一、CRT顯示器介紹

　　CRT顯示器學(xué)名為“陰極射線顯像管”，是一種使用陰極射線管（Cathode Ray Tube）的顯示器。主要有五部分組成：電子槍（Electron Gun）、偏轉(zhuǎn)線圈（Deflection coils）、蔭罩（Shadow mask）、高壓石墨電極和熒光粉涂層（Phosphor）及玻璃外殼。它是應(yīng)用最廣泛的顯示器之一，CRT純平顯示器具有可視角度大、無壞點(diǎn)、色彩還原度高、色度均勻、可調(diào)節(jié)的多分辨率模式、響應(yīng)時間極短等LCD顯示器難以超過的優(yōu)點(diǎn)，而且價格更便宜。

　　工作原理：

　　CRT顯示器是靠電子束激發(fā)屏幕內(nèi)表面的熒光粉來顯示圖像的，由于熒光粉被點(diǎn)亮后很快會熄滅，所以電子槍必須循環(huán)地不斷激發(fā)這些點(diǎn)。

　　首先，在熒光屏上涂滿了按一定方式緊密排列的紅、綠、藍(lán)三種顏色的熒光粉點(diǎn)或熒光粉條，稱為熒光粉單元，相鄰的紅、綠、藍(lán)熒光粉單元各一個為一組，學(xué)名稱之為像素。每個像素中都擁有紅、綠、藍(lán)（R、G、B）三基色。

　　CRT顯示器用電子束來進(jìn)行控制和表現(xiàn)三原色原理。電子槍工作原理是由燈絲加熱陰極，陰極發(fā)射電子，然后在加速極電場的作用下，經(jīng)聚焦極聚成很細(xì)的電子束，在陽極高壓作用下，獲得巨大的能量，以極高的速度去轟擊熒光粉層。這些電子束轟擊的目標(biāo)就是熒光屏上的三基色。為此，電子槍發(fā)射的電子束不是一束，而是三束，它們分別受電腦顯卡R、 G、 B三個基色視頻信號電壓的控制，去轟擊各自的熒光粉單元。受到高速電子束的激發(fā)，這些熒光粉單元分別發(fā)出強(qiáng)弱不同的紅、綠、藍(lán)三種光。根據(jù)空間混色法（將三個基色光同時照射同一表面相鄰很近的三個點(diǎn)上進(jìn)行混色的方法）產(chǎn)生豐富的色彩，這種方法利用人們眼睛在超過一定距離后分辨力不高的特性，產(chǎn)生與直接混色法相同的效果。用這種方法可以產(chǎn)生不同色彩的像素，而大量的不同色彩的像素可以組成一張漂亮的畫面，而不斷變換的畫面就成為可動的圖像。通常實現(xiàn)掃描的方式很多，如直線式掃描，圓形掃描，螺旋掃描等等。其中，直線式掃描又可分為逐行掃描和隔行掃描兩種。事實上，在CRT顯示系統(tǒng)中兩種都有采用。逐行掃描是電子束在屏幕上一行緊接一行從左到右的掃描方式，是比較先進(jìn)的一種方式。而隔行掃描中，一張圖像的掃描不是在一個場周期中完成的，而是由兩個場周期完成的。無論是逐行掃描還是隔行掃描，為了完成對整個屏幕的掃描，掃描線并不是完全水平的，而是稍微傾斜的。為此電子束既要作水平方向的運(yùn)動，又要作垂直方向的運(yùn)動。前者形成一行的掃描，稱為行掃描，后者形成一幅畫面的掃描，稱為場掃描。

　　然而在掃描的過程中，要保證三支電子束準(zhǔn)確擊中每一個像素，就要借助于蔭罩（Shadow mask），它的位置大概在熒光屏后面（從熒光屏正面看）約10mm處，厚度約為0.15mm的薄金屬障板，它上面有很多小孔或細(xì)槽，它們和同一組的熒光粉單元即像素相對應(yīng)。三支電子束經(jīng)過小孔或細(xì)槽后只能擊中同一像素中的對應(yīng)熒光粉單元，因此能夠保證彩色的純正和正確的會聚。

