Kathodenstrahlröhre
1.Drei Elektronenemitter (für rote, grüne und blaue Phosphorpunkte)
2.Elektronenstrahlen
3.Spulen konzentrieren
4.Ablenkspulen
5.Verbindung für endgültige Anoden (bezeichnet als "ultor"[1] in einigen Empfangsrohrhandbüchern)
6.Maske zum Trennen von Balken für rot, grün und blauer Teil des angezeigten Bildes
7.Phosphorschicht (Bildschirm) mit roten, grünen und blauen Zonen
8.Nahaufnahme der phosphorbeschichteten Innenseite des Bildschirms
1.Ablenkspulen
2.Elektronenstrahl
3.Spule konzentrieren
4.Phosphorschicht auf der inneren Seite des Bildschirms; emittiert Licht, wenn er vom Elektronenstrahl getroffen wird
5.Filament zum Erhitzen der Kathode
6.Graphitschicht auf der Innenseite des Rohrs
7.Gummi- oder Silikondichtung, bei der der Anodenspannungsdraht in den Röhrchen gelangt (Anodenbecher)
8.Kathode
9.Luftdichtes Glaskörper des Rohrs
10.Bildschirm
11.Spulen in Joch
12.Steuerelektrode reguliert die Intensität des Elektronenstrahls und dadurch das vom Phosphor emittierte Licht
13.Kontaktstifte für Kathoden-, Filament- und Steuerelektrode
14.Draht für Anoden Hochspannung.
Die einzigen sichtbaren Unterschiede sind die einzelne Elektronenpistole, die gleichmäßige weiße Phosphorbeschichtung und das Fehlen einer Schattenmaske.
A Kathodenstrahlröhre (Crt) ist ein Vakuumröhre mit einem oder mehreren Elektronenpistole, welche ausstrahlen Elektron Strahlen, die manipuliert werden, um Bilder auf a anzuzeigen phosphoreszierend Bildschirm.[2] Die Bilder können elektrisch darstellen Wellenformen (Oszilloskop), Bilder (Fernsehgerät, Computerbildschirm), Radar Ziele oder andere Phänomene. Ein CRT in einem Fernsehset wird allgemein als a genannt Bildröhre. CRTs waren auch als Speichergeräte verwendetIn diesem Fall soll der Bildschirm nicht für einen Beobachter sichtbar sein. Der Begriff Kathodenstrahl wurde verwendet, um Elektronenstrahlen zu beschreiben, als sie zum ersten Mal entdeckt wurden, bevor verstanden wurde, dass das, was aus der Kathode emittiert wurde, ein Elektronenstrahl war.
In CRT -Fernseher und Computermonitoren wird der gesamte vordere Bereich der Röhre wiederholt und systematisch in einem festen Muster genannt Raster. In Farbgeräten wird ein Bild erzeugt, indem die Intensität von jeweils drei gesteuert wird Elektronenstrahlen, eine für jede additive Primärfarbe (rot, grün und blau) mit a Videosignal Als Referenz.[3] In modernen CRT -Monitoren und Fernseher werden die Strahlen von gebogen Magnetische Ablenkung, Verwendung einer Ablenkung Joch. Elektrostatische Ablenkung wird üblicherweise in verwendet Oszilloskope.[3]
Eine CRT ist eine Glashülle, die tief (d. H. Von vorderer Bildschirme nach hinten bis hinten) ist, schwer und zerbrechlich. Das Innenraum ist evakuiert bis ungefähr 0,01 Pascalen (9,9)×10–8Geldautomat)[4] bis 133 Nanopascals (1,31×10–12Geldautomat),[5] Um den freien Flug von Elektronen aus der Waffe auf das Gesicht des Röhrchens zu erleichtern, ohne aufgrund von Kollisionen mit Luftmolekülen zu streuen. Der Umgang mit einer CRT birgt daher das Risiko von Gewalttänen Implosion Das kann Glas in großer Geschwindigkeit schleudern. Das Gesicht besteht typischerweise aus dick Bleiglas oder spezielles Barium-S-Tontium-Glas, das bruchresistent ist und am meisten blockiert wird Röntgen Emissionen. CRTs bilden den größten Teil des Gewichts von CRT -Fernsehern und Computermonitoren.[6][7]
Seit den frühen 2010er Jahren wurden CRTs von abgelöst von Flachbildschirm Technologien wie LCD, Plasmaanzeige, und OLED Displays, die billiger sind, um herzustellen und zu laufen, sowie deutlich leichter und weniger sperrig. Flat-Panel-Displays können auch in sehr großen Größen hergestellt werden, während 40 Zoll bis 45 Zoll (110 cm)[8] war ungefähr die größte Größe einer CRT.[9]
Ein CRT arbeitet durch elektrisches Erhitzen einer Wolframspule[10] Dies wiederum erwärmt eine Kathode im hinteren Teil des CRT, was dazu führt, dass sie Elektronen emittiert, die von Elektroden moduliert und fokussiert werden. Die Elektronen werden durch Ablenkspulen oder -platten gesteuert, und ein Anode beschleunigt sie in Richtung des phosphorbeschichteten Bildschirms, der bei der von den Elektronen getroffenen Licht Licht erzeugt.[11][12][13]
Geschichte
Kathodenstrahlen wurden von entdeckt von Julius Plückker und Johann Wilhelm Hittorf.[14] Hittorf beobachtete, dass einige unbekannte Strahlen von der emittiert wurden Kathode (negative Elektrode), die Schatten auf die leuchtende Wand des Röhrchens werfen konnten, was darauf hinweist, dass die Strahlen in geraden Linien fuhren. Im Jahr 1890, Arthur Schuster Demonstrierte Kathodenstrahlen könnten durch abgelehnt werden elektrische Felder, und William Crookes zeigten, dass sie durch Magnetfelder abgelenkt werden konnten. Im Jahr 1897, J. J. Thomson Es gelang es, das Ladungsmasseverhältnis von Kathodenstrahlen zu messen, was zeigte, dass sie aus negativ geladenen Partikeln bestanden, die kleiner als Atome als Atome, die erste bestand. "subatomare Partikel", was bereits benannt worden war Elektronen vom irischen Physiker George Johnstone Stoney 1891. Die früheste Version des CRT war als "Braun Tube" bekannt, das vom deutschen Physiker erfunden wurde Ferdinand Braun 1897.[15] Es war ein Kaltkathode Diode, eine Modifikation der Crookes Tube mit einer Phosphor-Becoatter Bildschirm. Braun war der erste, der die Verwendung eines CRT als Anzeigegerät konzipierte.[16]
Im Jahr 1908, Alan Archibald Campbell-Swinton, Fellow der königliche Gesellschaft (UK), veröffentlichte einen Brief im Scientific Journal Natur, in dem er beschrieb, wie "entfernte elektrische Sicht" durch die Verwendung eines Kathodenstrahlrohrs (oder "Braun" -Röhrchens) sowohl als Sende- als auch als Empfangsvorrichtung erreicht werden konnte.[17] Er erweiterte seine Vision in einer Rede in London im Jahr 1911 und berichtete in Die Zeiten[18] und die Journal of the Röntgen Society.[19][20]
Das erste Kathodenstrahlrohr für eine Verwendung a heiße Kathode wurde entwickelt von John Bertrand Johnson (Wer gab dem Begriff seinen Namen Johnson -Lärm) und Harry Weiner Weinhart von Westliche Elektrikund wurde 1922 ein kommerzielles Produkt.[21] Die Einführung heißer Kathoden ermöglichte eine niedrigere Beschleunigungsanodenspannungen und höhere Elektronenstrahlströme, da die Anode nun nur die von der heißen Kathode emittierten Elektronen beschleunigte und keine sehr hohe Spannung mehr haben musste, um die Elektronenemission aus der kalten Kathode zu induzieren.[22]
Im Jahr 1926, Kenjiro Takayanagi zeigte einen CRT-Fernseher, der Bilder mit einer Auflösung von 40 Zeilen erhielt.[23] Bis 1927 verbesserte er die Auflösung auf 100 Zeilen, die bis 1931 konkurrenzhaft waren.[24] Bis 1928 übertraf er der erste, der menschliche Gesichter in halbem Tonen auf einem CRT-Display übertraf.[25] Im Jahr 1927, Philo Farnsworth Erstellt einen Fernsehprototyp.[26][27][28][29][30] Die CRT wurde 1929 vom Erfinder benannt Vladimir K. Zworykin.[25]: 84 RCA wurde 1932 eine Marke für die Laufzeit (für seine Kathodenstrahlrohr) gewährt; Es wurde 1950 freiwillig den Begriff in die Öffentlichkeit freigegeben.[31]
In den 1930ern, Allen B. Dumont machte die ersten CRTs zu den letzten 1.000 Nutzungsstunden, was einer der Faktoren war, die zur weit verbreiteten Einführung des Fernsehens führten.[32]
Die ersten kommerziell hergestellten elektronischen Fernsehsets mit Kathodenstrahlenröhren wurden von hergestellt von Telefunkeln in Deutschland im Jahr 1934.[33][34]
1947 die Kathodenstrahlrohrvergnügungdergerät, der früheste bekannte interaktiv elektronisches Spiel Neben dem ersten, der einen Kathodenstrahlrohrbildschirm enthielt, wurde erstellt.[35]
Von 1949 bis in die frühen 1960er Jahre gab es eine Verschiebung von kreisförmigen CRTs zu rechteckigen CRTs, obwohl 1938 die ersten rechteckigen CRTs von Telefunken hergestellt wurden.[36][22][37][38][39][40] Während kreisförmige CRTs die Norm waren, blockierten europäische Fernsehgeräte oft Teile des Bildschirms, damit sie etwas rechteckig erscheinen ließen, während amerikanische Sets häufig die gesamte Vorderseite der CRT freigelassen oder nur die oberen und unteren Teile der CRT blockierten.[41][42]
1954 produzierte RCA einige der ersten CRTs, die 15GP22 -CRTs in der verwendeten CT-100,[43] Der erste Farbfernseher, der in Massenproduktion hergestellt wird.[44] Die ersten rechteckigen CRTs wurden ebenfalls 1954 hergestellt.[45][46] Die ersten rechteckigen CRTs, die der Öffentlichkeit angeboten werden soll, wurden 1963 gemacht. Eine der Herausforderungen, die gelöst werden mussten, um die rechteckige CRT zu erzeugen, war die Konvergenz an den Ecken der CRT.[39][38] 1965 begannen hellere Phosphoren für Seltenerd erzeugt, dimmer und cadmiumhaltige rote und grüne Phosphoren zu ersetzen. Schließlich wurden auch blaue Phosphoren ersetzt.[47][48][49][50][51][52]
Die Größe der CRTs stieg im Laufe der Zeit von 20 Zoll im Jahr 1938 an.[53] bis 21 Zoll im Jahr 1955,,[54][55] 35 Zoll bis 1985,[56] und 43 Zoll bis 1989.[57] Bereits 1938 wurden jedoch experimentelle 31 -Zoll -CRTs hergestellt.[58]
1960 die Aiken tube wurde erfunden. Es war ein CRT in einem Flachpanel-Display-Format mit einer einzelnen Elektronenpistole.[59][60] Die Ablenkung war elektrostatisch und magnetisch, aber aufgrund von Patentproblemen wurde sie nie in Produktion gebracht. Es war auch als als vorgesehen Kopf-up-Display in Flugzeugen.[61] Zu dem Zeitpunkt, an dem Patentprobleme gelöst wurden, hatte RCA bereits stark in konventionelle CRTs investiert.[62]
1968 markiert die Veröffentlichung von Sony Trinitron Marke mit dem Modell KV-1310, das auf der Blendengittertechnologie basiert. Es wurde gefeiert, dass es die Ausgangshelligkeit verbessert hat. Der Trinitron -Bildschirm war aufgrund seiner einzigartigen Dreifachkathoden -Einzelpistolenkonstruktion mit seiner aufrechten zylindrischen Form identisch.
Im Jahr 1987 wurden Flachbildschirm-CRTs von entwickelt von Zenit Bei Computermonitoren reduzieren Sie die Reflexionen und die Erhöhung des Bildkontrasts und der Helligkeit.[63][64] Solche CRTs waren teuer, was ihre Verwendung für Computermonitore einschränkte.[65] Es wurden Versuche unternommen, Flachbild-CRTs mit kostengünstigen und weit verbreiteten Produkten zu produzieren Schwimmendes glas.[66]
Im Jahr 1990 wurden die ersten CRTs mit HD -Auflösung von Sony auf den Markt gebracht.[67]
Mitte der neunziger Jahre wurden pro Jahr rund 160 Millionen CRTs hergestellt.[68]
Flat-Panel-Displays Preis gesunken und startete in den 2000er Jahren erheblich die Kathodenstrahlrohre. Nach mehreren Vorhersagen,[69][70] Der Umsatz von LCD -Monitor begann die von den CRTs in den Jahren 2003 bis 2004 überschrittenen[71][72][73] und LCD -TV -Verkäufe überschritten die von CRTS in den USA im Jahr 2005.[74] in Japan in den Jahren 2005–2006,,[75][76][77] in Europa im Jahr 2006,[78] Weltweit in den Jahren 2007–2008,[79][80] und in Indien im Jahr 2013.[81]
Mitte der 2000er Jahre präsentierten Canon und Sony das Oberflächencondusions-Elektronen-Emitter-Display und Feld-Emissionsanzeigen, beziehungsweise. Beide waren Flat-Panel-Displays mit einer (SED) oder mehreren (gefütterten) Elektronenemittern pro Subpixel anstelle von Elektronenpistolen. Die Elektronenemitter wurden auf ein Glasblatt gelegt und die Elektronen wurden unter Verwendung einer Anodenspannung auf ein nahe gelegenes Glasblech mit Phosphoren beschleunigt. Die Elektronen waren nicht fokussiert, was jedes Subpixel im Wesentlichen zu einer CRT mit Überschwemmungen machte. Sie wurden nie in die Massenproduktion gebracht, da die LCD -Technologie deutlich billiger war, was den Markt für solche Displays beseitigte.[82]
Der letzte groß angelegte Hersteller von (in diesem Fall recycelt)[83] CRTS, Videokon, im Jahr 2015 eingestellt.[84][85] CRT -Fernseher wurden ungefähr zur gleichen Zeit aufgehört zu werden.[86]
Im Jahr 2015 wurden in den USA mehrere CRT -Hersteller verurteilt Preisfindung. Das gleiche ereignete sich 2018 in Kanada.[87][88]
Ableben
Der weltweite Verkauf von CRT -Computermonitoren erreichte im Jahr 2000 mit 90 Millionen Einheiten ihren Höhepunkt, während die von CRT -Fernsehern 2005 mit 130 Millionen Einheiten ihren Höhepunkt erreichten.[89]
Ab den späten 90ern bis in die frühen 2000er Jahre wurde CRTS durch LCDs ersetzt, begann zuerst mit Computermonitoren, die kleiner als 15 Zoll groß sind.[90] größtenteils wegen ihrer unteren Masse.[91] Unter den ersten[92] Hersteller, um die CRT -Produktion zu stoppen, war Hitachi in 2001,[93][94] gefolgt von Sony in Japan im Jahr 2004,[95] Thomson in den USA im Jahr 2004,[96][97] Matsushita Toshiba Bildanzeige im Jahr 2005 in den USA,[98] 2006 in Malaysia[99] und 2007 in China,[100] Sony in den USA im Jahr 2006,[101] Sony in Singapur und Malaysia für die lateinamerikanischen und asiatischen Märkte im Jahr 2008,[95][102] Samsung SDI im Jahr 2007[103][104] und 2012[105][106] und Kathode Ray Technology (ehemals Philips) im Jahr 2012[107][108] und Videokon 2015–16.[109][110][111][84] Ekranas in Litauen[112] und lg.philips displays[113] ging in den Jahren 2005 bzw. 2006 bankrott. Matsushita Toshiba hörte 2004 in den USA wegen Verluste von 109 Millionen US -Dollar an.[114] und in Malaysia im Jahr 2006 aufgrund von Verlusten, die ihren Umsatz fast entsprachen.[99] Die letzten CRT -Fernseher bei CES wurden 2007 von Samsung gezeigt[115] Das letzte massenproduzierte Modell wurde 2008 von LG für die Entwicklung von Märkten aufgrund seines niedrigen Preises eingeführt.[116][117] Der letzte CRT -Fernseher eines großen Herstellers wurde 2010 von LG eingeführt.[118][119]
CRTs wurden erstmals in den 2000er Jahren in Ländern der ersten Welt wie Japan und Europa durch LCD ersetzt und waren in Ländern der Dritten Welt wie Lateinamerika weiterhin beliebt.[120][89] China, Asien und den Nahen Osten aufgrund seines niedrigen Preises im Vergleich zu zeitgenössischen Flachbildfernsehern,[121] und später in Märkten wie dem ländlichen Indien. Gegen 2014 begannen sogar ländliche Märkte LCD gegenüber CRT, was zum Tod der Technologie führte.[122]
Obwohl CRT-basierte Computermonitore und Fernseher jahrzehntelang eine Hauptstütze der Display-Technologie sind, sind sie jetzt praktisch eine tote Technologie. Die Nachfrage nach CRT -Bildschirmen ging Ende der 2000er Jahre zurück. Die schnellen Fortschritte und sinkende Preise von LCD flaches Feld Technologie - zuerst für Computermonitore und dann für Fernseher - buchstabierte Doom für konkurrierende Display -Technologien wie CRT, Rückprojektion, und Plasmaanzeige.[123] Trotz der Bemühungen von Samsung und LG, CRTS mit ihren LCD- und Plasma -Kollegen wettbewerbsfähig zu machen, bieten sie schlankere und billigere Modelle, um mit ähnlich großer und teurerer LCDs zu konkurrieren.[124][125][126][127][128] CRTS wurde schließlich veraltet und wurde in die Entwicklung von Märkten abgestiegen, sobald die LCDs im Preis gesunken sind, wobei ihr niedrigerer Masse, ihr Gewicht und ihre Fähigkeit, die Wand zu sein, als Pluspunkte eingebaut zu sein.
Die meisten High-End-CRT-Produktion hatten um 2010 eingestellt.[129] einschließlich High-End-Produktlinien von Sony und Panasonic.[130][131] In Kanada und den Vereinigten Staaten hatten der Verkauf und die Produktion von High-End-CRT-Fernsehern (76 cm) in diesen Märkten bis 2007 fast zu Ende (20-Zoll (51 cm) Bildschirme mit einem integrierten VHS-Player) verschwand aus Rabatt-Stores.
Elektronik -Einzelhändler wie Best Buy reduzierte stetig reduzierte Geschäftsräume für CRTs. Im Jahr 2005 kündigte Sony an, dass sie die Produktion von CRT -Computeranzeigen stoppen würden. Samsung hat bei der Consumer Electronics Show 2008 keine CRT -Modelle für das Modelljahr 2008 eingeführt. Am 4. Februar 2008 entfernten sie ihre 30 "Breitbild -CRTs von ihrer nordamerikanischen Website und ersetzten sie nicht durch neue Modelle.[132]
In Großbritannien, DSG (Dixons), der größte Einzelhändler von inländischen elektronischen Geräten, berichtete, dass CRT -Modelle 80–90% des Fernsehvolumens an Weihnachten 2004 und nur ein Jahr später 15–20% ausmachten und dass sie voraussichtlich weniger als 5% betragen sollten Ende 2006 stellte Dixons im Jahr 2006 die Verkauf von CRT -Fernsehern auf.[133]
Der Niedergang von CRTS hat die Aufrechterhaltung von Arcade-Maschinen ermöglicht, die vor der breiten Einführung von Flat-Panel-Anzeigen aufgrund mangelnder Ersatzersatz-CRTs schwierig sind. (CRTs müssen möglicherweise aufgrund des weiter unten erläuterten Verschleißes ersetzt werden.) Die Reparatur von CRTs erfordert zwar möglich, ein hohes Maß an Fähigkeiten.[134]
Aktuelle Verwendungszwecke
Bestehende CRTs werden immer noch für einige Nischenanwendungen verwendet.
