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1、整理彩色显像管电路4. 彩色显像管电路显像管的作用与摄像管恰好相反，它将图像的电信号还原为光信号，即重现图像。电视机的各项指标均与它有着密切的关系。本节主要分别介绍显像管及附属线路的结构、工作原理和性能指标。4.1 彩色显像管结构显像管是一种阴极电子射线管，简称CRT，它是彩色电视机重现彩色图像的关键器件。结构如图4-1所示。图4-1 自会聚彩色显像管结构(1) 玻璃外壳显像管的外壳由玻璃制成。由于管内真空度很高，整个外壳要承受很大的大气压力，故玻璃较厚，以防爆裂，并在玻璃外壳周围箍一条防爆钢带。玻璃外壳又由管颈、管锥体和屏幕玻璃三部分构成。屏幕通常为球面形状，我国规定屏幕宽、高比为4：3。管

2、锥的形状为锥体，管锥一端与管屏封结，另一端与管颈封结。管锥的内外壁都涂有导电石墨(内外都需整壁导电），内壁石墨与高压嘴阳极相连，外壁石墨通过金属弹片与电路中的“地”相连。内外壁的,石墨层与玻璃介质构成5001 000 pF的电容，这个电容可作为第二、第四高压阳极的滤波电容，因此在高压供电电路中不必再接高压滤波电容。管锥上还有一个高压阳极插座（修理上称做“高压嘴”），l万伏以上的高压就是通过它加到内部阳极的。 (2) 荧光屏荧光屏主要指屏面及涂在屏面玻璃内壁的荧光粉薄层。彩色显像管要能显示红、绿、蓝3种基色，在荧光屏表面应交叉涂上红、绿、蓝3种荧光粉。(3) 荫罩板（又称分色板）荫罩板的作用是保

3、证红、绿、蓝3条电子束只能轰击与之相对应的荧光粉。荫罩板位于荧光屏后约1cm处，上面有很多槽孔（即荫罩孔），每一个槽孔必须与荧光粉的排列相对应。(4)电子枪电子枪的作用是产生受控电子束。由于彩色显像管需要同时独立显示红、绿、蓝3种颜色，因此，电子枪必须产生3条电子束，分别去轰击对应颜色的荧光粉。电子枪通常由灯丝、阴极、栅极、加速极(第一阳极)、聚焦极(第三阳极)和高压阳极(第二、第四阳极)组成，如图4-2所示。 图4-2电子枪的结构灯丝（F）：灯丝由钨铝合金制成，一般绕制成螺旋形，以便在有限空间内增加灯丝长度，提高热功率。灯丝加上额定电压后，就会产生电流而发热，因此灯丝的作用是烘烤阴极，使阴极

4、发射电子。其电压由行输出变压器的灯丝绕组提供脉冲电压，其电压有效值一般为6.3V。阴极（K）：阴极是一个金属圆筒，在阴极筒端涂有金属氧化物（氧化钡为主体的氧化物,当灯丝加热使阴极表面温度达到800摄氏度左右,开始发射电子），当阴极被灯丝加热后就能发射电子。彩色显像管有R、G、B三个阴极。栅极（G）：又称为控制极。它与阴极之间的电压Ugk（负压）将控制电子束的大小，从而控制荧光屏的发光程度。栅极是一个金属圆筒，中间有个小孔，以便让电子束通过。栅极套在阴极外面，离阴极很近，故其电位的变化对穿过的电子束有很大的影响。在实际电路中，栅极接地，阴极上有几十伏可调电压，改变栅阴电压就可以控制电子束的强弱，

5、图像信号也加到阴极与地之间。电子束的强弱随图像电平的起伏而变化，从而在屏幕上显示不同灰度层次的图像。第一阳极（A1）：第一阳极又称加速极，其作用是使电子束加速运动。也是一个中间开有小孔金属圆筒，位置紧靠栅极，工作时加有100400 V的电压，加速极电压由行输出变压器提供对阴极的电子起加速作用。 第三阳极（A3）：第三阳极又称聚焦极，聚焦极是个金属圆筒，处在第二阳极和第四阳极之间。其作用是使电子束通过由聚焦极与第二阳极构成的静电透镜系统聚焦成很细的电子束，此时荧光屏上的图像最清晰。显像管的聚焦特性由电子枪的设计而定，聚焦电压偏高或偏低都会影响聚焦效果，使图像模糊不清。聚焦极电压由行输出变压器提供

