純平顯示器

陰極射線管

陰極射線管主要有五部分組成：電子槍(Electron Gun)，偏轉線圈(Defiection coils)，蔭罩(Shadow mask)，熒光粉層(Phosphor)及玻璃外殼。它是目前應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、色彩還原度高、色度均勻、可調節的多解析度模式、響應時間極短等LCD顯示器難以超過的優點，而且現在的CRT顯示器價格要比LCD顯示器便宜不少。

圖像純平與物理純平

圖像純平是一種所謂的“純平”顯示器，只不過是在普通球面顯示器的屏幕前再加一層平玻璃，看上去是“純平”的，但清晰度、解析度、點距、刷新率一點也沒改變，其價位也相對較低。這種純平的帶寬只有100赫茲。由於受此限制，其解析度難以達到1600×1200。當解析度調到1280×1024以上后，屏幕的刷新頻率就已經達不到100赫茲了，於是，屏幕會出現閃動，並對視力產生損害。

物理純平是真正的純平，以VIEWSONIC（優派）、CTX為代表，採用的是SONY的技術，解析度可以達到1600×1200。由於這種顯示器的帶寬有200赫茲，其刷新頻率仍然很高，所 以顯示屏的穩定性很好，顯示的界面圖像也是真正純平的。但缺點在於價格非常昂貴

物理純平技術由LG推出，目前出現在市場上的LG“未來窗”以及“未來窗XP”採用的都是物理純平技術。和視覺純平顯示器相比，物理純平的顯示屏是絕對平面的，生產技術上更為先進，顯示更加清晰真實，即使從側面來看，也不會出現圖像顯示變形的問題，同時較好地解決了眩光問題，長時間使用也不會感到眼睛疲勞。

CRT(陰極射線管)顯示器的核心部件是CRT顯像管，其工作原理和我們家中電視機的顯像管基本一樣，我們可以把它看作是一個圖像更加精細的電視機。經典的CRT顯像管使用電子槍發射 高速電子，經過垂直和水平的偏轉線圈控制高速電子的偏轉角度，最後高速電子擊打屏幕上的磷光物質使其發光，通過電壓來調節電子束的功率，就會在屏幕上形成明暗不同的光點形成各種圖案和文字。

這首先有賴於熒光粉層，在熒光屏上塗滿了按一定方式緊密排列的紅、綠、藍三種顏色的熒光粉點或熒光粉條，稱為熒光粉單元，相鄰的紅、綠、藍熒光粉單元各一個為一組，學名稱之為像素。每個像素中都擁有紅、綠、藍(R、G、B)三原色，根據三原色理論，這就有了形成千變萬化色彩的基礎。然而，怎樣把這三原色混合成豐富的色彩呢？

通過電子槍(Electron gun)來解決這個問題，沒錯，電子槍就好像手槍一樣，可以發射，不過發射的不是子彈，而是非常高速的電子束。其工作原理是由燈絲加熱陰極，陰極發射電子，然後在加速極電場的作用下，經聚焦極聚成很細的電子束，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就是熒光屏上的三原色。為此，電子槍發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，這些熒光粉單元分別發出強弱不同的紅、綠、藍三種光。根據空間混色法(將三個基色光同時照射同一表面相鄰很近的三個點上進行混色的方法)產生豐富的色彩，這種方法利用人們眼睛在超過一定距離後分辨力不高的特性，產生與直接混色法相同的效果。用這種方法可以產生不同色彩的像素，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。很顯然，像素越多，圖像越清晰、細膩，也就更逼真。可是，怎樣用電子槍來同時激發這數以萬計的像素髮光並形成畫面呢？畫面是如何形成的　科學家們想到了一個很聰明的辦法，其原理是利用了人們眼睛的視覺殘留特性和熒光粉的餘輝作用，這就是即使只有一支電 子槍，只要三支電子束可以足夠快地向所有排列整齊的像素進行激發，還是可以看到一幅完整的圖像的。現在的CRT顯示器中的電子槍能發射這三支電子束，然後以非常非常快的速度對所有的像素進行掃描激發。