　　偏轉(zhuǎn)線圈（Deflection coils）可以協(xié)助完成非常高速的掃描動作，它可以使顯像管內(nèi)的電子束以一定的順序，周期性地轟擊每個像素，使每個像素都發(fā)光，而且只要這個周期足夠短，也就是說對某個像素而言電子束的轟擊頻率足夠高，就會呈現(xiàn)一幅完整的圖像。

　　至于畫面的連續(xù)感，則是由場掃描的速度來決定的，場掃描越快，形成的單一圖像越多，畫面就越流暢。而每秒鐘可以進(jìn)行多少次場掃描通常是衡量畫面質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，通常用幀頻或場頻（單位為Hz，赫茲）來表示，幀頻越大，圖像越有連續(xù)感。24Hz場頻是保證對圖像活動內(nèi)容的連續(xù)感覺，48Hz場頻是保證圖像顯示沒有閃爍的感覺，這兩個條件同時滿足，才能顯示效果良好的圖像。

　　成像分析：

　　CRT顯示器的視頻帶寬可以看做每秒鐘所掃描的像素點(diǎn)數(shù)的總和，一般采用MHz（兆赫茲）為單位。屏幕分辨率越高，需要掃描的點(diǎn)數(shù)就越多，對電子槍掃描頻率的要求就更高，視頻帶寬也因此需要提高。一般來說，CRT顯示器工作頻率范圍在電路設(shè)計時就已經(jīng)固定了，主要取決于高頻放大部分元件的特性，由于高頻電路的設(shè)計相對困難，因此成本也較高，同時還會產(chǎn)生一定的輻射。對于CRT顯示器而言，高頻處理能力越好，視頻帶寬所能達(dá)到的頻率越高，圖像穩(wěn)定性也越好。CRT顯示器對視頻帶寬的要求，除了分辨率外，還和它的場頻有密切的關(guān)系。場頻是指CRT顯示器屏幕每秒鐘刷新的次數(shù)，又稱為垂直掃描頻率。當(dāng)場頻過低時，人眼會感覺到屏幕有明顯的閃爍，圖像穩(wěn)定性差，容易造成眼睛疲勞。CRT顯示器屏幕的場頻要達(dá)到75Hz以上人眼才不易出現(xiàn)閃爍感，但長時間注視必然會讓眼睛感到很累。

　　視頻帶寬不僅對顯示器壽命和故障率有影響，還對顯示器品質(zhì)有重要影響。如果顯示器實際帶寬不足以支持用戶設(shè)定的分辨率和場頻，則會使顯示的清晰度受到影響，從而影響顯示效果。顯示器對帶寬的要求可以用分辨率與場頻來計算：帶寬要求等于“水平分辨率×垂直分辨率×場頻”。但在實際情況中，顯像管電子束的掃描為了避免信號在掃描邊緣的衰減，保證圖像的清晰，其水平掃描的像素數(shù)和行掃描頻率均要比理論值高一些。所以，在計算帶寬的時候還應(yīng)該除以一個“有效掃描系數(shù)”，一般取值為0.6～0.7。按照這個計算方法，分辨率為1024×768、垂直刷新頻率85Hz的屏幕設(shè)置，所需要的視頻帶寬約為106MHz。也就是說，能夠滿足這種顯示要求的CRT顯示器的視頻帶寬至少在106MHz以上。高端CRT顯示器最高的視頻帶寬已達(dá)到200MHz以上，如美格17英寸CRT顯示器中的796FDⅡ和796FDX5的視頻帶寬都達(dá)到了203MHz。

　　作為反映CRT顯示器掃描能力的綜合性指標(biāo)，視頻帶寬在一定程度上代表了CRT顯示器的整體性能。簡單的判斷可以保證顯示器不至于超負(fù)荷工作，影響其使用和壽命。