CRT显示器

CRT显示器是一种使用阴极射线管(CathodeRayTube)的显示器，通常是一台电脑的标准设备之一。早期的CRT显示器只有绿色的一小块，而如今20寸的CRT显示器都司空见惯了。随着尺寸的增加，CRT显示器的显示效果也在提高。

CRT显示器和其他硬件设备一样，经常会出现故障。但调查发现，真正由于质量差或自然损坏的故障只占20%左右，大部分的故障是由于环境条件差和操作不当或管理不善导致的。可见环境条件和人为因素是造成显示器故障的主要原因。

除了某些特殊的场合还在使用CRT显示器外，在绝大多数场合，它已经被轻薄、低功耗、低成本的液晶显示器所取代。

LCD液晶显示器虽然拥有一身的好处，却处于短缺的情况，面板制造商无不忙于扩张产能来解决目前缺货的窘境,。然而，在液晶另一波降价来临之前，高CRT显示器的问世，可以说为纯平CRT与LCD处于焦灼之中，另起波澜。使的原本平静的显示器市场，在暑假旺季即将到来之前，成为市场关注的热点。

随着科技的发展，液晶显示器的应用日益广阔，已经广泛应用于各种仪表、计算器、液晶电视、计算机、掌上电子玩具、手机等许多方面  。尽管液晶显示器已经全面取代CRT成为电脑装机的首选，但是在一些对色彩还原要求较高的行业，如医疗、冶金等，仍需要使用CRT显示器进行作业  。

CRT显示器的核心部件是CRT显像管，其工作原理和我们家中电视机的显像管基本一样，我们可以把它看作是一个图像更加精细的电视机。经典的CRT显像管使用电子枪发射高速电子，经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，最后高速电子击打屏幕上的磷光物质使其发光，通过电压来调节电子束的功率，就会在屏幕上形成明暗不同的光点形成各种图案和文字。

1．根据调控方式分类：

（1）模拟调节：模拟调节是在显示器外部设置一排调节按钮，手动调节亮度、对比度等一些技术参数。由于模拟器件较多，故障的几率较大，而且可调节的内容极少，所以已销声匿迹。

（2）数字调节：数字调节是在显示器内部加入专用微处理器，操作更精确，能够记忆显示模式，而且其使用的多是微触式按钮，寿命长，故障率低。

（3）OSD调节：OSD调节严格说算是数控方式的一种，能以量化的方式将调节直观地反映到屏幕上。

2．按显像管种类分类：

（1）球面显像管：球面管的缺陷非常明显，在水平和垂直方向上都是弯曲的，边角失真现象严重，随着观察角度的改变，图像会发生倾斜，而且容易引起光线的反射，会降低对比度，对人眼的刺激较大。

（2）柱面显像管：柱面显像管采用栅式荫罩板，在垂直方向上不存在任何弯曲，在水平方向上略有弧度。常见的柱面管可分为单枪三束和三枪三束管。

（3）纯平显像管：纯平显像管是CRT彩显的发展方向，纯平显像管在水平和垂直方向上均实现了真正的平面，失真、反光都被减到了最低限，使观看时的聚焦范围增大。

CRT（Cathode Ray Tube阴极射线管）显像管：主要由电子枪、Electron gun 、Deflection coils 、Shadow mask、 Phosphor。其原理是利用显像管内的电子枪，将光束射出，穿过荫罩上的小孔，打在一个内层玻璃涂满了无数三原色的荧光粉层上，电子束会使得这些荧光粉发光，最终就形成了你所看到的画面了。而CRT尺寸就是显像管实际尺寸，也是通常所说的显示器尺寸,其单位为英寸(1英寸=25.4毫米)。

荫罩（Shadow mask）：是显像管的造色机构，是安装在荧光屏内侧的上面刻有40多万个孔的薄钢板。荫罩孔的作用在于保证三个电子共同穿过同一个荫罩孔，准确地激发荧光粉，使之发出红、绿、蓝三色光,而荫罩可分为孔状荫罩和条栅状荫罩两种类型。

像素（Pixel）：是使用CRT技术的显示器显示图像的最小单位,由一个红（R）、绿（G）、蓝（B）三种颜色的荧光点组成。

点距（Dot-Pitch）：主要是对使用孔状荫罩来说的，是荧光屏上两个同样颜色荧光点之间的距离。举例来说，就是一个红色荧光点与相邻红色荧光点之间的对角距离，它通常以毫米(mm)表示，见图荫罩上的点距越小，影像看起来也就越精细，其边和线也就越平顺。的15/17英寸显示器的点距必须低于0.28,否则显示图像会模糊。条栅状荫罩显示器（使用在SONY的特丽珑或其它特殊显像管上）则是使用线间距或是光栅间距，来计算其中荧光条之间的水平距离。由于点距和间距的计算方式完全不同，因此不能拿来比较，如果真的要比较点距和光栅间距，那么光栅间距或水平点距会比点距稍微大一些。举例来说一个0.25mm的光栅间距大约等于0.27mm的点距

