[实用新型]无荫罩闭环数控扫描的高清晰度彩色显像管

说明书

本技术属于电子工业中彩色显像管制作技术领域。

现有的彩色电视机或计算机彩色显示器所使用的电真空彩色显像管(CRT)，是通过显像管内荫罩的作用实现彩色扫描定位(会聚)：三支分别受绿色G、红色R和蓝色B视频信号调制的电子束，在通过荫罩上的孔(栅槽)后各自扫描在相应的荧光粉上重现彩色图像。现有技术主要存在着以下缺陷：1．电子束只有不到20％的能量通过荫罩上的孔(栅槽)激发荧光粉发光，80％以上的能量被荫罩阻挡转为热能损耗，电子束的利用率很低。2．荫罩在受冲击或受热后变形及磁化后均影响图像色彩还原。3．荫罩的加工安装精度要求高，自身重量大，生产成本高，特别是用于高清晰度电视机(HDTV)的彩色显像管造价在万元以上，难以在市场推广。

本技术的目的是为高清晰度电视机(HDTV)和计算机彩色显示器等视频终端显示设备提供一种生产成本较低并可兼容现有制式和今后数字制式的高清晰度彩色显像管。

本技术的技术方案是：在现有的彩色显像管的原理基础上，取消荫罩，电子枪改为时分复用调制的单枪单束电子枪，将电子束扫经设置在荧屏内壁上的位置电极所产生的脉冲信号。引至显像管外，输入至电子束调制电路中形成闭环数控扫描，以脉冲信号为电子束扫描位置实时定位，电路对G、R、B三路视频信号进行并/串转换，按规定的时间和顺序依次调制电子束，同步扫描在各自对应的G、R、B三色荧光粉栅条上重现彩色图像。在荧屏上相邻的三根G、R、B三色荧光粉栅条为一组，在扫描时构成一个彩色像素，荧屏有效屏宽W中有N组三色荧光粉栅条，每组栅条两侧均平行设置一根位置电极，电极的数量为M，M=N+1，位置电极是垂直条状的导电体，各位置电极通过在荧屏上下缘处的水平连线互相并联，再经引线接至显像管玻壳上的专用管脚和电子束调制电路等外部电路连接，形成反馈环路进行闭环数控扫描。外部电路经负载电阻R在专用管脚上加有直流正电压+E，使每根位置电极都相当于一个电子管阳极，在电子束扫描经过时吸收的电子形成脉冲信号，经专用管脚输出，在每行扫描正程周期内电子束扫经M根电极，专用管脚上也输出有M个脉冲电信号。每个脉冲出现的时刻表示电子束将依次扫经G、R、B三色荧光粉栅条，电子束调制电路在前后两个脉冲间隔时间内将视放未级输出的G、R、B三路视频信号并/串转换为以时分复用形式的一路调制信号，接至电子枪调制电子束电流：电子束扫经绿色G荧光粉栅条时，电子束受视频信号G调制，扫经R或B荧光粉栅条时，电子束分别受视频信号R或B调制，实现彩色扫描定位，重现彩色图像。为了使位置电极输出的脉冲信号幅度稳定，电子束扫经位置电极时的调制信号电平也必须稳定，才能使脉冲信号幅度不受图像变化的影响。本技术在电子束扫描电路中专设一路电平稳定的直流信号作为电子束扫经位置电极时的基准调制电平O，也是时分复用转换的起始位。在每行扫描开始时，电子束受基准电平O调制，扫经位置电极产生脉冲信号，电子束调制电路按O、G、R、B、O、G、R、B…的顺序以四选一方式循环转换。由于彩色显像管渐趋平面直角化，电子枪至荧屏各处的距离不等，如以等角速偏转则电子束在偏离荧屏中心时落点的线速度随偏转角增大而增大。为了使图像在荧屏各处质量相同，荧屏上荧光粉栅条应为等节距，但是电子束落点线速度不等时，扫描在等节距的位置电极上产生的脉冲信号的频率将是一个调频信号，偏转角越大，频偏越大。本技术将脉冲信号输入鉴频电路处理，以电子束扫描在荧屏中心时产生的脉冲信号频率为基准。鉴频电路输出的频率误差信号随脉冲信号频偏量呈线性变化，将此频率误差信号输入电子束扫描速度调制电路(VM电路)对扫速进行控制，实现等线速扫描，使位置电极产生的脉冲信号的频率、脉宽和幅度都十分稳定，保证电子束调制电路有一个稳定和准确的定时信号。每组荧光粉栅条起始处至相邻的一组荧光粉栅条起始处的水平距离为节距D，在没有荫罩的限制后，彩色显像管的清晰度主要决定于节距和电子束落点直径及荧屏的有效尺寸。节距越小则荧屏上像素密度越高，清晰度也越高，同时荧光粉栅条也越窄。现有技术荧屏点(节)距可以达到0.2MM以下(如计算机彩色显示器)，以74CM彩色显像管为例，显像管有效屏宽W约为550MM，节距取0.4MM时，荧屏水平方向可排列1375组荧光粉栅条，形成相同数量的象素，沿垂直方向的象素也因每根荧光粉栅条上的荧光粉由分段改为连续而增加。以上条件可以满足高清晰度电视(HDTV)对彩色显像管像素的要求。电子束落点的直径必须小于荧光粉栅条之间的黑底条纹的宽度，保证电子束不会同时落在两个不同颜色的荧光粉栅条上。在像素密度和电子束落点直径一定时，荧屏尺寸越大所容纳的像素越多，清晰度越高。但是像素越多，位置电极的数量也越多，在相同的扫描周期中脉冲信号的频率也越高，对外电路和电磁屏蔽的要求也越高。