要形成非常高速的掃描動作，還需要偏轉線圈(Deflection coils)的幫助，通過它，可以使顯像管內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，就會看到一幅完整的圖像。這種電子束有規律的周期性運動叫掃描運動。

理解了三原色，可以用這樣一個原理來製作彩色顯示器呀。今天的色彩豐富的CRT顯示器正是由這個三原色原理製造出來的。剛才提到，三原色的選擇在原則上是任意的，但是通過實驗研究發現，人們的眼睛對紅、綠、藍三種顏色反應最靈敏，而且它們的配色範圍比較廣，用這三種顏色可以隨意配出自然界中的大部分顏色，因此在CRT顯示器中，選用紅、綠、藍三種顏色作為三原色，還分別用R、G、B三個字母來表示。現在問題來了，怎樣可以把這三原色的光表現出來呢，需要一個機電裝置來完成這一表現過程。

因為有大量排列整齊的像素需要激發，必然要求有規律的電子槍掃描運動才顯得高效，通常實現掃描的方式很多，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，相信大家都經常聽到，事實上，在CRT顯示系統中兩種都有採用。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。在前一個場周期掃描所有奇數行，稱為奇數場掃描，在後一個場周期掃描所有偶數行，稱為偶數場掃描。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，掃描線並不是完全水平的，而是稍微傾斜的，為此電子束既要作水平方向的運動，又要作垂直方向的運動。前者形成一行的掃描，稱為行掃描，後者形成一幅畫面的掃描，稱為場掃描。

有了掃描，就可以形成畫面，然而在掃描的過程中，怎樣可以保證三支電子束準確擊中每一個像素呢？這就要藉助於蔭罩(Shadow mask)，它的位置大概在熒光屏後面(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槽，它們和同一組的熒光粉單元即像素相對應。三支電子束經過小孔或細槽后只能擊中同一像素中的對應熒光粉單元，因此能夠保證彩色的純正和正確的會聚，所以才可以看到清晰的圖像。

至於畫面的連續感，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。而每秒鐘可以進行多少次場掃描通常是衡量畫面質量的標準，我們通常用幀頻或場頻(單位為Hz，赫茲)來表示，幀頻越大，圖像越有連續感。我們知道，24Hz場頻是保證對圖像活動內容的連續感覺，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。其實，這就跟動畫片的形成原理是相似的，一張張的圖片快速閃過人的眼睛，就形成連續的畫面，就變成動畫。

顯示器的純平化無疑是CRT彩顯今後發展的主題，自1998年三星、Sony、LG等公司就先後推出真正平面的顯像管。但直到 1999年才成為顯示器發展的重頭戲。這種顯像管在水平和垂直方向上均實現了真正的平面，使人眼在觀看時的聚焦範圍增大，失真反光都被減少到了最低限度，因此看起 來更加逼真舒服。目前市場上的純平面顯像管有Sony的平面瓏，LG的未來窗，三星的丹娜以及三菱的純平面鑽石瓏等。

顯像管的內部磷光層與外層之間有一層玻璃相隔，電子槍打出的電子束再透過玻璃，由於光的折射就會產生扭曲現象，在看到之後就會產生很強的內凹感。現在Sony平面瓏的內部磷光層不再是純平的，而是根據人眼的視覺誤差計算出最佳彎曲率，通過玻璃反射后，使發光點與人的視線恰好融為一條直線，從而消除了內凹現象。

使用這款顯像管的產品很多，MAG 796FD就是其中之一，該產品採用0.24mm的超精細特麗瓏柵距。視頻帶寬高達203MHz，最大解析度1600x1200，行頻30—100KHz 場頻50—160Hz同770T一樣。

