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Video-Display, das viel höherwertiges Bild als Flüssigkristall-Displays bietet, aber sehr schwer und tief sein kann
Apr 21, 2017

Kathodenstrahlröhre


Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

(Umgeleitet von   Kathodenstrahlröhre )

Cutaway Rendering einer Farbe CRT:
1. Drei Elektronenemitter (für rote, grüne und blaue Phosphorpunkte)
2. Elektronenstrahlen
3. Fokussierspulen
4. Umlenkspulen
5. Anschluss für die zweite Anode (im Folgenden als "Ultor" bezeichnet)
6. Maske zum Trennen von Strahlen für den roten, grünen und blauen Teil des angezeigten Bildes
7. Phosphorschicht (Bildschirm) mit roten, grünen und blauen Zonen
8. Nahaufnahmen der phosphorbeschichteten Innenseite des Bildschirms

Das   Kathodenstrahlröhre   ( CRT ) ist ein   Vakuumröhre   Das eine oder mehrere enthält   Elektronenkanonen   und ein   phosphoreszierend   Bildschirm und wird verwendet, um Bilder anzuzeigen. [1]   Es moduliert, beschleunigt und lenkt Elektronenstrahl (e) auf den Bildschirm, um die Bilder zu erzeugen. Die Bilder können elektrisch darstellen   Wellenformen   ( Oszilloskop ), Bilder (Fernsehen,   Computermonitor ),   Radar- Ziele oder andere. CRTs wurden auch gewesen   Die als Speichervorrichtungen verwendet werden , wobei in diesem Fall das von dem fluoreszierenden Material emittierte sichtbare Licht (falls vorhanden) keine beabsichtigte Bedeutung für einen visuellen Beobachter darstellen soll (obwohl das sichtbare Muster auf der Röhrenfläche die gespeicherten Daten kryptisch darstellen kann).

In Fernsehgeräten und Computermonitoren wird der gesamte Frontbereich des Röhrchens wiederholt und systematisch in einem festen Muster mit dem Namen a gescannt   Raster Ein Bild wird erzeugt, indem die Intensität jedes der drei kontrolliert wird   Elektronenstrahlen , eine für jede additive Primärfarbe (rot, grün und blau) mit a   Videosignal   Als Referenz. [2]   In allen modernen CRT-Monitoren und Fernsehgeräten werden die Balken umgebogen   Magnetische Ablenkung , ein variables Magnetfeld, das von Spulen erzeugt und von elektronischen Schaltungen um den Hals des Rohres angetrieben wird, obwohl   Elektrostatische Durchbiegung   Wird häufig in Oszilloskopen verwendet , eine Art von   Elektronisches Prüfgerät . [2]

Eine 14-Zoll-Kathodenstrahlröhre, die ihre Ablenkspulen und Elektronenkanonen zeigt

Typische 1950er Jahre Vereinigte Staaten monochrom   Fernsehgerät

Eine flache CRT-Montage in einem 1984 Sinclair FTV1 Pocket TV

Elektronenkanone

Eine CRT ist aus einer Glasumhüllung aufgebaut, die groß, tief (dh lang von Frontscheibe bis hinten), ziemlich schwer und relativ zerbrechlich ist. Das Innere einer CRT ist   Evakuiert   Bis etwa 0,01 Pa [3]   Bis 133 nPa. , [4]   Evakuierung notwendig, um den freien Flug von Elektronen von der Pistole (s) zum Röhrengesicht zu erleichtern. Dass es evakuiert ist, macht die Handhabung einer intakten CRT potenziell gefährlich aufgrund der Gefahr des Bruchs der Röhre und verursacht eine gewalttätige   Implosion , die Glasscherben mit großer Geschwindigkeit schleudern kann. Aus Sicherheitsgründen ist das Gesicht typischerweise aus dickem   Bleiglas , um stark bruchsicher zu sein und die meisten zu blockieren   Röntgenstrahl   Emissionen, insbesondere wenn die CRT in einem Konsumgut verwendet wird.

Seit den späten 2000er Jahren wurden die CRTs weitgehend durch neuere " Flachbildschirm " -Displaytechnologien ersetzt   LCD ,   Plasmaanzeige und   OLED   Displays, die bei LCD- und OLED-Displays geringere Herstellungskosten und Leistungsaufnahme aufweisen, sowie deutlich weniger Gewicht und Masse. Flachbildschirme können auch in sehr großen Größen hergestellt werden. Wohingegen 38 "bis 40" etwa die größte Größe eines CRT-Fernsehens waren, sind Flachbildschirme in 60 "und größeren Größen verfügbar.