6、，其电压一般为零至几千伏可调。在行输出变压器上有一可调电位器，用来调节聚焦电压，使屏幕上的图像最清晰。 第二阳极（A2、A4）：第二阳极又称为高压极，用金属连接起来的两个金属圆筒，圆筒中间开有小孔，中间隔有聚焦极。高压阳极电压也由行输出变压器提供，一般为22kV25kV。这个高压由管锥上的阳极插座提供，再经内壁石墨层和金属弹片加到高压阳极。高压极除与聚焦极构成静电透镜外，还使电子束在高压电场中再次加速，以足够的动能去激励荧光粉发光。若阳极高压低于规定值下限，电子束向前轰击的量就减小，这不仅影响图像亮度和清晰度，而且将引起荧光屏中心浅表面荧光粉层发光，靠近玻璃平面的部分荧光粉未被激发，未被激发的

7、荧光粉不仅不发光，反而会吸光，造成屏幕中心一部分光发黄。若阳极高压高于规定值上限，电子束的穿越激发能量就会过大，光栅亮度过亮，并产生回扫线。此外，阳极电压过高还会引起管内高压打火，电子束运动速度过快，电子束穿越偏转线圈磁场区域所需时问过短，使图像尺寸减小。4.2 显像管显像原理电视显像就是将电信号转换成图像的过程。即由彩色显像管将三基色电信号转换为彩色像素，再由偏转线圈完成像素与发送端一致的摆放。显像过程分下列4步完成。（1）在显像管的各个电极加上正确的电压，使显像管电子枪内形成电子束轰击荧光屏，从而在屏幕中心形成一个光点。此时栅极与阴极之间加的是一直流负偏压，使电子束电流保持恒定。（2）在行

8、、场偏转线圈中加上合适的锯齿波电流，形成偏转磁场，控制电子束从左到右、自上而下周期性地扫描整个荧光屏，从而形成亮度均匀的光栅。（3）在阴极与栅极之间加上图像信号，控制电子束中电子数量使光栅变成图像。由于各阳极电压已固定，电子束的扫描速度也被固定，因而电子束轰击荧光屏的亮暗主要由电子数量决定，而电子数量又由栅极与阴极之间的电压所控制。所以，图像电信号加在栅、阴极之间，当图像信号电平增大时，栅、阴极间负压增大，电子数量减小，荧光屏变暗；反之，图像信号电平越低，则荧光屏越亮，正好与发送端图像明暗变化一致。这样，在图像信号的控制下，电子束一行一行扫描荧光屏而形成图像。（4）彩色电视机接收到彩色电视信号

9、并处理后还原成ER、EG、EB三基色电信号，并把它们分别送到红、绿、蓝3个阴极，以产生3条电子束轰击相对应的荧光粉，从而显示彩色图像。4.3 自会聚彩色显像管最早使用的彩色显像管是三枪三束式，图像清晰度较高，但结构很复杂，制造精度要求也高，会聚电路的调整过于繁琐，一般的彩电已不用这种显像管。到了20世纪60年代，出现了单枪三束管，其会聚电路有了极大的简化，但仍比较复杂，生产维修也不太方便。图4-3 自会聚彩色显像的结构在1972年由美国RCA公司研制成功的新一代彩色显像管自会聚彩色显像管，它对彩色显像管内部的电子枪进行了调整，和特制的偏转线圈配合，免除了动会聚的调整，安装调试较为简单，已成为彩

10、色电视机装配使用的主要显像管。图4-3为自会聚彩色显像的结构图。（1）自会聚彩色显像管的特点采用一字形三电子枪一体化结构。一字形是指R、G、B阴极排列成水平一字形；三电子枪一体化是指除R、G、B三个阴极各自独立外，其余电极三电子枪共同使用。电子枪的公共控制栅极、加速极、聚焦极和高压阳极构成大口径电子透镜，保证电子束有良好的会聚。电子枪构造和电极排列如图2-62所示。图4-4 一字形一体化电子枪结构每个枪的电子束由各自独立的阴极(KB、KR、KG)发出，经过公用的栅极、加速极、聚焦极和高压阳极的聚焦、加速，分别高速击中红、绿、蓝荧光粉，使之发光。由于个电极采用了一体化结构和采用单片三孔栅极，避免

