CRT显示器

    什么是CRT显示器

    CRT显示器是一种使用阴极射线管的显示器,主要由电子枪、偏转线圈、荫罩,荧光粉层及玻璃外壳(屏幕)等五部分组成,是目前应用最广泛的显示器之一。

    CRT的工作原理:CRT显示器的核心部件是CRT显像管,CRT显像管使用电子枪发射高速电子,利用垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度,通过电压来调节电子束的功率,经过调节高速电子击打屏幕上的磷光物质,在屏幕上形成明暗不同图形和文字。

    彩色显像管屏幕上的每一个像素点都由红、绿、蓝三种涂料组合而成,由三束电子束分别激活这三种颜色的磷光涂料,以不同强度的电子束调节三种颜色的明暗程度就可得到所需的颜色。为了让电子束瞄得精准,防止产生不正确的颜色或重像,必须对电子束进行精确的控制。

    经典的解决方法是在磷光涂料表面的前方加装荫罩。荫罩是一层凿有许多小孔的金属薄板,只有正确瞄准的电子束才能穿过对应的屏蔽孔,荫罩会拦下任何散乱的电子束,避免其打到错误的磷光涂层。

    荫罩除了孔状,还有栅式。它把磷光材料以垂直线的方式涂布,在磷光涂料的前方加上相当细的金属线,金属线用来阻绝散射的电子束,原理和孔状荫罩相同。

    孔状荫罩式显像管的图像和文字较锐利,但亮度较低一点;栅式显像管的色彩鲜艳,但在屏幕的1/3和2/3处会有水平的阻尼线阴影横过。

    CRT显示器的特点

    1.CRT显示器的优点

    CRT显示器的优点如下:

    (1)高带宽带来高分辨率。CRT显示器的带宽会远远高于液晶显示器。对于CRT显示器来说,更高的带宽意味着显示器能够达到更高的分辨率,同时具有更高的刷新率。高分辨率对于专业图形用户来说更有意义。

    (2)绚丽的色彩。由于CRT显示器的色彩是由三根电子枪(三原色)发出的不同电子流混合而成的,与天然颜色的组成原理一样。因此,在色彩还原度方面CRT显示器是做得十分出色的。

    (3)反应速度快。这也是由于CRT显像管与LCD面板构造的机理不同而决定的。CRT显像管的反应速度是LCD面板所望尘莫及的。

    2.CRT显示器的缺点

    CRT显示器的缺点如下:

    (1)辐射大。这主要是来自高压电路和电子枪的电池辐射,所以在使用CRT显示器的时候要更加注意眼睛的保护。

    (2)体积大。CRT显示器的体积都十分笨重,这相对于液晶显示器来说可谓是致命的缺陷吧!

    (3)几何失真相对严重。随着技术的革新,目前CRT显示器在控制失真方面已经有了不少改进,但是与LCD相比,CRT显示器的几何失真方面还是比较逊色的。这种情况在高端的CRT显示器方面不算十分严重,一般都会得到很好的处理,但是在一些中低端的CRY显示器上,失真的情况就比较严重了。

    CRT显示器的分类

    1.根据调控方式不同可分为:模拟调节、数字调节和OSD调节

    模拟调节是在显示器外部设置一排调节按钮,手动调节亮度、对比度等一些技术参数。由于模拟器件较多,故障的几率较大,而且可调节的内容极少,所以目前已销声匿迹。

    数字调节是在显示器内部加入专用微处理器,操作更精确,能够记忆显示模式,而且其使用的多是微触式按钮,寿命长,故障率低。

    OSD调节严格说算是数控方式的一种,能以量化的方式将调节直观地反映到屏幕上。

    2.按显像管种类的不同可分为:球面显像管、柱面显像管和纯平显像管

    球面管的缺陷非常明显,在水平和垂直方向上都是弯曲的,边角失真现象严重,随着观察角度的改变,图像会发生倾斜,而且容易引起光线的反射,会降低对比度,对人眼的刺激较大。

    柱面显像管采用栅式荫罩板,在垂直方向上不存在任何弯曲,在水平方向上略有弧度。目前常见的柱面管可分为单枪三束和三枪三束管。

    纯平显像管是CRT彩显的发展方向,纯平显像管在水平和垂直方向上均实现了真正的平面,失真、反光都被减到了最低限,使观看时的聚焦范围增大。

    CRT显示器技术参数

    1.显像管类型

    大体上讲,显像管分球面显像管和纯平显像管两种。

    2.显像管品牌

    现在市面上主流纯平CRT显示器所采用的显像管主要包括LG“未来窗”,三星“丹娜管”,索尼“特丽珑”,三菱“钻石珑”和日立“锐利珑”等。各个厂商的纯平显像管在技术上均有其独到之处,在性能上也是各有特色。

    3.接口类型显示器

    通常有D-Sub、DVI和HDMI接口。而CRT显示器只有D-Sub接口。15针D-Sub接口也叫VGA接口。DVI和HDMI接口则被许多液晶显示器所采用。

    4.显示尺寸和面积

    显示尺寸指显像管的可见部分的对角线尺寸。最大可视面积就是显示器可以显示图形的最大范围,显示面积都会小于显像管面积的大小。显像管的大小通常以对角线的长度来衡量,以英寸(in)为单位(1in=2.54cm),常见的有15in、17in、19in、20in几种,5in显示器的可视范围在13.8in左右,17in显示器的可视区域大多在15~16in之间,19in显示器可视区域达到18in左右。