純平面顯像管的主要生產商主要有下面6家。

中強（CTX）採用全平面特麗瓏技術的極平系列顯示器CTXPR711F，最大解析度1600x1200,支持高密度電子槍及聚焦橢圓，修正技術可產生光點，0.24mm光柵距，配合新型電路設計，令畫面細緻異常，其行頻30—95Hz。場頻50—160Hz帶寬202.5MHz，同樣通過嚴格的 TCO認證。

索尼的E200同樣採用了全平面特麗瓏顯像管，0.24mm超微細光柵距。最高解析度1600x1200,行頻30—85KHz，場頻48—120Hz。1280x1024時可達到75Hz的刷新頻率。

ADI近期主推的G710是採用純平面特麗瓏顯像管的17英寸彩顯之一，其顯示面積達到16英寸。0.24mm光柵距，在75hz的刷新頻率下達到1600x1200的解析度，支持功能完善的OSD調節，該款產品也通過TCO認證。

LG的未來窗是最早推向市場的純平面產品。該產品沒有採用蔭柵式結構，而是採用了溝狀拉伸式蔭罩板，減少了垂直方向上對電子束的阻礙，該顯像管還採用了4 倍動態電子槍，彌補了非動態電子槍及普通動態電子槍的不足，能夠減少光點的垂直長度，從而消除摩爾紋的產生，並提高光點的水平長度，以防止屏幕四個邊角處的水平解析度降低，其代表產品LG 795FT。795FT，最大可視面積16.02英寸，0.24mm溝狀點距，最大解析度1600x1200，行頻30—96KHz，場頻50— 160Hz，帶寬203MHz，通過TCO認證。

三菱的平面顯示管在保持原鑽石瓏優點的基礎上，做了許多改進。其表面採用高透光性能的光學鍍膜，防靜電塗層處理，最新設計的改進型P-NXPBF精確動態聚焦電子槍進一步提高了全屏聚焦特性，使圖象更加細膩清晰，內置的數字信號處理器能夠產生標準的波形。對直線信號產生彎曲的畸變現象從幾何特性上進行補償。其獨有的玻璃強化工藝使鑽石瓏玻殼比傳統玻殼重量減輕了10%，而強度得到極大提高。鑽石瓏系列顯像管玻殼的正面屏幕玻璃的厚度之薄已製作到可以對產生的視覺誤差達到忽略不計的程度。此外，三菱公司為了提高CRT的壽命和亮度，採用在陰極氧化鈧真空噴鍍鎢塗層工藝，不但延長了CRT的壽命，而且使陰極電流強度比傳統工藝製作的陰極電流強度提高了2倍，PROT710顯示器是三菱在主流領域的主打產品，採用的就是純平面鑽石瓏顯像管，0.25mm柵距，最高解析度1600X1200。這時可提供65Hz的刷新頻率，不過建議您使用1280X1024的解析度，這時可提供高達75Hz的刷新頻率，其視頻帶寬達到130MHz。

IFT丹娜純平面顯像管是三星的傑作，所謂IFT，就是真正平面的意思。這種顯像管採用了屏幕外表面為平面，內表面為球形曲面的補償技術，以便避免光流折射造成的圖像凹陷。內表面曲率的確定根據Snell公式的計算確定每一點的位置，內面向外凸，屏幕中央玻璃薄，邊緣玻璃厚，畫面從垂直到水平方向上都是平的。表面塗層采SmartIII （超級磷光塗層）技術，使顯示器的對比度提高了45%以上，增加了30%以上的亮度，以至於表現出來的圖像也更加細膩，色彩更加銳利逼真而且層次分明，顯示面大大減弱了反光，自然不失真的色彩讓使用者眼睛更加輕鬆，其主打產品900ITF 700IFT是丹娜顯像管的“寵兒”，這兩款顯示器除尺寸上前者為19英寸後者為17英寸外，其他技術指標完全一樣，0.24mm點距，在76Hz的刷新頻率下最大解析度可達1600X1200，其最大帶寬205MHz，行頻30—96KHz，場頻50—160Hz，可支持9300K到 5000K的色溫調節，與蘋果機聯用時，可達到在75Hz的刷新頻率下1280x1024的解析度。