Einige Branchen verwenden immer noch CRTs, da es sich entweder um zu viel Aufwand, Ausfallzeiten und/oder Kosten für sie ersetzen, oder es gibt keinen Ersatz. Ein bemerkenswertes Beispiel ist die Luftfahrtindustrie. Flugzeuge wie die Boeing 747-400 und die Airbus A320 gebrauchte CRT -Instrumente in ihren Glascockpits anstelle von mechanischen Instrumenten.[135] Fluggesellschaften wie Lufthansa Verwenden Sie immer noch die CRT -Technologie, die auch verwendet Disketten Für Navigationsaktualisierungen.[136] Sie werden auch aus ähnlichen Gründen in einigen militärischen Geräten eingesetzt.
Ab 2022[aktualisieren]Mindestens ein Unternehmen stellt neue CRTs für diese Märkte her.[137]
CRTs sind auch beliebt bei Retrogaming Die Enthusiasten spielen, wie viele Spiele besser oder ohne zu spielen, ohne CRT -Display -Hardware. Weil ein CRT kein vollständiges Bild zeichnen und stattdessen verwendet verschachtelt Linien, eine CRT ist schneller als ein LCD, das das gesamte Bild zeichnet. CRTs können auch bestimmte bestimmte angezeigt Auflösungen, wie die 256x224 -Auflösung der Nintendo Entertainment System (NES).[138] Dies ist auch ein Beispiel für die häufigste Verwendung von CRTs durch Verbraucher, Retro -Videospiele. Einige Gründe dafür sind:
- CRTs können die oft "seltsamen" Auflösungen, die viele ältere Konsolen verwenden, korrekt anzeigen.
- CRTs haben die beste Qualität, wenn Sie eine analoge Programmierung wie auf VHS oder durch ein HF -Signal ansehen.
- Leichte Kanonen Abhängig von den progressiven Timing -Eigenschaften von CRTs und funktioniert nicht auf anderen Anzeigetypen.
CRTs sind auch tendenziell langlebiger als ihre Flachkollegen.[11] Obwohl auch spezialisierte LCDs mit ähnlicher Haltbarkeit bestehen.
Vergleich mit anderen Technologien
- LCD -Vorteile gegenüber CRT: niedrigere Masse, Stromverbrauch und Wärmeerzeugung, höhere Aktualisierungsraten (bis zu 360 Hz),[139] höhere Kontrastverhältnisse
- CRT -Vorteile gegenüber LCD: Bessere Farbreproduktion, keine Bewegung Unschärfe, Multisynchronisation in vielen Monitoren erhältlich, keine Eingabebereich Lag[140]
- OLED -Vorteile gegenüber CRT: Untere Schüttung, ähnliche Farbwiedergabe,[140] Höhere Kontrastverhältnisse, ähnliche Refesh -Raten (über 60 Hz, bis zu 120 Hz)[141][142][143] aber nicht auf Computermonitoren,[144] leidet auch unter Bewegungsunschärfe[145]
Bei CRTs hängt die Erfrischungsrate von der Auflösung ab, die beide letztendlich durch die maximale horizontale Scanfrequenz des CRT begrenzt sind. Die Bewegungsunschärfe hängt auch von der Verfallzeit der Phosphoren ab. Phosphoren, die zu langsam für eine gegebene Refresh -Rate abfallen, kann das Verschmieren oder eine Bewegung auf dem Bild beeinträchtigen. In der Praxis sind die CRTs auf eine Refresrate von 160 Hz beschränkt.[146] LCDs, die mit OLED (Dual Layer und Mini-LED-LCDs) konkurrieren können, sind in hohen Aktualisierungsraten nicht erhältlich, obwohl Quantenpunkt-LCDs (QLEDs) in hohen Aktualisierungsraten (bis zu 144 Hz) erhältlich sind (bis zu 144 Hz).[147] und sind wettbewerbsfähig in der Farbwiedergabe mit OLEDs.[148]
CRT -Monitore können die LCD- und OLED -Monitore in der Eingangsverzögerung weiterhin übertreffen, da zwischen CRT und dem Anzeigeanschluss des Monitors keine Signalverarbeitung vorliegt, da CRT -Monitore häufig VGA verwenden, das ein analoges Signal liefert, das direkt an eine CRT zugeführt werden kann. Grafikkarten, die für die Verwendung mit CRTs entwickelt wurden Ramdac Um die von der CRT benötigten analogen Signale zu erzeugen.[149][11] Außerdem können CRT -Monitore bei verschiedenen Auflösungen häufig scharfe Bilder anzeigen Multisynchronisation.[150] Aus diesen Gründen werden CRTs manchmal von PC -Spielern bevorzugt, obwohl sie sich in großen Mengen, Gewicht und Wärmeerzeugung befinden.[151][140]
Konstruktion
Körper
Der Körper einer CRT besteht normalerweise aus drei Teilen: einem Bildschirm/einer Frontplatte/einem Panel, einem Kegel/Trichter und einem Hals.[152][153][154][155][156] Der verbundene Bildschirm, Trichter und Hals werden als Glühbirne oder Umschlag bezeichnet.[38]
Der Hals besteht aus einer Glasröhre[157] während der Trichter und der Bildschirm durch Gießen und dann Glas in eine Form gegossen werden.[158][159][160][161][162] Das Glas, bekannt als CRT -Glas[163][164] oder Fernsehglas,[165] Benötigt spezielle Eigenschaften, um sich vor Röntgenstrahlen zu schützen und gleichzeitig eine angemessene Lichtübertragung auf dem Bildschirm zu liefern oder im Trichter und im Nacken sehr elektrisch zu isolieren. Die Formulierung, die dem Glas seine Eigenschaften verleiht, wird auch als Schmelze bezeichnet. Das Glas ist von sehr hoher Qualität, ist fast schadfrei und fehlerfrei. Die meisten Kosten, die mit der Glasproduktion verbunden sind, stammen aus der Energie, mit der die Rohstoffe in Glas schmelzen. Glasöfen für die CRT -Glasproduktion haben mehrere Wasserhähne, mit denen Formen ersetzt werden können, ohne den Ofen anzuhalten, um die Produktion von CRTs mehrerer Größen zu ermöglichen. Nur das auf dem Bildschirm verwendete Glas muss präzise optische Eigenschaften haben. Die optischen Eigenschaften des auf dem Bildschirm verwendeten Glass beeinflussen die Farbwiedergabe und Reinheit in Farb -CRTs. Durchgang oder wie transparent das Glas ist, kann so eingestellt werden, dass bestimmte Farben (Wellenlängen) des Lichts transparenter sind. Die Durchlässigkeit wird in der Mitte des Bildschirms mit einem Wellenleuchten von 546 nm und einem 10,16 mm dicken Bildschirm gemessen. Die Durchlässigkeit sinkt mit zunehmender Dicke. Die Standard -Transmissions für Farb -CRT -Bildschirme betragen 86%, 73%, 57%, 46%, 42%und 30%. Niedrigere Sender werden zur Verbesserung des Bildkontrasts verwendet, aber sie belasten die Elektronenpistole mehr und erfordern mehr Strom für die Elektronenpistole für eine höhere Elektronenstrahlleistung, um die Phosphoren heller zu beleuchten, um die reduzierte Sendung auszugleichen.[65][166] Die Durchlässigkeit muss über den Bildschirm einheitlich sein, um die Farbreinheit zu gewährleisten. Der Radius (Krümmung) der Bildschirme hat sich im Laufe der Zeit von 30 bis 68 Zoll erhöht (weniger gekrümmt), was sich letztendlich zu vollständig flachen Bildschirmen entwickelt und die Reflexionen verringert. Die Dicke beider gekrümmt[167] und flache Bildschirme steigen allmählich von der Mitte nach außen an, und damit wird die Durchlässigkeit allmählich reduziert. Dies bedeutet, dass CRTs mit Flachbildschirmen von innen möglicherweise nicht vollständig flach sind.[167][168] Das in CRTS verwendete Glas kommt von der Glasfabrik bis zur CRT -Fabrik als separate Bildschirme und Trichter mit verschmolzenem Hals, für Farb -CRTs oder als Lampen aus fusionierter Bildschirm, Trichter und Hals an. Es gab mehrere Glasformulierungen für verschiedene CRTs -Arten, die unter Verwendung von Codes, die für jeden Glashersteller spezifisch sind, klassifiziert wurden. Die Zusammensetzungen der Schmelzen waren auch für jeden Hersteller spezifisch.[169] Diejenigen, die für hochfarbige Reinheit und Kontrast optimiert wurden, wurden mit Neodym dotiert, während diejenigen für monochrome CRTs je nach verwendeter Formulierung auf unterschiedliche Werte getönt wurden und 42% oder 30% auftraten.[170] Reinheit stellt sicher, dass die richtigen Farben aktiviert werden (z. B. sicherzustellen, dass Rot gleichmäßig über den Bildschirm angezeigt wird), während die Konvergenz sicherstellt, dass Bilder nicht verzerrt sind. Die Konvergenz kann unter Verwendung eines Kreuzschlupfmusters geändert werden.[171][172][173]
CRT Glass wurde früher von engagierten Unternehmen hergestellt[174] wie zum Beispiel Agc Inc.,[175][176][177] O-i Glas,[178] Samsung Corning Präzisionsmaterialien,[179] Corning Inc.,[180][181] und Nippon Electric Glass;[182] Andere wie Videokon, Sony für den US -Markt und Thomson machten ihr eigenes Glas.[111][183][184][185][186]
Der Trichter und der Hals bestehen aus Bleiker[7] Formulierung zum Abschirmung gegen Röntgenstrahlen, die durch Hochspannungselektronen erzeugt werden, wenn sie nach einem Ziel des Phosphorbildschirms oder der Schattenmaske einer Farb-CRT verzögert werden. Die Geschwindigkeit der Elektronen hängt von der Anodenspannung des CRT ab; Je höher die Spannung, desto höher ist die Geschwindigkeit.[187] Die Menge an Röntgenstrahlen, die durch eine CRT emittiert werden, kann auch durch Verringern der Helligkeit des Bildes gesenkt.[188][189][190][155] Bleiglas wird verwendet, weil es kostengünstig ist und gleichzeitig stark gegen Röntgenstrahlen abgeschirmt wird, obwohl einige Trichter auch Barium enthalten können.[191][192][193][170] Der Bildschirm besteht normalerweise aus einem speziellen Blei-freien Silicat[7] Glasformulierung mit Barium und Strontium, um sich gegen Röntgenstrahlen zu schützen. Eine andere Glasformulierung verwendet 2-3% Blei auf dem Bildschirm.[155] Monochrome CRTs können sowohl im Bildschirm als auch im Trichter eine getönte Barium-Kopf-Glasformulierung haben, wobei ein Kali-Soda-Bleiglas im Nacken ist. Die Kalium- und Barium-Lead-Formulierungen weisen unterschiedliche Wärmeleiterkoeffizienten auf. Das im Nacken verwendete Glas muss ein ausgezeichneter elektrischer Isolator sein, um die in der Elektronenoptik der Elektronenpistole verwendeten Spannungen wie die Fokussierungslinsen zu enthalten. Das Blei im Glas lässt es aufgrund von Röntgenstrahlen braun (verdunkeln), normalerweise wird die CRT-Kathode aufgrund der Kathodenvergiftung vor dem Bräunung abgebaut. Die Glasformulierung bestimmt die höchstmögliche Anodenspannung und damit die maximal mögliche CRT -Bildschirmgröße. Für die Farbe betragen die maximalen Spannungen häufig 24 bis 32 kV, während es für Monochrom normalerweise 21 oder 24,5 kV beträgt.[194] Begrenzung der Größe von monochromen CRTs auf 21 Zoll oder ca. 1 kV pro Zoll. Die benötigte Spannung hängt von der Größe und Art der CRT ab.[195] Da die Formulierungen unterschiedlich sind, müssen sie miteinander kompatibel sein und ähnliche thermische Expansionskoeffizienten haben.[170] Der Bildschirm kann auch eine Anti-Blend- oder Anti-reflektierende Beschichtung haben.[196][166][197] oder gemahlen werden, um Reflexionen zu verhindern.[198] CRTs können auch eine antistatische Beschichtung haben.[166][199][65]
Das Bleiglas in den Trichtern von CRTs kann 21 bis 25% von enthalten Bleioxid (Pbo),[200][201][169] Der Hals kann 30 bis 40% Bleioxid enthalten.[202][203] und der Bildschirm kann 12% von enthalten Bariumoxidund 12% von Strontiumoxid.[7] Eine typische CRT enthält mehrere Kilogramm Blei als Bleioxid im Glas[156] abhängig von seiner Größe; 12 Zoll CRTs enthalten insgesamt 0,5 kg Blei, während 32 Zoll CRTs bis zu 3 kg enthalten.[7] Strontiumoxid wurde in den 1970er Jahren in CRTS, seiner Hauptanwendung, verwendet.[204][205][206]
Einige frühe CRTs verwendeten einen mit Polyethylen isolierten Metalltrichter anstelle von Glas mit leitfähigem Material.[54] Andere hatten Keramik oder Pyrex anstelle von gepressten Glastrüssen.[207][208][40][209][210] Frühe CRTs hatten keine dedizierte Anode -Cap -Verbindung; Der Trichter war die Anodenverbindung, also war er während des Betriebs live.[211]
Der Trichter wird innen und außen mit einer leitenden Beschichtung beschichtet,[212][213] Machen Sie den Trichter zu einem Kondensator, helfen, die Anodenspannung des CRT zu stabilisieren und zu filtern und die Zeit, die zum Einschalten eines CRT erforderlich ist, erheblich zu verringern. Die Stabilität der Beschichtung löste Probleme, die mit frühen Stromversorgungskonstruktionen verbunden waren, da sie Vakuumröhrchen verwendeten. Da der Trichter als Kondensator verwendet wird, muss das im Trichter verwendete Glas ein ausgezeichneter elektrischer Isolator (Dielektrikum) sein. Die innere Beschichtung hat eine positive Spannung (die Anodenspannung, die mehrere kV sein kann), während die äußere Beschichtung mit dem Boden verbunden ist. CRTs, die von moderneren Stromversorgungen angetrieben werden, müssen aufgrund des robusteren Designs moderner Stromversorgungen nicht mit dem Boden verbunden werden. Der Wert des vom Trichter gebildeten Kondensators beträgt 0,005 bis 01UF, obwohl bei der Spannung die Anode normalerweise geliefert wird. Der vom Trichter gebildete Kondensator kann ebenfalls leiden dielektrische Absorptionähnlich wie andere Kondensatorten.[214][194][215][216][212][170] Aus diesem Grund müssen CRTs entlassen werden[217] Vor dem Umgang mit Verletzungen.
Die Tiefe einer CRT hängt mit seiner Bildschirmgröße zusammen.[218] Die üblichen Ablenkwinkel betrugen 90 ° für Computermonitor -CRTs und kleine CRTs und 110 °.[219][166][127][154][220] Im Laufe der Zeit nahmen die Ablenkwinkel zu, als sie praktisch wurden, von 50 ° im Jahr 1938 auf 110 ° im Jahr 1959,[22] und 125 ° in den 2000er Jahren. 140 ° Durchbiegung CRTs wurden untersucht, aber nie kommerzialisiert, da Konvergenzprobleme nie gelöst wurden.[221]
Eine monochrome CRT mit 110 ° Ablenkung
Eine monochrome CRT mit einer Ablenkung von 90 °
Größe und Gewicht
Die Größe des Bildschirms eines CRT wird auf zwei Arten gemessen: die Größe des Bildschirms oder der Gesichtsdiagonale sowie die sichtbare Bildgröße/den sichtbaren Bildungsbereich oder die sichtbare Bildschirmdiagonale, die Teil des Bildschirms mit Phosphor ist. Die Größe des Bildschirms ist die sichtbare Bildgröße sowie die schwarzen Kanten, die nicht mit Phosphor beschichtet sind.[222][213][223] Das sichtbare Bild kann perfekt quadratisch oder rechteckig sein, während die Ränder der CRT schwarz sind und eine Krümmung (z.[167][186][224] oder die Ränder des Bildes können der Krümmung der Ränder des CRT folgen, die bei CRTs ohne und mit schwarzen Kanten und gekrümmten Kanten der Fall sein können.[225][226][227] Black Stripe CRTs wurden erstmals 1972 von Toshiba hergestellt.[186]
Es wurden kleine CRTs unter 3 Zoll gemacht Handschernfernseher so wie die MTV-1 und Sucher in Camcorder. In diesen können es keine schwarzen Kanten geben, die jedoch wirklich flach sind.[228][215][229][230][231]
Der größte Teil des Gewichts eines CRT stammt aus dem dicken Glasschild, das 65% des Gesamtgewichts eines CRT ausmacht. Das Trichter und das Halsglas umfassen die restlichen 30% bzw. 5%. Das Glas im Trichter ist dünner als auf dem Bildschirm.[7][6] Chemisch oder thermisch getempertes Glas kann verwendet werden, um das Gewicht des CRT -Glass zu verringern.[232][233][234][235]
Anode
Die äußere leitfähige Beschichtung ist mit dem Boden verbunden, während die innere leitfähige Beschichtung mithilfe der Anodenknopf/Kappe durch eine Reihe von Kondensatoren und Dioden verbunden ist (a Cockcroft -Walton -Generator) zur Hochspannung Flyback -Transformator; Die innere Beschichtung ist die Anode der CRT,[236] was zusammen mit einer Elektrode in der Elektronenpistole auch als endgültige Anode bezeichnet wird.[237][238] Die innere Beschichtung ist mithilfe von Federn mit der Elektrode verbunden. Die Elektrode ist Teil einer Bipotentiallinse.[238][239] Die Kondensatoren und Dioden dienen als Spannungsmultiplikator für den Strom, der durch den Flyback geliefert wird.
