦升压变压器,升压约28倍的反相行抛物电压约1000VP-P,经聚焦变压器Tf的二次摇组输出经C3藕合加至显像管的聚焦极,对来自行回扫变压器的聚焦直流电压进行调制,以改善一行扫描边缘的聚焦效果,使屏幕整幅画面同等清晰.

5D画质改善电路

现代的彩电都采用了很多先进的电路来改善提高图象还原的水平,如东芝飞视平面彩电,采用了所谓5D画质提高电路来提高图象的还原质量,每一个D是一项改善措施,它的分别是:1D彩色微细部分增强器．２Ｄ：高速描调制器．3D：三行数码梳状滤波器．4D：黑电平扩展电路．5D：超真实瞬态电路.

新型显像管

显像管作为重现图像的电光转换器件其品质的高低决定整机质量的优劣,显像管经历过从球面管→直角平面管→超平面管→纯平面管的发展历程,四种不同表面的显像管代表了各个不同时期彩管的制造工艺和技术水准.

1.球面管:屏幕呈球面和园角形状,由于屏幕曲率大,所以画面失真率高,边缘部分扭曲严重.

2.直角平面管:它仅仅是屏幕边沿和四个角稍为直角平面化,中间仍是起的球面管形状,但它比球面管有明显的改进,重现图象的清晰度提高,细节边缘形变较少,索尼公司的"特丽龙"(Trinitron)垂直柱面管的特点是消除了画面垂直方向的变形.

3.超平面管:超平面管决非平面还平面的显象管,它仅是对直角平面管而言的,这种显象管表面各处曲率均不同,但中心仍然是球面,四边是曲率不同的过度面.从表面上看,曲率已经极少,主观感觉比直角平面好得多,但因四周曲率突变所以产生一定程度的失真,这超平面管还采用了黑底涂层技术,有效地提高了图象的对比度减少了环境反射光的影响.

4.纯平面管:又称"全平"、"真平"、"镜面".它是二十世纪革命性的技术产品,其显著特点是无论从那个方向看显象管都是平的.由于显象管中心的球面不复存在,收视时不管在那个方向那个角度看图象文字都不再有变形,这种显象管除表面的改变外,其内部结构也处处凝结着高尖技术的成果.如松下的"锐屏"称辉聚显象管,这种超级超薄型彩管引入，专为高清晰度设计的大口径电子枪,令电子聚焦精度提高26%.东芝的"飞视"系列彩电,它采用了称为超级晶丽显像管而极为敏锐的电子枪配合动态四角聚焦电路,保证了全屏优良的聚焦特性.还有索尼的"贵翔"系列彩电,它采用FD TRINITRON平面彩管,其FD电子枪使电子束聚焦精度提高30%,配合平坦的垂直栅条设计,全画面鲜明亮丽清晰悦目.

地磁场校正电路

显像管中的电子束受到地球磁场影响时,屏幕光栅将发生倾斜,使重现的电视画面在屏幕上产生几何变形,为此新形大屏幕彩电设置了地磁校正电路,图W是一种彩电的地磁场校正电路,

　　它由微处理器ICI的14、38脚,Q2~Q4和继电器SJ01与装于显像管管颈的地磁校正线圈L组成,ICI的14脚Q2控制着SJ01内部的两组触点的切换,从而改变流入L中的电流方向达到改变L中磁场对电子束力的方向,使画面作顺时针方向旋转或是逆时针方向旋转,ICI的38脚输出正控制调宽脉冲PWM,PWM的宽度与校正量-3,-2,-1,0,+1,+2,+3一一对应,PWM加到Q4通过Q4,Q3放大,继电器SJ01的选通作用在校正线圈L两端,通过遥控器输入控制,完成对画面的倾斜校正任务.