场频（Vertical Scan Frequency）：又称为“垂直扫描频率”，也就是屏幕的刷新频率。指每秒钟屏幕刷新的次数，通常以赫兹(Hz)表示，它可以理解为每秒钟重画屏幕的次数，以85Hz刷新率为例，它表示显示器的内容每秒钟刷新85次。行频和场频结合在一起就可以决定分辨率的高低。另外它与图像内容的变化没有任何关系，即便屏幕上显示的是静止图像，电子枪也照常更新。垂直扫描频率越高，您所感受到的闪烁情况也就越不明显，因此眼睛也就越不容易疲劳。新标准规定，显示器必须场频达到85Hz时的最大分辨率，才是真正的最大分辨率

行频（Horizontal Scan Frequency）：指电子枪每秒在荧光屏上扫描过的水平线数量，等于“行数×场频”。显而易见，行频是一个综合分辨率和场频的参数，它越大就意味者显示器可以提供的分辨率越高，稳定性越好。还是以800×600的分辨率、85Hz的场频为例，显示器的行频至少应为“600×85=51kHz”。（注意行频的单位是kHz）

视频带宽（Band Width）：视频带宽指每秒钟电子枪扫描过的总象素数，等于“水平分辨率×垂直分辨率×场频”。与行频相比，带宽更具有综合性也更直接的反映显示器性能，但通过上述公式计算出的视频带宽只是理论值，在实际应用中，为了避免图像边缘的信号衰减，保持图像四周清晰，电子枪的扫描能力需要大于分辨率尺寸，水平方向通常要大25%，垂直方向要大8%，就是所谓的“过扫描系数”，所以实际视频带宽的计算公式为“水平分辨率×125%×垂直分辨率×108%”，即“行帧×135%”。如要显示800×600的画面,并达到85Hz的刷新频率,则实际带宽为“800×600×85×135%=55.1MHz”（带宽单位为MHz）。

分辨率（Resolution）：分辨率就是屏幕图像的密度，您可以把它想像成是一个大型的棋盘，而分辨率的表示方式就是每一条水平线上面的点的数目乘上水平线的数目。以分辨率为640×480的屏幕来说，即每一条线上包含有640个像素或者点，且共有480条线，也就是说扫描列数为640列，行数为480行。分辨率越高，屏幕上所能呈现的图像也就精细。分辨率不仅与显示尺寸有关，还要受显像管点距、视频带宽等因素的影响。其标准的刷新频率应该是75Hz或是更高，知道分辨率、点距和最大显示宽度就能得出像素值。原理是彩色显像管利用红、绿、蓝荧光点按不同比例合成出各种色彩。比如17″CRT一行中最多只能容纳1421组三原色，只能满足1280个像素点的需要，因此这17″彩显的理想分辨率是1024×768，勉强显示1280×1024，不可能显示1600×1200。标准显像管的计算方法如下：最大显示宽度÷水平点距=像素数，比如标准17″CRT的最大显示宽度是320mm，标称点距是0.28mm，那么首先按0.28×0.866=0.243的公式计算出水平点距，然后再按320÷0.243=1316的公式得出像素数。

最大可视区域：是屏幕上可以显示画面的最大范围，为屏幕的对角线长度。由于显像管都是安装在塑胶外壳内，且由于屏幕的四个边都有黑框无法显示，因此可视区域尺寸都会比显像管尺寸稍微小一点。一般一台14英寸显示器的实际显示尺寸大约只有12英寸左右。

隔行和逐行：隔行扫描模式是—种扫描方式,当屏幕上显示一幅画面时，电子枪首先扫描完奇数行,再扫描偶数行，通过两次扫描完成一幅图像的更新，这种扫描方式通常非常闪烁。逐行扫描是另一种扫描方式,即当屏幕上显示一幅画面时，电子枪一次扫描完整幅图像，这种扫描方式产生的闪烁较前一种更小。15英寸或更大的显示器都为逐行扫描。

显示器通常有15针D-Sub和DVI接口两种：

15针D-Sub输入接口：也叫VGA接口，CRT彩显因为设计制造上的原因，只能接受模拟信号输入，最基本的包含R\G\B\H\V（分别为红、绿、蓝、行、场）5个分量，不管以何种类型的接口接入，其信号中至少包含以上这5个分量。大多数PC机显卡最普遍的接口为D-15，即D形三排15针插口，其中有一些是无用的，连接使用的信号线上也是空缺的。除了这5个必不可少的分量外，最重要的是在96年以后的彩显中还增加入DDC数据分量，用于读取显示器EPROM中记载的有关彩显品牌、型号、生产日期、序列号、指标参数等信息内容，以实现WINDOWS所要求的PnP（即插即用）功能。

