電視機課件第12章

第12章彩色顯像管及其外圍電路12.1彩色顯像管

12.2彩色顯像管附屬電路

12.3末級視放電路

本章小結(jié)

思考與習(xí)題

12.1彩色顯像管

12.1.1彩色顯像管的基本原理及性能要求

1.基本原理

彩色顯像管與黑白顯像管兩者的工作原理基本相同。由燈絲加熱陰極，使陰極發(fā)射電子，電子經(jīng)加速極加速和聚焦極聚焦形成很細的電子束。電子束在陽極高壓的作用下，以極高的速度轟擊熒光屏上的熒光粉，使之發(fā)光發(fā)色，完成電光轉(zhuǎn)換。電子束在射向熒光屏的過程中，還受到行、場偏轉(zhuǎn)線圈的磁場作用，產(chǎn)生掃描運動，在熒光屏上形成光柵。彩色顯像管與黑白顯像管的不同之處是：彩色顯像管要重現(xiàn)三基色彩色圖像，而黑白顯像管重現(xiàn)的是黑白圖像。因此彩色顯像管的熒光屏上按一定規(guī)律涂有紅、綠、藍三種熒光粉點，這些熒光粉點按三個一組進行排列，通常稱為三色體。每個三色體構(gòu)成一個像素，屏幕上約有40～50萬個像素。彩色顯像管有三束電子，分別受三基色信號電壓的控制，轟擊與三基色信號電壓相應(yīng)的三基色熒光粉點，使它們分別發(fā)出紅、綠、藍三種基色光。利用空間混色法可重現(xiàn)被傳送圖像的紅、綠、藍三幅基色圖像。2.性能要求

要使彩色顯像管達到良好的顯示效果，應(yīng)滿足下列要求：

(1)重現(xiàn)圖像的分辨力要高。分辨力是指識別彩色和黑白圖像細節(jié)的能力，分辨力越高，圖像越清晰。

(2)色純度要好。色純度是指單色光柵的純凈程度，要求彩色顯像管陰極所發(fā)射的三束電子只能轟擊各自對應(yīng)的熒光粉點。

(3)黑白平衡要好。黑白平衡就是要求彩色電視機在顯示黑白圖像時，不論信號電平高低如何，屏幕上的黑白畫面均不出現(xiàn)任何彩色。

(4)會聚要好。要求彩色顯像管的三束電子在任何偏轉(zhuǎn)情況下，始終都能同時轟擊同一組相應(yīng)的熒光粉點。12.1.2自會聚彩色顯像管

彩色顯像管種類有三槍三束管、單槍三束管和自會聚管。由于自會聚管具有自動會聚校正功能，因此應(yīng)用非常方便。

1.自會聚管的結(jié)構(gòu)

自會聚彩色顯像管(國產(chǎn)470ZX2A)的結(jié)構(gòu)如圖12-1所示。圖12-1自會聚彩色顯像管的結(jié)構(gòu)2.自會聚管的特點

1)精密一字形排列電子槍

自會聚彩色顯像管的電子槍是水平一字形排列的，且是

一體化結(jié)構(gòu)，三支電子槍之間的相互位置通過一單片三孔柵極精確定位并形成一個整體。電子槍的其他電極都有相對應(yīng)的三個小孔，由于柵極的制造采用了高精度的模具，保證了邊束與中束的間距準(zhǔn)確性，因此提高了聚焦的準(zhǔn)確性。三支電子槍的排列一般是綠束在中間，紅、藍在兩側(cè)，但由于紅光柵的失聚易為人們所覺察，故有的自會聚彩色顯像管的紅束在中間，藍、綠在兩側(cè)。2)槽孔狀蔭罩板和條狀熒光屏

為改善柵網(wǎng)式蔭罩板的機械強度和抗熱變形性能，其蔭罩板開成長方形小槽，并按品字形錯開排列。熒光屏上的三基色熒光粉也按小槽形狀平行排列。為了吸收管內(nèi)或從管外射入的雜散光，以提高圖像的對比度，熒光屏未涂熒光粉的部分都涂上黑色吸光材料，稱為黑底技術(shù)。3)自動會聚校正型偏轉(zhuǎn)線圈

