CRT显示系统的研究毕业设计Word格式.docx

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摘要

第1章绪论

1.1选题的来源、目的和意义

1.2国内外显示系统的研究现状及发展趋势

1.3显示系统的主要特点

1.4课题所要解决的问题

第2章显示系统研究的总体分析

2.1显示系统的分类及其原理

2.2CRT显示系统与LCD显示系统的比较

第3章CRT显示器的技术原理及分析

3.1电子枪的工作原理

3.2电子成像技术

3.3电子扫描技术

3.4CRT的技术参数

x

第４章　CRT应用与维护

4.1故障与维护

4.2CRT显示器的基本常识

第５章　总结与展望

参考文献

第１章　绪论

１.１选题的来源、目的和意义

电子显示技术是用电子学的手段将各种信号以文字、符号、图形、图像的形式付诸于人的视角的技术。

在显示系统中CRT显示器在现在与未来都具有无可替代的优势。

CRT显示技术在数字通信中扮演着重要的角色,虽然,在目前阶段CRT显示技术在LCD、PDP、OLED等显示技术面前处于弱势地位，但是对于学习电子技术的毕业学生，其对显示功能原理的把握还处于主导地位。

随着CRT小型化技术的成熟，其低廉而又容易实现的品质将会越显可贵。

本课题选题新，技术新、也有很大的应用价值，同时完成本课题也需要自己掌握较为全面的专业知识和技能，有利于锻炼和培养学生综合运用所学通信、高低频电子线路及电子线路设计等知识的能力。

希望通过本次毕业设计，掌握更全面的专业知识技能，培养自己综合运用通信，高低频电子线路及电子线路设计等方面的基础知识的能力，使自己得到全面综合的锻炼，提高独立解决实际问题的能力。

１.２国内外研究现状及发展趋势

1883年，俄裔德国科学家保尔·

尼普可夫开始设想能否用电把图像传送到远方。

经过艰苦的努力，他发现，如果把影像分成单个像点，就极有可能把人或景物的影像传送到远方。

不久，一台叫作“电视望远镜”的仪器问世了。

1884年11月6日，尼普可夫把他的这项发明申报给柏林皇家专利局。

专利中描述了显示器工作的三个基本要素：

1.把图像分解成像素，逐个传输。

2.像素的传输逐行进行。

3.用画面传送运动过程时，许多画面快速逐一出现，在眼中这个过程融合为一。

这是以后所有电视技术发展的基础原理，甚至今天的电视仍然是按照这些基本原则工作的。

1897年，德国的物理学家布劳恩发明了一种带荧光屏的阴极射线管（CathodeRayTube也就是我们今天所说的CRT）。

当电子束撞击时，荧光屏上会发出亮光。

1906年，布劳恩的两位执著的助手用这种阴极射线管制造了一台画面接收机，进行图像重现。

不过，其量产及小型化技术要到1951年以后电晶体发明取代真空管后，才得以普及。

CRT技术已经成为人们生活中不可或缺的部分。

CRT显示器的屏幕发展同它的金属隔板技术的发展一样（两者是相对应的），从球面、平面直角、柱面、到纯平面，对应了金属隔板技术的发展。

早期的14寸显示器大多使用的是球面屏幕，这种屏幕中间外突显球形。

到1994年，平面直角显示器诞生了，这种显像屏幕中心较平。

然后是柱面管，这种屏幕在垂直方向已经实现了完全的笔直。

最后，就是我们现在熟悉的纯平面屏幕，它在水平和垂直方向都是笔直的。

显示器的发展一直都是整个IT行业发展大家所关注的焦点，每当显示器有了革命产品出现往往都会为IT业带来一阵风暴与热潮。

回想起2001年显示器产业的发展过程，纯平CRT与LCD液晶显示器可以说进行了一场世代交替的竞争，在这一场竞赛中，没有所谓的胜负，也没有所谓谁占上风，纯平CRT与LCD液晶显示器各凭着自身的优势，正在进行一场持续的马拉松竞赛。

面对液晶显示器的来势汹汹，CRT显示器展现成熟的格局，维持较高的性价比来抵抗液晶显示器的取代；

LCD液晶显示器虽然拥有一身的好处，却处于短缺的情况，面板制造商无不忙于扩张才能来解决目前缺货的窘境。

然而，在液晶另一波降价来临之前，高亮度CRT显示器的问世，可以说为纯平CRT与LCD处于焦灼之中，另起波澜。

1.３显示系统的主要特点

显示器件种类很多，本文仅限于音视频设备和多媒体终端显示等应用领域的电子显示器件，其他显示器件如OLED,ELD（电致发光显示），LED（发光二极管显示），VFD（真空荧光显示），FED（场致发射显示），OLED（有机发光二极管显示），ECD（电化学显示），EPID（电泳成像显示），其应用领域有明显的区别（如手机显示屏、面板显示等），本文不进行重点讨论。

电子显示器件可分为主动发光型（自发光型）和非主动发光型两大类：

前者是利用信息来调制各像素的发光亮度和颜色，进行直接显示。

后者本身不发光，而是利用信息调制光源使其达到显示的目的。

按显示屏面积的大小，可分为中、小型（0.2m2左右）、大型（大于1m2）和超大型（大于4m2）显示器；

按颜色可分为黑白、单色、多色和彩色显示器；

按显示内容、形状可分为数码、字符、轨迹、图标和图像显示器；

按显示器材可分为固体（晶体和非晶体）、液体、气体、等离子体和液晶体显示器；

如果是投影显示设备，按光投射的方向可分为前投影和背投影，光投射的方向与观众的观看方向相对为背投影显示器，反之，为前投影显示器。

目前市面上出现的数字电视配套显示器件大致上有阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）、数字微镜显示（DLP）、硅基液晶（LCoS）、等离子体（PDP）等几种，其产品形式如表1：