100HZ数码扫描

人们在收看电视时会觉得图象闪烁,为了克服这种缺陷,必须提高电子束的扫描频率.我国电视广播标准规定:每秒传送25帧图象信号,采用隔行扫描方式,每帧又分两个扫描场完成,所以场频为50HZ,行扫描频率为15625HZ,100HZ倍频扫 技术就是将50HZ场扫描频率提高到100HZ,场频提高后,心须对50HZ的图象信号进行较为复杂的存储加工处理,处理方法是这样的:在场频提高到100HZ后,场扫描的周期同时由20ms缩减到10ms,由于水平扫描线仍为312.5行所以有10ms/312.5=32μs.即左使 行扫描频率由原来的15625HZ提高到31250HZ,改变接收机行场扫描频率不难,但要使50HZ/15625HZ格式的图象信号 与本机的100HZ/31250HZ扫描频率严格同步就要有一定的技巧,基于原来图象信号标准为一行64ms,所以首先要将 64μs为一行的图象信号压缩为32μs为一行,而时间轴的压缩将使图象信号的带宽也增加一倍,即由原来的6MHZ扩展为12MHZ.接着启用大容量存储,使每一场图象通过存储后再重复使用一次,即当场频提高后,那么每一帧就由4个扫描场来完成,第一场为奇数场,第二场为偶数场,第三场为重复奇数场,第四场为重复偶 数场.如图z所示。

电视画面是由"场 "和"帧"组成,100HZ技术将电视画面"场"的素质提高,而数码扫描技术则将"帧"的素质提高,两种技术的融合带来"质"的突破,使得图象更加清晰稳定.

索尼AC-1机芯100HZ倍频扫描系统由IC01、IC02、IC03、IC04、IC06、IC07、IC17共七片集成电路组成,其中IC01(TDA87550为A/D变换器,它的3、7、9脚输入场频50Hz的Y、U、V信号,15脚输入箝位脉冲,分别对三路信号进行箝位,然后在17脚输入的16MHZ时钟脉冲控制下,Y/50信号转换成8bit数字信号从24-31脚;U/50、V/50(彩色分量信号)信号转换成4bit数字信号从19-22脚输出.IC02、IC03(TMS4C2970-26DTR)同为场存储器,其中IC02的功能是通过读/写操作,将64us为一行的数字视频信号压缩成32us为一行.IC03的任务是将每一场数字视频信号进行存储后再重复使用一次.IC04(SAA4904H)是数码3D图象降噪和数码梳状滤波电路,除去A/D变换中的取样脉冲和其它量化杂讯.IC17(SAA7158)是后台结束操作处理电路,将100Hz扫描的Y、U、V数字信号转换成模拟信号.以上A/D变换、数据信号的压缩、存储复用以及D/A变换等处理过程,统一在微处理器IC07和存储控制器IC06(SAA4951)的编程控制下操作完成.

等离子体显示技术

等离子体显示器又称电浆显示器，是继CRT(阴极射线管）、LCD（液晶显示器）后的最新一代显示器，其特点是厚度极薄，分辨率佳。可以当家中的壁挂电视使用，占用极少的空间，代表了未来显示器的发展趋势（不过对于现在中国大多数的家庭来说，那还是一种奢侈品）。等离子体显示技术之所以令人激动，主要出于以下两个原因：可以制造出超大尺寸的平面显示器（50英寸甚至更大）；与阴极射线管显示器不同，它没有弯曲的视觉表面，从而使视角扩大到了160度以上。另外，等离子体显示器的分辨率等于甚至超过传统的显示器，所显示图像的色彩也更亮丽，更鲜艳。

等离子体显示技术（Plasma Display)的基本原理是这样的：显示屏上排列有上千个密封的小低压气体室（一般都是氙气和氖气的混合物），电流激发气体，使其发出肉眼看不见的紫外光，这种紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝三色荧光体，它们再发出我们在显示器上所看到的可见光。

