显像管，是一种电子(阴极)射线管，是电视接收机监视器重现图像的关键器件。它的主要作用是将发送端(电视台)摄像机摄取转换的电信号(图像信号)在接收端以亮度变化的形式重现在荧光屏上。为了高质量地重现图像，要求显像管屏幕尺寸要大，图像清晰度要高，荧光屏有足够的发光亮度。此外对不同用途的显像管有各种具体要求。显像管将电信号转换为光图像的电子束管。可分为黑白显像管和彩色显像管两大类。1950年3月29日，美国公司制成三色电视显像管。

历史

1950年3月29日，美国无线电公司成功地展示出一只全电子彩色电视显象管。该公司主席戴维·萨尔诺夫宣布“我们已踏上电视新纪元的门槛——彩色电视时代”。

美国无线电公司实际上展出两只彩色显象管。一只使用单枝电子枪，而另一只使用三枝电子枪，以产生彩色图象。这两只显像管的规格与现行的黑白电视机的相同。美国无线电公司正在同使用机械扫描盘产生彩色图像的哥伦比亚广播公司进行竞争。美国无线电公司的显像管的优点在于它与现有的黑白电视传播设备一致，因而观众可使用他们家中的电视机。而哥伦比亚公司的电视系统则不然。

分类

1、按电视配套功能分有：显像管和投射式显像管；

2、按荧光屏显示颜色分有：黑白显像管和彩色显像管；

3、按荧光屏大（小对角线尺寸）分有：9、12、14、17、18、20、22in；

4、按显像管的偏转角分为70°、90°、100°、110°、114°等。

5、按显像管屏幕表面形状分：球面圆角、平面直角。

6、按屏幕面矩形长高尺寸分5∶3、5∶4、16∶9。

显像原理

在电视接收机中，由视放末级把经过放大的视频图像信号送到显像管阴极，用以控制电子束电流的强弱，从而重显图像。如果图像信号是与静态电压同时加在显像管的G、K之间的。下面利用线性化后的显像管调制曲线来分析加入图像信号后束电流的变化，以及显像管显示图像与调制曲线的工作关系。

调制特性

荧光屏上形成图像的各点的灰度由栅阴电流的大小决定，而阴极电流的变化受栅阴电压的调制。我们把栅阴电压Ugk对阴极电流i，的控制关系称为显像管的调制特性。因此，显像管的调制特性实际是指电子束流与显像管栅－阴极电压之间的关系。阴极射线管的调制特性成指数曲线关系，其关系曲线表示式为：式中指数值称为显像管的值，越大曲线越陡峭，信号电压对电子束控制的灵敏度越高。通常黑白显像管的＝2.2，彩色显像管＝2.8。

黑白显像管

显示黑白图像的显像管（简称黑白管）。黑白管的主要组成部分是玻壳、电子枪和荧光屏。在玻壳的管颈上还装有偏转线圈。玻壳内保持真空。电子枪发射一个被调制的电子束，经聚焦、偏转后打到荧光屏上显示出发光的图像。这个被调制电子束的扫描，与发送端摄像管靶面上电子束的扫描同步，束电流的大小和摄像管输出的电信号相对应。由于人的眼睛有惰性，受调制的电子束在荧光屏上逐点扫描产生亮度不同的光点，在荧光屏上形成一幅光的图像。

玻壳

现代显像管的外壳都用玻璃制成。玻壳分三部分：屏、玻锥和管颈。玻壳内真空度为（1—5）×10帕。显像管的屏为矩形，通常以对角线的长度表示屏幕的大小，常用的如31厘米（12英寸）、36厘米（14英寸）及48厘米（19英寸）等。

荧光屏

玻屏内壁涂覆荧光粉的部分。荧光粉在受电子束激发时发光。玻屏为烟色，起中性滤光片的作用，光的透过率约50%。照射到荧光屏上的杂光反射到观察者要经过二次衰减，而荧光屏图像的光仅经过一次衰减，这就减小了杂光对图像的影响，从而提高了对比度。荧光粉由发蓝光的硫化锌：银(ZnS：Ag)和发黄光的硫化锌镉：银〔(ZnCd)S：Ag〕混合而成。控制两种粉混合的比例，就能发出不同色温度（如9300K，11000K等）的白光。在荧光粉层上蒸涂厚度为2000—3000埃的光滑铝膜。其作用是：①借助铝膜的镜面反射将屏的亮度提高70％～80%；②由于铝层是一等位面，可防止离子对荧光粉层的轰击而产生离子斑；③由于铝层不透光，能阻挡从锥体内壁来的反射光，从而提高图像的对比度。

