CRT顯示器

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什麼是CRT顯示器

  CRT顯示器是一種使用陰極射線管的顯示器,主要由電子槍、偏轉線圈、蔭罩,熒光粉層及玻璃外殼(屏幕)等五部分組成,是目前應用最廣泛的顯示器之一。

  CRT的工作原理:CRT顯示器的核心部件是CRT顯像管,CRT顯像管使用電子槍發射高速電子,利用垂直和水平的偏轉線圈控制高速電子的偏轉角度,通過電壓來調節電子束的功率,經過調節高速電子擊打屏幕上的磷光物質,在屏幕上形成明暗不同圖形和文字。

  彩色顯像管屏幕上的每一個像素點都由紅、綠、藍三種塗料組合而成,由三束電子束分別激活這三種顏色的磷光塗料,以不同強度的電子束調節三種顏色的明暗程度就可得到所需的顏色。為了讓電子束瞄得精準,防止產生不正確的顏色或重像,必須對電子束進行精確的控制

  經典的解決方法是在磷光塗料錶面的前方加裝蔭罩。蔭罩是一層鑿有許多小孔的金屬薄板,只有正確瞄準的電子束才能穿過對應的屏蔽孔,蔭罩會攔下任何散亂的電子束,避免其打到錯誤的磷光塗層。

  蔭罩除了孔狀,還有柵式。它把磷光材料以垂直線的方式塗布,在磷光塗料的前方加上相當細的金屬線,金屬線用來阻絕散射的電子束,原理和孔狀蔭罩相同。

  孔狀蔭罩式顯像管的圖像和文字較銳利,但亮度較低一點;柵式顯像管的色彩鮮艷,但在屏幕的1/3和2/3處會有水平的阻尼線陰影橫過。[1]

CRT顯示器的特點[2]

  1.CRT顯示器的優點

  CRT顯示器的優點如下:

  (1)高帶寬頻來高解析度。CRT顯示器的帶寬會遠遠高於液晶顯示器。對於CRT顯示器來說,更高的帶寬意味著顯示器能夠達到更高的解析度,同時具有更高的刷新率。高解析度對於專業圖形用戶來說更有意義。

  (2)絢麗的色彩。由於CRT顯示器的色彩是由三根電子槍(三原色)發出的不同電子流混合而成的,與天然顏色的組成原理一樣。因此,在色彩還原度方面CRT顯示器是做得十分出色的。

  (3)反應速度快。這也是由於CRT顯像管與LCD面板構造的機理不同而決定的。CRT顯像管的反應速度是LCD面板所望塵莫及的。

  2.CRT顯示器的缺點

  CRT顯示器的缺點如下:

  (1)輻射大。這主要是來自高壓電路和電子槍的電池輻射,所以在使用CRT顯示器的時候要更加註意眼睛的保護。

  (2)體積大。CRT顯示器的體積都十分笨重,這相對於液晶顯示器來說可謂是致命的缺陷吧!

  (3)幾何失真相對嚴重。隨著技術的革新,目前CRT顯示器在控制失真方面已經有了不少改進,但是與LCD相比,CRT顯示器的幾何失真方面還是比較遜色的。這種情況在高端的CRT顯示器方面不算十分嚴重,一般都會得到很好的處理,但是在一些中低端的CRY顯示器上,失真的情況就比較嚴重了。

CRT顯示器的分類[1]

  1.根據調控方式不同可分為:模擬調節、數字調節和OSD調節

  模擬調節是在顯示器外部設置一排調節按鈕,手動調節亮度、對比度等一些技術參數。由於模擬器件較多,故障的幾率較大,而且可調節的內容極少,所以目前已銷聲匿跡。

  數字調節是在顯示器內部加入專用微處理器,操作更精確,能夠記憶顯示模式,而且其使用的多是微觸式按鈕,壽命長,故障率低。

  OSD調節嚴格說算是數控方式的一種,能以量化的方式將調節直觀地反映到屏幕上。

  2.按顯像管種類的不同可分為:球面顯像管、柱面顯像管和純平顯像管

  球面管的缺陷非常明顯,在水平和垂直方向上都是彎曲的,邊角失真現象嚴重,隨著觀察角度的改變,圖像會發生傾斜,而且容易引起光線的反射,會降低對比度,對人眼的刺激較大。

  柱面顯像管採用柵式蔭罩板,在垂直方向上不存在任何彎曲,在水平方向上略有弧度。目前常見的柱面管可分為單槍三束和三槍三束管。

  純平顯像管是CRT彩顯的發展方向,純平顯像管在水平和垂直方向上均實現了真正的平面,失真、反光都被減到了最低限,使觀看時的聚焦範圍增大。

CRT顯示器技術參數[3]

  1.顯像管類型

  大體上講,顯像管分球面顯像管和純平顯像管兩種。

  2.顯像管品牌

  現在市面上主流純平CRT顯示器所採用的顯像管主要包括LG“未來窗”,三星“丹娜管”,索尼“特麗瓏”,三菱“鑽石瓏”和日立“銳利瓏”等。各個廠商的純平顯像管在技術上均有其獨到之處,在性能上也是各有特色。

  3.介面類型顯示器

  通常有D-Sub、DVI和HDMI介面。而CRT顯示器只有D-Sub介面。15針D-Sub介面也叫VGA介面。DVI和HDMI介面則被許多液晶顯示器所採用。

  4.顯示尺寸和麵積

  顯示尺寸指顯像管的可見部分的對角線尺寸。最大可視面積就是顯示器可以顯示圖形的最大範圍,顯示面積都會小於顯像管面積的大小。顯像管的大小通常以對角線的長度來衡量,以英寸(in)為單位(1in=2.54cm),常見的有15in、17in、19in、20in幾種,5in顯示器的可視範圍在13.8in左右,17in顯示器的可視區域大多在15~16in之間,19in顯示器可視區域達到18in左右。

