顯像管和喇叭是電視機的兩個終端器件。顯像管的作用是將電形式的圖像信號轉換為光形式的圖像信號,即人的眼睛看到的各個畫麵;喇叭的作用是將電形式的聲音信號轉換為聲形式的聲音信號,即人的耳朵聽到的講話聲和音樂聲。
第一節顯像管和喇叭顯示與發聲原理
一、喇叭
喇叭是一種電聲器件。它的任務是將電信號變為聲信號,其變換原理是怎樣的呢?在喇叭內有一個由磁鐵產生的磁場和一個音圈。這個音圈為可動式,當電形式的聲音信號加到音圈兩端時,便在音圈內有電流流過。根據電磁原理可得出結論:音圈中有電流流過便會產生與電流大小與方向相關的磁場,因聲音信號的內容及大小是隨時變化的,所以受其影響音圈中的電流也是隨時變化的,由此推理音圈產生的磁場也是隨時變化的。這個隨時變化的磁場與由磁鐵產生的固定磁場合成產生的磁場自然也是隨時變化的,隻不過合成磁場的能量要比音圈產生的磁場大得多。作為可動式音圈在這個合成動態磁場中受磁力的影響而前後振動並帶動紙盆振動,紙盆的振動進一步推動空氣的振動。這個振動產生的聲波便是喇叭發出的聲音。
二、顯像管
顯像管是一種電光轉換器件。它在電視機中的作用是將電信號轉換為光信號從而顯示出圖像。顯像管顯示圖像的過程比較複雜。為了便於理解可分步說明。具體的分步方式為:顯像管是怎樣發光的;顯像管是怎樣形成光柵的;顯像管是怎樣顯示圖像的。
(一)顯像管是怎樣發光的
顯像管實際上是一個電光轉換器件。顯像管的熒光屏內壁上塗有熒光粉,用電子束快速衝擊熒光粉便可發光。
電子束的產生與發射
電子束的產生:顯像管內有三個陰極,這三個陰極的任務便是產生電子束。電子束雖具備發射電子束的能力,但它要發射電子束需要有一個熱源對它進行加熱。這個熱源是由顯像管內的燈絲加電發光而產生的。燈絲發光又需引入工作電壓,這個電壓為交流方式,由行掃描電路提供。如果用萬用表交流電壓擋測試為5V左右。
電子束的發射:電子束由陰極產生並向前方運動稱為發射。電子束與電子一樣其運動的首要條件是由人點到B點必須有電壓差,且電子束運行的方向是由低電壓點向高電壓點移動(與電流的運動方向相反),移動的速度與兩點之間的電壓差值成正比,即兩個點電壓差越大電子束運行的速度越快,反之亦反。
電子束是由陰極發射的,要使它從陰極運動到熒光屏就必須在陰極和熒光屏之間建立一個電壓差,而且熒光屏上的電壓要高於陰極電壓值才能實現電子束由陰極向熒光屏的移動。陰極在實際電路中直接接到視頻信號處理電路自然有一個電壓值,熒光屏的電壓是怎樣建立的呢?為了實現電子束的快速移動,熒光屏的電壓高達幾十萬伏,為了保證使用者的安全這個電壓是設置在熒光屏內的熒光粉塗抹處,由顯像管高壓嘴引入,由行掃描電路提供。
顯像管的發光由於陰極設置在顯像管的尾部而熒光粉處於顯像管的首部,這之間的距離達數十厘米且運行途徑為真空區域,從而極大地影響了電子束從陰極到熒光粉處的運行速度。如果不加其他輔助條件盡管陰極與熒光屏之間具有使電子束運動的條件,但因運動速度慢衝擊熒光粉的力度不足而造成熒光粉不發光,更談不上出現光柵和圖像了。為了解決這個問題需要在它們兩者之間設置一個加速站,這個加速站也就是顯像管中的加速極。加速極與陰極均位於顯像管的尾部即管頸處,因兩者的距離非常近,所以隻要在加速極上加人幾百伏的電壓就可對電子束的運行速度提高幾百倍。被加速後的電子束再由熒光粉上加有的數十萬伏高壓吸引,便可使電子束衝擊熒光粉的速度足夠快,從而使熒光粉發出足夠的光。
因顯像管陰極發射電子能力及熒光粉發光度的差異,每個顯像管對加速站的要求不同,所以在電視機中任何機型顯像管的加速極電壓均設定為可調。加速極電壓一般為350V左右,也是由行掃描電路提供的。
如何使顯像管發出的光質量最佳顯像管要想顯示出清晰的圖像還要求電子束在到達熒光粉各發光點時的直徑越小越好,電子束從陰極運行到距離較遠的熒光屏在其運行的過程中勢必產生離散,它所衝擊的熒光粉的麵積自然較大、進而造成發光點麵積的擴大。為了解決要求與實際情況不一至的矛盾,在顯像管中設置了聚集極。聚集極設在了陰極和熒光屏之間且離陰極較近。聚集極的任務是先將陰極發射的電子束中的電子按要求改變運行角度,從而使整個電子束到達熒光屏時的路徑最小。聚集極對電子束中各電子運行角度的改變量是由聚集極引入電壓的值決定的,由於每個顯像管在工藝上的誤差使陰極發射電子束的離散性不一至,這就決定了每個顯像管所求的聚集電壓值不同,這也是所有電視機的聚集電壓均可調的原因。
聚集極電壓也是由行掃描電路提供。其電壓值在800~1500V甚至更大範圍內可調。
(二)顯像管是怎樣形成光柵的
對黑白顯像管而言,在任一時刻隻是發射出一束電子束,如果無外界條件幹擾這束電子束運行的方向始終一致,它所衝擊的熒光屏點位也隻有一個,熒光屏隻能在這個點位發光,屏幕始終顯示一個亮點,無法顯示出圖像。為了解決陰極隻能發射一束電子束而顯像管要顯示滿屏光的矛盾,就要想法使陰極發射的電子束在運行的過程中勻速的改變方向,從而使這惟一的電子束逐點逐行對熒光粉上的各發光點進行衝擊,令熒光屏上的各發光點有順序的逐次發光。由於人眼對任何發光物都有滯留性,且電子束對熒光粉的逐點逐行重複速度非常快,熒光屏上的各發光點雖是斷續發光但人眼感覺到的卻是一幅滿屏的光。這滿屏的光在電視機中稱為光柵。
對於彩色顯像管為了顯示出各種色彩,設置了紅、綠、藍三個電子束,熒光粉上的各發光點實際上由三個紅、綠、藍子發光點組成。雖然三陰極發出的紅、綠、藍三束電子束要對應衝擊各自的子發光點,但因這三個子發光點設置的距離非常近,無論是從理論上還是實際上這三個發光點均為圖像的一個像素,也就是相當於黑白顯像管上的一個光點。所以彩色顯像管光柵的形成也是借助一個外力令陰極發射的電子束作逐點逐行掃描而實現的。