像素是指屏幕能獨立控制其顏色與亮度的最小區域。解析度是指顯示器屏幕的單位面積上有多少個基本 像素點。他們是圖像清晰程度的標誌，也是描述分辨能力大小的物理量。對於電子顯示器件，常用單位面積上的掃描線數和兩光點之間的距離來表示解析度。他們取決於場頻和行頻的組合，可用X方向（行的點數）和Y方向（一屏多少行）來表示，如640*480、720*348、1024*768及1024*1024等。

點距（DOT PITCH）是指蔭罩板上兩個最接近的同色熒光點之間的直線距離。點距是顯像管最重要的技術參數之一，他的單位為毫米。點距越小越好，點距越小，顯示器顯示圖形越清晰，顯示器的檔次越高。

用顯示區域的寬和高分別除以點距，既得到顯示器的垂直和水平方向最高可以顯示的點數。以現在主流的17英寸顯示器的點距為例（.25MM）它水平方向最多可以顯示1280個點，垂直方向最多可以顯示1024個點，超過這個模式屏幕上的像素會互相干擾，圖像就會變的模糊不清。

柵距（BAR PITCH）是指蔭柵式顯像管平行的光柵之間的距離採用柵蔭式顯像管的好處有兩點，一是顯像管長時間工作柵距不會變形，使用多年不會出現畫質的下降；二是蔭柵式設計可以透過更多的光線，能夠達到更高的亮度和對比度，令圖像色彩更加鮮艷；逼真自然。

刷新率是指顯示屏幕刷新的速度，它的單位是赫茲。刷新頻率越低，圖像閃爍和抖動的越厲害，眼睛觀看時疲勞的越快。刷新頻率越高，圖像顯示就越自然、越清晰。刷新率又分水平刷新率和垂直刷新率。水平刷新率又叫行頻，他是顯示器每秒內水平掃描的次數，單位是千赫茲。垂直刷新率也叫場頻，單位是赫茲，它是由水平刷新率和屏幕解析度所決定的，垂直刷新率表示屏幕的圖像每秒鐘重複描繪多少次，也就是指每秒鐘屏幕刷新的次數，一般來說，垂直刷新率最好不要低於80赫茲。

帶寬是指每秒鐘電子槍掃描過圖像點的個數，以兆赫茲為單位。帶寬越高則表明了顯示器電路可以處理的頻率範圍越大，顯示器性能越好。高的帶寬能處理更高的頻率，顯示的圖像質量更好。帶寬的計算公式為：帶寬=水平解析度*垂直解析度*最大刷新率*1.5 （不同廠商的參數標準略有不同）。如一台顯示器它支持1024*768*85，那麼它的帶寬就是1024*768*85*1.5=100.2MHZ。目前，110MHZ左右的顯示器帶寬已成為一個默認的基本標準，而一些更高水準的顯示器要達到200HZ以上。

屏幕尺寸指顯像管實際屏幕尺寸，最大可視面積指顯像管的屏幕顯示的可見圖像部分的面積。屏幕大小通常以對角線的長度衡量，以英寸為單位（1英寸=2.54厘米）。一般顯示器的最大可視面積都會小於屏幕尺寸，譬如15英寸顯示器的最大可視面積為13.8英寸。

在的顯示器上一般都會提供色溫調節功能，這是由於不同區域的人眼睛對顏色的識別略有差別，所以銷售在不同地區顯示器都要將顏色調節到適合這一地區的人的使用，調節色溫就是為了完善這些功能。

亮度是指顯示器熒光屏上熒光粉發光的總能量與其接受的電子束能量之比。所以某一點的光輸出正比於電子束電流、高壓及停留時間3者的乘積。簡單的講，亮度是控制熒光屏發亮的等級。