表1　数字电视配套显示器件表

类型

显示器

前投影机

背投影机

CRT

√

×

LCD

DLP

LCoS

PDP

阴极射线管（CRT）显示器件是利用单枪或三枪发射电子，打击到阴极射线管的荧光屏上发出余辉从而产生灰度或彩色图像的显示器件。

液晶显示器件（LCD）是在外加电压作用下使液晶分子取向改变而调制透过液晶的光强度，产生灰度或彩色图像的显示器件。

硅基液晶（LCoS）是指覆在硅片上的液晶，其工作机理是把穿过液晶的光经过反射，再次穿过液晶，并利用液晶分子对光透过率的调节作用形成图像光信号。

硅基液晶投影机利用硅基液晶形成的图像光信号，通过光学系统和投影空间，把图像光信号放大，投射到屏幕上，形成图像的装置。

数字微镜显示器件（DLP）是以DMD数字微镜作为成像器件。

单片DMD由很多微镜组成，每个微镜对应一个像素点。

DLP投影机的技术是一种全数字反射式投影技术。

等离子体（PDP）显示器件是利用气体放电产生的等离子体，引发紫外线，来激发红、绿、蓝荧光粉，发出红、绿、蓝三种基色光，显示在玻璃平板上形成彩色图像。

按照前面的分类方式，CRT、PDP等显示器件为主动发光型；

LCD、LCoS、DLP等显示器件为非主动发光型。

电子显示器件的主要参数有亮度（有用平均亮度/有用峰值亮度）、对比度、亮度均匀性、清晰度、屏幕尺寸和可视角等，如果可以直接接收模拟彩色电视广播信号时还要考虑射频部分的性能。

亮度是指从该方向观察的任意表面的单位投射面积上的发光强度。

亮度值用坎得拉每平方米（cd/m2）表示。

由于前投影机一般考察照度这个指标，而不对亮度进行考察，所以下表中未列入前投影机。

为了便于比较，仅对于>

127cm的显示器进行对比，如表2所示：

表2　　电子显示器件亮度指标对比表（单位cd/m2）

显示器/背投影机

亮度指标

（有用平均亮度）

≥60/

≥150

≥350/

≥180

≥200

≥300

（暂定）

≥40

对比度是指图像中白色亮度和黑色亮度的比值。

该指标与环境光线有很大关系，另外测试信号一般采用棋盘格信号，并将亮度控制器调整到正常位置，对比度调整到最大位置，此时对比度Cr为白色亮度和黑色亮度的比值如表3。

表3　　　　电子显示器件对比度指标表

CRT显示器

LCD显示器/前投影机/背投影机

DLP前投影机/背投影机

LCoS前投影机/背投影机

PDP显示器

对比度

≥150∶1

≥150:

1/≥150:

1

≥200:

1/≥200:

1（暂定）

≥100:

1/

≥350∶1（暂定）

清晰度是指人眼能察觉到的图像细节清晰的程度，一般用电视“线”表示。

清晰度受各种因素的影响，例如线路带宽，显示屏或荧光屏等。

根据信息产业部颁布的数字电视有关标准来看，平板显示器通过分量视频输入基本可以达到720线以上，而CRT显示器稍微低一些，达到620线以上。

垂直清晰度与水平清晰度相同。

其中，CRT边角的清晰度要低于中心区域的清晰度；

清晰度还与测试信号和输入方式有很大的关系。

比如高清的信号要比标准清晰度的信号清晰度要高，分量输入的信号（如RGB，YPBPR等）要比复合视频输入的信号清晰度要高，等等。

亮度均匀性反应的是显示器件在不同显示区域所产生的亮度的均匀性。

通常也用它的反面概念-不均匀性来描述，或者用规定取样点的亮度相对于平均亮度的百分比来描述。

CRT显示器亮度均匀性能达到≥45%的水平，原因在于其边角的亮度值与中心区域的亮度值有一定差距，这也是由于CRT显示器件电子枪发射电子到显示屏上的不均匀性造成的。

其他显示器件由于其显示屏由许多个显示单元组成，各个单元的亮度值相差不大，所以基本上亮度均匀性都可以达到80%以上。

其他指标如辐射，CRT明显大于其他显示器件，其他显示器件之间差别不大。

在显示相应时间方面，LCD类的显示器件劣于其他器件。

在显示屏的缺陷点方面，CRT一般不会出现这样的问题，而其他显示器件虽然在出厂时该指标控制的较严，但用户在使用过程中有时会出现缺陷点。

在可靠性方面（MTBF值），基本上都可以达到15000h，需要注意的是投影设备里往往使用了灯泡作为光源，灯泡的寿命有限，只能作为消耗品，也就是说在使用过程中需要定期更换这些部件。

从整体上讲，CRT在价格、使用寿命等方面具有不可比拟的优势，它在亮度、对比度、清晰度等方面也与新型的显示器件不相上下，但是其辐射大，对人体有一定副作用，另外它占用空间大，在大屏幕方面有先天的缺陷，这也是它正在逐渐被淘汰的原因。

其他新型的显示器件由于价格昂贵，使用寿命也不尽如人意，维修费用高，这一切有待于这些新技术的进一步完善，它取代传统的显示器件是历史的必然。

纯平显示器是CRT显示器发展的最高水平，不过，由于CRT显示器的基本工作原理是依靠高电