自會聚彩色顯像管要配合環(huán)形的精密偏轉(zhuǎn)線圈。行、場線圈都繞在磁環(huán)骨架的溝槽上，其導(dǎo)線的分布和圈數(shù)都有嚴(yán)格的規(guī)定，骨架和磁心粘合在一起，產(chǎn)生的磁場分布十分準(zhǔn)確。這種線圈產(chǎn)生一種特殊的非勻強磁場，會自動校正自動會聚的誤差，從而免去自動會聚的調(diào)節(jié)裝置，使用十分方便。自會聚偏轉(zhuǎn)線圈與自會聚管緊密配合。自會聚管在出廠前已裝好偏轉(zhuǎn)線圈及其附件，并通過專用設(shè)備進行精密調(diào)整，使用時無需重新調(diào)整，否則將嚴(yán)重影響管子的色純度和

自會聚性能，使彩色圖像質(zhì)量降低。

由于自會聚管有上述優(yōu)點，且管頸小、重量輕，并采用了通電5s即可快速啟動型陰極，因此現(xiàn)已成為世界上最流行的顯像管之一。

圖12-2所示為自會聚顯像管的引腳圖。圖12-2自會聚顯像管引腳圖12.1.3全方形屏幕彩色顯像管

現(xiàn)在生產(chǎn)的顯像管，其玻璃屏幕趨近于平面，四邊緣角呈直角，整個屏幕為方形，稱為全方形屏幕彩色顯像管(FST)。其特點如下：

(1)屏幕大。普通顯像管屏幕四角呈圓角，且中心不成平面，減小了對角線的尺寸，而全方形顯像管則可增加四角的可視面積。

(2)減少了圖像失真。普通顯像管實際上看到的是一個失真的凸形畫面，而全方形顯像管則顯示了圖像的真實圖形。

(3)減少了外來光的影響，提高了對比度。全方形顯像管可以減少外界雜散光的影響，室內(nèi)亮著的燈可在普通顯像管的幕上映出其影子，但在全方形顯像管上就不會出現(xiàn)此現(xiàn)象。據(jù)實驗，全方形管可減少31%外來光的影響，加上改進玻璃屏，可增加對比度。

全方形彩色顯像管的缺點是：玻殼邊緣的機械強度較弱；屏幕邊緣部位的電子束聚焦性能較差；會聚誤差和光柵的枕形失真較大等。所以這種管對玻殼的結(jié)構(gòu)、電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈等都提出了較高的要求，從而使成本有所增加?，F(xiàn)在大屏幕彩色電視機早已成為市場的暢銷貨，所應(yīng)用的大屏幕彩色顯像管都是大平面直角形。其屏幕由透光率很低的灰黑玻璃制成“黑色屏”，以減小環(huán)境光線的干擾，提高圖像的對比度和立體感，并在屏幕敷涂上透明的導(dǎo)電膜，以釋放靜電，使屏幕不會吸附灰塵及避免人手開關(guān)機時有麻電感覺，還改進了電子槍結(jié)構(gòu)和電路性能，提高了圖像的清晰度(一般要求場、行掃描達到600～800線)。 12.2彩色顯像管附屬電路

彩色顯像管附屬電路包括光柵枕形校正電路和自動消磁電路。

12.2.1消磁線圈與自動消磁電路

彩色顯像管在正常使用時，其外部必須裝上消磁線圈。消磁線圈的形狀如圖12-3所示，它可以直接套在顯像管的防爆箍外面，也可以將一部分套在錐體部分，并裝上金屬屏蔽罩。圖12-3消磁線圈1.消磁與色純