對比度是指熒光屏畫面上最大亮度與最小亮度之比。一般顯示器最起碼應有30：1的對比度。

在圖形顯示方式中，灰度是指一系列從純白到純黑的陰影。

熒光屏上的熒光粉在電子束停止轟擊后，其光輝並不會立即消失，而是要經歷一個逐步消失的過程，在這個過程中觀察到的光輝稱之為餘輝。

對於計算機用戶來講，最親近的莫過於顯示器了，可以說它是計算機系統不可或缺的組成部分。目前大家常用的還是CRT顯示器，而CRT顯示器也極易出現故障，那麼如何才能檢查 和排除這些故障呢？

出現黑屏故障應如何排除？

答：計算機顯示器出現黑屏是用戶在使用計算機中經常遇到的問題。其實，只要稍對計算機硬體中主板、CPU、內存、顯示卡等幾大部件有一定的了解，非元器件的損壞的簡單故障完全可以自己動手排除。出現這種情況，你可以按照以下的維修步驟和方法進行分析和簡單的維修：

1． 檢查主機電源是否工作；電源風扇是否轉動？用手移到主機機箱背部的開關電源的出風口，感覺有風吹出則電源正常，無風則是電源故障：主機電源開關開啟瞬間鍵盤的三個指示燈(NumLock、CapsLock、ScrollLock)是否閃亮一下？是，則電源正常；主機面板電源指示燈、硬碟指示燈是否亮？亮，則電源正常。因為電源不正常或主板不加電，顯示器沒有收到數據信號，顯然不會顯示。

2．檢查顯示器是否加電；顯示器的電源開關是否已經開啟？顯示器的電源指示燈是否亮？顯示器的亮度電位器是否關到最小？顯示器的高壓電路是否正常？用手移動到顯示器屏幕是否有"噝噝"聲音、手背汗毛是否豎立？

3．檢查顯示卡與顯示器信號線接觸是否良好。

可以拔下插頭檢查一下，D形插口中是否有彎曲、斷針、有大量污垢，這是許多用戶經常遇到的問題。在連接D形插口時，由於用力不均勻，或忘記擰緊插口固定螺絲，使插口接觸不良，或因安裝方法不當用力過大使D形插口內斷針或彎曲，以致接觸不良等。

4．打開機箱檢查顯示卡是否安裝正確；與主板插槽是否接觸良好。

顯示卡或插槽是否因使用時間太長而積塵太多，以至造成接觸不良；顯示卡上的晶元是否有燒焦、開裂的痕迹；因顯示卡導致黑屏時，計算機開機自檢時會有一短四長的"嘀嘀"聲提示。

安裝顯示卡時，要用手握住顯示卡上半部分，均勻用力插入槽中，使顯示卡的固定螺絲口與主機箱的螺絲口吻合，未插入時不要強行固定，以免造成顯卡扭曲。如果確認安裝正確，可以取下顯示卡用酒精棉球擦一下插腳或者換一個插槽安裝。如果還不行，換一塊好的顯卡試一下。

5．檢查其他的板卡(包括音效卡、解壓卡、視頻捕捉卡)與主板的插槽接觸是否良好。

注意檢查硬碟的數據線、電源線接法是否正確？更換其他板卡的插槽，清潔插腳。這一點許多人往往容易忽視。一般認為，計算機黑屏是顯示器部分出問題，與其他設備無關。實際上，因音效卡等設備的安裝不正確，導致系統初始化難以完成，特別是硬碟的數據線、電源線插錯，也容易造成無顯示的故障。

6．檢查內存條與主板的接觸是否良好，內存條的質量是否過硬。

把內存條重新插拔一次，或者更換新的內存條。如果內存條出現問題，計算機在啟動時，會有連續四聲的"嘀嘀"聲。

AST(VGA)彩色CRT顯示器顯示垂直幅度正常，但水平幅度縮小。

故障分析與維修方法：顯示的內容完整，表明場掃描電路、視頻放大電路、高壓電路都基本工作正常，可能損壞的電路是行掃描電路、電源電路。檢查維修方法如下：

1.關機斷電,靜態測量行掃描電路主要元器件有無硬損壞。實測Q502、 Q503、Q505以及外圍電路的阻容元器件，均未發現明顯異常。

2.通電測量行掃描電路主要元器件各極電壓。當測量行振蕩集成電路晶元TDA1180P第1腳電壓時，發現由12V上升為18V。TDA1180P第1腳電壓是由開關電源提供的，因此，應檢查電源電路的工作情況。

