图像的形成原理：CRT显像管的工作原理

CRT显像管图像形成示意图如图1-31所示。加电后，显像管的灯丝发热，由于灯丝与阴极很近，灯丝热量使阴极加热，阴极发射自由电子，剩下的正电荷形成束电流。阴极本来是中性的，但当阴极将自由电子发出去之后，其表面会产生相应的正电荷，根据同性相斥，异性相吸的原理，阴极表面的正电荷又会对已形成电子束产生相应的吸引力，从而使电子束不能发射到显像管的屏幕上，因此在显像管中还得增加加速极、聚焦极、偏转线圈及高压阳极等装置，通过这些装置的加速和聚焦，电子束才能挣脱正电荷的吸引，穿过荫罩孔，轰击到相应的荧光层上，使荧光粉被激活发光，在荧光屏上形成不同颜色的光点。

图1-31 CRT显像管图像形成示意图

阴极上的正电荷是通过视放管接地进行泄放的，也就是降低阴极电压，当阴极上的正电荷泄放后，电子束与阴极正负相吸的作用力减小，加速的作用力增大，电子束离开阴极射向荧光屏，对屏幕内的荧光层进行一行一行扫描（或隔行扫描），荧光粉发光，从而形成光栅。其实光栅是一点一点形成的，只是由于扫描的速度特别快，而且由于扫描是不间断进行的，加上人们的视觉惰性，因此看到屏幕上形成的是整版的光栅。而且，阴极电位越低，束电流与阴极正电荷就越小，电子束与正电荷正负相吸的作用力就越小，相对来说，加速的能量也就越大，发出的电子束也就越多，荧光屏就越亮。

偏转线圈用于电子枪发射器的定位，通电后能产生一个强磁场，通过改变磁场强度来移动电子枪，使光栅几何失真限定在规定的范围之内。(www.xing528.com)

显像管不但要出现光栅，而且要形成图像，而图像信号是加在显像管的阴极上的，图像信号不断变化时，阴极电压也就不断地变化，改变电子束的强弱和颜色，使荧光屏内层的荧光粉发出强弱和颜色不同的光，从而形成图像，这就是在光栅的基础上叠加图像信息。

由于显像管加速极和聚焦极的作用力大小是相对不变的，显像管尾板的三基色色差信号电压是加在三个视放管的基极上的，利用其幅度的瞬时变化，时刻改变和控制着三个视放管的等效电阻，也就是控制阴极正电荷泄放的大小，控制电子束发射电子的数量，从而使画面内容相应发生变化。

显像管荧光屏亮度的强弱与阴极电压的高低有关。阴极电压越低，电子束越强，光栅就越亮。当阴极与灯丝短路时，阴极上的正电荷全部通过灯丝到地，电子束几乎无正负吸引力，全部加速并尽可能轰击到荧光屏内层的荧光粉上，因此光栅亮度很亮，出现亮度失控。同时由于视放管无法截止电子束，扫描逆程期的电子束依然打到荧光屏上，还会出现回扫线现象。

在实现图像显示的过程中，显像管并不一下子把所有的电子束都打到荧光屏上，而是通过扫描的方式来实现的。扫描的方式有逐行扫描和隔行扫描两种，一般彩电CRT是采用隔行扫描，显示器的CRT则是采用逐行扫描，就是显示卡向显示器传送信息是一行一行地依次传送给显示器。由于扫描是有周期性的，因此在电子束的扫描逆程期间，电子束不能打到荧光屏上，从而在行逆程期间（就是扫描线从上一行回来扫下一行期间），通过行逆程脉冲信号的控制，三个视放管同时截止，阴极电位升高，正电荷增加。由于正负相吸，电子束被吸附在阴极上，无法打到荧光屏上，所以显像管在行逆程期间无回扫线。