3．1單色顯像管
3．1．1單色顯像管的基本構造
單色顯像管主要由電子槍、玻璃外殼、熒光屏3部分組成。從外部來看，似漏鬥形狀，玻璃殼內抽成真空，電子槍等部件密封在玻璃殼內部。
1．電子槍的構成及作用
電子槍由燈絲、陰極、控製極（柵極）、加速極（第一陽極）、聚焦極（第三陽極）、超高壓極（第二陽極）組成。
電子槍的主要作用：產生受控電子束，把電子柬加速、聚焦後，在陽極高壓的作用下獲得很高的速度去轟擊熒光粉，使熒光粉發光，產生光亮。
（1）燈絲
單色顯像管有一個燈絲，對陰極加熱，使陰極表麵產生600。800。C的高溫，提供陰極發射電子的外部條件。供燈絲的電壓可以是直流電壓，也可以是交流電壓，且電壓保證穩定才能保證燈絲的壽命，燈絲兩端電壓不能過高也不能過低，燈絲的外形為螺旋狀。
（2）陰極
陰極外形為圓筒狀，一端開[21，燈絲從開口處裝入其中，一端封閉，其表麵中心部位塗有欽鍶鈣的氧化物。當燈絲正常點亮時對陰極加熱，氧化物受熱釋放出大量電子。陰極一般加正電壓。
（3）控製極（柵極）
控製極有金屬圓筒套在陰極外麵，頂端有一小孑L，讓電子束通過。控製極與陰極之問距離很小，控製極常加負電壓。控製極（G）的電位低於陰極（K）的電位，在控製極與陰極之間形成—個負電壓：％K=％一魄。其中％為控製極電位，昧為陰極電位。通過控製％或酞的電位變化來控製通過控製極頂端小孔的電子數量，從而改變射向熒光屏的電子束流大小（強弱）。
束電流強弱可以這樣理解：當陰極正電位（己，K）升高或控製極負電位（us）變小，發射電子束就越弱，光柵變暗：當陰極正電位（UK）降低或控製極電位變大，發射電子束就越強，光柵變亮。當控製極與陰極之間的電位差達到一定值時，電子束不能通過控製極的小孔，電子束被截止。上述控製電子束強弱的過程叫做調製。
如果把圖像視頻信號加至控製極或陰極，電子束的強弱就會隨圖像視頻信號強弱而變化，電子束被調製後去轟擊熒光粉，通過掃描就會在熒光屏上出現與視頻信號相應的圖像。
（4）加速極（第一陽極）
加速極緊靠控製極的金屬筒，其頂部開有小孑L。通常在加速極上加有幾百伏正電壓。形成正電場，對電子加速。因為剛從陰極發射出的電子，借助於溫度所獲得的能量，還不能直接去轟擊熒光粉，必須外加電場，使電子通過控製極小孔，沿著電場作用力的方向，獲得加速度，形成高速電子束向熒光屏射去。
（5）聚焦極（第三陽極）
聚焦極是一個直徑較大的金屬圓筒，此極上的電壓可調範圍為0-500V，改變聚焦電場的形狀，控製電子聚焦透鏡的焦距，使陰極發射出來的電子變成很細的電子束。
（6）超高壓極（第二陽極）
超高壓從行輸出變壓器上的高壓包輸出經過二極管整流，利用引線至顯像管高壓嘴。對於單色顯像管高壓陽極口處的直流電壓高達9—20kV。超高壓形成的電場再次加速射來的電子束，使電子束獲得更大的能量，去轟擊熒光粉發光。超高壓的高低可影響光柵的明暗程度，超高壓越高，電子束的速度越快，光柵越亮，電子束的射擊速度越大。在同樣大小的偏轉力作用下，偏轉角度變小，光柵幅度變小：若超高壓過低，電子束速度變小，光柵變暗，光柵幅度會變大。
顯像管上高壓陽極l：1處有一金屬圓形口彈片，與其內部的石墨層相連，內、外石墨層相當於一個電容、，對從高壓包經二極管整流出的高壓脈衝進行平滑濾波，獲得9~20kV的直流超高壓。這個超高壓送至第二、四陽極上，產生高壓電場。
從電子槍射出的電子束在內部電場作用下是沿直線前進的，如果沒有偏轉隻會打到熒光屏中央。因此欲形成光柵，必須使電子束掃描。通常是在顯像管的管頸上套一個偏轉線圈，當線圈中有電流通過時會產生偏轉磁場使電子束掃描形成光柵。
2．熒光屏的構造
屏幕玻璃內側塗了一層很薄的熒光粉。單色顯像管用的熒光粉有綠色的，白色的，橙黃色的，乳黃色的等，塗什麼顏色的熒光粉，高速電子束轟擊熒光粉時就發什麼顏色的光。
