为什么 CRT 有 3 个电子枪?

电器工程 crt
2022-01-01 05:32:48

我一直在想这个问题:

由于荧光粉会在一段时间内保持激发状态,我可以想象一个电子枪可以依次瞄准红色、绿色和蓝色荧光粉,而不是拥有 3 个平行光束。这也将解决所有收敛问题。

由于行业采用 3 梁,并且管子是由比我知识渊博的人设计的,他们显然有充分的理由使用 3 梁,我想知道我的想法中的缺陷在哪里。

4个回答

第一台彩电完全由模拟元件制成。使用当时可用的技术,通过单个电子枪对三种颜色进行排序是极其困难的。

而且,单独的枪允许通过阴影掩模单独激发相应的荧光点组,因为它们在物理上不同的位置。正是独特的到达角确保了每个电子束只激发它应该激发的颜色。

请记住,荧光点远小于电子束到达屏幕时的直径。如果您有一个电子枪且没有荫罩,则荧光点必须比光束直径稍大一些,以防止颜色之间的“渗色”,这会使它们在观看时大得令人反感(“颗粒状”)。


也就是说,至少有一个实验设计确实使用了单枪和颜色的时分复用。它使用垂直条纹的荧光粉,每组都包含一条额外的朝内条纹。这种向内的条纹产生的光脉冲被内置在 CRT 中的光电倍增管捕获,这些脉冲用于使彩色多路复用电路与实际光束位置保持同步。

不用说,它从未流行起来。

单色电视只有一把枪可以在屏幕上画线。彩电需要在屏幕上绘制三种颜色。

经典电视信号将三个颜色通道混合为单个信号并进行时间复用。当光束穿过时,该信息被分离以生成光束的红色、绿色和蓝色强度级别。

不幸的是,为了保持颜色清晰,您不希望在绿色和蓝色上绘制红色信息,反之亦然。

为了做到这一点,彩色电视的发明者想出了一个巧妙的技巧,让三支枪以一个微小的角度向屏幕射击。然后光束必须通过孔筛。屏幕有效地在任何地方产生阴影,除了适当的彩色荧光粉所在的地方。即红枪只能照射红色荧光粉,绿色照射绿色,蓝色照射蓝色。

在此处输入图像描述

请注意,枪没有绘制像素。光束大于屏幕上的孔。事实上,电视不知道屏幕上有多少像素。

今天是否可以通过单支枪和对单个非常紧密聚焦的电子束进行高频控制来完成,但这不是一件简单的事情。由于没有反馈光束实际撞击荧光粉的位置,您对管中的温度变化以及电子和机械变化极为敏感。

您必须记住,在发明彩色电视时,真空管仍然是常态,晶体管电视仍然是白日梦。事实上,他们设法使 CRT 与他们所做的一样好,这是非常了不起的。

当然,现代非 CRT 电视不能以这种方式工作,实际上是像素驱动的。

不是所有的彩电都有三把电子枪!

我可以想象一个电子枪可以依次瞄准红色、绿色和蓝色荧光粉,而不是拥有 3 个平行光束。这也将解决所有收敛问题。

您正在描述索尼特丽珑显像管的工作原理。它只使用一支电子枪!

引用自维基百科页面

Trinitron 设计包含两个独特的功能:单枪三阴极显像管和垂直对齐的孔径格栅。

有关Trinitron 管的说明,请参阅Technology Connections 的精彩视频。

题外话:曾经看过一台 Trinitron 电视,买得起的时候买了一台,再也没有回去过。我的第一台电脑显示器也是一个小的 Trinitron。

已经尝试用 1 个光束写入 3 种颜色,这被称为“光束索引管”。使用位置反馈信息,可以使窄电子束扫描超过 1 个荧光粉条。对 3 种颜色重复 3 次。

https://en.wikipedia.org/wiki/Beam-index_tube

优点是:

  • 由于没有阴影掩模,效率提高了 3 倍。

  • 更细的枪(只有 1 个阴极),更细的颈部,更低的磁场体积,更有效的偏转。
  • 平面平面和/或浅锥的机会。

缺点是:

  • 由于电子排斥,电子束在大电流下基本上不能变窄。
  • 从哪里获取索引信息?阳极中的电流传感器,电压为 30 kV ? 使用不可见光的光传感器?
  • 如何准确控制光束?磁偏转相对较慢。
  • 您还需要将光束控制在接近黑色的位置。您是否愿意放弃深黑色以获得更强的反馈信号?
  • 所需视频信号的三倍带宽。HDTV 的问题。

当等离子和 LCD 已经出现时,延长 CRT 生命周期的尝试是失败的。具有所有复杂性的阴影掩模更简单。

想一想:LCD 面板上的彩色滤光片相当于一个荫罩,它们也吸收 2/3 的光。解决这个问题应该比索引 CRT 容易得多,但似乎没有人这样做。显示器行业非常惰性。改变的成本如此之高。

PS Sony Trinitron 枪在 3 个枪中有 3 个阴极,共用一个大主镜头。3 直列式喷枪并非特丽珑独有,但它允许仅由垂直线组成的荫罩“孔径网格”。出于实际目的,它只是另一个阴影遮罩,带有一些 + 和 -。

PPS 您还可以使用 1 B/W 显示器,其外部带有循环滤色器,这为您提供“场序颜色”。大多数 DLP(由 TI 提供)投影仪都这样做。它为您节省了 2 个额外的成像仪,并且它们的处理速度足够快。