  5.點距和柵距

  點距:指屏幕上相鄰兩個同色像素單元之間的距離,即兩個紅色(或綠、藍)像素單元之間的距離。點距的單位為毫米(mm)。點距有許多種不同的測量方法,點距有實際點距、垂直點距和水平點距的差別。水平點距小於實際點距。

  以17in,0.28mm點距顯示器為例,它在水平方向最多可以顯示1024個點,在豎直方向最多可顯示768個點,因此極限解析度為l024×768。超過這個模式,屏幕上的相鄰像素會互相干擾,反而使圖像變得模糊不清。目前,顯示器的點距主要有0.28mm、0.26mm、0.24ram、0.22mm等幾種規格,最小的可達0.20mm。一般來講,小的點距和良好的匯聚性能相結合,才能達到更好的顯示效果。

  柵距:由於SONY推出的“特麗瓏”顯像管採用了柵狀蔭罩,因此引入了柵距的概念。柵距是指蔭柵式顯像管平行的光柵之間的距離(單位:mm)。

  6.掃描頻率

  掃描頻率是場頻和行頻的統稱。

  場頻:場頻又稱為“垂直掃描頻率”或“刷新率”。指單位時間(以秒計)內電子槍對整個屏幕進行掃描的次數,通常以赫茲(Hz)為單位。以85Hz刷新率為例,它表示顯示器的內容每秒刷新85次。垂直掃描頻率越高,閃爍情況越不明顯,眼睛也就越不容易疲勞。

  行頻:行頻又稱為“水平掃描頻率”,指電子槍每秒在熒光屏上掃過的水平線的數量,其值等於“場頻×垂直解析度×1.04”,單位為kHz(千赫茲)。行頻是一個綜合解析度和場頻的參數,該值越大,顯示器可以提供的解析度越高,穩定性越好。以800x600像素的解析度、85Hz的場頻為例,顯示器的行頻至少應為“600×85=5lkHz”。目前CRT顯示器比較主流的行頻系列是:70kHz,85(86)kHz,96kHz等。

  7.解析度

  解析度(Resolution)就是屏幕圖像的精密度,是指顯示器所能顯示點數的多少。由於屏幕上的點、線和麵都是由點組成的,顯示器可顯示的點數越多,畫面就越精細,同樣的屏幕區域內能顯示的信息也越多,所以解析度是個非常重要的性能指標之一。

  以解析度為1024×768像素的屏幕來說,即每一條水平線上包含有1024個像素點,共有768條線,即掃描列數為1024列,行數為768行。解析度不僅與顯示尺寸有關,還受顯像管點距、視頻帶寬等因素的影響。其中,它和刷新頻率的關係比較密切,嚴格地說,只有當刷新頻率為“無閃爍刷新頻率”,顯示器能達到最高多少解析度,才能稱這個顯示器的最高解析度為多少。

  按照水平和垂直像素數目來區分,則可以分:640×480、800×600、1024×768、1280×1024、1600×1200等幾種。一般來講,17in的CRT顯示器的最佳解析度還是1024×768,19in的CRT顯示器則為1280×1024。對於CRT顯示器,它支持的解析度越多越大,它的應用範圍也就越廣,價格也就相應要高一些。

  8.帶寬

  帶寬是顯示器視頻放大器通頻帶寬度的簡稱,指電子槍每秒在屏幕上掃過的最大總像素數,以MHz(兆赫茲)為單位。

  水平解析度大約為實際掃描值的80%,垂直解析度大約為實際掃描值的93%,所以帶寬的計算公式為:帶寬=(水平解析度/0.8)×(垂直解析度/0.93)×場頻。或帶寬=水平解析度×垂直解析度×場頻×1.344。例如,在1024×768像素85Hz的模式下,帶寬為1024×768×85×1.344/106=89.84199868MHz。帶寬的值越大,顯示器性能越好。

  9.亮度和高亮

  亮度:是指畫面的明亮程度。廣義上的亮度,除了包括普通的亮度因素,同時還包括色彩的飽和度和艷麗度。亮度的單位是cd/m2

  高亮:“高亮”對於CRT顯示器來說是近年才被提起的,目前CRT顯示器高亮標準為:第一,最高亮度能達到300cd/m2以上。第二,亮度的提升並不單純地通過顯示器的亮度調節按鈕、加大顯示器驅動電路電流的輸出,把屏幕弄得發白,而是在亮度提高的同時,對比度、色彩的飽和度等也隨著亮度一起提高,從而給用戶提供一個鮮明亮麗清晰的畫面。

  10.環保認證

  對顯示器來說最重要的環保認證是電磁輻射標準,即指限制顯示器所發出的電磁輻射量的國際標準。目前有兩項重要的標準是由下列兩個瑞典權威機構所定出來的規則:MPRII,原先是一項由瑞典勞工部所提出的標準,制定了顯示器所放出的電磁輻射量的最高範圍,現在已被採用為世界標準。TCO認證標準,瑞典TCO組織於1991年制定了一個比MPRII更嚴格的標準,特別是為交流電場(aef)而定。從TCO´92、TCO´95、TCO´99到TCO´03,隨著時間的推移,以及人們健康、環保意識的加強,加之科技進步所能帶來的產品質量改觀,TCO認證標準也一代比一代更為嚴格,如圖所示。

Image:各类环保认证.jpg

參考文獻

  1. 1.0 1.1 張錫.工業設計資料集 6 信息·通信產品.中國建築工業出版社,2010.11
  2. 怡丹科技工作室.電腦常見故障排除.山東電子音像出版社,2006.4
  3. 錫林寶力爾.電腦組裝與維護寶典.中國鐵道出版社,2011.03
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