由于彩色顯像管內(nèi)部的蔭罩板、柵網(wǎng)及外部屏蔽罩等均由金屬材料制成，當(dāng)其受到地磁或外部磁場作用時，便會被磁化而產(chǎn)生干擾磁場(剩磁)，使電子束掃描運動的軌跡偏移，不能擊中對應(yīng)的熒光粉粒，使色純度不良。為了及時消除這些干擾磁場，可增設(shè)消磁電路，通過外加一個逐漸變至零的交變磁場，使管內(nèi)、外金屬件剩磁減少到不再影響電子束運動軌跡的程度。

2.自動消磁電路

自動消磁電路由電源開關(guān)、正溫度系數(shù)的熱敏電阻和消磁線圈三部分構(gòu)成，其電路原理如圖12-4所示。消磁線圈由0.35mm左右的高強度漆包線繞制而成，大約60圈，外面包上絕緣層，然后裝在顯像管與屏蔽罩之間。圖12-4上海牌Z237—1型機自動消磁電路自動消磁電路接在電源輸入端，在電視機開機的瞬間，有較大的交流電流通過消磁線圈，在消磁線圈周圍產(chǎn)生很強的交變磁場，其磁通勢可大于500A·T，使蔭罩板等反復(fù)被磁化而消去原來的剩磁。但是消磁線圈中不應(yīng)長時間保持這樣大的電流，在完成消磁任務(wù)后，其磁通勢要盡快減少到0.3A·T以下。這一電流的控制是通過串接在消磁線圈上的熱敏電阻來實現(xiàn)的。該電路的熱敏電阻具有正溫度系數(shù)特性，在常溫下只有幾十歐(27Ω左右)，在接通電源的瞬間，由于線圈和電阻的總阻值較低，通過的電流很大，使熱敏電阻的溫度急劇上升，阻值迅速增大。隨著回路總阻值的升高，通過的電流迅速減少，電流強度由最大值到最小值的變化時間為2～4s。圖12-4中的兩個熱敏電阻一般是背靠背裝在一起的，這樣可以彼此加溫，溫升快，阻值增大快，電流迅速被限制到最低值。如果彩色電視機靠近過強磁場，而自動消磁電路尚不能使其完全消磁，可采用機外消磁法解決。機外消磁線圈用0.6～0.8mm的高強度漆包線繞制而成，總匝數(shù)為1000～1200匝，直徑為30cm左右，外面包扎較厚的絕緣層。接通電源后，操作者應(yīng)先使消磁線圈與屏幕平行，并在屏幕前緩慢地作幾次圓周運動，再慢慢退開。當(dāng)退離電視機2～3m時，將消磁線圈轉(zhuǎn)動90°，平面朝下，切斷電源，即可達到人工消磁的目的。

12.2.2會聚磁鐵組合件

會聚磁鐵組合件是自會聚彩色顯像管的重要部件之一，如圖12-5所示。它由三對磁環(huán)組成，與偏轉(zhuǎn)線圈的尾部保持一定距離，有單獨的塑料骨架和鎖緊環(huán)。圖12-5會聚磁鐵組合件彩色顯像管要高質(zhì)量地顯示彩色圖像，必須使三個電子束實現(xiàn)良好的會聚，即要求它們相交于很小的蔭罩孔，并分別同時擊中熒光屏上同一組的三基色熒光粉條。在無偏轉(zhuǎn)情況下的會聚稱為靜會聚；在進行掃描時，偏轉(zhuǎn)過程中的會聚稱為動會聚。會聚磁鐵是調(diào)整靜會聚的部件，它由兩片四極磁鐵和兩片六極磁鐵前后疊裝在一起而構(gòu)成。四極磁鐵的突耳上往往注有④字，其磁場分布如圖12-6(a)所示，大突耳(或開小槽)為N極；六極磁鐵的突耳上往往注有⑥字，其磁場分布如圖12-6(b)所示。調(diào)整這兩對磁鐵，可校正顯像管制作過程中的靜會聚誤差。圖12-6四級磁鐵和六級磁鐵(a)四極磁鐵；(b)六極磁鐵自會聚顯像管在出廠前，其偏轉(zhuǎn)線圈及會聚磁鐵組合件已在專用設(shè)備上進行過精確調(diào)整并固定好，使用過程中一般不需要調(diào)整，否則會影響其會聚性能。12.2.3光柵枕形失真