熒光粉發光亮度與熒光粉發光效率、電子束的電流強度以及電子束轟擊速度有關。電子束的電流越強，發光越亮：超高壓越高，電子束轟擊速度越大，發光越亮。注意：當電子束的電流很大時，電子束的速度過大，且長時間射擊到一個點上，會使熒光粉局部“灼傷”，從而降低發光效率，影響顯像管的使用壽命。
熒光粉的外麵還有一層熒光膜，由很薄的鋁膜材料組成，其作用是：
（1）作為超高壓陽極的一部分吸引電子束高速轟擊熒光屏，形成電子束電流路徑。
（2）阻擋質量大的離子，保護熒光粉不受離子轟擊而損壞。
（3）起著反射光線的作用，一定程度上會增加光柵的亮度。
3．玻璃外殼構造
玻璃外殼形似漏鬥，主要由屏幕玻璃麵、錐體玻璃、管頸等部分構成。
（1）屏幕玻璃麵
屏幕略向前凸起的曲麵長方形，寬高之比為4：3或5：4。新生產的顯像管技術不斷提高，把屏幕玻璃曲率半徑做得很大，製成了直角平麵，視覺效果好，增大了顯示麵積。熒光屏的尺寸以長方形對角線長度表示。對於單色顯像管尺寸有3lcm（12in）和35cm（14in）兩種。
（2）錐體玻璃
錐體的內外壁上塗有導電石墨層或噴鍍鋁膜。內壁的石墨層通過金屬彈片與第二、四陽極（超高壓極）相連。錐體外麵有一個金屬圓形口，叫高壓嘴，行輸出變壓器上的引線至高壓嘴處，利用高壓嘴內的彈簧絲掛在高壓嘴裏，行輸出變壓器上產生的超高壓通過高壓嘴傳給內石墨層與彈簧片加至第二、四陽極，使顯像管內形成一個高壓電場。外層石墨與地線相連，內外石墨層形成一個500～1000pF的電容，其作用是濾波。
（3）管頸
管頸是細長的玻璃管，其內裝有電子槍，電子槍的尾部有7個引腳。①、⑤腳相連為控製極，常加以負電壓，控製電子數量的多少。有的單顯中還利用此兩引腳作為關機消亮點引腳，進行消除關機時中央留下的亮點。②腳為陰極，常加以正電壓，80V左右。有的單顯中該引腳電壓可調（20。80V），有的單顯中該引腳為燈絲端。③、④腳為燈絲端，可以③腳接地，④腳加直流電壓（1lv左右）或加交流電壓（指針式萬用表l0V檔測量約4．5V）。也可以④腳接地，③腳加上述電壓。⑥腳為加速極，加以幾佰伏的正電壓。⑦腳為聚焦極，其電壓值可調（0—500V）。
常用顯像管管頸直徑20mm，管頸部分十分脆弱，不能強烈撞擊，在搬顯像管或更換顯像管時要特別注意。
顯像管的管頸處套有偏轉線圈，用以產生偏轉磁場，使電子束在磁場力的作用下偏轉。當電子束在偏轉磁場作用下向N√／-N反方向偏轉最大距離時，電子束運動軌跡之間的夾角為90°。
偏轉角可分為：水平偏轉角、垂直偏轉角、對角線偏轉角。對角線偏轉角大於另外兩種偏轉角。常說的偏轉角為對角線偏轉角，其角度等於電子束偏轉的位置與熒光屏對角線兩端的張角。增大偏轉角，可以增大熒光屏尺寸，縮短管長。
3．1．2聚焦原理
陰極發射出的電子流，在顯像管內利用電子透鏡使電子束聚焦，使電子束變得非常細，在熒光屏上掃描時才會產生高清晰度的圖像，顯像管的聚焦是用電子透鏡的靜電聚焦而實現的。
電子透鏡靜電聚焦原理分析：I、Il極電壓不相等，Il極電壓高於I極電壓，其問形成均勻的電場，電力線方向由l極指向l極，並與電力線相互垂直的虛線為等電位麵，中心豎虛線為中性麵。由於電子在電場中受到電場力作用，其受力方向與電力線方向相反，運動狀態受電場力的大小、方向而變化。顯像管中電子通過幾組極板，共同完成電子束聚焦。
第一組透鏡由陰極、控製極、加速極構成，電子束在控製極與加速極之間“會聚交叉”，然後電子發散。第二組電子透鏡由加速極與第二陽極形成，電子束通過I、Il極電壓差形成的電場時，受到電場力的作用，力的作用方向垂直於等電位麵，在“中性麵”左邊時電子束開始會聚，第二組電子透鏡起輔助聚焦作用；第三組電子透鏡由第二陽極和聚焦極形成，對聚焦起主要作用，叫做主透鏡。經過3組透鏡共同作用後，電子束便會聚成細束。調節聚焦極電壓，可改變電場分布和等電位麵，達到調節電子束的焦點正好打在熒光屏上。