电子枪

电子枪的功能是发射电子、控制电子流，并将电子束聚焦、加速后打到荧光屏上形成细小的光点。黑白显像管通常采用单电位电子枪，由热阴极发射电子，控制极控制发射电流的大小。电子经12～16千伏的阴极电压聚焦加速后轰击荧光屏，在荧光屏上产生随视频信号的强弱而调制的光斑。

偏转系统

显像管普遍采用磁偏转系统。磁偏转系统包括两组互相垂直的线圈，一组线圈有扫描电流流过时电子束产生水平方向偏转，另一组线圈有电流流过时电子束的水平扫描线逐渐自上而下地移动。在逐行扫描制中，水平扫描的周期为垂直扫描的1/625；在隔行扫描制中，则为2/625。显像管外形特征之一是偏转角。它是指满屏扫描时对角线的偏转角，一般为90°或110°。

屏面质量

对屏的要求有三点。①亮度：单位是熙提或毫熙提。亮度随发光材料的发光效率、束电流的大小和阳极电压的高低而异。②对比度：显像管屏上图像最亮处的亮度与最暗处的亮度的比值。③分辨率：分辨图像细节的能力，通常以扫描行数来表示。分辨率主要决定于电子枪的结构和阳极电压，以及束电流的大小。荧光粉颗粒的大小对分辨率也有影响。

彩色显像管

显示彩色图像的显像管（简称彩色管）。彩色图像的显示基于三基色的原理。任何彩色都可以用红绿蓝三种基色配合而产生基本相同的视觉效果。彩色管不同于黑白管，它有产生三种基色的荧光屏和激励荧光屏上数以万计的三基色单元的三个电子束。只要三基色荧光粉所产生的光的分量不同，就可以形成自然界的各种彩色。

如红绿蓝三基色的光通量依一定的比例配合就成白光。红和绿配合就成黄光。红和蓝配合就成紫光。只有红枪的电子束激发红粉则发红光，只有蓝束激发蓝粉则发蓝光，只有绿束激发绿粉则发绿光。如果三束电流均为零（荧光屏未被激发）则呈黑色。彩色电视信号传输不同于黑白电视之处就是除亮度信号外还有一个色度信号。彩色电视机接收这两个信号，经过处理后分解为三个（红、绿、蓝）亮度信号分别去调制相应的电子枪。

从1949年美国RCA公司首先创制荫罩式彩色管后，直到1972年世界上普遍使用的是成三角形排列的三枪三束管。1972年后RCA首先宣布制成精密一字排列彩色管。彩色管（荫罩式）有五个基本的部件，即玻壳、彩色屏、荫罩、电子枪和套在玻壳管颈上的偏转线圈。

玻壳

彩色管玻壳的形状和功用与黑白管相同，但彩色管用的高压达25—32千伏。这样高能量的电子束轰击荧光屏不仅辐射X射线，而且还会使荧光屏变为棕褐色，所以屏玻璃采用特制的钡锶铈玻璃。电子束不仅轰击荧光屏而且有80%的电子束流打在荫罩上，这样有75％左右的X射线从锥体泄漏出来。因此锥体采用含铅量（PbO）达21%以上的高铅玻璃以吸收75%—80%的X射线。

荧光屏

在三角形排列的三枪三束管中，荫罩上有数十万个圆孔，对应的荧光粉点数目就是荫罩孔数目的三倍。在PIL管中，采用条孔状的荫罩，相对应的是条状荧光粉条。无论三角形管或PIL管三束均会聚于荫罩的圆孔或条孔，然后分别打到三个粉点或粉条上。彩色管用的三基色荧光粉已经过多次的改进，白场的发光效率从1957年的8流/瓦提高到45流/瓦。常用的发红光的荧光粉为硫氧化钇：铕(Y2O2S：Eu)，发绿光的为硫化锌镉：铜，铅（ZnCd)S：Cu，Al），或用无毒的硫化锌：金，铜，铝(ZnS:Au，Cu，Al)，发蓝光的为硫化锌:银(ZnS:Ag)。荧光粉层上也蒸涂铝膜，其作用和黑白管中的铝膜相同。为了提高对比度，过去彩色管的屏也是烟色的。1968年出现了黑底屏，即在屏光粉点或粉条间预涂吸收外来光的石墨粉。这样便不需要采用烟色屏玻璃，提高了透光率(85％)和亮度。70年代末期红蓝两种荧光粉分别采取了着色工艺，在红粉上涂了红色的颜料(α-Fe2O3)，蓝粉涂了蓝色的颜料（Co·nAl2O3），从而提高了对比度。