Für die innere Trichterbeschichtung verwenden monochrome CRTs Aluminium, während Farb -CRTs Aquadag verwenden.[170] Einige CRTs können innen Eisenoxid verwenden.[7] Außen die meisten CRTs (aber nicht alle)[240] Verwenden Sie Aquadag.[241] Aquadag ist eine elektrisch leitfähige Graphitbasis. In Farb -CRTs wird der Aquadag auf den Innenraum des Trichters besprüht[242][170] Historisch gesehen wurde Aquadag in das Innere von monochromen CRTs gemalt.[22]
Die Anode wird verwendet, um die Elektronen auf den Bildschirm zu beschleunigen, und sammelt auch die sekundären Elektronen, die von den Phosphorpartikeln im Vakuum des CRT emittiert werden.[243][244][245][246][22]
Die Anode -Cap -Verbindung in modernen CRTs muss in der Lage sein, je nach Größe und Helligkeit des CRT bis zu 55–60 kV zu handhaben. Höhere Spannungen ermöglichen größere CRTs, höhere Bildhelligkeit oder einen Kompromiss zwischen den beiden.[247][195] Es besteht aus einem Metallclip, der sich auf der Innenseite eines Anodenknopfs ausdehnt, der auf dem Trichterglas der CRT eingebettet ist.[248][249] Die Verbindung wird durch einen Silikonsaugne -Tasse isoliert, möglicherweise auch mit Silikonfett, um sie zu verhindern Korona -Entladung.[250][251]
Der Anodenknopf muss speziell geformt sein, um eine hermetische Siegel zwischen Knopf und Trichter festzulegen. Röntgenaufnahmen können durch die Anode-Taste durchlaufen, obwohl dies bei neueren CRTs von den späten 1970er bis frühen 1980er Jahren dank einer neuen Taste und Clip-Design möglicherweise nicht der Fall ist.[195] Der Knopf kann aus einem Satz von 3 verschachtelten Tassen bestehen, wobei die äußerste Tasse aus einer Nickel -Chrom -Eisen -Legierung besteht, die 40 bis 49% des Nickels und 3 bis 6% Chrom enthält, um den Knopf leicht zum Trichter zu verschmelzen Glas, mit einer ersten inneren Tasse aus dickem billigem Bügeleisen, um sich vor Röntgenstrahlen zu schützen, und mit der zweiten innersten Tasse auch aus Eisen oder einem anderen elektrisch leitenden Metall, um mit dem Clip verbunden zu werden. Die Tassen müssen hitzebeständig genug sein und ähnliche thermische Expansionskoeffizienten aufweisen, die dem des Trichterglas ähnlich sind, um dem Trichterglas zu fusionieren. Die innere Seite des Knopfes ist mit der inneren leitenden Beschichtung der CRT verbunden.[244] Der Anodenknopf kann am Trichter angebracht werden, während er in Form einer Form in Form gedrückt wird.[252][253][195] Alternativ kann stattdessen die Röntgenabschirmung in den Clip eingebaut werden.[254]
Der Flyback -Transformator ist auch als IHVT (integrierter Hochspannungstransformator) bekannt, wenn er einen Spannungsmultiplikator enthält. Der Flyback verwendet einen Keramik- oder Pulver -Eisenkern, um einen effizienten Betrieb bei hohen Frequenzen zu ermöglichen. Das Flyback enthält eine primäre und viele sekundäre Wicklungen, die mehrere verschiedene Spannungen liefern. Die wichtigste sekundäre Wicklung liefert den Spannungsmultiplikator mit Spannungsimpulsen, um die CRT letztendlich mit der mit hohen Anodenspannung zu liefern, während die verbleibenden Wicklungen die Filamentspannung des CRT, die Keying -Impulse, die Fokusspannung und die vom Scan -Raster abgeleiteten Spannungen liefern. Wenn der Transformator ausgeschaltet ist, bricht das Magnetfeld des Flyback schnell zusammen, was in seinen Wicklungen eine hohe Spannung induziert. Die Geschwindigkeit, mit der das Magnetfeld zusammenbricht, bestimmt die induzierte Spannung, sodass die Spannung neben ihrer Geschwindigkeit zunimmt. Ein Kondensator (Retrace Timing -Kondensator) oder eine Reihe von Kondensatoren (zur Redundanz) wird verwendet, um den Zusammenbruch des Magnetfeldes zu verlangsamen.[255][256]
Die Konstruktion der Hochspannungsstromversorgung in einem Produkt unter Verwendung eines CRT hat einen Einfluss auf die Menge an Röntgenstrahlen, die von der CRT emittiert werden. Die Menge an emittierten Röntgenstrahlen steigt sowohl mit höheren Spannungen als auch mit Strömen. Wenn das Produkt wie ein TV-Set eine nicht regulierte Hochspannungsstromversorgung verwendet, was bedeutet, dass Anode und Fokusspannung bei der Anzeige eines hellen Bildes mit zunehmendem Elektronenstrom sinken Ein mäßig helles Bilder, da bei der Anzeige dunkler oder heller Bilder die höhere Anodenspannung dem unteren Elektronenstrahlstrom entgegenwirkt und umgekehrt. Die Hochspannungsregler- und Gleichrichter-Vakuumröhrchen in einigen alten CRT-TV-Sets können auch Röntgenstrahlen emittieren.[257]
Elektronenpistole
Die Elektronenpistole emittiert die Elektronen, die letztendlich die Phosphoren auf dem Bildschirm der CRT treffen. Die Elektronenpistole enthält eine Heizung, die eine Kathode erwärmt, die Elektronen erzeugt, die mit Gittern fokussiert und letztendlich in den Bildschirm der CRT beschleunigt werden. Die Beschleunigung erfolgt in Verbindung mit dem inneren Aluminium- oder Aquadag -Beschichtung der CRT. Die Elektronenpistole ist so positioniert, dass sie in die Mitte des Bildschirms zielt.[238] Es befindet sich im Hals des CRT und wird zusammengehalten und mit Glasperlen oder Glasstützstangen am Hals montiert, die die Glasstreifen der Elektronenpistole sind.[22][238][258] Die Elektronenpistole wird separat hergestellt und dann durch einen Prozess namens "Wicklung" oder Versiegelung in den Hals gelegt.[66][259][260][261][262][134] Die Elektronenpistole hat einen Glaswafer, der am Hals der CRT verschmolzen ist. Die Verbindungen zur Elektronenpistole dringen in den Glaswafer ein.[260][263] Sobald sich die Elektronenpistole im Hals befindet, sind die Metallteile (Gitter) unter Verwendung von Hochspannung, um etwaige raue Kanten in einem Prozess zu glätten, das als Spotklopfen bezeichnet wird, um zu verhindern, dass die rauen Kanten in den Gittern sekundäre Elektronen erzeugen.[264][265][266]
Konstruktion und Betriebsmethode
Es hat ein heiße Kathode Das wird durch ein Wolfram -Filamentheizelement erhitzt; Die Heizung kann je nach CRT 0,5 bis 2 A von Strom zeichnen. Die auf die Heizung angewendete Spannung kann die Lebensdauer der CRT beeinflussen.[267][268] Das Erhitzen der Kathode energetisiert die darin enthaltenen Elektronen, hilft die Elektronenemission,[269] Gleichzeitig wird der Kathode Strom versorgt; Typischerweise zwischen 140 mA bei 1,5 V bis 600 mA bei 6,3 V.[270] Die Kathode erstellt eine Elektronenwolke (emittiert Elektronen), deren Elektronen extrahiert, beschleunigt und in einen Elektronenstrahl fokussiert werden.[22] Farb -CRTs haben drei Kathoden: eine für Rot, Grün und Blau. Die Heizung befindet sich in der Kathode, berührt aber nicht; Die Kathode hat eine eigene separate elektrische Verbindung. Die Kathode ist auf ein Stück Nickel beschichtet, das die elektrische Verbindung und strukturelle Unterstützung bietet. Die Heizung sitzt in diesem Stück, ohne es zu berühren.[236][271][272][273]
Es gibt mehrere Abkürzungen, die in einer CRT -Elektronenpistole auftreten können. Einer ist ein kurzer Heizungs- und Kathode, der die Kathode dauerhaft Elektronen ausgibt, was ein Bild mit einem leuchtend roten, grünen oder blauen Farbton mit Nachbereitungsleitungen verursacht, abhängig von den betroffenen Kathoden. Alternativ kann die Kathode zum Kontrollgitter kurz zu kurz sind und möglicherweise ähnliche Effekte oder das Kontrollgitter und das Screen -Gitter (G2) verursachen (G2).[274] Kann kurz ein sehr dunkles Bild oder kein Bild verursachen. Die Kathode kann von einem Schild umgeben sein, um sie zu verhindern sputtern.[275][276]
Die Kathode besteht aus Bariumoxid[277][194] Dies muss durch Erhitzen aktiviert werden, damit es Elektronen freisetzen kann. Die Aktivierung ist notwendig, da Bariumoxid in der Luft nicht stabil ist und daher als Bariumcarbonat auf die Kathode aufgetragen wird, was keine Elektronen emittieren kann. Die Aktivierung erwärmt das Bariumcarbonat, um es in Bariumoxid und Kohlendioxid zu zersetzen und gleichzeitig eine dünne Schicht aus metallischem Barium auf der Kathode zu bilden.[278][277] Die Aktivierung erfolgt während der Evakuierung von CRT (gleichzeitig ein Vakuum gebildet). Nach der Aktivierung kann das Oxid durch mehrere gemeinsame Gase wie Wasserdampf, Kohlendioxid und Sauerstoff beschädigt werden.[279] Alternativ kann Bariumstrontium -Calciumcarbonat anstelle von Bariumcarbonat verwendet werden, das nach der Aktivierung Barium, Strontium und Calciumoxide ergibt.[280][22] Während des Betriebs wird das Bariumoxid auf 800-1000 ° C erhitzt, an diesem Punkt beginnt es, Elektronen abzugeben.[281][194][269]
Da es sich um eine heiße Kathode handelt, ist es anfällig für die Kathodenvergiftung, bei der die Bildung einer positiven Ionenschicht ist, die verhindert, dass die Kathode Elektronen emittiert und die Bildhelligkeit erheblich oder vollständig verringert und die Fokus und Intensität durch die Frequenz der beeinträchtigt wird Videosignal, das verhindern, dass detaillierte Bilder von der CRT angezeigt werden. Die positiven Ionen kommen aus übrig gebliebenen Luftmolekülen innerhalb der CRT oder von der Kathode selbst[22] Das reagieren im Laufe der Zeit mit der Oberfläche der heißen Kathode.[282][276] Reduzierende Metalle wie Mangan, Zirkonium, Magnesium, Aluminium oder Titan können zu dem Stück Nickel zugesetzt werden, um die Lebensdauer der Kathode zu verlängern, da während der Aktivierung die reduzierenden Metalle in das Bariumoxid diffundieren und ihre Lebensdauer verbessern, insbesondere bei hoher Elektronen Strahlströme.[283] In Farb -CRTs mit roten, grünen und blauen Kathoden können ein oder mehrere Kathoden unabhängig von den anderen betroffen sein, was zu einem vollständigen oder teilweisen Verlust einer oder mehrerer Farben führt.[276] CRTs können aufgrund der Kathodenvergiftung tragen oder ausbrennen. Die Kathodenvergiftung wird durch einen erhöhten Kathodenstrom (Überdringung) beschleunigt.[284] In Farb -CRTs kann eine einzelne oder mehr vergiftete Kathode, da es drei Kathoden gibt, eine für Rot, Grün und Blau, den teilweisen oder vollständigen Verlust einer oder mehrerer Farben verursachen, das das Bild abzweigt.[276] Die Schicht kann auch als Kondensator in Reihe mit der Kathode wirken und die thermische Verzögerung induzieren. Die Kathode kann stattdessen aus Scandiumoxid bestehen oder sie als Dotiermittel einbeziehen, um die Kathodenvergiftung zu verzögern und die Lebensdauer der Kathode um bis zu 15%zu verlängern.[285][194][286]
Die Menge der von den Kathoden erzeugten Elektronen hängt mit ihrer Oberfläche zusammen. Eine Kathode mit mehr Oberfläche erzeugt mehr Elektronen in einer größeren Elektronenwolke, was die Fokussierung der Elektronenwolke in einen Elektronenstrahl erschwert.[284] Normalerweise emittiert nur ein Teil der Kathode Elektronen, es sei denn, das CRT zeigt Bilder mit Teilen an, die sich in voller Bildhelligkeit befinden. Nur die Teile mit voller Helligkeit führen dazu, dass die gesamte Kathode Elektronen ausgibt. Der Bereich der Kathode, der Elektronen ausgibt, wächst mit zunehmender Helligkeit aus der Mitte nach außen, sodass der Kathodenverschleiß ungleichmäßig sein kann. Wenn nur die Mitte der Kathode getragen wird, kann die CRT die Teile von Bildern hell hellen, die eine vollständige Bildhelligkeit aufweisen, aber überhaupt keine dunkleren Teile von Bildern zeigen, in einem solchen Fall zeigt die CRT eine schlechte Gamma -Eigenschaft.[276]
Das zweite (Bildschirm) Gitter der Pistole (G2) beschleunigt die Elektronen mit mehreren hundert DC -Volt in Richtung Bildschirm. Ein negativer Strom[287] wird auf das erste (Kontroll-) Netz (G1) angewendet, um den Elektronenstrahl zu konvergieren. G1 in der Praxis ist a Wehnelt Zylinder.[270][288] Die Helligkeit des Bildschirms wird weder durch Variation der Anodenspannung noch des Elektronenstrahlstroms (sie werden nie variiert) gesteuert Steuerraster. Ein drittes Netz (G3) konzentriert sich elektrostatisch auf den Elektronenstrahl, bevor er durch die Anodenspannung auf den Bildschirm abgelenkt und beschleunigt wird.[289] Die elektrostatische Fokussierung des Elektronenstrahls kann unter Verwendung einer Einzellinse erreicht werden, die bei bis zu 600 Volt mit Energie versorgt wird.[290][278] Vor der elektrostatischen Fokussierung erforderte die Fokussierung des Elektronenstrahls ein großes, schweres und komplexes mechanisches Fokussierungssystem außerhalb der Elektronenpistole.[211]
Die elektrostatische Fokussierung kann jedoch nicht in der Nähe der endgültigen Anode der CRT erreicht werden[291] bis 8000 Volt) Elektrode kann zusammen mit einer Elektrode an der endgültigen Anodenspannung des CRT verwendet werden, um stattdessen zu fokussieren. Eine solche Anordnung wird als Bipotentiallinse bezeichnet, die auch eine höhere Leistung als ein Einzelobjektiv bietet oder die Fokussierung mit einer magnetischen Fokussierspule zusammen mit einer hohen Anodenspannung von Dutzenden von Kilovolts erreicht werden kann. Die Magnetfokussierung ist jedoch teuer zu implementieren und wird daher in der Praxis selten eingesetzt.[236][278][292][293] Einige CRTs können zwei Netze und Objektive verwenden, um den Elektronenstrahl zu fokussieren.[285] Die Fokusspannung wird im Flyback unter Verwendung einer Teilmenge der Hochspannungswicklung des Flyback in Verbindung mit einem Widerstandsspannungsteiler erzeugt. Die Fokuselektrode ist neben den anderen Verbindungen im Nacken der CRT angeschlossen.[294]
Es gibt eine Spannung, die als Cutoff -Spannung bezeichnet wird und die Spannung ist, die schwarz auf dem Bildschirm erzeugt, da das Bild auf dem vom Elektronenstrahl erstellten Bildschirm verschwindet, die Spannung auf G1 angelegt wird. In einer Farb -CRT mit drei Kanonen haben die Waffen unterschiedliche Grenzspannungen. Viele CRTs teilen Grid G1 und G2 in allen drei Kanonen, erhöhen die Bildhelligkeit und eine vereinfachte Einstellung, da bei solchen CRTs eine einzige Grenzspannung für alle drei Kanonen vorhanden ist (da G1 über alle Waffen teilgenommen wird).[238] Legen Sie den Videoverstärker jedoch zusätzliche Belastung, um Video in die Kathoden der Elektronenpistole zu füttern, da die Grenzspannung höher wird. Monochrome CRTs leiden nicht unter diesem Problem. In monochromem CRTS wird das Video der Waffe übertragen, indem die Spannung im ersten Kontrollgitter variiert.[295][211]
Während der Rückverfolgung des Elektronenstrahls ist der Vorverstärker, der den Videoverstärker füttert Elektronen aus der Kathode herauskommen.[22] Dies ist als Blanking bekannt. (sehen Vertikales Blankingintervall und Horizontales Blankenintervall.) Eine falsche Verzerrung kann zu sichtbaren Wiederholungsleitungen in einer oder mehreren Farben führen und nach Retrace -Linien erzeugt, die getönt oder weiß sind (zum Beispiel rot getönt, wenn die rote Farbe betroffen ist, getöntes Magenta, wenn die roten und blauen Farben betroffen sind und weiß sind Wenn alle Farben betroffen sind).[296][297][298] Alternativ kann der Verstärker von einem Videoprozessor gesteuert werden, der auch ein OSD (auf dem Bildschirmanzeige) in den Videostrom einführt, der mit einem schnellen Blanking -Signal in den Verstärker eingespeist wird.[299] TV -Sets und Computermonitore, die CRTs enthalten, benötigen eine DC -Restaurierungsschaltung, um dem CRT ein Videosignal mit einer Gleichstromkomponente bereitzustellen, wodurch die ursprüngliche Helligkeit verschiedener Teile des Bildes wiederhergestellt wird.[300]
Der Elektronenstrahl kann vom Erdmagnetfeld der Erde beeinflusst werden, was dazu führt, dass er normalerweise in die Fokussierlinse außerhalb der Center eintritt. Dies kann unter Verwendung von Astigmationskontrollen korrigiert werden. Astigmationskontrollen sind sowohl magnetisch als auch elektronisch (dynamisch); Magnetisch erledigt den größten Teil der Arbeit, während elektronisch für feine Anpassungen verwendet wird.[301] Eines der Enden der Elektronenpistole hat eine Glasscheibe, deren Ränder mit dem Rand des CRT mit Frit mit dem Halsrand verschmolzen sind.[302] Das Metall führt, die die Elektronenpistole mit dem Außenbereich durch die Festplatte verbinden.[303]
Einige Elektronenpistolen haben eine Quadrupolobjektiv mit dynamischem Fokus, um die Form zu verändern und den Fokus des Elektronenstrahls anzupassen, was die Fokusspannung abhängig von der Position des Elektronenstrahls variiert, um die Bildschärfe über den gesamten Bildschirm zu erhalten, insbesondere an den Ecken.[166][304][305][306][307] Sie können auch einen Blutungswiderstand haben, um Spannungen für die Gitter aus der endgültigen Anodenspannung abzuleiten.[308][309][310]
Nachdem die CRTs hergestellt wurden, wurden sie gealtert, um die Kathodenemission zu stabilisieren.[311][312]
Die Elektronenpistolen in Farb-CRTs werden von einem Videoverstärker angetrieben, der ein Signal pro Farbkanal benötigt und ihn auf 40-170 V pro Kanal verstärkt, um in die Kathoden der Elektronenpistole eingespeist zu werden.[298] Jede Elektronenpistole hat einen eigenen Kanal (einen pro Farbe), und alle Kanäle können vomselben Verstärker angetrieben werden, der intern drei separate Kanäle hat.[313] Die Fähigkeiten des Verstärkers begrenzen die Auflösung, die Aktualisierungsrate und das Kontrastverhältnis des CRT, da der Verstärker gleichzeitig eine hohe Bandbreite und Spannungsvariationen bereitstellen muss. Höhere Auflösungen und Aktualisierungsraten erfordern höhere Bandbreiten (Geschwindigkeit, mit der Spannung variiert werden kann und somit zwischen Schwarz und Weiß wechselt) und höhere Kontrastverhältnisse erfordern höhere Spannungsschwankungen oder Amplitude für niedrigere schwarze und höhere weiße Werte. 30 MHz Bandbreite kann normalerweise eine Auflösung von 720p oder 1080i liefern, während 20 MHz beispielsweise beispielsweise etwa 600 (horizontal, von oben nach unten) liefert.[314][298] Der Spannungsunterschied zwischen der Kathode und dem Kontrollgitter moduliert den Elektronenstrahl und moduliert seinen Strom und damit die Helligkeit des Bildes.[276] Die in Farb -CRTs verwendeten Phosphoren erzeugen für eine bestimmte Energiemenge unterschiedliche Lichtmengen. Um Weiß auf einer Farb -CRT zu produzieren, müssen alle drei Kanonen unterschiedliche Mengen an Energie ausgeben. Die Waffe, die die meiste Energie ausgibt, ist die rote Pistole, da das rote Phosphor die geringste Menge an Licht emittiert.[298]
Gamma
CRTs haben eine ausgeprägte Triode charakteristisch, was zu signifikantem führt Gamma (Eine nichtlineare Beziehung in einer Elektronenpistole zwischen angelegter Videospannung und Strahlintensität).[315]
Ablenkung
Es gibt zwei Arten der Ablenkung: magnetisch und elektrostatisch. Magnetisch wird normalerweise in Fernsehgeräten und Monitoren verwendet, da es höhere Ablenkwinkel (und damit flachere CRTs) und die Ablenkleistung (die einen höheren Elektronenstrahlstrom und damit hellere Bilder ermöglicht) ermöglicht.[316] während die Notwendigkeit von hohen Spannungen zur Ablenkung von bis zu 2000 Volt vermieden wird,[220] Während Oszilloskope häufig eine elektrostatische Ablenkung verwenden, da die vom Oszilloskop erfassten Rohwellenformen direkt (nach der Verstärkung) auf die vertikalen elektrostatischen Ablenkplatten innerhalb des CRT angewendet werden können.[317]
Magnetische Ablenkung
Diejenigen, die eine magnetische Ablenkung verwenden, können ein Joch verwenden, das zwei Paare von Ablenkspulen aufweist. Ein Paar für vertikal und ein anderes für die horizontale Ablenkung.[318] Das Joch kann gebunden (integral) oder abnehmbar sein. Diejenigen, die gebunden waren, wurden Klebstoff gebunden[319] oder ein Plastik[320] Um das Joch an den Bereich zwischen dem Hals und dem Trichter der CRT zu verbinden, während diejenigen mit abnehmbaren Jochen geklemmt sind.[321][172] Das Joch erzeugt Wärme, deren Entfernung unerlässlich ist, da die Leitfähigkeit von Glas mit zunehmender Temperatur steigt. Das Glas muss isoliert sein, damit die CRT als Kondensator verwendet werden kann. Die Temperatur des Glas unter dem Joch wird somit während des Designs eines neuen Jochs überprüft.[194] Das Joch enthält die Ablenk- und Konvergenzspulen mit einem Ferritkern, um den Verlust der Magnetkraft zu verringern[322][318] sowie die magnetisierten Ringe, die zur Ausrichtung oder Einstellung der Elektronenstrahlen in Farb -CRTs verwendet werden (zum Beispiel die Farbreinheit und Konvergenzringe)[323] und monochrome crts.[324][325] Das Joch kann mit einem Stecker verbunden sein, der Reihenfolge, in der die Ablenkungsspulen des Jochs verbunden sind, bestimmt die Ausrichtung des von der CRT angezeigten Bildes.[217] Die Ablenkspulen können unter Verwendung von Polyurethankleber an Ort und Stelle gehalten werden.[319]
Die Ablenkspulen werden von Sägezahnsignalen angetrieben[326][327][298] Dies kann durch VGA als horizontale und vertikale Synchronisierungssignale geliefert werden.[328] Ein CRT benötigt zwei Ablenkkreise: eine horizontale und einen vertikalen Schaltkreis, die ähnlich sind, außer dass die horizontale Schaltung mit einer viel höheren Frequenz läuft (a Horizontale Scanrate) von 15 bis 240 kHz abhängig von der Aktualisierungsrate der CRT und der Anzahl der zu zeichnen horizontalen Linien (die vertikale Auflösung des CRT). Die höhere Frequenz macht es anfälliger für Störungen, sodass eine AFC -Schaltung (automatische Frequenzsteuerung) verwendet werden kann, um die Phase des horizontalen Auslenkungssignals auf das eines Synchronisierungssignals zu sperren, um zu verhindern, dass das Bild diagonal verzerrt wird. Die vertikale Frequenz variiert je nach Aktualisierungsrate der CRT. Eine CRT mit einer Aktualisierungsrate von 60 Hz hat also eine vertikale Ablenkungsschaltung, die bei 60 Hz läuft. Die horizontalen und vertikalen Ablenkungssignale können unter Verwendung von zwei Schaltungen erzeugt werden, die unterschiedlich funktionieren. Das horizontale Auslenkungssignal kann unter Verwendung eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) erzeugt werden, während das vertikale Signal unter Verwendung eines ausgelösten Relaxationsoszillators erzeugt werden kann. In vielen Fernseher werden die Frequenzen, bei denen die Ablenkspulen betrieben werden, teilweise durch den Induktivitätswert der Spulen bestimmt.[329][298] CRTs hatten unterschiedliche Ablenkwinkel; Je höher der Ablenkwinkel ist, desto flacher die CRT[330] für eine bestimmte Bildschirmgröße, aber auf Kosten einer mehr Ablenkleistung und einer geringeren optischen Leistung.[194][331]
Höhere Ablenkleistung bedeutet mehr Strom[332] wird an die Ablenkspulen gesendet, um den Elektronenstrahl in einem höheren Winkel zu biegen,[166] Dies kann wiederum mehr Wärme erzeugen oder Elektronik erfordern, die die erhöhte Leistung bewältigen kann.[331] Wärme wird durch Widerstands- und Kernverluste erzeugt.[333] Die Ablenkleistung wird in mA pro Zoll gemessen.[298] Die vertikalen Ablenkspulen benötigen möglicherweise ungefähr 24 Volt, während die horizontalen Ablenkspulen ca. 120 Volt zum Betrieb.