换句话说，利用惰性气体（Ne、He、Xe等）放电时所产生的紫外光来激发彩色荧光粉发光，然后将这种光转换成人眼可见的光。等离子显示器采用等离子管作为发光元器件，大量的等离子管排列在一起构成屏幕，每个等离子对应的每个小室内都充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光激发平板显示屏上的红、绿、蓝三原色荧光粉发出可见光。每个等离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化组合使之产生各种灰度和彩色的图像，与显像管发光很相似。从工作原理上讲，等离子体技术同其它显示方式相比存在明显的差别，在结构和组成方面领先一步。其工作原理类似普通日光灯和电视彩色图像，由各个独立的荧光粉像素发光组合而成，因此图像鲜艳、明亮、干净而清晰。另外，等离子体显示设备最突出的特点是可做到超薄，可轻易做到40英寸以上的完全平面大屏幕，而厚度不到100毫米（实际上这也是它的一个弱点：即不能做得较小。目前成品最小只有42英寸，只能面向大屏幕需求的用户，和家庭影院等方面）。依据电流工作方式的不同，等离子体显示器可以分为直流型（DC）和交流型（AC）两种，而目前研究的多以交流型为主，并可依照电极的安排区分为二电极对向放电（Column Discharge）和三电极表面放电（Surface Discharge）两种结构。等离子体显示器具有体积小、重量轻、无X射线辐射的特点，由于各个发光单元的结构完全相同，因此不会出现CRT显像管常见的图像几何畸变。等离子体显示器屏幕亮度非常均匀，没有亮区和暗区，不像显像管的亮度——屏幕中心比四周亮度要高一些，而且，等离子体显示器不会受磁场的影响，具有更好的环境适应能力。等离子体显示器屏幕也不存在聚焦的问题，因此，完全消除了CRT显像管某些区域聚焦不良或使用时间过长开始散焦的毛病；不会产生CRT显像管的色彩漂移现象，而表面平直也使大屏幕边角处的失真和色纯度变化得到彻底改善。同时，其高亮度、大视角、全彩色和高对比度，意味着等离子体显示器图像更加清晰，色彩更加鲜艳，感受更加舒适，效果更加理想，令传统显示设备自愧不如。与LCD液晶显示器相比，等离子体显示器有亮度高、色彩还原性好、灰度丰富、对快速变化的画面响应速度快等优点。由于屏幕亮度很高,因此可以在明亮的环境下使用。另外，等离子体显示器视野开阔，视角宽广（高达160度），能提供格外亮丽、均匀平滑的画面和前所未有的更大观赏角度。当然，由于等离子体显示器的结构特殊也带来一些弱点。比如由于等离子体显示是平面设计，其显示屏上的玻璃极薄，所以它的表面不能承受太大或太小的大气压力，更不能承受意外的重压。等离子体显示器的每一个像素都是独立地自行发光，相比显示器使用的电子枪而言，耗电量自然大增。一般等离子体显示器的耗电量高于300瓦，是不折不扣的耗电大户。由于发热量大，所以等离子体显示器背板上装有多组风扇用于散热。

液晶显示器的基本知识

随着技术的发展和人们要求的不断提高，对于原来传统的阴极射线管（CRT）显示器的体积大、重量大和功耗大的缺点越来越不满意。特别是在便携式、小型化和低功耗的应用中，人们期望着体积小、重量轻和功耗小的平板显示器的出现。在这种需求的推动下，液晶平板显示器（LCD）首先应用而生。由于液晶显示器（LCD）具有轻薄短小、低耗电量、无辐射，平面直角显示以及影像稳定不闪烁等多方面的优势,在近年来价格不断下跌的吸引下，占领了相当大的市场,逐渐取代CRT主流地位。

液晶显示器(LCD/Liquid Crystal Display）的显像原理,是将液晶置于两片导电玻璃之间,靠两个电极间电场的驱动引起液晶分子扭曲向列的电场效应，以控制光源透射或遮蔽功能，在电源关开之间产生明暗而将影像显示出来，若加上彩色滤光片，则可显示彩色影像。

液晶于1888年由奥地利植物学者Reinitzer发现，是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物，一般最常用的液晶型式为向列（nematic）液晶，分子形状为细长棒形，长宽约1nm~10nm，在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。

液晶显示原理：在两片玻璃基板上装有配向膜，所以液晶会沿着沟槽配向，由于玻璃基板配向膜沟槽偏离90度，所以液晶分子成为扭转型，当玻璃基板没有加入电场时，光线透过偏光板跟着液晶做90度扭转，通过下方偏光板，液晶面板显示白色；当玻璃基板加入电场时，液晶分子产生配列变化，光线通过液晶分子空隙维持原方向，被下方偏光板遮蔽，光线被吸收无法透出，液晶面板显示黑色。液晶显示器便是根据此电压有无，使面板达到显示效果。