在一般彩色顯像管中，由于電子束會聚面的曲率半徑小于蔭罩板和熒光屏的曲率半徑，因此會產(chǎn)生光柵延伸性失真，使熒光屏上出現(xiàn)的掃描光柵不是理想的矩形光柵，而是枕形光柵，如圖12-7(a)所示。由圖可以看出，這種枕形光柵的特點是電子束偏轉(zhuǎn)角越大，光柵的延伸性失真越嚴(yán)重，所以在屏幕的四個角上伸展得最遠。枕形失真又分兩種：光柵上下兩邊向內(nèi)彎曲的失真叫垂直(上下)枕形失真；光柵左右兩側(cè)向里彎曲的失真叫水平(左右)枕形失真。自會聚彩色顯像管的偏轉(zhuǎn)磁場是特殊的非線性磁場，所以其光柵枕形失真具有它自己的特點。自會聚彩色顯像管的場偏轉(zhuǎn)桶形磁場使電子束產(chǎn)生附加的水平偏移，使光柵水平枕形失真加重；行偏轉(zhuǎn)枕形磁場使電子束產(chǎn)生附加的垂直偏移，形成垂直桶形的光柵。這與顯像管的垂直枕形光柵正好相反，故有補償校正作用，如圖12-7(b)所示。由于自會聚彩色顯像管具有上述特點，因此一般無需進行垂直枕形失真校正。但對于偏轉(zhuǎn)角較大的自會聚彩色顯像管，因行偏轉(zhuǎn)枕形磁場造成的垂直桶形光柵不能完全補償垂直枕形失真，所以還需進行垂直枕形光柵校正。圖12-7光柵枕形失真的特點(a)一般彩色顯像管；(b)自會聚彩色顯像管12.2.4光柵枕形校正

黑白顯像管的枕形失真是在顯像管處的偏轉(zhuǎn)線圈周圍貼一些永久磁鐵小塊來進行校正的。彩色顯像管不能采用這種方法，因為這會破壞彩色顯像管的會聚和色純，所以采用專門的校正電路，在偏轉(zhuǎn)線圈中通入校正電流來校正枕形失真。雖然由于顯像管結(jié)構(gòu)特點造成光柵枕形失真，但就失真現(xiàn)象來看，也可以理解為掃描過程中，電子束掃描到凹處時，偏轉(zhuǎn)線圈中掃描電流不足造成的。因此只需將偏轉(zhuǎn)線圈中的掃描電流相應(yīng)地加大，就能將向內(nèi)凹進去的光柵邊沿向外拉成直線，失真即得到校正。在進行水平枕形失真的校正時，利用場頻拋物波去調(diào)制行偏轉(zhuǎn)電流，使一幀內(nèi)各行的偏轉(zhuǎn)電流幅度不等，中間各行的電流大，上下各行的電流小，校正后的行掃描電流如圖12-8(a)所示。在進行垂直枕形失真的校正時，則利用行頻拋物波疊加到線性場偏轉(zhuǎn)電流上，使每行的中間保證附加一點垂直偏移，而不改變每一行正程掃描的起點和終點，校正后的掃描電流波形如圖12-8(b)所示。圖12-8枕形失真校正原理(a)水平枕形失真校正；(b)垂直枕形失真校正12.2.5水平枕形失真校正電路