Die Ablenkspulen werden durch Ablenkverstärker angetrieben.[334] Die horizontalen Ablenkungsspulen können auch teilweise durch die horizontale Ausgangsphase eines Fernsehgeräts angetrieben werden. Die Stufe enthält einen Kondensator, der in Reihe mit den horizontalen Ablenkungsspulen in Reihe ist, darunter mehrere Funktionen, darunter: Gestalten des Sägezahnablenkungssignals, um der Krümmung des CRT zu entsprechen und das Bild zu zentrieren, indem verhindert wird, dass eine Gleichstrombias sich an der Aufnahme entwickelt. Zu Beginn der Wiederherstellung kehrt das Magnetfeld der Spule zusammen, wodurch der Elektronenstrahl in die Mitte des Bildschirms zurückkehrt Strahl, um links vom Bildschirm zu gehen.[255]
Aufgrund der hohen Frequenz, bei der die horizontalen Ablenkspulen arbeiten, muss die Energie in den Ablenkspulen recycelt werden, um die Wärmeableitung zu verringern. Das Recycling erfolgt durch Übertragen der Energie im Magnetfeld der Ablenkspulen auf einen Satz von Kondensatoren.[255] Die Spannung der horizontalen Ablenkungsspulen ist negativ, wenn sich der Elektronenstrahl auf der linken Seite des Bildschirms befindet, und positiv, wenn sich der Elektronenstrahl auf der rechten Seite des Bildschirms befindet. Die für die Ablenkung erforderliche Energie hängt von der Energie der Elektronen ab.[335] Höhere Energie (Spannung und/oder Strom) Elektronenstrahlen benötigen mehr Energie, um abgelenkt zu werden,[187] und werden verwendet, um eine höhere Bildhelligkeit zu erreichen.[336][337][247]
Elektrostatische Ablenkung
Meistens in Oszilloskopen verwendet. Die Ablenkung erfolgt durch Anwenden einer Spannung über zwei Plattenpaare, eine für horizontale und die andere für die vertikale Auslenkung. Der Elektronenstrahl wird durch Variation der Spannungsdifferenz über die Platten in einem Paar variiert. Wenn Sie beispielsweise eine Spannung von 200 Volt auf die obere Platte des vertikalen Ablenkpaars auftragen, während die Spannung in der unteren Platte bei 0 Volt beibehalten wird, wird der Elektronenstrahl in Richtung des oberen Teils des Bildschirms abgelenkt. Wenn Sie die Spannung in der oberen Platte erhöhen, während die Bodenplatte bei 0 bleibt, wird der Elektronenstrahl auf einen höheren Punkt im Bildschirm abgelenkt (der Strahl wird in einem höheren Ablenkungswinkel abgelenkt). Gleiches gilt für die horizontalen Ablenkungsplatten. Das Erhöhen der Länge und der Nähe zwischen Platten in einem Paar kann auch den Ablenkwinkel erhöhen.[338]
Verbrennen in
Verbrennen in ist, wenn Bilder physisch in den Bildschirm der CRT "verbrannt" werden; Dies geschieht aufgrund des Abbaus der Phosphoren aufgrund einer verlängerten Elektronenbombardierung der Phosphors. Auch wenn die CRT ausgeschaltet ist. Um dem entgegenzuwirken, Bildschirmschoner wurden in Computern verwendet, um das Verbrennen zu minimieren.[339] Burn-In ist nicht exklusiv für CRTs, da es auch Plasma-Displays und OLED-Displays zufügt.
Evakuierung
CRTs werden in einem Ofen bei ca. 375–475 ° C, in einem Prozess, der als Backen oder Backen bezeichnet wird.[340] Der Evakuierungsprozess übertrifft auch alle Materialien innerhalb des CRT und zersetzt andere wie der Polyvinylalkohol, mit dem die Phosphoren angewendet werden.[341] Die Erwärmung und Kühlung werden allmählich durchgeführt, um zu vermeiden, dass Stress, Verstärkung und möglicherweise das Glas geknackt wird. Der Ofen erwärmt die Gase im CRT und erhöht die Geschwindigkeit der Gasmoleküle, wodurch die Chancen erhöht werden, dass sie von der Vakuumpumpe herausgezogen werden. Die Temperatur der CRT wird unter dem des Ofens unterhalb des Ofens gehalten, und der Ofen beginnt sich zu kühlen, kurz nachdem die CRT 400 ° C erreicht hat oder die CRT bei einer Temperatur von mehr als 400 ° C für bis zu 15 bis 55 Minuten gehalten wurde . Die CRT wurde während oder nach der Evakuierung erhitzt, und die Wärme wurde möglicherweise gleichzeitig verwendet, um den Frit im CRT zu schmelzen und sich mit dem Bildschirm und dem Trichter zusammenzuschließen.[342][343][344] Die verwendete Pumpe ist a Turbomolekulare Pumpe oder ein Diffusionspumpe.[345][346][347][348] Früher wurden auch Quecksilber -Vakuumpumpen verwendet.[349][350] Nach dem Backen wird die CRT von der Vakuumpumpe getrennt ("versiegelt oder gekippt").[351][352][353] Das Getter wird dann mit einer RF -Spule (Induktion) abgefeuert. Der Getter befindet sich normalerweise im Trichter oder im Nacken der CRT.[354][355] Das häufig auf Barium basierende Getter-Material fängt alle verbleibenden Gaspartikel auf, da es aufgrund der durch die HF-Spule induzierten Erhitze verdampft (die mit exothermem Erwärmung innerhalb des Materials kombiniert werden kann); Der Dampf füllt die CRT und fängt alle Gasmoleküle ein, auf die sie auf der Innenseite der CRT begegnet und kondensiert, die eine Schicht bildet, die eingeschlossene Gasmoleküle enthält. Wasserstoff kann im Material vorhanden sein, um den Bariumdampf zu verteilen. Das Material wird auf Temperaturen über 1000 ° C erhitzt, wodurch es verdampft.[356][357][279] Der teilweise Vakuumverlust in einem CRT kann zu einem dunstigen Bild führen, blau im Nacken der CRT, den Flashovers, des Verlusts der Kathodenemission oder der Fokussierungsprobleme.[211] Das Vakuum im Inneren eines CRT führt insgesamt einen Druck von 5.800 Pfund (in einem 27-Zoll-CRT) aus.[358]
Wiederaufbau
CRTs wurden früher wieder aufgebaut; repariert oder renoviert. Der Wiederaufbauprozess beinhaltete die Demontage der CRT, die Demontage und Reparatur oder den Austausch der Elektronenpistole, die Entfernung und Wiederholung von Phosphoren und Aquadagusw. Der Wiederaufbau war bis in die 1960er Jahre beliebt, da die CRTs teuer waren und schnell abnutzten, was die Reparatur lohnte.[354] Der letzte CRT -Rebuilder in den USA wurde 2010 geschlossen,[359] und das letzte in Europa, Rennen in Frankreich, geschlossen 2013.[360]
Reaktivierung
Auch als Verjüngung bezeichnet, ist das Ziel, die Helligkeit einer abgenutzten CRT vorübergehend wiederherzustellen. Dies geschieht häufig durch sorgfältiger Erhöhung der Spannung auf der Kathodenheizung und des Stroms und der Spannung der Kontrollgitter der Elektronenpistole entweder manuell[361] oder mit einem speziellen Gerät namens CRT Rejuvenator.[362][282] Einige Verjünger können auch Heizungs-Kathoden-Shorts reparieren, indem sie eine kapazitive Entladung durch den Kurzfilm ausführen.[276]
Phosphoren
Phosphoren in CRTs emittieren sekundäre Elektronen, weil sie sich im Vakuum der CRT befinden. Die sekundären Elektronen werden durch die Anode der CRT gesammelt.[246] Sekundäre Elektronen, die von Phosphoren erzeugt werden, müssen gesammelt werden, um zu verhindern[22] Da würde die Ladung den Elektronenstrahl abwehren.
Die in CRTs verwendeten Phosphoren enthalten oft Metalle mit Seltenerd.[363][364][339] frühere Dimmerphosphoren ersetzen. Frühe rote und grüne Phosphore enthielten Cadmium,[365] und einige schwarze und weiße CRT -Phosphoren enthielten auch Berylliumpulver,[50] Obwohl weiße Phosphoren, die Cadmium, Zink und Magnesium mit Silber, Kupfer oder Mangan als Dotierstoffe enthielten, auch verwendet wurden.[22] Die in CRTs verwendeten Seltenerdphosphoren sind effizienter (mehr Licht produzieren) als frühere Phosphoren.[366] Die Phosphoren haften aufgrund von Van der Waals und elektrostatischen Kräften am Bildschirm. Phosphoren, die aus kleineren Partikeln bestehen, haften stärker am Bildschirm. Die Phosphoren zusammen mit dem Kohlenstoff, der zur Verhinderung von Lichtblutungen (in Farb -CRTs) verwendet wird, können durch Kratzen leicht entfernt werden.[191][367]
Für CRTs waren mehrere Dutzend Phosphoren erhältlich.[368] Die Phosphoren wurden nach Farbe, Persistenz, Luminanzanstieg und Herbstkurven, Farbe, Abhängigkeit von der Anodenspannung (für Phosphoren, die in Penetrations-CRTs verwendet werden), beabsichtigte Verwendung, chemische Zusammensetzung, Sicherheit, Empfindlichkeit gegenüber Einbrennen und sekundäre Emissionseigenschaften klassifiziert.[369] Beispiele für Seltenerdphosphoren sind Yittriumoxid für rotes und yittrium silicid für blau,[370] Während Beispiele früherer Phosphoren Kupfer -Cadmiumsulfid für rot sind,
SMPTE-C-Phosphoren haben Eigenschaften, die vom SMPTE-C-Standard definiert sind, was einen gleichnamigen Farbraum definiert. Der Standard priorisiert eine genaue Farbwiedergabe, die durch die verschiedenen Phosphoren und Farbräume, die im NTSC- und PAL -Farbsystem verwendet wurden, erschwert. PAL -TV -Sets haben aufgrund der Verwendung von gesättigten grünen Phosphoren, die relativ lange Zerfallzeiten aufweisen, die in PAL toleriert werden, da Phosphoren aufgrund seiner niedrigeren Framerate mehr Zeit haben, eine bessere Farbreproduktion zu erreichen. SMPTE-C-Phosphoren wurden in professionellen Videomonitoren verwendet.[371][372]
Die Phosphorbeschichtung auf Monochrom und Farb -CRTs kann eine Aluminiumbeschichtung auf der hinteren Seite haben, um Licht vorwärts zu reflektieren, Schutz gegen Ionen, um Ionenverbrennung durch negative Ionen am Phosphor zu verhindern, die durch Elektronen erzeugte Wärme zu verwalten, die gegen den Phosphor kollidiert,[373] Verhindern Sie einen statischen Aufbau, der Elektronen vom Bildschirm abstellen kann, ein Teil der Anode bilden und die sekundären Elektronen sammeln, die von den Phosphoren im Bildschirm erzeugt werden, nachdem sie vom Elektronenstrahl angefahren wurden, wodurch die Elektronen einen Rückweg liefern.[374][194][375][373][22] Der Elektronenstrahl fließt durch die Aluminiumbeschichtung, bevor er die Phosphoren auf dem Bildschirm schlägt. Das Aluminium dämpft die Elektronenstrahlspannung um etwa 1 kV.[376][22][369] Ein Film oder ein Lack kann auf die Phosphoren aufgetragen werden, um die Oberfläche der Oberfläche zu verringern, die von den Phosphoren gebildet wird, damit die Aluminiumbeschichtung eine gleichmäßige Oberfläche aufweist und verhindern kann, dass er das Glas des Bildschirms berührt.[377][378] Dies ist als Dreharbeiten bekannt.[227] Der Lack enthält Lösungsmittel, die später verdampft werden; Der Lack kann chemisch aufgeraut werden, um eine Aluminiumbeschichtung mit Löchern zu verursachen, damit die Lösungsmittel entkommen können.[378]
Phosphordauer
Verschiedene Phosphoren sind abhängig von den Anforderungen der Mess- oder Anzeigeanwendung verfügbar. Die Helligkeit, Farbe und Persistenz der Beleuchtung hängt von der Art des Phosphors ab, der auf dem CRT -Bildschirm verwendet wird. Phosphoren sind mit Persistenzen erhältlich, die zwischen weniger als einem reichen Mikrosekunde zu mehreren Sekunden.[379] Für die visuelle Beobachtung kurzer transienter Ereignisse kann ein langes Persistenzphosphor wünschenswert sein. Bei Ereignissen, die schnell und wiederholt oder hohe Frequenz sind, ist ein Kurzpersistenzphosphor im Allgemeinen vorzuziehen.[380] Die Phosphor -Persistenz muss niedrig genug sein, um das Schmieren oder Geisterartefakte bei hohen Aktualisierungsraten zu vermeiden.[166]
Einschränkungen und Problemumgehungen
Blühen
Variationen der Anodenspannung können zu Variationen der Helligkeit in Teilen oder dem gesamten Bild führen, zusätzlich zu Blühen, Schrumpfung oder dem Bild, das ein- oder ausgerichtet wird. Niedrigere Spannungen führen zum Blühen und Zoomen, während höhere Spannungen das Gegenteil tun.[381][382] Einige Blühen sind unvermeidbar, was als helle Bereiche eines Bildes angesehen werden kann, das sich ausdehnt, verzerrt oder beiseite schiebt, die umgebende dunklere Bereiche desselben Bildes sind. Das Blühen tritt auf, da helle Bereiche einen höheren Elektronenstrahlstrom aus der Elektronenpistole aufweisen, was den Strahl breiter und schwieriger macht. Eine schlechte Spannungsregelung führt dazu, dass Fokus und Anodenspannung mit zunehmendem Elektronenstrahlstrom sinken.[257]
Dämmung
Doming ist ein Phänomen, das auf einigen CRT -Fernsehern zu finden ist, in denen Teile der Schattenmaske Erhitzt werden. In Fernsehern, die dieses Verhalten aufweisen, tritt es in hohen kontrastischen Szenen auf, in denen es eine weitgehend dunkle Szene mit einem oder mehreren lokalisierten Lichtflecken gibt. Wenn der Elektronenstrahl in diesen Bereichen die Schattenmaske trifft, erwärmt er ungleichmäßig. Die Schattenmaske verzerrt aufgrund der Wärmeunterschiede, was dazu führt Phosphoren und falsche Farben, die im betroffenen Bereich angezeigt werden sollen.[383] Die thermische Expansion führt dazu, dass sich die Schattenmaske um rund 100 Mikrometer erweitert.[384][385][386][387]
Während des normalen Betriebs wird die Schattenmaske auf etwa 80–90 ° C erhitzt.[388] Helle Bereiche der Bilder erhitzen die Schattenmaske mehr als dunkle Bereiche, was zu einer ungleichmäßigen Erwärmung der Schattenmaske und des Verblassen (Blühen) aufgrund der durch Erwärmung durch erhöhten Elektronenstrahlstrom verursachten thermischen Ausdehnung führt.[389][390] Die Schattenmaske besteht normalerweise aus Stahl, kann aber aus bestehen Invar[171] (Eine Nickel-Eisen-Legierung mit niedriger thermischer Expansion), da sie zwei- bis dreimal aktueller stand[166][391][64] während CRTs mit höherer Auflösung leichter zu erreichen.[392] Beschichtungen, die Wärme abgeleiten[393][394] in einem Prozess namens Schwärzung.[395][396]
Bimetale Quellen können in CRTs verwendet werden, die in Fernsehgeräten verwendet werden, um Verzerrungen auszugleichen, die auftreten, wenn der Elektronenstrahl die Schattenmaske erwärmt, was zu einer thermischen Expansion führt.[63] Die Schattenmaske ist mit Metallstücken auf dem Bildschirm installiert[397] oder eine Schiene oder Rahmen[398][399][400] Das ist mit dem Trichter oder dem Bildschirmglas verschmolzen,[305] Halten Sie die Schattenmaske in der Spannung, um das Verzichten zu minimieren (wenn die Maske flach ist, in Flachbild-CRT-Computermonitoren verwendet wird) und eine höhere Bildhelligkeit und -kontrast zu ermöglichen.