Inhalt

  [verstecken]

·          1Geschichte

·          2Oscilloscope CRTs

O     2.1Phosphor-Persistenz

O     2.2Mikrokanalplatte

O     2.3Korrespondenzen

O     2.4Image Speicherrohre

O     2.5Data Speicherrohre

·          3Color CRTs

O     3.1Konvergenz und Reinheit in Farb-CRTs

O     3.2Degaussing

·          4Vektormonitore

·          5CRT Auflösung

·          6Gamma

·          7 Andere Typen

O     Das Auge des Augenblicks

O     7.2Charactronen

O     7.3Nimo

O     7.4Flood Strahl CRT

O     7.5Zeus dünne CRT-Anzeige

·          821. Jahrhundert Nutzung

O     8.1Demise

O     8.2 Ursachen

O     8.3Schneller CRT

·          9Gebrauchsangelegenheiten

O     9.1Ionisierende Strahlung

O     9.2Toxizität

O     9.3Flicker

O     9.4Hochfrequenz hörbares Rauschen

O     9.5Implosion

O     9.6Elektrischer Schock

·          10Sicherheitsbedenken

·          11Recycling

·          12Sie auch

·          13Referenzen

·          14 Ausgewählte Patente

·          15Externe Links

Geschichte [ bearbeiten ]

Brauns ursprüngliches Kalt-Kathoden-CRT, 1897

Kathodenstrahlen wurden entdeckt   Johann Hittorf   1869 im primitiven   Koksrohre Er beobachtete, dass einige unbekannte Strahlen aus dem   Kathode   (Negative Elektrode), die Schatten auf die glühende Wand des Rohres werfen konnte, was anzeigte, dass die Strahlen in geraden Linien fuhren. 1890,   Arthur Schuster zeigte, dass Kathodenstrahlen abgelenkt werden konnten   Elektrische Felder und   William Crookes   Zeigte, dass sie durch Magnetfelder abgelenkt werden konnten. 1897,   JJ Thomson   Gelang es, die Masse der Kathodenstrahlen zu messen, die zeigten, daß sie aus negativ geladenen Teilchen kleiner als Atome bestanden, die ersten " subatomaren Teilchen ", die später genannt wurden   Elektronen . Die früheste Version der CRT wurde als "Braun Röhre" bekannt, erfunden vom deutschen Physiker   Ferdinand Braun   Im Jahre 1897. [5] [6]   Es war ein   Kaltkathode   Diode , eine Modifikation der   Crookes Schlauch   mit einem   Phosphor- beschichteter Schirm.

1907, russischer Wissenschaftler   Boris Rosing   Verwendet eine CRT im empfangenden Ende eines experimentellen   Videosignal   Um ein bild zu bilden Er schaffte es, einfache geometrische Formen auf dem Bildschirm anzuzeigen, die das erste Mal markierten, dass die CRT-Technologie für das, was heute als Fernsehen bekannt ist, verwendet wurde. [1]

Die erste Kathodenstrahlröhre zur Verwendung eines   Heiße Kathode   Wurde von entwickelt   John B. Johnson   (Wer hat seinen Namen dem Begriff gegeben   Johnson Lärm ) und Harry Weiner Weinhart von Western Electric , und wurde ein kommerzielles Produkt im Jahr 1922. [7]

Es wurde von Erfinder benannt   Vladimir K. Zworykin   Im Jahre 1929. [8]   RCA   Erhielt eine Marke für den Begriff (für seine Kathodenstrahlröhre) im Jahre 1932; Sie hat den Begriff 1950 freiwillig freigegeben. [9]

Die ersten kommerziell hergestellten elektronischen Fernsehgeräte mit Kathodenstrahlröhren wurden hergestellt durch   Telefunken   In deutschland 1934. [10] [11]

Oszilloskop-CRTs [ bearbeiten ]

Ein Oszilloskop zeigt   Lissajous Kurve

Im   Oszilloskop   CRTs,   Elektrostatische Durchbiegung   Wird verwendet, anstatt die magnetische Ablenkung häufig mit Fernsehen und anderen großen CRTs verwendet. Der Strahl wird durch Anlegen eines   elektrisches Feld   Zwischen einem Paar Platten nach links und rechts und vertikal durch Aufbringen eines elektrischen Feldes auf Platten oben und unten. Fernsehen verwenden magnetische anstatt elektrostatische Ablenkung, weil die Ablenkplatten den Strahl behindern, wenn der Ablenkwinkel so groß ist, wie es für Röhren erforderlich ist, die relativ kurz für ihre Größe sind.

Phosphor persistence [ bearbeiten ]

Verschiedene   Phosphoren   Sind je nach Bedarf der Mess- oder Anzeigeanwendung verfügbar. Die Helligkeit, die Farbe und die Beharrlichkeit der Beleuchtung hängt von der Art des auf dem CRT-Bildschirm verwendeten Leuchtstoffs ab. Phosphore sind mit Behandlungen von weniger als eins erhältlich   Mikrosekunde   Bis zu einigen Sekunden [12]   Für die visuelle Beobachtung von kurzen vorübergehenden Ereignissen kann ein langer persistierender Phosphor wünschenswert sein. Für Ereignisse, die schnell und repetitiv oder hochfrequent sind, ist ein kurzsichtiger Phosphor im allgemeinen bevorzugt. [13]

Microchannel Platte [ bearbeiten ]