DVI数字输入接口：DVI(Digital Visual Interface，数字视频接口)是近年来随着数字化显示设备的发展而发展起来的一种显示接口。普通的模拟RGB接口在显示过程中，首先要在计算机的显卡中经过数字/模拟转换，将数字信号转换为模拟信号传输到显示设备中，而在数字化显示设备中，又要经模拟/数字转换将模拟信号转换成数字信号，然后显示。在经过2次转换后，不可避免地造成了一些信息的丢失，对图像质量也有一定影响。而DVI接口中，计算机直接以数字信号的方式将显示信息传送到显示设备中，避免了2次转换过程，因此从理论上讲，采用DVI接口的显示设备的图像质量要更好。另外DVI接口实现了真正的即插即用和热插拔，免除了在连接过程中需关闭计算机和显示设备的麻烦。现在大多数液晶显示器都采用该接口。

带宽是显示器视频放大器通频带宽度的简称，指电子枪每秒钟在屏幕上扫过的最大总像素数，以MHz(兆赫兹)为单位。从表面上看，只需用行频乘以水平分辨率就可以得到带宽。但实际上，电子枪在扫描时扫过水平方向上的像素点数与垂直方向上的像素点数均高于理论值，这样才能避免信号在扫描边缘衰减，使图像四周同样清晰。

水平分辨率大约为实际扫描值的80％，垂直分辨率大约为实际扫描值的93％，所以带宽的计算公式为：带宽=水平分辨率/0.8×垂直分辨率/0.93×场频。或带宽=水平分辨率×垂直分辨率×场频×1.344。例如：在1024×768@85Hz的模式下，带宽为1024×768×85×1.344=89.84199868mhz。 带宽的值越大，显示器性能越好。

带宽越高，惯性越小，响应速度越快，允许通过的信号频率越高，信号失真越小，它反映了显示器的解像能力。与行频相比，带宽更具有综合性也更直接的反映显示器的性能。它造成显示器性能差异的一个比较重要的因素。

带宽决定着一台显示器可以处理的信息范围，就是指特定电子装置能处理的频率范围。工作频率范围早在电路设计时就已经被限定下来了，由于高频会产生辐射，因此高频处理电路的设计更为困难，成本也高得多。而增强高频处理能力可以使图像更清晰。所以，宽带宽能处理的频率更高，图像也更好。每种分辨率都对应着一个最小可接受的带宽。如果带宽小于该分辨率的可接受数值，显示出来的图像会因损失和失真而模糊不清。

CRT显示器的视频带宽可以看做每秒钟所扫描的像素点数的总和，一般采用MHz（兆赫兹）为单位。屏幕分辨率越高，需要扫描的点数就越多，对电子枪扫描频率的要求就更高，视频带宽也因此需要提高。一般来说，CRT显示器工作频率范围在电路设计时就已经固定了，主要取决于高频放大部分元件的特性，由于高频电路的设计相对困难，因此成本也较高，同时还会产生一定的辐射。

对于CRT显示器而言，高频处理能力越好，视频带宽所能达到的频率越高，图像稳定性也越好。CRT显示器对视频带宽的要求，除了分辨率外，还和它的场频有密切的关系。场频是指CRT显示器屏幕每秒钟刷新的次数，又称为垂直扫描频率。当场频过低时，人眼会感觉到屏幕有明显的闪烁，图像稳定性差，容易造成眼睛疲劳。CRT显示器屏幕的场频要达到75Hz以上人眼才不易出现闪烁感，但长时间注视必然会让眼睛感到很累。

视频带宽不仅对显示器寿命和故障率有影响，还对显示器品质有重要影响。如果显示器实际带宽不足以支持用户设定的分辨率和场频，则会使显示的清晰度受到影响，从而影响显示效果。显示器对带宽的要求可以用分辨率与场频来计算：带宽要求等于“水平分辨率×垂直分辨率×场频”。但在实际情况中，显像管电子束的扫描为了避免信号在扫描边缘的衰减，保证图像的清晰，其水平扫描的像素数和行扫描频率均要比理论值高一些。所以，在计算带宽的时候还应该除以一个“有效扫描系数”，一般取值为0.6～0.7。按照这个计算方法，分辨率为1024×768、垂直刷新频率85Hz的屏幕设置，所需要的视频带宽约为106MHz。也就是说，能够满足这种显示要求的CRT显示器的视频带宽至少在106MHz以上。高端CRT显示器最高的视频带宽已达到200MHz以上，如美格17英寸CRT显示器中的796FDⅡ和796FDX5的视频带宽都达到了203MHz。

作为反映CRT显示器扫描能力的综合性指标，视频带宽在一定程度上代表了CRT显示器的整体性能。简单的判断可以保证显示器不至于超负荷工作，影响其使用和寿命。