11、了安装中的误差，加上三阴极的距离很近，使三电子束间隔相等并保持在同一平面上，这就保证了聚焦的准确性，简化了电子枪的结构，缩小了管颈的体积。由于三电子束在同一水平面上，减少了垂直方向的会聚误差。在调节会聚时往往以中心电子束为基础，只需对两边电子束调节，减小了会聚调节程度。槽形荫罩板和条状荧光粉条。为了使电子束准确地击中各自相应的荧光粉，在离荧光屏前约1 mm处装有一块开有许多槽孔的薄钢板，称为阴罩板。每个阴罩孔对应一组R、G、B荧光粉点。只要三电子束在阴罩板的槽孔会聚，它们就可以轰击各自对应的荧光粉，发出R、G、B三种颜色。 为了增加机械强度和抗热性能，荫罩板上的荫罩孔开成长方形小槽，并按品字形

12、错开排列。荧光粉点为条状点，可改善色纯度，减小磁场的影响。每一组三基色荧光粉与一个荫罩孔对应，如图4-5所示。图4-5 自会聚显像管的荫罩板和荧光粉的排列示意图黑底技术。为了提高显像管的对比度，自会聚管都做成了黑底管。即在没有涂荧光粉的间隙处，涂上黑色的石墨，以吸收管内或管外射入的杂散光，从而提高图像的对比度。采用快速启动阴极。灯丝与阴极间距离缩短，并改进了阴极材料，因此，灯丝加热阴极速度快，开机5s后即可出现图像。（2）自会聚原理自会聚彩色显像管并非完全不需要调整，而是说它的校正工作相当简单。自会聚管的静会聚采用管外装置来实现，把制造工艺中出现的偏差加以校正。由于自会聚管的电子枪没有静会聚板

13、，所以避免了会聚与其他电极之间的相互影响，并缩短了电子枪的长度，管颈也相应地缩短。实现动会聚校正，除了精密一字形排列的电子枪外，还安装了特殊设计的精密动会聚校正形偏转线圈，它产生的非均匀磁场可对动会聚误差进行校正，省略了老式彩色显像管必备的会聚电路。 动会聚误差的原因由于屏幕的曲率半径大于电子束的扫描半径，所以在均匀偏转磁场中，一字形排列的三条电子束，如果满足在荧光屏中心部分会聚于阴罩板的小孔，但三条电子束离开中心扫描时，三种基色光栅在边缘不会重合，产生彩色镶边现象，边缘会出现与电子枪排列相反的失聚分散，如图4-6(a)所示。垂直方向上的失聚如图4-6 (b)所示。 图4-6 一字形排列管的失

14、聚动会聚校正原理 为了克服这种动会聚误差，设计了特殊结构的偏转线圈，产生非均匀分布的磁场，使场偏转线圈的磁场按桶形分布，以校正垂直方向的失聚；而使行偏转线圈的磁场按枕形分布，以校正水平方向的失聚。 自会聚彩色显像管的偏转线圈采用精密环形绕线结构绕制而成，在磁环的塑料架上预先刻好线槽，然后交替和准确地绕制导线，就可得到行、场偏转线圈，它们准确的非均匀磁场，恰好形成了电子会聚所需的磁场分布。在使用时一般不需对动会聚进行调整，自然就不必设动会聚调整电路。 而色纯和静会聚是在生产显像管时已经调好，使用时如情况没有变化，完全不用进行任何调整。如果显像管的附属组件受到偶然的震动或更换偏转线圈，就有可能对色

15、纯和静会聚进行调整。 色纯度的调整色纯度是指彩色显像管呈现单色光栅的纯净程度，就是要求红、绿、蓝三支电子束分别轰击与其对应的红、绿、蓝三种荧光粉，而不触及其他荧光粉。造成色纯不良的主要原因有：显像管在制造过程中的工艺误差；生产过程中色纯调节的精度不够；受到杂散磁场或地磁场的影响。 (a)色纯好 (b)光栅部分偏青 (c)光栅部分偏紫图4-7 色纯度不良的表现由于自会聚彩色显像管的荧光粉呈垂直条状分布，因此不 存在电子束在垂直方向打不准的问题，无需进行垂直方向色纯的调整，只需在水平方向进行色纯的调整。图4-8是自会聚管上用来调节色纯的色纯磁环的结构：它由两个磁环组成，每个磁环沿径向充磁，装在显像