圖12-9(a)是一種磁飽和變壓器式的水平枕形校正電路。圖中T是磁飽和變壓器，由鐵氧體磁心制成，其結(jié)構(gòu)如圖12-9(b)所示。變壓器的初級線圈LV繞在磁心中間，作為晶體管V的負載；次級線圈LH分為LHA與LHB兩部分，分別繞在磁心的左右兩側(cè)，反向連接后串接在行偏轉(zhuǎn)線圈電路中。晶體管V和其他元件組成場頻鋸齒波電壓放大器。電阻R1、R2組成V的偏置電路，同時電源通過它們給變壓器T的初級提供起始直流電流，該電流使磁心內(nèi)建立一個固定的直流磁通。圖12-9水平枕形失真校正電路(a)電路；(b)磁飽和變壓器當(dāng)沒有場頻鋸齒波電壓加到晶體管V的基極時，線圈LV中只有直流電流流過，使磁心處于飽和狀態(tài)，線圈LH在行偏轉(zhuǎn)線圈電路中呈現(xiàn)一定的感抗，是行偏轉(zhuǎn)電路阻抗的一部分。當(dāng)場頻鋸齒波電壓經(jīng)電位器RP加至晶體管V的基極時，在該管集電極得到一個放大倒相的鋸齒波電壓，并使線圈LV中產(chǎn)生一個場頻拋物電流iV。電流iV產(chǎn)生的磁力線通過左右兩側(cè)的磁心，使其磁通量Φ增加，變壓器磁心更飽和，從而使電感LH的電感量隨之減少。LH減少，使其感抗X'L下降，因X'L是行偏轉(zhuǎn)電路阻抗的一部分，其下降會使行偏轉(zhuǎn)電流iH增加。這一變化過程可表達如下： iv↑→Φ↑→LH↓→X'L↓→iH↑

由此可見，行偏轉(zhuǎn)電流的幅度隨場頻拋物電流iV的變化而呈拋物狀變化，如圖12-8(a)所示。調(diào)節(jié)電位器RP可以改變加至V的場頻鋸齒波電壓幅度，調(diào)整校正量。 12.3末級視放電路

12.3.1末級視放電路的工作原理

末級視放電路一般都安裝在顯像管尾部，與顯像管管座及其他調(diào)整元件構(gòu)成一個整體，統(tǒng)稱為顯像管座板。顯像管座板通過接插件與主電路板連接。彩色電視機中的末級視放電路與彩色顯像管的陰極均采用直接耦合，用來激勵顯像管呈現(xiàn)彩色圖像。激勵的方法有兩種：一種稱為基色激勵方式，即向顯像管的陰極注入基色激勵信號；一種稱為色差激勵方式，即向顯像管的陰極注入色差激勵信號。由于基色激勵比色差激勵的靈敏度要高30%，因此自會聚管的彩色電視機都采用基色激勵方式，其基本電路如圖12-10所示。圖12-10上海Z237—1型機末級視放電路采用基色激勵的末級電路，不僅要對基色信號進行放大，還需在視放電路中完成矩陣變換，才能得到三基色信號。其方法是向三個視放管的基極分別輸入R—Y、G—Y和B—Y

色差信號，而在每個視放管的發(fā)射極都輸入負極性的亮度信號Y。這樣，在各視放管的基極和發(fā)射極之間的信號為

(R—Y)－(－Y)=R(紅基色信號電壓)

(G—Y)－(－Y)=G(綠基色信號電壓)

(B—Y)－(－Y)=B(藍基色信號電壓)

由此可知，在每個視放管輸入的是色差信號和亮度信號，而輸出的則是倒相放大后的基色信號，即－R、－G、－B。12.3.2典型電路的元件作用

各種機型的末級視放電路大同小異，現(xiàn)以上海Z237—1型機的末級視放電路為例(見圖12-10)，介紹其主要元件的作用。

V101、V102、V103為三個末級視放輸出管，與有關(guān)元件一起構(gòu)成深度負反饋型放大器，它工作在寬頻帶放大狀態(tài)。

由色度通道輸出的三個色差信號B—Y、R—Y、G—Y分別輸送到V101、V102、V103的基極；R125和C106、R127和C108及R126和C107分別構(gòu)成三個低通濾波電路，濾除混入色差信號中的高頻信號。由亮度通道輸出的負極性亮度信號Y送到每一個視放管的發(fā)射極。R107、R108和R110是隔離電阻，阻值均為180Ω。C103、C104和C105為加速電容。為了補償熒光粉發(fā)光效率的不一致，電路中還串入了可供調(diào)整亮度信號幅度的電位器和電阻。該電路是固定輸入藍激勵的亮度信號，因而串