3.檢查電源的12V輸出電壓為18V左右。進一步檢查發現，該機的12V穩壓電路是由U801(UA7812)擔負的，由於U801沒有徹底損壞，所以靜態測量損壞不明顯，換一新品，開機試驗故障現象解除。

有一種比較簡單的判別顯示器性能的方法是看顯示器的視頻帶寬。作為反映CRT顯示器掃描能力的綜合性指標，視頻帶寬在一定程度上代表了CRT顯示器的整體性能。一台視頻帶寬較低的顯示器，如果非要把解析度設到1600×1200，那就像給一個少年壓上百十來斤的擔子，他也許可以勉強支撐，但肯定會給以後的日子增添無窮的煩惱; 相反，對於一個五大三粗的壯漢來說，百十來斤的擔子則往往是負重若輕，自然不會損傷身體。

實際上，選購電器產品也是如此，需要什麼樣的性能表現，挑選時就應當滿足相應的技術參數。就像盛水的容器，如果想裝的水超出它的容積，那麼自然會“水滿則溢”，適得其反。在顯示器中，這種情況往往表現為電子元器件的滿負荷，甚至超負荷使用，結果使顯示器未老先衰，甚至出現“過勞死”的現象。

從技術上看，CRT顯示器的視頻帶寬可以看做每秒鐘所掃描的像素點數的總和，一般採用MHz（兆赫茲）為單位。眾所周知，CRT顯示器是靠電子束激發屏幕內表面的熒光粉來顯示圖像的，由於熒光粉被點亮后很快會熄滅，所以電子槍必須循環地不斷激發這些點。屏幕解析度越高，需要掃描的點數就越多，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顯示器工作頻率範圍在電路設計時就已經固定了，主要取決於高頻放大部分元件的特性，由於高頻電路的設計相對困難，因此成本也較高，同時還會產生一定的輻射。對於CRT顯示器而言，高頻處理能力越好，視頻帶寬所能達到的頻率越高，圖像穩定性也越好。

CRT顯示器對視頻帶寬的要求，除了解析度外，還和它的場頻有密切的關係。場頻是指CRT顯示器屏幕每秒鐘刷新的次數，又稱為垂直掃描頻率，一般以Hz（赫茲）為單位。由於熒光屏上塗的是中短餘輝熒光材料，被電子束激發後會迅速熄滅，為了保證畫面穩定，就要求電子槍不斷地反覆激發熒光粉（場頻與圖像內容沒有關係，即便是靜止圖像，電子槍也照常刷新）。當場頻過低時，人眼會感覺到屏幕有明顯的閃爍，圖像穩定性差，容易造成眼睛疲勞。一般來講，CRT顯示器屏幕的場頻要達到75Hz以上人眼才不易出現閃爍感，但長時間注視必然會讓眼睛感到很累。此外，視頻帶寬不僅對顯示器壽命和故障率有影響，還對顯示器品質有重要影響。如果顯示器實際帶寬不足以支持用戶設定的解析度和場頻，則會使顯示的清晰度受到影響，從而影響顯示效果。

從理論上說，顯示器對帶寬的要求可以用解析度與場頻來計算：帶寬要求等於“水平解析度×垂直解析度×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該除以一個“有效掃描係數”，一般取值為0.6～0.7。按照這個計算方法，解析度為1024×768、垂直刷新頻率85Hz的屏幕設置，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。目前，高端CRT顯示器最高的視頻帶寬已達到200MHz以上，如美格17英寸CRT顯示器中的796FDⅡ和796FDX5的視頻帶寬都達到了203MHz。