Blendengitterbildschirme sind heller, da sie mehr Elektronen durchliegen, aber Stützdrähte benötigen. Sie sind auch widerstandsfähiger gegen das Verziehen.[166] Farb -CRTs benötigen höhere Anodenspannungen als Monochrom -CRTs, um die gleiche Helligkeit zu erreichen, da die Schattenmaske den größten Teil des Elektronenstrahls blockiert. Schlitzmasken[51] und speziell Aperturgrilles blockieren nicht so viele Elektronen, was zu einem helleren Bild für eine bestimmte Anodenspannung führt, aber Aperture -Kühlergrill -CRTs sind schwerer.[171] Schattenmasken Block[401] 80–85%[389][388] des Elektronenstrahls, während die Gründung von Blenden mehr Elektronen durchlaufen lassen.[402]
Hochspannung
Die Bildhelligkeit bezieht sich auf die Anodenspannung und die CRTS -Größe, sodass für beide größeren Bildschirme höhere Spannungen benötigt werden[403] und höhere Bildhelligkeit. Die Bildhelligkeit wird auch vom Strom des Elektronenstrahls gesteuert.[284] Höhere Anodenspannungen und Elektronenstrahlströme bedeuten auch höhere Mengen an Röntgenstrahlen und Wärmeerzeugung, da die Elektronen eine höhere Geschwindigkeit und Energie aufweisen.[257] Bleiglas und spezielles Barium-Tontium-Glas werden verwendet, um die meisten Röntgenemissionen zu blockieren.
Größe
Die Größe ist durch Anodenspannung begrenzt, da sie eine höhere dielektrische Festigkeit erfordern würde, um ein Lichtbogen (Korona -Entladung) und die elektrischen Verluste und die Ozonerzeugung zu verhindern, ohne die Bildhelligkeit zu beeinträchtigen. Das Gewicht des CRT, das aus dem dicken Glas stammt, das für die sichere Aufrechterhaltung eines Vakuums erforderlich ist, führt zu einer praktischen Grenze für die Größe einer CRT.[404] Der 43-Zoll-Sony PVM-4300 CRT-Monitor wiegt 440 Pfund (200 kg).[405] Kleinere CRTs wiegen signifikant weniger, als Beispiel wiegen 32-Zoll-CRTs bis zu 163 Pfund (74 kg) und 19-Zoll-CRTs bis zu 60 Pfund (27 kg). Zum Vergleich wiegt ein 32-Zoll-Flachbildfernseher nur ca. 8,2 kg und ein 19-Zoll-Flachbildfernseher wiegt 6,5 Pfund (2,9 kg).[406]
Schattenmasken werden mit zunehmender Auflösung und Größe schwieriger zu machen.[392]
Grenzen durch Ablenkung
Bei hohen Ablenkwinkeln, Auflösungen und Aktualisierungsraten (da höhere Auflösungen und Aktualisierungsraten erheblich höhere Frequenzen auf die horizontalen Ablenkungsspulen erfordern), beginnt das Ablenkjoch, große Mengen an Wärme zu erzeugen, da der Elektronenstrahl bewegen muss In einem höheren Winkel, was wiederum exponentiell größere Strommengen erfordert. Um den Ablenkwinkel von 90 auf 120 ° zu erhöhen, muss der Stromverbrauch des Jochs ebenfalls von 40 Watt auf 80 Watt steigen und es weiter von 120 bis 150 ° erhöht, muss die Ablenkungsleistung erneut von 80 steigen Watts bis 160 Watt. Dies macht normalerweise CRTs, die über bestimmte Ablenkwinkel, Auflösungen und Refreshaten hinausgehen, da die Spulen aufgrund des durch die verursachten Widerstands zu viel Wärme erzeugen würden Hauteffekt, Oberfläche und Wirbelstrom Verluste und/oder möglicherweise führen das Glas unter der Spule leitfähig (da die elektrische Leitfähigkeit von Glas mit zunehmender Temperatur abnimmt). Einige Ablenkjokes sind so konzipiert, dass sie die von ihrem Betrieb stammende Wärme auflösen.[170][407][333][408][409][410] Höhere Ablenkwinkel in Farb -CRTs beeinflussen direkt die Konvergenz an den Ecken des Bildschirms, wodurch zusätzliche Kompensationsschaltung für die Leistung und Form der Elektronenstrahlleistung erforderlich ist, was zu höheren Kosten und Stromverbrauch führt.[411][412] Höhere Ablenkwinkel ermöglichen es, dass eine CRT einer bestimmten Größe schlanker ist, aber auch die CRT -Hülle, insbesondere auf der Platte, das Siegel zwischen Panel und Trichter und auf dem Trichter mehr Belastung auferlegt. Der Trichter muss lang genug sein, um Stress zu minimieren, da ein längerer Trichter besser geformt werden kann, um einen geringeren Stress zu haben.[154][413]
Typen
CRTs wurden in zwei Hauptkategorien hergestellt, Bilderrohre und Anzeigrohre.[68] Bildröhren wurden in Fernseher verwendet, während in Computermonitoren Anzeigrohre verwendet wurden. Anzeigrohre hatten keine Overscan und waren von höherer Auflösung. Bildrohr -CRTs haben Overscan, was bedeutet, dass die tatsächlichen Kanten des Bildes nicht angezeigt werden. Dies ist beabsichtigt, um Anpassungsschwankungen zwischen CRT -Fernsehern zu ermöglichen und zu verhindern, dass die zerlumpten Kanten (aufgrund der Blüte) des Bildes auf dem Bildschirm angezeigt werden. Die Schattenmaske kann Rillen haben, die die Elektronen, die aufgrund von Overscan nicht auf den Bildschirm schlagen, reflektieren.[414][166] Farbbildrohre, die in Fernseher verwendet wurden, wurden auch als CPTs bezeichnet.[415] CRTs werden manchmal auch Braun -Röhren genannt.[416][417]
Monochrome CRTs
Wenn die CRT eine schwarz -weiße (B & W oder monochrom) CRT ist, befindet sich eine einzige Elektronenpistole im Nacken und der Trichter ist mit Aluminium überzogen das wurde durch Verdunstung angewendet; Das Aluminium wird in einem Vakuum verdunstet und auf der Innenseite der CRT kondensiert.[227] Aluminium eliminiert die Notwendigkeit Ionenfallennotwendig, um das Ionenverbrennen am Phosphor zu verhindern, und reflektiert gleichzeitig Licht, das vom Phosphor zum Bildschirm erzeugt wird, Wärme verwaltet und Elektronen absorbiert, die einen Rückweg für sie liefern; Früher wurden Trichter mit Aquadag innen beschichtet, da es wie Farbe aufgetragen werden kann.[216] Die Phosphoren wurden unbeschichtet.[22] Aluminium wurde in den 1950er Jahren auf CRTs aufgetragen und beschichtete das Innere des CRT einschließlich der Phosphoren, was auch die Bildhelligkeit erhöhte, da das Aluminium Licht (das ansonsten innerhalb der CRT verloren würde) nach außen nach außen reflektiert.[22][418][419][420] Bei aluminisierten monochromen CRTs wird Aquadag außen verwendet. Es gibt eine einzige Aluminiumbeschichtung, die den Trichter und den Bildschirm bedeckt.[227]
Der Bildschirm, der Trichter und der Hals werden zu einem einzigen Umschlag mit Blei -Emaille -Dichtungen zusammengefasst. In dem Trichter, auf den die Anodenkappe installiert ist, wird ein Loch hergestellt, und der Phosphor, Aquadag und Aluminium werden danach aufgetragen.[66] Zuvor monochrome crts verwendeten Ionenfallen, die Magnete erforderten; Der Magnet wurde verwendet, um die Elektronen von den schwierigeren Ionen abzulenken und die Elektronen durch, während die Ionen in ein Metallblech in der Elektronenpistole kollidieren.[421][211][373] Die Ionenverbrennung führt zu vorzeitiger Verschleiß des Phosphors. Da Ionen schwerer zu ablenken sind als Elektronen, verlässt Ionen einen schwarzen Punkt in der Mitte des Bildschirms.[211][373]
Die Innenader -Aquadag oder Aluminiumbeschichtung war die Anode und diente dazu, die Elektronen auf den Bildschirm zu beschleunigen, und sammelte sie, nachdem sie auf den Bildschirm getroffen wurden, während er als Kondensator zusammen mit der äußeren Aquadagbeschichtung dient. Der Bildschirm hat eine einzelne gleichmäßige Phosphorbeschichtung und keine Schattenmaske, die technisch gesehen keine Auflösungsgrenze hat.[422][218][423]
Monochrom -CRTs können Ringmagnete verwenden, um die Zentrierung des Elektronenstrahls und die Magnete um das Ablenkungsjoch einzustellen, um die Geometrie des Bildes einzustellen.[325][424]
![Older monochrome CRT[425] without aluminum, only aquadag](//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/40/Osziroehre.jpg/430px-Osziroehre.jpg)
Ältere monochrome crt[425] Ohne Aluminium nur Aquadag
Die Elektronenpistole einer monochromen CRT
![Older monochrome CRT[425] without aluminum, only aquadag](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/40/Osziroehre.jpg/430px-Osziroehre.jpg)
Farb -CRTs
Farb -CRTs verwenden drei verschiedene Phosphoren, die rotes, grünes und blaues Licht emittieren. Sie sind in Streifen zusammengepackt (wie in Gitter der Blende Entwürfe) oder Cluster genannt "Triaden" (wie in Schattenmaske CRTs).[426][427]
Farb-CRTs haben drei Elektronenpistole, eine für jede Primärfarbe (rot, grün und blau) entweder in einer geraden Linie (inline) oder in einer Gleichgewichtsdreieck Konfiguration (die Waffen werden normalerweise als einzelne Einheit gebaut).[238][318][428][429][430] (Die dreieckige Konfiguration wird häufig als "Delta-Gun" bezeichnet, basierend auf ihrer Beziehung zur Form des griechischen Buchstabens Delta δ.) Die Anordnung der Phosphoren ist dieselbe wie die der Elektronenpistolen.[238][431] Ein Kühlergrill oder eine Maske absorbiert die Elektronen, die sonst den falschen Phosphor treffen würden.[432]
A Schattenmaske Röhrchen verwendet eine Metallplatte mit winzigen Löchern, typischerweise in einer Delta -Konfiguration, so dass der Elektronenstrahl nur die richtigen Phosphoren auf der Vorderseite des Rohrs beleuchtet.[426] Alle anderen Elektronen blockieren.[155] Schattenmasken, die Slots anstelle von Löchern verwenden, werden als Schlitzmasken bezeichnet.[11] Die Löcher oder Slots sind verjüngt[433][434] Damit die Elektronen, die das Innere eines Lochs treffen, wieder reflektiert werden, wenn sie nicht absorbiert werden (z. B. aufgrund der lokalen Ladungsakkumulation), anstatt durch das Loch zu springen, um einen zufälligen (falschen) Punkt auf dem Bildschirm zu treffen. Eine andere Art von Farb -CRT (Trinitron) verwendet eine Gitter der Blende von gespannten vertikalen Drähten, um das gleiche Ergebnis zu erzielen.[432] Die Schattenmaske hat ein einzelnes Loch für jede Triade.[238] Die Schattenmaske liegt normalerweise 1/2 Zoll hinter dem Bildschirm.[171]
Trinitron -CRTs unterschieden sich von anderen Farb -CRTs darin, dass sie eine einzelne Elektronenpistole mit drei Kathoden, einem Apertur -Kühlergrill hatten, der mehr Elektronen durchläuft und die Bildhelligkeit erhöht (da der Apertur -Kühlergrill nicht so viele Elektronen blockiert) und eine vertikal zylindrische Screening , anstatt ein gekrümmter Bildschirm.[435]
Die drei Elektronenpistolen befinden sich im Nacken (mit Ausnahme von Trinitrons), und die roten, grünen und blauen Phosphoren auf dem Bildschirm können durch ein schwarzes Gitter oder eine Matrix (von Toshiba als schwarzer Streifen bezeichnet) getrennt werden.[65]
Der Trichter ist auf beiden Seiten mit Aquadag überzogen, während der Bildschirm eine separate Aluminiumbeschichtung in einem Vakuum aufweist.[238][170] Die Aluminiumbeschichtung schützt den Phosphor vor Ionen, absorbiert sekundäre Elektronen, die ihnen einen Rückweg verleiht und verhindert, dass sie den Bildschirm elektrostatisch laden, was dann die Elektronen abwehrt und die Bildhelligkeit verringert, das Licht von den Phosphors vorwärts spiegelt und hilft, die Wärme zu verwalten. Es dient auch als Anode der CRT zusammen mit der inneren Aquadagbeschichtung. Die innere Beschichtung ist elektrisch an eine Elektrode der Elektronenpistole mit Federn angeschlossen und bildet die endgültige Anode.[239][238] Die äußere Aquadagbeschichtung ist mit dem Boden verbunden und kann möglicherweise eine Reihe von Federn oder einen Kabelbaum verwenden, der Kontakt mit dem Aquadag aufnimmt.[436][437]
Schattenmaske
Die Schattenmaske absorbiert oder reflektiert Elektronen, die sonst die falschen Phosphorpunkte treffen würden,[423] Probleme mit Farbreinheit verursachen (Verfärbungen von Bildern); Mit anderen Worten, wenn die Schattenmaske richtig eingerichtet ist, hilft die Farbreinheit.[238] Wenn die Elektronen die Schattenmaske treffen, geben sie ihre Energie als Wärme und Röntgenstrahlen frei. Wenn die Elektronen aufgrund einer Anodenspannung zu viel Energie haben, die beispielsweise zu hoch ist, kann die Schattenmaske aufgrund der Wärme abhängen, was auch während des Lehrbackens bei ca. 435 ° C der Frit -Dichtung zwischen der Faceplat und dem Trichter der CRT.[401][438]
Schattenmasken wurden in den 1970er Jahren durch Schlitzmasken in Fernseher ersetzt, da Schlitzmasken mehr Elektronen durchließen, was die Bildhelligkeit erhöht. Schattenmasken können elektrisch mit der Anode der CRT angeschlossen werden.[439][51][440][441] Trinitron verwendete eine einzelne Elektronenpistole mit drei Kathoden anstelle von drei kompletten Waffen. CRT -PC -Monitore verwenden normalerweise Schattenmasken, mit Ausnahme von Sony's Trinitron, Mitsubishis Diamondtron und NECs Cromaclear; Trinitron und Diamondtron verwenden Blendengrille, während Cromaclear eine Schlitzmaske verwendet. Einige Schattenmasken -CRTs haben Farbphosphoren mit kleinerem Durchmesser als die Elektronenstrahlen, die zum Licht verwendet werden.[442] Mit der Absicht, den gesamten Phosphor abzudecken und die Bildhelligkeit zu erhöhen.[443] Schattenmasken können in eine gekrümmte Form gedrückt werden.[444][445][446]
Bildschirmherstellung
Frühe Farb -CRTs hatten keine schwarze Matrix, die 1969 von Zenith und 1970 von Panasonic eingeführt wurde.[443][447][186] Die schwarze Matrix eliminiert Licht, das von einem Phosphor zum anderen ausgelöst wird, da die schwarze Matrix die Phosphorpunkte voneinander isoliert, so dass ein Teil des Elektronenstrahls die schwarze Matrix berührt. Dies wird auch notwendig, indem die Schattenmaske verzerrt ist.[65][442] Es kann immer noch leichte Blutungen aufgrund von streunenden Elektronen auftreten, die falsche Phosphorpunkte betreiben. Bei hohen Auflösungen und Erfrischungsraten erhalten Phosphoren nur eine sehr geringe Menge an Energie und begrenzte die Bildhelligkeit.[392]
Es wurden verschiedene Methoden verwendet, um die schwarze Matrix zu erstellen. Eine Methode bedeckte den Bildschirm in Photoresist wie dichromat-sensibilisiertem Polyvinylalkohol-Photoresist, der dann getrocknet und freigelegt wurde; Die nicht exponierten Bereiche wurden entfernt und der gesamte Bildschirm in kolloidalem Graphit beschichtet, um einen Kohlenstofffilm zu erzeugen . Der Fotolett CRTS.[442] Die Löcher wurden dann unter Verwendung der oben beschriebenen Methode mit Phosphor gefüllt. Eine andere Methode verwendete Phosphoren, die in einem aromatischen Diazoniumsalz suspendiert waren, das beim Licht am Bildschirm haftete; Die Phosphoren wurden angewendet und dann dazu ausgesetzt, dass sie sich am Bildschirm haften und den Vorgang einmal für jede Farbe wiederholten. Anschließend wurde der Kohlenstoff auf die verbleibenden Bereiche des Bildschirms angewendet, während der gesamte Bildschirm dem Licht zum Erstellen der schwarzen Matrix ausgesetzt war, und ein Fixierungsprozess unter Verwendung einer wässrigen Polymerlösung wurde auf den Bildschirm angelegt, um die Phosphoren und die schwarze Matrixmatrix gegen Wasser zu resistent zu machen.[447] Schwarzes Chrom kann anstelle von Kohlenstoff in der schwarzen Matrix verwendet werden.[442] Andere Methoden wurden ebenfalls angewendet.[448][449][450][451]
Die Phosphoren werden mit Verwendung angewendet Photolithographie. Die innere Seite des Bildschirms wird mit Phosphorpartikeln beschichtet, die in PVA -Photoresist -Aufschlämmung aufgehängt sind,[452][453] das dann mit Infrarotlicht getrocknet wird,[454] freigelegt und entwickelt. Die Belichtung erfolgt mit einem "Leuchtturm", bei dem eine ultraviolette Lichtquelle mit einer Korrektorlinse verwendet wird, damit die CRT Farbreinheit erreicht. Abnehmbare Schattenmasken mit federbelasteten Clips werden als Fotomasken verwendet. Der Vorgang wird mit allen Farben wiederholt. Normalerweise wird der grüne Phosphor der erste angewendet.[238][455][456][457] Nach der Phosphoranwendung wird der Bildschirm gebacken, um organische Chemikalien (wie die PVA zu beseitigen, die zur Ablagerung des Phosphors verwendet wurden), die auf dem Bildschirm bleiben können.[447][458] Alternativ können die Phosphoren in einer Vakuumkammer aufgetragen werden, indem sie verdunstet und sie auf dem Bildschirm kondensieren, wodurch eine sehr einheitliche Beschichtung erzeugt wird.[285] Frühe Farb -CRTs hatten ihre Phosphoren mit Siebdruckdruck abgelagert.[43] Phosphoren können Farbfilter über sich haben (gegenüber dem Betrachter), enthalten Pigment der Farbe, die vom Phosphor emittiert wird.[459][364] oder in Farbfiltern eingekapselt werden, um die Farbreinheit und -reproduktion zu verbessern und gleichzeitig die Blendung zu reduzieren.[456][441] Eine schlechte Exposition aufgrund unzureichender Licht führt zu einer schlechten Phosphoradhäsion am Screen, was die maximale Auflösung eines CRT begrenzt, da die für höheren Auflösungen erforderlichen kleineren Phosphorpunkte aufgrund ihrer geringeren Größe nicht so viel Licht erhalten können.[460]
Nachdem der Bildschirm mit Phosphor und Aluminium beschichtet ist und die darauf installierte Schattenmaske mit einem Glasfit, der 65 bis 88% Bleioxid enthält, an den Trichter gebunden ist. Das Bleioxid ist erforderlich, damit der Glasfit eine niedrige Schmelztemperatur aufweist. Boroxid (III) kann auch vorhanden sein, um den Frit mit Aluminiumoxidpulver als Füllpulver zu stabilisieren, um die thermische Expansion des Frit zu kontrollieren.[461][200][7] Der Frit kann als Paste angewendet werden, die aus in suspendierten Frit -Partikeln besteht Amylacetat oder in a Polymer mit einem Alkylmethacrylat Monomer zusammen mit einem organischen Lösungsmittel, um das Polymer und das Monomer aufzulösen.[462][463] Die CRT wird dann in einem Ofen in einem sogenannten Lehrbacken gebacken, um den Frit zu heilen, den Trichter zu versiegeln und zusammen zu schirmen. Der Frit enthält eine große Menge Blei, wodurch Farb -CRTs mehr Blei als ihre monochromen Gegenstücke enthalten. Monochrome CRTs dagegen erfordern keine Frit; Der Trichter kann direkt mit dem Glas verschmolzen werden[155] Durch Schmelzen und Verbinden der Ränder des Trichters und der Bildschirm mit Gasflammen. Frit wird in Farb -CRTs verwendet, um die Verformung der Schattenmaske und des Bildschirms während des Fusionsprozesses zu verhindern. Die Ränder des Bildschirms und des Trichters der CRT werden nie geschmolzen.[238] An den Rändern des Trichters und des Bildschirms kann ein Primer angewendet werden, bevor die Frit -Paste angewendet wird, um die Adhäsion zu verbessern.[464] Die Lehr -Bake besteht aus mehreren aufeinanderfolgenden Schritten, die die CRT nach und nach abkühlen, bis sie eine Temperatur von 435 bis 475 ° C erreicht[462] (Andere Quellen können unterschiedliche Temperaturen angeben, wie z. B. 440 ° C)[465] Nach dem Lehrbacken wird die CRT mit Luft oder Stickstoff gespült, um Verunreinigungen zu entfernen, die Elektronenpistole wird eingeführt und in den Hals des CRT versiegelt, und am CRT wird ein Vakuum gebildet.[466][261]
Konvergenz und Reinheit in Farb -CRTs
Aufgrund von Einschränkungen in der dimensionalen Präzision, mit der CRTs wirtschaftlich hergestellt werden können Konfiguration der Elektronenpistolen -Achsen und Pistole Aperture -Positionen, Schattenmaskenöffnungen usw. Die Schattenmaske stellt sicher, dass ein Strahl nur Punkte bestimmter Farben von Phosphors trifft. In der genauen Ausrichtung der Strahlen durch die Schattenmaske, sodass einige Elektronen aus dem roten Strahl beispielsweise blaue Phosphoren getroffen werden können, es sei denn, es wird eine individuelle Kompensation für die Varianz zwischen einzelnen Röhrchen erfolgt.