16、管管颈外，与黑白电视机的中心位置调节环相似。当两片磁环相反叠加时，将不显示任何磁性，如将两对突耳分开，就会产生一定大小和方向的磁场，用来调整三个电子束的方向。 (a)分开的两个磁环 (b)合成磁场及电子束校正方向图4-8 色纯调节原理静会聚的调整将三条电子束会合在一起，使它们同时分别击中荧光屏上任何同一组三基色荧光粉的方法称为会聚，会聚可分为静会聚和动会聚两种。静会聚是指屏幕中心区的会聚；动会聚是指屏幕中心区以外的会聚，即显像管屏幕四周的会聚。由于电子枪安装工艺的误差，三电子束不能同时击中屏幕中央的三基色荧光粉，称为静会聚失真。这就需要进行静会聚调节。 静会聚调节由管颈上的一对四极磁环和六极磁

17、环组成，它们和色纯磁环组合在一起，装在显像管的颈部，如图4-9所示。图4-9 自会聚管的调整磁环四极磁环外形和磁场分布如图4-10 (a)、(b)所示。其特点是中间不存在磁场，因此对中束G不产生影响，但它的合成磁场使两边束R、B作等量反方向的偏移。调整时，让电视机接收方格测试信号，如果R、B两边束没有在水平、垂直方向聚合成紫色线条，则可调节四极磁环，使合成紫色线。 六极磁环外形和磁场分布如图4-10 (c)、(d)所示。其特点是中间不存在磁场，对中束G也不产生影响，但它的合成磁场使两边束R、B作等量同方向的偏移。当R、B两边束已聚合成紫色线条后，但没有与绿色重合成白色线，则可调节六极磁环，使之

18、聚合成白色线。需要说明的是，应先调节四极磁环，后调节六极磁环，而且要反复调整。图4-10 静会聚调整原理需要说明的是：在生产自会聚彩色显像管时，厂家将偏转线圈和调整用的磁环套在显像管管颈上面，经过调整后，用橡皮楔子、固定胶带和锁紧环将它们固定在一起，这样就免去了使用中的会聚调整。4.4显像管技术参数（1）机械参数 荧光屏尺寸：指的是显像管对角线长度，以cm（或in）为单位，如，53cm（21in）、64cm（25in）、74cm（29in）等。其中通常将64cm及以上的彩色显像管称为大屏幕显像管。 屏幕宽高比：普通彩色显像管屏幕宽高比常用43（或54），高清数字电视中屏幕宽高比首选169。 偏

19、转角：指从电子束偏转中心到荧光屏对角线的张角，国产显像管的偏转角有90、110、114等。偏转角越大，所需的偏转功率也越大。 管颈：显像管的屏幕尺寸不同，管颈粗细也不同。管颈越细，所需偏转功率越小。（2）电性能参数电性能参数包括显像管各个电极所需工作电压及调制特性等。显像管的调制特性是指显像管栅-阴极之间电压Ugk与束电流ik之间的关系，这一关系用曲线表示，如图2-64所示。从曲线可以看出，栅-阴电压的绝对值越大，电子束电流越小，电子束电流为零时所对应的栅-阴电压称为显像管的截止电压Ugk0。需要说明的是：彩色显像管有3个阴极，对应有3条调制特性曲线，但由于电子枪安装误差，使得3条调制特性曲线

20、并不重合。（3）光性能参数光性能参数包括电子束聚焦性能、光栅色调、亮度、对比度及图像细节分辨力等。4.5显像管附属电路（1）视放输出电路与白平衡的调整视放输出电路由亮度信号Y和色差信号(R-Y)、(G-Y)、(B-Y)相混合，从而得到R、G、B三个基色信号的电路称为基色矩阵电路。彩色电视机中的基色矩阵电路与末级视放电路是合为一体的，它们将色差信号与亮度信号混合得到基色信号，将R、G、B三个基色信号放大后送到显像管的阴极，使荧光屏显示出彩色图像。图4-11为共Y串联式基色矩阵和末级视放电路。来自色度通道的三个色差信号(R-Y)、(G-Y)、(B-Y)分别加到末级视放管V851、V852、V853