LCD面板结构：LCD的面板厚度不到1公分，十分轻薄短小，它由二十多项材料及元件所构成，不同类型LCD所需材料不尽相同，基本上LCD结构如同三明治般。一个液晶盒包括玻璃基板、彩色滤光片、偏光板、配向膜等材料，当灌入液晶材料（液晶空间不到5×10-6m）后，一个液晶盒就形成了。

LCD产品种类：根据液晶驱动方式分类，可将目前LCD产品分为扭曲向列（TN/Twisted Nematic）型、超扭曲向列(STN/Super Twisted Nematic）型及薄膜晶体管（TFT/Thin Film Transistor）二大类.

1.TN液晶显示器的原理

TN液晶显示器是在一对平行放置的偏光板间填充了液晶。这一对偏光板的偏振光方向是相互垂直的。液晶分子在偏光板之间排列成多层。

在同一层内，液晶分子的位置虽不规则，但长轴取向都是平行于偏光板的。正是由于分子按这种方式排列，所以被称为向列型液晶。

另一方面，在不同层之间，液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转90°。其中，邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向，与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。也正是因为液晶分子呈现的这种扭曲排列，而被称为扭曲向列型液晶显示器。一旦通过电极给液晶分子加电之后，由于受到外界电压的影响，不再按照正常的方式排列，而变成竖立的状态。而液晶显示器的夹层贴附了两块偏光板，这两块偏光板的排列和透光角度与上下夹层的沟槽排列相同。在正常情况下光线从上向下照射时，通常只有一个角度的光线能够穿透下来，通过上偏光板导入上部夹层的沟槽中，再通过液晶分子扭转排列的通路从下偏光板穿出，形成一个完整的光线穿透途径。当液晶分子竖立时光线就无法通过，结果在显示屏上出现黑色。这样会形成透光时为白、不透光时为黑，字符就可以显示在屏幕上了。

2.TFT型液晶显示器的原理

TFT型液晶显示器也采用了两夹层间填充液晶分子的设计。只不过是把TN上部夹层的电极改为了FET晶体管，而下层改为了共通电极。在光源设计上，TFT的显示采用“背透式”照射方式，即假想的光源路径不是像TN液晶那样的从上至下，而是从下向上，这样的作法是在液晶的背部设置了类似日光灯的光管。光源照射时先通过下偏光板向上透出，借助液晶分子来传导光线。由于上下夹层的电极改成FET电极和共通电极，在FET电极导通时，液晶分子的表现如TN液晶的排列状态一样会发生改变，也通过遮光和透光来达到显示的目的。但不同的是，由于FET晶体管具有电容效应，能够保持电位状态，先前透光的液晶分子会一直保持这种状态，直到FET电极下一次再加电改变其排列方式为止。

相对而言，TN就没有这个特性，液晶分子一旦没有施压，立刻就返回原始状态，这是TFT液晶和TN液晶显示原理的最大不同。

光显电视

光显电视（DLP）是真正采用全数字处理方式的显示设备。它利用数字微反射镜（DMD）作为成象器件，采用数字光学处理技术调制视频信号，驱动DMD光路系统，通过投影透镜形成大屏幕图象。

单片的DMD由很多微镜组成，每个微镜对应一个像素点，DLP投影机的物理分辨率就是由微镜的数目确定的，目前的技术已经完全能生产出分辨率为2048*1080的DLP投影机了，其工作过程如下：光源所发白光，经分色轮着色，被分成不同时段的红、绿、蓝三束色光。三色光经DMD反射成像，最后三色像分时间先后进行叠加，还原出原色投放到屏幕上。

和其他显示设备比，DLP拥有无可比拟的优势。首先是数字优势，数字技术的采用，使图象灰度等级提高，图象噪声消失，画面质量稳定，精确的数字图象可不断再现。其次是反射优势，反射式DMD器件的应用，使成像器件总的光效率大大提高，对比度均匀性都非常出色。DLP投影机清晰度高，画面均匀，色彩锐利，它抛弃了传统意义上的会聚，可随意变焦，调整十分便利。