Farbkonvergenz und Farbreinheit sind zwei Aspekte dieses einzigen Problems. Für die korrekte Farbwiedergabe ist es zunächst notwendig, dass alle drei drei drei drei drei drei als die gleiche Stelle auf der Schattenmaske getroffen werden.[Klarstellung erforderlich] Dies nennt man Konvergenz.[467] Insbesondere wird die Konvergenz in der Mitte des Bildschirms (ohne vom Joch angewendeten Ablenkungsfeld) als statische Konvergenz bezeichnet, und die Konvergenz über den Rest des Bildschirmbereichs (insbesondere an den Kanten und Ecken) wird als dynamische Konvergenz bezeichnet.[172] Die Strahlen können in der Mitte des Bildschirms konvergieren und dennoch voneinander abfliegen, wenn sie in Richtung der Kanten abgelenkt werden. Eine solche CRT würde sagen, dass sie eine gute statische Konvergenz, aber eine schlechte dynamische Konvergenz haben würde. Zweitens darf jeder Strahl nur die Phosphoren der Farbe treffen, die er schlagen soll und keine anderen. Dies nennt man Reinheit. Wie die Konvergenz gibt es statische Reinheit und dynamische Reinheit mit den gleichen Bedeutungen von "statisch" und "dynamisch" wie bei der Konvergenz. Konvergenz und Reinheit sind unterschiedliche Parameter; Eine CRT könnte eine gute Reinheit haben, aber eine schlechte Konvergenz oder umgekehrt. Schlechte Konvergenz verursacht Farb "Schatten" oder "Geister" entlang der angezeigten Kanten und Konturen, als ob das Bild auf dem Bildschirm wäre inaglio gedruckt mit schlechter Registrierung. Eine schlechte Reinheit bewirkt, dass Objekte auf dem Bildschirm außerhalb der Farbe erscheinen, während ihre Kanten scharf bleiben. Reinheit und Konvergenzprobleme können gleichzeitig, im selben oder unterschiedlichen Bereich des Bildschirms oder beides über dem gesamten Bildschirm und entweder gleichmäßig oder in größerem oder weniger Grad über verschiedenen Teilen des Bildschirms auftreten.
Die Lösung für die statischen Konvergenz- und Reinheitsprobleme ist ein Satz von Farbausrichtungsringmagneten, die um den Hals des CRT installiert sind.[468] Diese beweglichen schwachen permanenten Magnete werden normalerweise am hinteren Ende der Ablenkung Joch montiert und in der Fabrik eingestellt, um statische Reinheit und Konvergenzfehler auszugleichen, die für das nicht angepasste Rohr intrinsisch sind. Typischerweise gibt es zwei oder drei Paare von zwei Magneten in Form von Ringen aus Kunststoff, die mit einem Magnetmaterial imprägniert sind, mit ihrem Magnetfelder parallel zu den Ebenen der Magnete, die senkrecht zu den Elektronenpistolen -Achsen sind. Oft hat ein Ring zwei Pole, ein anderer hat 4 und der verbleibende Ring hat 6 Pole.[469] Jedes Paar Magnetringe bildet einen einzelnen effektiven Magneten, dessen Feld Vektor kann vollständig und frei eingestellt werden (sowohl in Richtung als auch in Größe). Durch Drehen eines Magnetepaares relativ zueinander kann ihre relative Feldausrichtung variiert werden, wodurch die effektive Feldstärke des Paares angepasst wird. (Wenn sie sich relativ zueinander drehen, kann es in jedem Magnetenfeld zwei entgegengesetzte Komponenten im rechten Winkel haben, und diese vier Komponenten [zwei für zwei Magnete] bilden zwei Paare, ein Paar verstärkt sich gegenseitig und das andere Paar entgegengesetzt und sich gegenseitig stornieren. Die Abwechslung von der Ausrichtung abnimmt die sich gegenseitig verstärkenden Feldkomponenten ab, wenn sie zur Erhöhung der entgegengesetzten und sich gegenseitig stornierenden Komponenten gehandelt werden. Magnetfeld kann variiert werden. Insgesamt ermöglicht das Einstellen aller Konvergenz-/Reinheitsmagnete eine fein abgestimmte leichte Elektronenstrahlablenkung oder ein lateraler Versatz an, was die geringfügigen statischen Konvergenz- und Reinheitsfehler ausgleichen, die dem nicht kalibrierten Röhrchen intrinsisch sind. Sobald diese Magnete festgelegt sind, werden diese Magnete normalerweise festgeklebt, aber normalerweise können sie vor Ort (z. B. durch eine TV -Reparaturwerkstatt) befreit und angepasst werden.
Bei einigen CRTs werden für dynamische Konvergenz oder dynamische Reinheit an bestimmten Stellen auf dem Bildschirm, typischerweise in der Nähe der Ecken oder Kanten, zusätzliche festgelegte einstellbare Magnete hinzugefügt. Eine weitere Anpassung der dynamischen Konvergenz und Reinheit kann typischerweise nicht passiv durchgeführt werden, sondern erfordert aktive Kompensationsschaltungen, eine, um die Konvergenz horizontal und ein anderer zu korrigieren, um sie vertikal zu korrigieren. Das Ablenkjoch enthält Konvergenzspulen, einen Satz von zwei pro Farbe, auf denselben Kern, auf den die Konvergenzsignale angewendet werden. Das bedeutet 6 Konvergenzspulen in Gruppen von 3 mit 2 Spulen pro Gruppe mit einer Spule für die horizontale Konvergenzkorrektur und eine andere für die vertikale Konvergenzkorrektur, wobei jede Gruppe einen Kern teilt. Die Gruppen sind 120 ° voneinander getrennt. Eine dynamische Konvergenz ist notwendig, da die Vorderseite der CRT und der Schattenmaske nicht kugelförmig ist und Elektronenstrahl -Defokusion und Astigmatismus kompensiert. Die Tatsache, dass der CRT -Bildschirm nicht kugelförmig ist[470] führt zu Geometrieproblemen, die mit einer Schaltung korrigiert werden können.[471] Die für die Konvergenz verwendeten Signale sind parabolische Wellenformen, die aus drei Signalen aus einer vertikalen Ausgangskreis stammen. Das parabolische Signal wird in die Konvergenzspulen eingespeist, während die anderen beiden Sägezahnsignale sind, die beim Mischung mit den parabolischen Signalen das erforderliche Signal für die Konvergenz erzeugen. Ein Widerstand und eine Diode werden verwendet, um das Konvergenzsignal in die Mitte des Bildschirms zu sperren, um zu verhindern, dass es durch die statische Konvergenz beeinflusst wird. Die horizontalen und vertikalen Konvergenzschaltungen sind ähnlich. Jede Schaltung hat zwei Resonatoren, die normalerweise auf 15.625 Hz und die andere auf 31.250 Hz abgestimmt sind, was die Frequenz des an die Konvergenzspulen gesendeten Signals festlegt.[472] Die dynamische Konvergenz kann unter Verwendung elektrostatischer Quadrupolfelder in der Elektronenpistole erreicht werden.[473] Dynamische Konvergenz bedeutet, dass der Elektronenstrahl nicht in einer perfekt geraden Linie zwischen den Ablenkspulen und dem Bildschirm wandert, da die Konvergenzspulen dazu führen, dass sie sich dem Bildschirm anpassen.
Das Konvergenzsignal kann stattdessen ein Sägezahnsignal mit einem leichten Sinuswellenaussehen sein. Der Sinuswellenteil wird unter Verwendung eines Kondensators in Reihe mit jeder Ablenkspule erzeugt. In diesem Fall wird das Konvergenzsignal verwendet, um die Ablenkungsspulen zu steuern. Der Sinuswellenteil des Signals bewirkt, dass sich der Elektronenstrahl langsamer in der Nähe der Ränder des Bildschirms bewegt. Die Kondensatoren, die zum Erstellen des Konvergenzsignals verwendet werden, werden als S-Capacitors bezeichnet. Diese Art der Konvergenz ist aufgrund der hohen Ablenkwinkel und flachen Bildschirme vieler CRT -Computermonitore erforderlich. Der Wert der S-Capacitors muss basierend auf der Scan-Rate der CRT ausgewählt werden, sodass Multi-Syncing-Monitore unterschiedliche Sätze von S-Capacitors haben müssen, eine für jede Aktualisierungsrate.[166]
Die dynamische Konvergenz kann stattdessen in einigen CRTs nur unter Verwendung der Ringmagnete, Magnete an der CRT geklebt, und durch Variieren der Position des Ablenkungsjochs, dessen Position unter Verwendung von Setschrauben, einer Klemme und Gummischnitzen aufrechterhalten werden kann, durch Variieren der Position des Ablenkung durchgeführt werden.[172][474] 90 ° -Duflektionswinkel CRTs können "Selbstvertrauen" ohne dynamische Konvergenz verwenden, die zusammen mit der Inline-TRIAD-Anordnung die Notwendigkeit separater Konvergenzspulen und damit verbundener Schaltkreise beseitigt und die Kosten verringern. Komplexität und CRT -Tiefe um 10 Millimeter. Selbstvertrauen wirkt mit "ungleichmäßigen" Magnetfeldern. Eine dynamische Konvergenz ist in CRTs von 110 ° Ablenkungswinkel erforderlich, und Quadrupolwicklungen am Ablenkjoch bei einer bestimmten Frequenz können auch für die dynamische Konvergenz verwendet werden.[475]
Die dynamische Farbkonvergenz und Reinheit sind einer der Hauptgründe, warum die CRTs bis spät in ihrer Geschichte langhaltig (tief) waren und biaxial gekrümmte Gesichter hatten; Diese geometrischen Designeigenschaften sind für die intrinsische passive dynamische Farbkonvergenz und Reinheit erforderlich. Erst um die neunziger Jahre wurden ausgefeilte aktive dynamische Konvergenzkompensationsschaltungen verfügbar, die CRTs mit kurzhaltigem und flachem Gesicht zugunsten machten. Diese aktiven Kompensationsschaltungen verwenden das Ablenkungs -Joch, um die Strahlablenkung an der Strahlzielposition fein anzupassen. Die gleichen Techniken (und wichtige Schaltkomponenten) ermöglichen auch die Einstellung der Anzeigebilddrehung, des Schrägs und anderer Komplexe Raster Geometrieparameter durch Elektronik unter Benutzersteuerung.[166]
Die Waffen sind miteinander ausgerichtet (konvergiert) unter Verwendung von Konvergenzringen direkt vor dem Hals; Es gibt einen Ring pro Waffe. Die Ringe haben Nord- und Südpolen. Es gibt 4 Ringesätze, eine zum Einstellen der RGB -Konvergenz, eine Sekunde, um die rote und blaue Konvergenz einzustellen, ein drittes, um die vertikale Rasterverschiebung einzustellen, und eine vierte, um die Reinheit anzupassen. Die vertikale Rasterverschiebung passt die Geradheit der Scan -Linie an. CRTs können auch dynamische Konvergenzschaltungen verwenden, die eine korrekte Konvergenz an den Rändern des CRT sicherstellen. Permalloy -Magnete können auch verwendet werden, um die Konvergenz an den Kanten zu korrigieren. Die Konvergenz wird mit Hilfe eines Crosshatch -Musters (Grid) durchgeführt.[476][477] Andere CRTs können stattdessen Magnete verwenden, die anstelle von Ringen ein- und ausgeschoben werden.[437] In frühen Farb -CRTs wurden die Löcher in der Schattenmaske zunehmend kleiner, als sie sich von der Mitte des Bildschirms nach außen erstreckten, um die Konvergenz zu unterstützen.[443]
Magnetische Abschirmung und Degauschse
Wenn die Schattenmaske oder der Gitter der Schattenmaske oder Blende magnetisiert, verändert ihr Magnetfeld die Wege der Elektronenstrahlen. Dies führt zu Fehlern von "Farbreinheit", da die Elektronen nicht mehr nur ihren beabsichtigten Pfaden folgen, und einige treffen andere Farbenphosphoren außer dem beabsichtigten Farben. Zum Beispiel können einige Elektronen aus dem roten Strahl blaue oder grüne Phosphoren treffen und Teilen des Bildes, die rein rot sein sollen, eine Magenta oder eine gelbe Tönung auferlegen. (Dieser Effekt ist in einem bestimmten Bereich des Bildschirms lokalisiert, wenn die Magnetisierung lokalisiert ist.) Daher ist es wichtig, dass die Schattenmaske oder der Gitter der Schattenmaske oder Apertur nicht magnetisiert sind. Das Magnetfeld der Erde kann sich auf die Farbreinheit der CRT auswirken.[476] Aus diesem Grund haben einige CRTs externe magnetische Schilde über ihren Trichter. Der magnetische Schild kann aus weichem Eisen oder Weichstahl bestehen und enthalten eine Degauschspule.[478] Der magnetische Schild und die Schattenmaske können permanent vom Erdmagnetfeld magnetisiert werden, was sich negativ auf die Farbreinheit auswirkt, wenn die CRT bewegt wird. Dieses Problem wird mit einer eingebauten Degaussing-Spule gelöst, die in vielen Fernseh- und Computermonitoren zu finden ist. DeGaussing kann automatisch sein, wenn die CRT eingeschaltet ist.[479][238] Der magnetische Schild kann auch intern sein und sich im Inneren des Trichters der CRT befinden.[480][481][166][482][483][484]
Die meisten Farb-CRT-Displays (die in Fernsehgeräten und Computermonitoren verwendeten) haben ein integriert Degaussing (demagnetisierende) Schaltung, deren Hauptkomponente eine Degaussing -Spule ist, die um den Umfang des CRT -Gesichts im Inneren der Lünette montiert ist. Bei der Aufnahme des CRT-Displays erzeugt der Degaussing-Schaltkreis einen kurzen, abwechselnden Strom durch die Degaussing-Spule, die über einen Zeitraum von wenigen Sekunden sanft in der Festigkeit abfällt (verblasst) zu Null, was zu einem abfallenden alternierenden Magnetfeld aus der Spule erzeugt wird . Dieses Degaussingfeld ist stark genug, um in den meisten Fällen die Magnetisierung der Schattenmaske zu entfernen und die Farbreinheit aufrechtzuerhalten.[485][486] In ungewöhnlichen Fällen einer starken Magnetisierung, bei denen das interne Degauschfeld nicht ausreicht, kann die Schattenmaske extern mit einem stärkeren tragbaren Degausser oder dem Entmagnetizer entkaugt werden. Ein übermäßig starkes Magnetfeld, ob abwechselnd oder konstant, kann jedoch mechanisch mechanisch verformen (Biegung) Die Schattenmaske, die eine dauerhafte Farbverzerrung auf der Anzeige verursacht, die einem Magnetisierungseffekt sehr ähnlich aussieht.
Der Degaussing -Schaltkreis wird oft aus a gebaut Thermoelektrik (nicht elektronisches) Gerät mit einem kleinen Keramikheizelement und einem positiven Wärme Koeffizient (PTC) Widerstand, direkt mit dem geschalteten verbunden Wechselstromkraft Linie mit dem Widerstand in Reihe mit der Degaussing -Spule. Wenn die Leistung eingeschaltet wird, erwärmt das Heizelement den PTC -Widerstand und erhöht seinen Widerstand auf einen Punkt, an dem der Degauschstrom minimal ist, aber nicht tatsächlich Null. Bei älteren CRT-Displays wird dieser Strom auf niedriger Ebene (das kein signifikantes Degaussing-Feld erzeugt) zusammen mit der Wirkung des Heizelements aufrechterhalten, solange das Display eingeschaltet bleibt. Um einen Degaussing -Zyklus zu wiederholen, muss das CRT -Display mindestens mehrere Sekunden lang ausgeschaltet und aufgehört werden, um den Degaussing -Stromkreis zurückzusetzen, indem der PTC -Widerstand zum Abkühlen der Umgebungstemperatur; Das Schalten des Anzeige-Off und sofort führt zu einem schwachen Degaussing-Zyklus oder effektiv ohne Degaussing-Zyklus.
Dieses einfache Design ist effektiv und billig zu bauen, verschwendet jedoch kontinuierlich etwas Strom. Spätere Modelle, besonders Energie Stern Bewertete, benutze a Relais Um den gesamten Degaussing -Schaltkreis ein- und auszuschalten, damit der Degaussing -Schaltkreis nur dann Energie verbraucht, wenn er funktionell aktiv und benötigt ist. Das Relaisdesign ermöglicht auch Degaussing an den Benutzerbedarf durch die Vordertafelsteuerungen des Geräts, ohne das Gerät immer wieder auszuschalten. Dieses Relais ist häufig zu hören, wie sie am Ende des Degaussing -Zyklus einige Sekunden nach dem Einschalten des Monitors und während eines manuell initiierten Degaussing -Zyklus ein- und ausgeschaltet klicken.