21、的基极，来自亮度通道的-Y经R853、RP851，和R854、RP852和R855加到末级视放管V851、V852、V853的发射极。这三个基色信号和亮度信号在各自的视放管实现如下转换： UR-Y- (-UY)=UR (2-7-1) UG-Y- (-UY)=UG (2-7-2) UB-Y- (-UY)=UB (2-7-3)再经过三个视放管放大并倒相，在它们的集电极分别输出负极性的三基色信号-UR、-UG、-UB，这三个三基色信号通过电阻R862、R863、R864加到显像管的三个阴极。加到视放管基极的色差电压和发射极的亮度信号电压只有几伏，但由于显像管要求的调制电压较大，视放管集电极采用180

22、 V电源，因此集电极电压高达百余伏。电视机在接收黑白电视信号，或接收彩色电视信号但关闭色饱和度时，尽管荧光屏上的三种基色荧光粉都发光，但要求合成光在任何对比度的情况下，荧光屏只呈现黑白图像，白平衡的调整就能达到这种目的。白平衡不好，荧光屏显示彩色图像就会偏色，产生彩色失真。白平衡的调整所谓白平衡的调整，就是使三条电子束的截止点和调制特性趋于一致，三条电子束电流的比例接近于实际要求的比例。白平衡的调整包括暗平衡的调整和亮平衡的调整。 图4-11 共Y串联式基色矩阵和末级视放电路暗平衡的调整就是指低亮度下的白平衡。暗平衡的调整主要是使显像管三基色电子束的截止点趋于一致。图4-12表示三条电子束的调

23、制特性曲线的差异，三条曲线有不同的斜率和截止点。当我们把一锯齿形的视频信号同时加到三个阴极时，红、绿、蓝电子束电流不是同时出现的。在t1-t2期间，绿、蓝电子束截止，而红电子束不截止，屏幕出现暗红色。而在t2-t3期间，绿电子束仍截止，而红、蓝电子束不截止，屏幕出现暗紫色。从t3开始，三基色电子束电流都不截止，屏幕出现暗灰色。由此可见：在低亮度区，屏幕上将出现暗红色或暗紫色，这是不希望的正确的应是出现暗灰色。为了校正上述失真，必须设法使截止电压趋于一致，形成如图4-13所示的情况。对于自会聚显像管，通常通过采用改变三个末级视放管的发射极直流电位，从而间接地改变显像管的三个阴极电位，使三路基色信

24、号的消隐电平分别对准各自调制曲线的截止点。当视频信号同时加到三个阴极时，三基色电子束电流将同时出现，从而达到暗平衡的调节目的。 （2）生产、储存危险化学品（包括使用长输管道输送危险化学品）的建设项目；在图4-11中R856、R857、R858为暗平衡调整电位器。图4-12 未调整时三电子束的调制特性（2）评价方法的适当性；图4-13 暗平衡调节原理3.不同等级的环境影响评价要求亮平衡是指在较高亮度条件下的白平衡。亮平衡调整是在暗平衡调整的基础上进行的。暗平衡调整的结果，已使红、绿、蓝三电子束的截止点趋于一致。1.建设项目环境影响评价分类管理的原则规定但在高亮度区，由于电子束的调制特性斜率不相同

25、，再加上三种荧光粉在不同亮度的发光率不一样，仍会使荧光屏带某种彩色。因此还要进行亮平衡的调整。由于电子束的斜率是无法更改的，通常通过改变红、绿、蓝视放输出级的视频信号的幅度比值，来改变显像管的激励电压的比值大小，使彩色电视机接收高亮度信号时屏幕呈现白色。 在图4-11中R851、R852为亮平衡调整电位器。（2）关机消亮点电路关机亮点是指在电视机关机后，荧光屏中心出现的亮点。关机亮点产生的原因是：电视机关机后，行、场扫描电路立即停止工作，但灯丝的余热继续烘烤阴极而发射电子，同时，显像管锥体内外壁石墨层构成的分布电容上，残余高压仍然存在。因此，电子枪继续工作，产生的高能电子束电流无偏转的射向荧光

