在液晶显示器流行的今天，我估计已经很少有人还知道曾经有个显示器硬件叫荧光屏了。

今天让我们回顾一下曾经精彩的CRT，看看这个被科技发展所淘汰的电子产品。

DIY的小CRT显示器

说到荧光屏，大家应该第一印象是过去的“大屁股”电视机，它采用的这个显示装置叫阴极射线管（Cathode Ray Tube），简称叫CRT,俗称“荧光屏”、“显像管”。

一、阴极射线管的由来

提到阴极射线管，简单理解，就是可以将电信号转变为光学图像的一种电子管，它是实现最早、应用最为广泛的一种显示技术。

原理是，阴极射线具有两个性质，一是垂直于阴极，二是带有负电，并且总是从阴极出发，终点与阳极无关，且电子会受到磁场影响进行偏转。

实际实现时，阴极通过灯丝加热后就会产生电子，电子在阳极电场作用下加速并在偏转电场的作用下偏转往前轰击，当遇到荧光物质时，由于电子束的激发，这些荧光物质就会发光。

物理学家布劳恩

1897年，德国物理学家卡尔·费迪南德·布劳恩，发明了世界上第一只阴极射线管，也就是大家上中学物理时看到的“布劳恩管”。

布劳恩管

首先，他在真空玻璃管的一端装上电极，这样从阴极发出的电子受静电力影响就会发射出阴极射线电子束，当磁场改变时电子束发生了偏转，于是在荧屏上就得到图像。

当然这只阴极射线管有着很多不足，首先它只有一个冷阴极，管子也不是完全真空，而且要求十万伏特的高压来加速电子束，才能在荧光屏上看到受偏转线圈影响的运动轨迹。并且电磁偏转只有一个方向。

但是，很多人已经看到了布劳恩的这个发明带来的前景。1889年，布劳恩的助手泽纳克又增加了另一个方向的电磁偏转，此后他又研究出来使用在CRT中的热阴极和高真空。

CRT示波器

于是，阴极射线管不仅可以用在示波器上，并在以后的1930年起成为了显示器的重要部件，为后来电视等等显示部件发展奠定了重要基础。

然而，此时布劳恩则开始研究如何让电报发射的速度变得更快了，后来，他发明了后人熟知的磁耦合天线，定向天线等等，并在无线电领域进行了理论实践和可重复实验。

由于在无线电技术研究领域布劳恩的巨大贡献，1909年，他和电报发明人马可尼共同获得了诺贝尔物理学奖。

二、荧光屏的秘密

发展到后来，阴极射线管开始由五部分组成：荧光粉涂层（Phosphor）、电子枪（Electron Gun）、荫罩（Shadow mask）、偏转线圈（DeflecTIon coils）、高压石墨电极和玻璃外壳组成；

1、荧光粉涂层

荧光屏上涂满了按一定方式紧密排列的白色（黑白屏幕）或者红、绿、蓝三种颜色（彩色）的荧光粉点或荧光粉条，称为荧光粉单元。

实用中一般把红、绿、蓝三种荧光粉点有规则地排列在整个荧光屏上，而无论从荧光屏的任何位置取出相邻的三个点来看， 均为品字形的三基色荧光粉点，红、绿、蓝。

彩色显示屏的电子枪发射的电子束是三束，它们分别受电脑或者电视R、 G、 B三个基色视频信号电压的控制，去轰击各自的荧光粉单元。受到高速电子束的激发，这些荧光粉单元分别发出强弱不同的红、绿、蓝三种光。

因为这些三色荧光粉点都很小，最小的为几微米,分别在各自的电子枪电子束激发下产生对应颜色的光点，其直径很小， 加上靠得很近，所以在适当的距离外，人眼分辨不出单色小点，而只是看到一个 合成出的彩色光点。

2、电子枪与荫罩

电子枪构造

电子枪中的灯丝是极细钨丝蕊线，灯丝上有一层钡、锶、钙的氧化物，灯丝位于灯丝支架与弹簧支架之间，当在两端加上规定的灯丝电压，阴极温度达到600°C左右就会放射热电子。

栅极则是不锈钢薄板经过光刻蚀后的金属网格，在其上加上正电压，可加速并扩散自灯丝所放射出来的电子，将之导向阳极；

阳极是指在形成大致显示图案的石墨等导体上，依显示图案的形状印刷荧光粉，於其上加上正电压后，因前述栅极的作用而加速，扩散的电子将会互相冲击而激发荧光粉，使之发光。这是黑白荧光屏的原理。

而在彩色显示时，由于要保证三支电子束准确击中每一个像素，于是开始借助于荫罩(Shadow mask)，它位于荧光屏后约10mm处，它是块厚度约为0.15mm的薄金属障板，它上面有很多小孔或细槽。它与同一组的荧光粉单元即像素相对应。三支电子束经过小孔或细槽后只能击中同一像素中的对应荧光粉单元，因此能够保证彩色的纯正和正确的会聚。

3、偏转线圈

简单理解，每一帧图像其实都是由电子束顺序的一行接着一行连续扫描而成的，这种扫描方式称为逐行扫描。而把每一帧图像通过两场扫描完成的，就叫是隔行扫描。

控制电子束扫描的就是行扫描（水平扫描）和场扫描（垂直扫描、场频、刷新率）组成的偏转线圈，行扫描指电子束每秒在荧光屏上扫过的水平线的数量，其等于“场频 × 垂直分辨率×1.04”，单位为KHz。

当CRT在工作时，偏转电路部分控制偏转线圈对电子束射出的方向进行改变，使电子束从屏幕左上角开始，从左至右，从上至下，依次对需要的每个点进行轰击。

由于电子束把屏幕整个扫描一次只需10～20ms的时间，加上荧光体的辉光残留和人眼的视觉暂留现象，人眼才能看到稳定的画面。这些都是这两个偏转线圈的功劳。

显示器构造图

所以，实际在计算机CRT显示器中，视频驱动板需要5个信号，即红、绿、蓝的信号，还有行同步（H）和场同步（V）两个信号。

VGA接口示意图

DVI接口接线图

在VGADVI接口接线图中，很清晰的就能看到这些表述。

当然，随着LCD新一代平板显示器件的推出，其成本更低、重量更轻、能耗很少。对比CRT的笨重、能耗更高,电磁辐射较大，于是CRT慢慢的就被液晶显示器所淘汰了。

2008年3月，随着索尼正式停止特丽珑显像管在所有领域的销售，CRT时代彻底结束！

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