荫罩板

彩色管的荫罩板是一个遮色机构。三个电子束通过荫罩板上的一个小圆孔或条孔，才能分别打到各自对应的粉点或粉条上。64厘米（25英寸）彩色管荫罩板上大约有50万个圆孔，这样荧光屏上就有3×50万个荧光粉点。

电子枪和偏转线圈

在三角形排列电子枪的彩色管中，要使三束在均匀磁场中一起偏转还需要有复杂的会聚系统。其作用是使三束在扫描时始终保持会聚在荫罩上的圆孔或条孔中。现在通用的PIL管是自会聚的，无需复杂的调整系统。这种管子的三个电子枪成一字排列，而且是一体化结构，即把三个枪冲制成一个整体以保证精度。除了三枪紧密地一字排列外，还依靠不均匀的偏转磁场来完成自会聚。垂直偏转磁场是桶形的，水平偏转磁场是枕形的。这样，当三束上下或左右偏转时，磁场的分力的作用可使三束会聚。

屏面质量

与黑白管一样，对彩色管屏面要求亮度和图像分辨率高，此外还有色度的要求。彩色管的亮度指的是白场亮度。60年代以来，由于改进发光材料、采用黑底屏和提高阳极电压，白场亮度提高了14倍。对比度的提高主要是通过铝化屏、黑底和着色荧光粉实现的。新型电子枪的研制提高了图像的分辨率。在色度方面，则是要求图像各部位的彩色与原物景没有颜色上的失真。

新种类

1、高分辨率显像管：通过缩小调制极电子束孔和增加荫罩板的孔(槽)数量来提高分辨率；

2、穿透式显像管：由于去掉了荫罩板，故抗振动、抗冲击性能特别好。

技术参数

显像管的检验分常规检验、技术参数检验、安全性能和工作耐久性试验。

常规检验

包括包装、外观检验：

①包装检验按GB191—90和SJ/T10916—96规定；

②外观检验检查显像管玻壳应完整、无裂纹、裂痕，屏面玻璃无影响观看的气泡、划痕，管针完整并与管颈轴平行，荧光膜涂层无脱落、无阴阳面。

参数检验

中国国标GB3212—82GB/T5998—94及GB5960—86分别对黑白显像管规定24项光电参数测试方法，对彩色显像管规定26项光电参数测试方法和主要尺寸检验。我们概括提出18项主要性能指标、测试方法见表6—9—49。

表6—9—49显像管的检验

管种

参数标准黑白彩色

GB/T3212—82 GB/T5998—94

直观检验 GB5960—86中3.3

含气系数 2.15 2.1

阴极发射电流 2.6 2.5

截止电压 2.9 2.8

截止电压比 2.9 2.8

面板和屏面缺陷 GB/T5998—94中2.10 2.10

光栅中心位移 2.19 2.15

光栅倾斜 2.16

失会聚 2.22

均匀性 2.22 2.23

分辨力 2.17 2.11

聚焦电压 2.18 2.12

热丝电流 2.3 SJ/T11082—96热丝与阴极间漏电流 2.5.1 2.3.2

各栅极电流 2.6 2.4.3

寄生发射 2.7 2.6

跳火 2.8 2.7

有效屏面尺寸 2.16 GB/T9435—88

性能检验

包括两部分：

①显像管的防爆试验：按GB2037—89规定。

②防X射线辐射按SJ2484—84规定。

耐久检验

应按GB5960—86中3.9.2规定。

注意事项

显像管系实施进口安全质量许可制度的产品，国外生产或经营企业须按规定获得由国家出入境检验检疫局颁发的进口安全质量许可证书，并在产品上加贴相应标志，方可进口。

注意事项

显像管系实施进口安全质量许可制度的产品，国外生产或经营企业须按规定获得由国家出入境检验检疫局颁发的进口安全质量许可证书，并在产品上加贴相应标志，方可进口。