26、中心，使屏幕中心出现一个亮点。随着灯丝冷却和高压泄放，亮点会逐渐消失。关机亮点的危害是：每次关机时，电子束将持续短时间轰击屏幕中心的荧光粉，累计较长时间，将使荧光粉因过热蒸发而形成黑斑，再也无法修复，所以必须设法消除关机亮点。消除关机亮点的思路是，关机后，只要做到了下列两点之一就可实现，一是关机后迅速使显像管截止；二是关机后迅速使阳极高压泄放。（四）环境价值评价方法关机消亮点电路有两类。一类是电子束电流截止型消亮点电路，在实际电路中广泛应用。它的工作原理是：在关机后，利用电容器在正常工作时充得的电压放电，使显像管栅-阴极间获得较高的负电压，迫使显像管截止，直到阴极冷却为止；另一类是高压泄放型消

27、亮电路，它在关机瞬间使栅-阴极间有一正电压，从而产生较大电子束电流，迅速泄放（中和）高压分布电容上的电荷。（3）自动消磁电路（ADC）第五章环境影响评价与安全预评价在彩色显像管内部，电子枪、荫罩板、栅网防爆箍和磁屏蔽罩等均为铁质部件，因内部、外部和杂散磁场（如地磁场）的作用，它们很容易被磁化。若它们一旦被磁化，有可能造成会聚和色纯不良，图像效果显著变差。因此，必须设置自动消磁电路（简称ADC），在每次开机瞬间对显像管及周围的铁质部件进行消磁。 消磁原理。实践证明，用逐渐减小的交变磁场可以消除剩磁（用B表示）。实现的方法是：由电路产生一个从大到小的交流电流，如图4-14中下部所示。由于磁感应强度

28、B和外加磁场强度H的关系遵从磁滞回线，当消磁电流I由减小到零时，B并不减小到零，而是沿ab减小到B0。若继续减小I，可使B减小到零，但H为H0；当I变到时，B沿着ab变化到b；当I由增加到时，B沿着bc变化到c；当I由减小到时，B沿着cd变化到d；如此下去，随着消磁电流I的不断减小，曲线与纵轴交点的B0不断减小，直到为零，从而达到消除剩磁的目的。C.可能造成较大环境影响的建设项目，应当编制环境影响报告书 消磁电路。消磁电路是根据消磁原理设计出来的，它的关键是在开机瞬间，电路要产生一个从大变到小的交流电流，再让该电流通过消磁线圈，从而获得从大变到小的交变磁场，实现消磁。电路如图4-15（a）所示

29、，它是自动消磁电路（ADC）。其中，L为消磁线圈，将交流电流转换为交变磁场；R为具有正温度系数的热敏电阻，它是一种半导体器件，在常温下阻值仅为几十欧姆，当温度升高后，阻值急剧增大，用于使电流由大变小；电容C用来消除行辐射在消磁线圈中的感应电流，以避免产生寄生振荡；S为电视机的电源开关。1.建设项目环境影响评价机构的资质管理工作过程为，当接通S瞬间，热敏电阻R的阻值很小，L的阻抗也较小，流过L和R的交流电流很大，使R的温度迅速上升，R的阻值急剧增大，从而使流过L的电流在几秒内迅速降低到接近于零，如图4-15（b）所示。流过L中的电流将产生了由大到小的交变磁场，并分布在显像管的周围。经过若干个周期

30、后，磁场强度随电流迅速减小，铁质部件的剩磁被消去，达到了自动消磁的目的。4.6 视频放大电路的常见故障（4）化工、冶金、有色、建材、机械、轻工、纺织、烟草、商贸、军工、公路、水运、轨道交通、电力等行业的国家和省级重点建设项目；视频放大电路的一般故障现象主要有：无光栅，伴音正常；光栅亮度不足；光栅过亮或伴有回扫线；光栅偏色；缺色；屏幕上出现红（绿、蓝）色光栅，有回扫线，伴音正常；屏幕上有色斑；开机图像模糊，数十分钟后图像正常等。 建设项目所处环境的敏感性质和敏感程度是确定建设项目环境影响评价类别的重要依据，环境影响评价文件应当就该项目对环境的影响做重点分析。 图4-14 消磁电流与磁场的关系 图4-15 自动消磁电路