Auflösung
DOT -Tonhöhe Definiert die maximale Auflösung des Displays unter der Annahme von Delta-Gun-CRTs. In diesen, wie sich die gescannte Auflösung der DOT -Pitch -Auflösung nähert, Moire Erscheint, wie das angezeigte Detail feiner ist als die Schattenmaske.[487] Aperture -Kühlergrillmonitore leiden jedoch nicht an vertikalem Moiré, da ihre Phosphorstreifen keine vertikalen Details haben. In kleineren CRTs behalten diese Streifen die Position für sich selbst bei, aber größere CRTs von Aperture-Gracks erfordern ein oder zwei Kreuzstreifen (horizontal). eine für kleinere CRTs und zwei für größere. Die Stützdrähte blockieren Elektronen, wodurch die Drähte sichtbar sind.[488] In Braun -Kühlergrill -CRTs wird die Punkthöhe durch Stripe -Tonhöhe ersetzt. Hitachi entwickelte die EDP -Schattenmaske (Enhanced Dot Pitch), die ovale Löcher anstelle von kreisförmigen, mit jeweiligen ovalen Phosphorpunkten verwendet.[441] Moiré wird in der Schattenmaske-CRTs reduziert, indem die Löcher in der Schattenmaske in einem wabenartigen Muster angeordnet werden.[166]
Projektion CRTS
Projektions -CRTs wurden in verwendet CRT -Projektoren und crt Rückprojekten Fernseherund sind normalerweise klein (7 bis 9 Zoll durch);[314] Haben Sie ein Phosphor, das entweder rotes, grünes oder blaues Licht erzeugt und so monochrome crts macht;[489] und sind im Bau ähneln wie andere monochrome CRTs. Größere Projektions -CRTs dauerten im Allgemeinen länger und konnten höhere Helligkeit und Auflösung liefern, waren aber auch teurer.[490][491] Projektions-CRTs haben eine ungewöhnlich hohe Anodenspannung für ihre Größe (z.[492][493] und eine speziell hergestellte Wolfram-/Bariumkathode (anstelle des normalen Bariumoxids), das aus Bariumatomen besteht, die in 20% porösen Wolfram- oder Barium- und Calciumaluminaten oder aus Barium, Kalzium und Aluminiumoxiden eingebettet sind. Das Barium diffundiert durch das Wolfram, um Elektronen zu emittieren.[494] Die spezielle Kathode kann 2 mA Strom anstelle der 0,3 mA normaler Kathoden liefern.[495][494][278][218] Dies macht sie hell genug, um als Lichtquellen für die Projektion verwendet zu werden. Die hohe Anodenspannung und die speziell hergestellte Kathode erhöhen die Spannung bzw. den Strom des Elektronenstrahls, wodurch das durch die Phosphoren emittierte Licht und auch die während des Betrieb erzeugte Wärmemenge erhöht wird; Dies bedeutet, dass Projektor -CRTs abkühlen müssen. Der Bildschirm wird normalerweise mit einem Behälter (der Bildschirm ein Teil des Behälters) mit Glykol abgekühlt. Das Glykol kann selbst gefärbt werden,[496] oder farbloses Glykol kann in einem Behälter verwendet werden, der gefärbt werden kann (bildet ein Objektiv, das als C-Element bezeichnet wird). Farbige Objektive oder Glykol werden zur Verbesserung der Farbwiedergabe auf Kosten der Helligkeit verwendet und nur für rote und grüne CRTs verwendet.[497][498] Jedes CRT hat ein eigenes Glykol, das Zugang zu einer Luftblase hat, damit das Glykol beim Abkühlen und Wärmen schrumpfen und ausdehnen können. Projektor -CRTs haben möglicherweise Anpassungsringe wie Farb -CRTs, um den Astigmatismus anzupassen.[499] Das flackern des Elektronenstrahls (streunendem Licht ähnlich wie Schatten).[500] Sie haben drei Anpassungsringe; Eine mit zwei Polen, einer mit vier Polen und einer mit 6 Polen. Wenn der Projektor korrekt eingestellt ist, kann er perfekt runde Punkte ohne Flacking anzeigen.[501] Die in Projektions -CRTs verwendeten Bildschirme waren transparenter als üblich, mit 90% der Durchlässigkeit.[170] Die ersten Projektions -CRTs wurden 1933 gemacht.[502]
Projektor -CRTs waren mit elektrostatischer und elektromagnetischer Fokussierung erhältlich, wobei letztere teurer waren. Elektrostatische Fokussierung verwendete Elektronik, um den Elektronenstrahl zusammen zu fokussieren, zusammen mit Fokussierung der Magnete um den Hals des CRT für feine Fokussierungsanpassungen. Diese Art der Fokussierung degradierte im Laufe der Zeit. Die elektromagnetische Fokussierung wurde in den frühen neunziger Jahren eingeführt und umfasste zusätzlich zu den bereits vorhandenen Fokussierungsmagneten eine elektromagnetische Fokussierspule. Die elektromagnetische Fokussierung war im Laufe der Lebensdauer der CRT viel stabiler und behielt 95% seiner Schärfe bis zum Ende des Lebens der CRT bei.[503]
Strahl-Index-Rohr
Strahl-Index-Röhrchen, auch bekannt als Uniray, Apple CRT oder Indextron,[504] war ein Versuch in den 1950er Jahren von Philco Um eine Farb -CRT ohne Schattenmaske zu erzeugen, Konvergenz- und Reinheitsprobleme zu beseitigen und flachere CRTs mit höheren Ablenkwinkeln zu ermöglichen.[505] Es erforderte auch eine niedrigere Spannungsstromversorgung für die endgültige Anode, da sie keine Schattenmaske verwendet hat, die normalerweise etwa 80% der von der Elektronenpistole erzeugten Elektronen blockiert. Das Fehlen einer Schattenmaske machte es auch immun gegen das Magnetfeld der Erde und machte gleichzeitig eine unnötige und zunehmende Bildhelligkeit.[506] Es wurde ähnlich wie ein monochromes CRT mit einer Außenbeschichtung von Aquadag, einer Aluminium -inneren Beschichtung und einer einzelnen Elektronenpistole, jedoch mit einem Bildschirm mit einem alternierenden Muster aus rotem, grünem, blauem und uV (Index) Phosphorstreifen (ähnlich zu einem) konstruiert Trinitron) mit einer seitlich montierten Fotomultiplikatorröhre[507][506] oder Fotodiode auf die Rückseite des Bildschirms und am Trichter von CRT montiert, um den Elektronenstrahl zu verfolgen, um die Phosphoren mit demselben Elektronenstrahl getrennt voneinander zu aktivieren. Nur der Indexphosphorstreifen wurde zur Verfolgung verwendet, und es war der einzige Phosphor, der nicht von einer Aluminiumschicht bedeckt war.[376] Es wurde wegen der Präzision zurückgestellt, die erforderlich ist, um es zu produzieren.[508][509] Es wurde von Sony in den 1980er Jahren als Indextron wiederbelebt, aber seine Einführung war begrenzt, zumindest teilweise aufgrund der Entwicklung von LCD -Displays. Beam-Index-CRTs litten auch unter schlechten Kontrastverhältnissen von nur etwa 50: 1, da die Fotodioden jederzeit durch die Lichtemission durch die Phosphoren erforderlich waren, um den Elektronenstrahl zu verfolgen. Aufgrund des Mangels an Schattenmaske ermöglichte es für einzelne CRT -Farb -CRT -Projektoren. Normalerweise verwenden CRT -Projektoren drei CRTs, eine für jede Farbe,[510] Da wird aufgrund der hohen Anodenspannung und des Strahlstroms viel Wärme erzeugt, was eine Schattenmaske unpraktisch und ineffizient macht von den relativistischen Elektronen getragen); Die drei CRTs bedeuteten, dass ein Kalibrierungs- und Anpassungsverfahren beteiligt war[511] musste während der Installation des Projektors durchgeführt werden, und das Umzug des Projektors müsste erfordern, dass er neu kalibriert wird. Eine einzelne CRT bedeutete, dass die Notwendigkeit einer Kalibrierung beseitigt wurde, aber die Helligkeit wurde verringert, da der CRT -Bildschirm für drei Farben verwendet werden musste, anstatt dass jede Farbe einen eigenen CRT -Bildschirm mit einem eigenen CRT -Bildschirm war.[504] Ein Streifenmuster verhängt auch eine horizontale Auflösungsgrenze; Im Gegensatz dazu haben Drei-Bildschirm-CRT-Projektoren keine theoretische Auflösungsgrenze, da sie einzelne, gleichmäßige Phosphorbeschichtungen haben.
Flache CRTs
Flache CRTs sind diejenigen mit einem Flachbildschirm. Obwohl sie einen Flachbildschirm haben, sind sie möglicherweise nicht vollständig flach, insbesondere im Inneren, stattdessen eine stark erhöhte Krümmung. Eine bemerkenswerte Ausnahme ist das LG Flatron (hergestellt von LG.Philips Anzeigen, später LP Displays), das außen und innen wirklich flach ist, aber über eine gebundene Glasscheibe auf dem Bildschirm mit einem gespannten Randband verfügt, um Implosionsschutz zu gewährleisten. Solche völlig flachen CRTs wurden zuerst von Zenit Th. 1986 eingeführt und verwenden flache, gespannte Schattenmasken, wobei die Schattenmaske unter Spannung gehalten wird, was eine erhöhte Widerstandsbeständigkeit für Blühen bietet.[512][513][514][305][398][515] Flache CRTs haben eine Reihe von Herausforderungen wie Ablenkung. Vertikale Ablenkungsschalster sind erforderlich, um die an die vertikale Ablenkspulen gesendete Strommenge zu erhöhen, um die reduzierte Krümmung auszugleichen.[332] Die im Sinclair verwendeten CRTs TV80 und in vielen Sony Watchmans waren flach darin, dass sie nicht tief waren und ihre vorderen Bildschirme flach waren, aber ihre Elektronenpistole wurden auf eine Seite des Bildschirms gelegt.[516][517] Der TV80 verwendete die elektrostatische Ablenkung[518] während der Watchman eine magnetische Ablenkung mit einem Phosphorbildschirm verwendete, der nach innen gebogen war. Ähnliche CRTs wurden in Videotürglocken verwendet.[519]
Die Seite eines Sony Watchman Monochrome CRT. Eines der Paare von Ablenkspulen ist leicht zu spüren.
Radar -CRTs
Radar -CRTs so wie die 7JP4 Hatte einen kreisförmigen Bildschirm und suchte den Strahl von der Mitte nach außen ab. Der Bildschirm hatte oft zwei Farben, oft eine helle, kurze Persistenzfarbe, die nur als der Strahl das Display und ein langes Persistenzphosphor nach dem Glühen suchte. Wenn der Strahl auf den Phosphor schlägt, leuchtet der Phosphor hell luminalisiert, und wenn der Strahl verlässt -Schrücken Sie den Phosphor.[520][521] Das Ablenkungsjoch drehte sich und führte dazu, dass sich der Strahl kreisförmige Weise drehte.[522]
Oszilloskop -CRTs
Im Oszilloskop CRTS, elektrostatische Ablenkung wird verwendet und nicht die magnetische Ablenkung, die üblicherweise bei Fernsehen und anderen großen CRTs verwendet wird. Der Strahl wird horizontal durch Anwenden eines eins abgelenkt elektrisches Feld Zwischen zwei Platten nach links und rechts und vertikal durch Auftragen eines elektrischen Feldes auf Platten oben und unten. Fernseher verwenden eher magnetische als eine elektrostatische Auslenkung, da die Ablenkplatten den Strahl behindern, wenn der Ablenkwinkel so groß ist, wie für Röhrchen, die für ihre Größe relativ kurz sind, erforderlich ist. Einige Oszilloskop-CRTs enthalten Anoden (PDAs) nach dem Ablenkung, die spiralförmig sind, um ein gleichmäßiges Anodenpotential im gesamten CRT zu gewährleisten und bei bis zu 15.000 Volt zu arbeiten. In PDA -CRTs wird der Elektronenstrahl vor dem Beschleunigen abgelenkt, wodurch die Empfindlichkeit und Lesbarkeit verbessert wird, insbesondere bei der Analyse von Spannungsimpulsen mit kurzen Zyklen.[523][210][524]
Mikrokanalplatte
Bei der Anzeige schneller One-Shot-Ereignisse muss der Elektronenstrahl sehr schnell ablenken, wobei nur wenige Elektronen auf dem Bildschirm auftreten, was zu einem schwachen oder unsichtbaren Bild auf der Anzeige führt. Oszilloskop -CRTs, die für sehr schnelle Signale ausgelegt sind Mikrokanalplatte Kurz bevor es den Bildschirm erreicht. Durch das Phänomen von sekundäre EmissionDiese Platte multipliziert die Anzahl der Elektronen, die den Phosphorbildschirm erreicht, wodurch die Schreibrate (Helligkeit) und eine verbesserte Empfindlichkeit und Spotgröße verbessert werden.[525][526]
GRATICULES
Die meisten Oszilloskope haben a Gratik als Teil der visuellen Anzeige, um Messungen zu erleichtern. Die Gratik kann dauerhaft im Gesicht der CRT markiert sein oder es kann eine transparente äußere Platte aus Glas oder sein Acryl- Plastik. Ein internes Gratium eliminiert Parallax -Fehler, kann aber nicht geändert werden, um verschiedene Arten von Messungen aufzunehmen.[527] Oszilloskope bieten üblicherweise ein Mittel für das Gratium, das von der Seite beleuchtet wird, was seine Sichtbarkeit verbessert.[528]
Bildspeicherrohre
Diese sind in gefunden in Analoge Phosphorspeicheroszilloskope. Diese unterscheiden sich von Digitale Speicheroszilloskope die auf das digitale Festkörpergedächtnis beruhen, um das Bild zu speichern.
Wenn ein einziges kurzes Ereignis von einem Oszilloskop überwacht wird, wird ein solches Ereignis nur von einem herkömmlichen Röhrchen angezeigt, wenn es tatsächlich auftritt. Die Verwendung eines langen Persistenzphosphors kann es ermöglichen, das Bild nach dem Ereignis zu beobachten, jedoch nur für einige Sekunden. Diese Einschränkung kann durch die Verwendung eines Direct View Storage Cathode-Ray-Röhrchens (Lagerrohr) überwunden werden. Ein Speicherrohr wird das Ereignis weiter angezeigt, nachdem es bis zu einem Zeitpunkt der Löschung aufgetreten ist. Ein Lagerrohr ähnelt einem herkömmlichen Röhrchen, außer dass es mit einem mit A beschichteten Metallnetz ausgestattet ist Dielektrikum Ebene unmittelbar hinter dem Phosphorbildschirm. Eine extern angelegte Spannung in das Netz stellt zunächst sicher, dass das gesamte Netz ein konstantes Potential ist. Dieses Netz ist ständig einem Elektronenstrahl mit niedriger Geschwindigkeit aus einer „Hochwasserpistole“ ausgesetzt, die unabhängig von der Hauptpistole arbeitet. Diese Hochwasserpistole wird nicht wie die Hauptpistole abgelenkt, sondern leuchtet ständig das gesamte Speichernetz auf. Die anfängliche Ladung des Speichernetzes besteht darin, die Elektronen aus der Hochwasserpistole abzuwehren, die verhindert werden, den Phosphorbildschirm zu schlagen.
Wenn die Haupt -Elektronenpistole ein Bild auf den Bildschirm schreibt, reicht die Energie im Hauptstrahl aus, um eine „potenzielle Erleichterung“ auf dem Speichernetz zu schaffen. Die Gebiete, in denen diese Erleichterung entsteht, stellt die Elektronen nicht mehr aus der Hochwasserpistole ab, die jetzt durch das Netz gehen und den Phosphorbildschirm beleuchten. Infolgedessen wird das Bild, das kurz von der Hauptwaffe verfolgt wurde, nach dem Auftreten weiterhin angezeigt. Das Bild kann "gelöscht" werden, indem die externe Spannung in das Netz wiedergegeben wird und sein konstantes Potential wiederherstellt. Die Zeit, für die das Bild angezeigt werden kann, wurde begrenzt, da die Hochwasserpistole in der Praxis die Ladung auf dem Speichernetz langsam neutralisiert. Eine Möglichkeit, das Bild länger beibehalten zu lassen, besteht darin, die Hochwasserpistole auszuschalten. Es ist dann möglich, dass das Bild mehrere Tage beibehalten wird. Die Mehrheit der Lagerrohre ermöglicht es, eine niedrigere Spannung auf das Speichernetz anzubringen, das den anfänglichen Ladungszustand langsam wiederherstellt. Durch Variieren dieser Spannung wird eine variable Persistenz erhalten. Wenn Sie die Hochwasserpistole und die Spannungsversorgung des Speichernetzes ausschalten, kann ein solches Röhrchen als herkömmliches Oszilloskoprohr arbeiten.[529]
Vektormonitore
Vektormonitore wurden in frühen, computergestützten Designsystemen verwendet[530] und sind in einigen späten 1970er bis Mitte der 1980er Jahre Arcade-Spiele wie Asteroiden.[531] Sie zeichnen Grafikpunkt zu Punkt, anstatt einen Raster zu scannen. Entweder Monochrom- oder Farb -CRTs können in Vektoranzeigen verwendet werden, und die wesentlichen Prinzipien des CRT -Designs und -betriebs sind für beide Arten der Anzeige gleich. Der Hauptunterschied besteht in den Strahlablenkungsmustern und -schaltungen.
Datenspeicherrohre
Das Williams Tube oder Williams-Kilburn Tube war ein Kathodenstrahlrohr, mit dem Binärdaten elektronisch gespeichert wurden. Es wurde in Computern der 1940er Jahre als digitales Speichergerät für zufällige Zugriffe verwendet. Im Gegensatz zu anderen CRTs in diesem Artikel war das Williams Tube kein Anzeigegerät und konnte tatsächlich nicht angezeigt werden, da eine Metallplatte seinen Bildschirm bedeckte.
Katzenauge
In einigen Vakuumröhre Radio -Sets, a "Magic Eye" oder "Tuning Eye" -Röhrchen wurde zur Unterstützung des Empfängers bereitgestellt. Das Stimmen würde eingestellt, bis die Breite eines radialen Schattens minimiert wurde. Dies wurde anstelle eines teureren elektromechanischen Messgeräts verwendet, das später bei Hochleistungs-Tunern verwendet wurde, wenn Transistor-Sets die für das Gerät erforderliche Hochspannung fehlten.[532] Der gleiche Gerätetyp wurde mit Bandrekordern als Aufzeichnungsstufe und für verschiedene andere Anwendungen einschließlich elektrischer Testgeräte verwendet.
Charaktere
Einige Displays für frühe Computer (die mussten mehr Text anzeigen als mit Vektoren praktisch oder die hohe Geschwindigkeit für die fotografische Ausgabe) verwendeten Charactron -CRTs. Diese enthalten eine perforierte Metallcharaktermaske (Schablone), der einen breiten Elektronenstrahl formt, um ein Zeichen auf dem Bildschirm zu bilden. Das System wählt ein Zeichen auf der Maske mit einem Satz Ablenkungsschaltungen aus, aber der extrudierte Strahl zielt auf die Achse aus der Bildschirm. Ein dritter Satz von Platten platziert den Charakter, wo immer dies erforderlich ist. Der Strahl ist kurz nicht eingelegt (eingeschaltet), um den Charakter an dieser Position zu zeichnen. Grafiken könnten gezeichnet werden, indem die Position auf der Maske ausgewählt wurde, die dem Code für einen Raum entspricht (in der Praxis wurden sie einfach nicht gezeichnet), das ein kleines rundes Loch in der Mitte hatte; Dies deaktivierte die Charaktermaske effektiv und das System kehrte in das reguläre Vektorverhalten zurück. Charactrons hatten aufgrund der Notwendigkeit von drei Ablenksystemen außergewöhnlich lange Hälse.[533][534]
Nimo
Nimo war das Markenzeichen einer Familie kleiner spezialisierter CRTs, die von hergestellt wurden Industrielle elektronische Ingenieure. Diese hatten 10 Elektronenpistolen, die Elektronenstrahlen in Form von Ziffern in ähnlicher Weise wie das des Charakters produzierten. Die Röhrchen waren entweder einfache einstellige Anzeigen oder komplexere 4- oder 6-stellige Displays, die mittels eines geeigneten magnetischen Ablenksystems erzeugt wurden. Mit wenig von der Komplexität eines Standard -CRT benötigte das Röhrchen einen relativ einfachen Fahrkreis. Da das Bild auf die Glasfläche projiziert wurde, bot es einen viel größeren Betrachtungswinkel als Wettbewerbstypen (z. B.,, Nixie -Röhren).[535] Ihre Anforderung für mehrere Spannungen und ihre Hochspannung machten sie jedoch ungewöhnlich.