    5.点距和栅距

    点距:指屏幕上相邻两个同色像素单元之间的距离,即两个红色(或绿、蓝)像素单元之间的距离。点距的单位为毫米(mm)。点距有许多种不同的测量方法,点距有实际点距、垂直点距和水平点距的差别。水平点距小于实际点距。

    以17in,0.28mm点距显示器为例,它在水平方向最多可以显示1024个点,在竖直方向最多可显示768个点,因此极限分辨率为l024×768。超过这个模式,屏幕上的相邻像素会互相干扰,反而使图像变得模糊不清。目前,显示器的点距主要有0.28mm、0.26mm、0.24ram、0.22mm等几种规格,最小的可达0.20mm。一般来讲,小的点距和良好的汇聚性能相结合,才能达到更好的显示效果。

    栅距:由于SONY推出的“特丽珑”显像管采用了栅状荫罩,因此引入了栅距的概念。栅距是指荫栅式显像管平行的光栅之间的距离(单位:mm)。

    6.扫描频率

    扫描频率是场频和行频的统称。

    场频:场频又称为“垂直扫描频率”或“刷新率”。指单位时间(以秒计)内电子枪对整个屏幕进行扫描的次数,通常以赫兹(Hz)为单位。以85Hz刷新率为例,它表示显示器的内容每秒刷新85次。垂直扫描频率越高,闪烁情况越不明显,眼睛也就越不容易疲劳。

    行频:行频又称为“水平扫描频率”,指电子枪每秒在荧光屏上扫过的水平线的数量,其值等于“场频×垂直分辨率×1.04”,单位为kHz(千赫兹)。行频是一个综合分辨率和场频的参数,该值越大,显示器可以提供的分辨率越高,稳定性越好。以800x600像素的分辨率、85Hz的场频为例,显示器的行频至少应为“600×85=5lkHz”。目前CRT显示器比较主流的行频系列是:70kHz,85(86)kHz,96kHz等。

    7.分辨率

    分辨率(Resolution)就是屏幕图像的精密度,是指显示器所能显示点数的多少。由于屏幕上的点、线和面都是由点组成的,显示器可显示的点数越多,画面就越精细,同样的屏幕区域内能显示的信息也越多,所以分辨率是个非常重要的性能指标之一。

    以分辨率为1024×768像素的屏幕来说,即每一条水平线上包含有1024个像素点,共有768条线,即扫描列数为1024列,行数为768行。分辨率不仅与显示尺寸有关,还受显像管点距、视频带宽等因素的影响。其中,它和刷新频率的关系比较密切,严格地说,只有当刷新频率为“无闪烁刷新频率”,显示器能达到最高多少分辨率,才能称这个显示器的最高分辨率为多少。

    按照水平和垂直像素数目来区分,则可以分:640×480、800×600、1024×768、1280×1024、1600×1200等几种。一般来讲,17in的CRT显示器的最佳分辨率还是1024×768,19in的CRT显示器则为1280×1024。对于CRT显示器,它支持的分辨率越多越大,它的应用范围也就越广,价格也就相应要高一些。

    8.带宽

    带宽是显示器视频放大器通频带宽度的简称,指电子枪每秒在屏幕上扫过的最大总像素数,以MHz(兆赫兹)为单位。

    水平分辨率大约为实际扫描值的80%,垂直分辨率大约为实际扫描值的93%,所以带宽的计算公式为:带宽=(水平分辨率/0.8)×(垂直分辨率/0.93)×场频。或带宽=水平分辨率×垂直分辨率×场频×1.344。例如,在1024×768像素85Hz的模式下,带宽为1024×768×85×1.344/106=89.84199868MHz。带宽的值越大,显示器性能越好。

    9.亮度和高亮

    亮度:是指画面的明亮程度。广义上的亮度,除了包括普通的亮度因素,同时还包括色彩的饱和度和艳丽度。亮度的单位是cd/m2。

    高亮:“高亮”对于CRT显示器来说是近年才被提起的,目前CRT显示器高亮标准为:第一,最高亮度能达到300cd/m2以上。第二,亮度的提升并不单纯地通过显示器的亮度调节按钮、加大显示器驱动电路电流的输出,把屏幕弄得发白,而是在亮度提高的同时,对比度、色彩的饱和度等也随着亮度一起提高,从而给用户提供一个鲜明亮丽清晰的画面。

    10.环保认证

    对显示器来说最重要的环保认证是电磁辐射标准,即指限制显示器所发出的电磁辐射量的国际标准。目前有两项重要的标准是由下列两个瑞典权威机构所定出来的规则:MPRII,原先是一项由瑞典劳工部所提出的标准,制定了显示器所放出的电磁辐射量的最高范围,现在已被采用为世界标准。TCO认证标准,瑞典TCO组织于1991年制定了一个比MPRII更严格的标准,特别是为交流电场(aef)而定。从TCO′92、TCO′95、TCO′99到TCO′03,随着时间的推移,以及人们健康、环保意识的加强,加之科技进步所能带来的产品质量改观,TCO认证标准也一代比一代更为严格,如图所示。

    参考文献

  1. ↑ 1.0 1.1 张锡.工业设计资料集6信息·通信产品.中国建筑工业出版社,2010.11
  2. ↑ 怡丹科技工作室.电脑常见故障排除.山东电子音像出版社,2006.4
  3. ↑ 锡林宝力尔.计算机组装与维护宝典.中国铁道出版社,2011.03
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