Flutstrahl CRT
CRTs mit Flutstrahl sind kleine Röhrchen, die als Pixel für große Angehörige angeordnet sind Videowände wie Jumbotrons. Der erste Bildschirm mit dieser Technologie (genannt Diamond Vision von Mitsubishi Electric) wurde von eingeführt von Mitsubishi Electric für die 1980 Major League Baseball All-Star Game. Es unterscheidet sich von einer normalen CRT darin, dass die Elektronenpistole im Inneren keinen fokussierten steuerbaren Strahl erzeugt. Stattdessen werden die Elektronen in einem breiten Kegel über die gesamte Vorderseite des Phosphorbildschirms besprüht, wodurch jede Einheit als einzelne Glühbirne wirkt.[536] Jedes wird mit einem roten, grünen oder blauen Phosphor beschichtet, um die Farb-Subpixel auszugleichen. Diese Technologie wurde größtenteils ersetzt durch Leuchtdiode Anzeigen. Unkontrollierte und nicht defizierte CRTs wurden als gittergesteuerte Verwendung verwendet Stroboskoplampen seit 1958.[537] Elektronenstimulierte Lumineszenz (ESL) Lampen, die das gleiche Betriebsprinzip verwenden, wurden 2011 veröffentlicht.[538]
Druckkopf CRT
CRTs mit einem nicht phosphored vorderen Glas, aber mit feinen Drähten wurden darin verwendet als als elektrostatische Druckköpfe In den 1960ern. Die Drähte würden den Elektronenstrahlstrom durch das Glas auf ein Blatt Papier übertragen, auf dem der gewünschte Gehalt daher als elektrisches Ladungsmuster abgelagert wurde. Das Papier wurde dann in der Nähe eines Flüssigtintenbeckens mit der entgegengesetzten Ladung übergeben. Die geladenen Bereiche des Papiers ziehen die Tinte an und bilden so das Bild.[539][540]
Zeus - Dünne CRT -Anzeige
In den späten 1990er und frühen 2000er Jahren Philips Research Laboratories experimentiert mit einer Art dünner CRT, bekannt als die Zeus Anzeige, die CRT-ähnliche Funktionalität in a enthielt Flachbildschirm.[541][542][543][544][545] Die Geräte wurden demonstriert, aber nie vermarktet.
Schlankere crt
Einige CRT -Hersteller, beide LG.Philips -Displays (spätere LP -Displays) und Samsung SDI, innovierte CRT -Technologie durch die Erstellung eines schlankeren Röhrchens. Schlankere CRT hatte die Handelsnamen Superslim,[546] Ultra dünn,[117] Vixlim (von Samsung)[547] und Cybertube und Cybertube+ (beide von LG Philips Displays).[548][549] Eine 53 cm flache CRT hat eine Tiefe von 447,2 Millimeter (17,61 in). Die Tiefe von Superslim betrug 352 Millimeter (13,86 Zoll)[550] und Ultraslim betrug 295,7 Millimeter (11,64 Zoll).[551]
Gesundheitliche Bedenken
Ionisierende Strahlung
CRTs können eine kleine Menge an ausgeben Röntgen Strahlung; Dies ist ein Ergebnis des Bombardierens des Elektronenstrahls von Schattenmaske/Blende -Kühlergrill und Phosphoren, die produzieren Bremsstrahlung (Bremsstrahlung) Wenn die energiereichenden Elektronen verlangsamt werden. Die Strahlungsmenge, die der Vorderseite des Monitors entgeht, gilt allgemein als nicht schädlich. Das Food and Drug Administration Vorschriften in 21 CFR 1020.10 werden verwendet, um beispielsweise Fernsehempfänger auf 0,5 zu begrenzen Milliroentgens pro Stunde in einer Entfernung von 5 cm (2 Zoll) von jeder externen Oberfläche; Seit 2007 haben die meisten CRTs Emissionen, die weit unter dieser Grenze liegen.[552] Beachten Sie, dass das Roentgen eine veraltete Einheit ist und keine Dosisabsorption berücksichtigt. Die Conversion -Rate beträgt ca.877 ROENTGEN pro Rem.[553] Angenommen, der Betrachter hat die gesamte Dosis (was unwahrscheinlich ist) absorbiert und 2 Stunden am Tag fernsah, würde eine stündliche Dosis von 0,5 Milliroentgen die jährliche Dosis der Zuschauer um 320 erhöhen Millirem. Zum Vergleich beträgt die durchschnittliche Hintergrundstrahlung in den USA 310 Millirem pro Jahr. Negative Auswirkungen chronischer Strahlung sind im Allgemeinen erst in Dosen über 20.000 Millirem spürbar.[554]
Die Dichte der Röntgenstrahlen, die von einem CRT erzeugt werden, ist niedrig, da der Raster-Scan eines typischen CRT die Energie des Elektronenstrahls über den gesamten Bildschirm verteilt. Spannungen über 15.000 Volt reichen aus, um "weiche" Röntgenstrahlen zu erzeugen. Da CRTs jedoch mehrere Stunden nacheinander bleiben können, kann die Anzahl der von der CRT erzeugten Röntgenstrahlen erheblich werden, weshalb die Verwendung von Materialien zum Abschirm Strontiumglas, das in CRTs verwendet wird.[190]
Die Bedenken hinsichtlich der von CRTS emittierten Röntgenstrahlen begannen 1967, als festgestellt wurde, dass Fernseher von General Electric "Röntgenstrahlung, die über den wünschenswerten Niveau hinausging". Später wurde festgestellt, dass Fernsehgeräte aus allen Herstellern auch Strahlung ausstrahlten. Dies führte dazu, dass die Vertreter der Fernsehbranche vor einem US -Kongresskomitee gebracht wurden, das später einen Gesetzentwurf zur Strahlungsverordnung vorschlug, das 1968 zur Strahlungskontrolle für das Gesundheits- und Sicherheitsgesetz wurde. Es wurde empfohlen, den TV -Set -Besitzern immer in einer Entfernung von mindestens 6 Fuß vom Bildschirm des Fernsehgeräts zu befinden und an den Seiten, hinten oder unter einem TV -Set "verlängerte Belichtung" zu vermeiden. Es wurde festgestellt, dass der größte Teil der Strahlung nach unten gerichtet war. Die Eigentümer wurden auch gesagt, sie sollten die Interna ihres Sets nicht ändern, um eine Strahlungseinwirkung zu vermeiden. Die Schlagzeilen über "radioaktive" Fernsehgeräte wurden bis Ende der 1960er Jahre fortgesetzt. Es gab einmal einen Vorschlag von zwei New Yorker Kongressabgeordneten, die Hersteller von Fernsehszen gezwungen hätten, "in ein Haus zu gehen, um alle 15 Millionen Farbsets des Landes zu testen und Strahlungsgeräte in ihnen zu installieren". Die FDA begann schließlich mit der Regulierung der Strahlungsemissionen aller elektronischen Produkte in den USA.[555]
Toxizität
Ältere Farben und monochrome CRTs wurden möglicherweise mit giftigen Substanzen hergestellt, wie z. Cadmiumin den Phosphoren.[50][556][557][558] Das hintere Glasrohr der modernen CRTs kann aus hergestellt werden aus Bleiglas, die eine Umweltrisiko darstellen, wenn sie unsachgemäß entsorgt.[559] Seit 1970 verwendete Glas in der Frontplatte (der sichtbare Teil des CRT) Strontiumoxid anstelle von Blei, obwohl die Rückseite des CRT noch aus Bleiglas hergestellt wurde. Monochrom -CRTs enthalten normalerweise nicht genügend Bleiglas, um EPA -TCLP -Tests zu bestehen. Während der TCLP -Prozess das Glas in feine Partikel mahlt, um sie schwacher Säuren auszusetzen, um auf Sickerwasser zu testen, ist intaktes CRT -Glas nicht ausgelaugt (das Blei wird verglast, in dem Glas selbst enthalten, ähnlich wie Bleiglaskristallware).
Flackern
Bei niedrigen Aktualisierungsraten (60Hz und unten) kann das periodische Scannen des Displays ein Flacker erzeugen, den manche Menschen leichter wahrnehmen als andere, insbesondere wenn sie angezeigt werden peripherale Sicht. Flicker ist üblicherweise mit CRT verbunden, da die meisten Fernseher bei 50 Hz (PAL) oder 60 Hz (NTSC) laufen flimmerfrei. In der Regel laufen nur niedrige Monitore mit solch niedrigen Frequenzen, wobei die meisten Computermonitore mindestens 75 Hz und High-End-Monitore zu 100 Hz oder mehr unterstützen, um die Wahrnehmung von Flimmern zu beseitigen.[560] Obwohl der 100 -Hz -Kumpel häufig unter Verwendung von verschachtelten Scannen erreicht wurde, teilen Sie den Stromkreis und scannen Sie in zwei Strahlen von 50 Hz. Nicht-Computer-CRTs oder CRT für Sonar oder Radar kann lange haben Beharrlichkeit Phosphor und sind somit frei. Wenn die Persistenz auf einer Videoanzeige zu lang ist, sind bewegte Bilder verschwommen.
Hochfrequentes hörbares Geräusch
50 Hz/60 Hz CRTs, die für das Fernsehen verwendet werden, arbeiten mit horizontalen Scanfrequenzen von 15.734 Hz (für Ntsc Systeme) oder 15.625 Hz (für KUMPEL Systeme).[561] Diese Frequenzen befinden sich im oberen Bereich von menschliches Gehör und sind für viele Menschen unhörbar; Einige Menschen (insbesondere Kinder) werden jedoch einen hohen Ton in der Nähe eines operativen CRT-Fernsehens wahrnehmen.[562] Der Klang ist auf Magnetostrhalt im magnetischen Kern und periodische Bewegung der Wicklungen der Flyback -Transformator[563] Der Klang kann aber auch durch Bewegung der Ablenkspulen, Joch oder Ferritperlen erzeugt werden.[564]
Dieses Problem tritt nicht auf 100/120 Hz-Fernsehgeräten und auf nicht-CGA-Computer-Displays (Farbgrafikadapter) auf, da sie viel höhere horizontale Scanfrequenzen verwenden, die für Menschen unhörbar für Menschen (22 kHz bis über 100 kHz) erzeugen.
Implosion
Hoch Vakuum Inside in Glaswandelkathodenstrahlen ermöglicht es Elektronenstrahlen, frei zu fliegen-ohne in Luft- oder andere Gasmoleküle zu kollidieren. Wenn das Glas beschädigt ist, kann der atmosphärische Druck das Vakuumröhrchen in gefährliche Fragmente zusammenbrechen, die nach innen beschleunigen und dann mit hoher Geschwindigkeit in alle Richtungen sprühen. Obwohl moderne Kathodenstrahlrohre, die in Fernseher und Computeranzeigen verwendet werden Epoxid-Bindete Gesichtsplatten oder andere Maßnahmen zur Verhinderung eines Verbrechens des Umschlags müssen sorgfältig behandelt werden, um Personenschäden zu vermeiden.[565]
Implosionsschutz
Frühe CRTs hatten eine Glasplatte über dem Bildschirm, die mit Klebstoff daran gebunden war,[194] Erstellen eines laminierten Glasschilds: Anfangs war der Kleber Polyvinylacetat (PVA),[566] Während spätere Versionen wie das LG Flatron ein Harz, vielleicht ein UV-härtliches Harz.[567][398] Die PVA verschlechtert sich im Laufe der Zeit und erzeugt einen "Katarakt", einen Ring mit abgebautem Kleber um die Ränder der CRT, die nicht zulässt, dass Licht vom Bildschirm durchlaufen wird.[566] Spätere CRTs verwenden stattdessen ein gespannter Metallrandband, das um den Umfang montiert ist und auch Montagepunkte für die CRT liefert, die an einem Gehäuse montiert werden können.[416] In einer 19-Zoll-CRT beträgt die Zugspannung im Randband 70 kg/cm2.[568] Ältere CRTs wurden mit einem Rahmen an den Fernsehgerät montiert. Die Band wird durch Erhitzen gespannt und dann auf der CRT montiert, die Band kühlt danach und schrumpft in der Größe, wodurch das Glas unter Druck setzt.[569][194][570] Verstärkung des Glases, die die notwendige Dicke (und damit das Gewicht) des Glass reduzieren. Dies macht die Band zu einer integralen Komponente, die niemals aus einer intakten CRT entfernt werden sollte, die noch ein Vakuum hat. Der Versuch, zu entfernen, kann dazu führen, dass die CRT implodiert.[373] Das Randband verhindert, dass die CRT immprodiert, falls der Bildschirm unterbrochen wird. Das Randband kann unter Verwendung von Epoxy in den Umfang der CRT geklebt werden, wodurch sich die Ausbreitung von Rissen über den Bildschirm über den Bildschirm hinaus ausbreitet.[571][570]
Elektrischer Schock
Um die Elektronen von der Kathode mit genügend Energie zum Bildschirm zu beschleunigen[572] um eine ausreichende Bildhelligkeit zu erreichen, sehr Hochspannung (EHT oder extra-hohe Spannung) ist erforderlich,[573] Von ein paar tausend Volt für ein kleines Oszilloskop -CRT bis hin zu Zehntausenden für einen größeren Bildschirm -Farbfernseher. Dies ist um ein Vielfaches größer als die Stromversorgungsspannung des Haushalts. Selbst nachdem das Stromversorgung ausgeschaltet ist, können einige zugehörige Kondensatoren und die CRT selbst für einige Zeit eine Ladung behalten und daher plötzlich durch einen Boden wie eine unaufmerksame menschliche Erde eine Kondensatorabgabe -Blei auflasten. Ein durchschnittliches Monochrom -CRT kann 1 bis 1,5 kV Anodenspannung pro Zoll verwenden.[574][325]
Sicherheitsbedenken
Unter bestimmten Umständen strahlte das Signal von der aus Elektronenpistole, Scan -Schaltkreise und zugehörige Verkabelung eines CRT können remote erfasst und verwendet werden, um das zu rekonstruieren, was auf dem CRT mit einem Prozess genannt wird Van Eck Preaking.[575] Speziell STURM Abschirmung kann diesen Effekt mildern. Eine solche Strahlung eines potenziell ausblosierbaren Signals tritt jedoch auch bei anderen Anzeigetechnologien auf[576] und mit Elektronik im Allgemeinen.
Recycling
Aufgrund der in CRT enthaltenen Toxine überwacht die Ministerium für Umweltschutz der Vereinigten Staaten Erstellte Regeln (im Oktober 2001), in denen die CRTs auf Special gebracht werden müssen E-Waste Recycling Einrichtungen. Im November 2002 die EPA begann, Unternehmen zu finanzieren, die CRTs durchsetzten Mülldeponien oder Verbrennung. Die Regulierungsbehörden, lokale und landesweite Aufsichtsbehörden, überwachen die Entsorgung von CRTs und anderen Computergeräten.[577]
Wie elektronischer Abfall, CRTs gelten als einer der schwierigsten Typen, um zu recyceln.[578] CRTs haben eine relativ hohe Konzentration von Blei und Phosphoren (nicht an Phosphor), die beide für das Display erforderlich sind. Es gibt mehrere Unternehmen in den USA, die eine geringe Gebühr für die Sammlung von CRTs erheben und ihre Arbeit subventionieren, indem sie das geerntete Kupfer, die Wire und das geerntete Kupfer, Draht und verkaufen Leiterplatten. Das Ministerium für Umweltschutz der Vereinigten Staaten (EPA) umfasst weggeworfene CRT -Monitore in seine Kategorie "gefährlicher Haushaltsabfälle"[579] Betrachtet aber CRTs, die für Tests als Waren vorgesehen sind, wenn sie nicht verworfen, spekulativ angesammelt oder von Wetter und anderen Schäden ungeschützt sind.[580]
Verschiedene Staaten nehmen am Recycling von CRTs teil, die jeweils ihre Berichtspflichten für Sammler und Recyclinganlagen mit ihren Berichterstattungen haben. In Kalifornien wird beispielsweise das Recycling von CRTs von Calrecycle, dem kalifornischen Ressourcenministerium recycling und recovery über sein Zahlungssystem, geregelt.[581] Recyclingeinrichtungen, die CRT -Geräte aus dem Geschäfts- und Wohnsektor akzeptieren, müssen Kontaktinformationen wie Adresse und Telefonnummer erhalten, um sicherzustellen, dass die CRTs aus einer kalifornischen Quelle stammen, um am CRT -Recycling -Zahlungssystem teilzunehmen.
In Europa wird die Veräußerung von CRT -Fernsehern und -Monitoren durch die gedeckt Weee -Richtlinie.[582]
Für das Recycling von CRT -Glas wurden mehrere Methoden vorgeschlagen. Die Methoden umfassen thermische, mechanische und chemische Prozesse.[583][584][585][586] Alle vorgeschlagenen Methoden entfernen den Bleioxidgehalt aus dem Glas. Einige Unternehmen betraten Öfen, um das Blei vom Glas zu trennen.[587] Eine Koalition namens The RecyTube Project wurde einst von mehreren europäischen Unternehmen gebildet, um eine Methode zum Recyceln von CRTs zu entwickeln.[6] Die in CRTs verwendeten Phosphoren enthalten oft Seltenerdmetalle.[588][589][590][363] Eine CRT enthält etwa 7 g Phosphor.[591]
Der Trichter kann unter Verwendung von Laserschnitten, Diamantsägen oder Drähten oder mit einem resistiv erhitzten Laserschnitt getrennt werden Nichrome Kabel.[592][593][594][595][596]
Blei CRT -Glas wurde verkauft, um in andere CRTs zurückgeführt zu werden,[89] oder sogar zerbrochen und im Straßenbau verwendet oder in Fliesen verwendet werden,[110][597] Beton-, Beton- und Zementsteine,[598] Glasfaserisolierung oder als Fluss im Schmelzen von Metallen verwendet.[599][600]
Ein beträchtlicher Teil des CRT -Glass wird deponiert, wo die Umgebung verschmutzen kann.[6] Es ist häufiger, dass CRT -Glas entsorgt wird als recycelt.[601]
Siehe auch
Grundlagen von Kathodenstrahlen und Entladung in Niedrigdruckgas:
Lichtproduktion durch Kathodenstrahlen:
Manipulation des Elektronenstrahls:
- Blanking (Video)
- Ablenkung Joch
- Elektronenstrahlverarbeitung
- Elektrostatische Ablenkung
- Elektrostatische Linse
- Magnetische Ablenkung
- Magnetobjektiv
Anwenden von CRT in verschiedenen Display-Purpose:
- Analoges Fernseher
- Bild Anzeige
- Vergleich von CRT, LCD, Plasma und OLED
- Vergleich der Display -Technologie
- Computerbildschirm
- CRT -Projektor
- Bilddissektor
- Monochrommonitor
- Monoskop
- Oszilloskop
- Kathodenray-Oszilloskop
- Overscan
- Raster -Scan
- Scan -Linie
Verschiedene Phänomene:
Historische Aspekte:
- Direktansicht Bistable Storage Tube
- Flachbildschirm
- Geerrohr
- Geschichte der Display -Technologie
- Bilddissektor
- LCD -Fernseher, LED-Backlit LCD, LED-Anzeige
- Penetron
- Oberflächencondusions-Elektronen-Emitter-Display
- Trinitron
Sicherheit und Vorsichtsmaßnahmen:
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Ausgewählte Patente
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Externe Links
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