Bei der Anzeige von schnellen Ein-Schuss-Ereignissen muss sich der Elektronenstrahl sehr schnell ablenken, wobei nur wenige Elektronen auf den Bildschirm auftreffen, was zu einem schwachen oder unsichtbaren Bild auf dem Display führt. Oszilloskop-CRTs, die für sehr schnelle Signale ausgelegt sind, können ein helleres Display geben, indem sie den Elektronenstrahl durch eine   Mikrokanalplatte, kurz bevor er den Bildschirm erreicht. Durch das Phänomen von   Sekundäre Emission , diese Platte multipliziert die Anzahl der Elektronen, die den Leuchtstoffschirm erreichen, was eine signifikante Verbesserung der Schreibrate (Helligkeit) und verbesserte Empfindlichkeit und Spotgröße sowie eine signifikante Verbesserung ergibt. [14] [15]

Grate [ bearbeiten ]

Die meisten Oszilloskope haben eine   Gratulieren   Als Teil der visuellen Anzeige, um Messungen zu erleichtern. Das Raster kann dauerhaft im Inneren des CRT markiert werden, oder es kann eine transparente Außenplatte aus Glas oder sein   Acryl-   Kunststoff. Ein interner Raster beseitigt   Parallaxe-Fehler , kann aber nicht geändert werden, um verschiedene Arten von Messungen unterzubringen. [16]   Oszilloskope stellen üblicherweise ein Mittel dar, damit das Raster von der Seite beleuchtet werden kann, was seine Sichtbarkeit verbessert. [17]

Bildspeicherrohre [ bearbeiten ]

Die Tektronix Typ 564: Erste Masse produziert Analog Phosphor Storage Oszilloskop

Diese finden sich in   Analoge   Phosphor-Speicher-Oszilloskope . Diese unterscheiden sich von   Digitale Speicheroszilloskope   Die auf Festkörper-Digital-Speicher verlassen, um das Bild zu speichern.

Wenn ein einziges kurzes Ereignis von einem Oszilloskop überwacht wird, wird ein solches Ereignis nur durch ein herkömmliches Röhrchen angezeigt, solange es tatsächlich auftritt. Die Verwendung eines langlebigen Phosphors kann das Bild nach dem Ereignis beobachten, aber nur für ein paar Sekunden am besten. Diese Begrenzung kann durch die Verwendung einer Direktsicht-Speicher-Kathodenstrahlröhre (Speicherrohr) überwunden werden. Ein Speicherrohr zeigt weiterhin das Ereignis an, nachdem es aufgetreten ist, bis es gelöscht wird. Ein Speicherrohr ähnelt einem herkömmlichen Rohr, außer dass es mit einem mit einem beschichteten Metallgitter ausgestattet ist   Dielektrikum   Schicht unmittelbar hinter dem Leuchtstoffschirm. Eine extern angelegte Spannung an das Gitter sorgt zunächst dafür, dass das gesamte Netz auf einem konstanten Potential liegt. Dieses Gitter wird ständig einem Elektronenstrahl mit niedriger Geschwindigkeit aus einer "Flutpistole" ausgesetzt, die unabhängig von der Hauptpistole arbeitet. Diese Flutpistole wird nicht wie die Hauptpistole abgelenkt, sondern beleuchtet ständig das gesamte Netzgewebe. Die Anfangsladung auf dem Speichermatten ist so, dass sie die Elektronen von der Flutpistole abstoßen, die daran gehindert werden, auf den Leuchtstoffschirm zu schlagen.

Wenn die Haupt-Elektronenkanone ein Bild auf den Bildschirm schreibt, genügt die Energie im Hauptstrahl, um eine "potentielle Entlastung" auf dem Speichergewebe zu schaffen. Die Bereiche, in denen diese Erleichterung entsteht, stoßen die Elektronen nicht mehr von der Flutpistole ab, die nun durch das Netz hindurchgeht und den Leuchtstoffschirm beleuchtet. Infolgedessen wird das Bild, das von der Hauptpistole kurz verfolgt wurde, weiterhin angezeigt, nachdem es aufgetreten ist. Das Bild kann durch erneutes Versorgen der externen Spannung an das Netz wiedergegeben werden, wodurch sein konstantes Potential wiederhergestellt wird. Die Zeit, für die das Bild angezeigt werden kann, war begrenzt, weil in der Praxis die Flutpistole langsam die Ladung auf dem Speichermatten neutralisiert. Eine Möglichkeit, das Bild länger zu halten, ist vorübergehend, die Flutpistole abzuschalten. Es ist dann möglich, dass das Bild für mehrere Tage beibehalten wird. Die Mehrzahl der Speicherrohre ermöglicht es, daß eine niedrigere Spannung an das Speichermaster angelegt wird, was den Anfangsladungszustand langsam wiederherstellt. Durch Variieren dieser Spannung wird eine variable Persistenz erhalten. Das Ausschalten der Hochwasserkanone und die Spannungsversorgung des Speichermaschens ermöglicht es, dass ein solches Rohr als herkömmliches Oszilloskoprohr arbeitet. [18]

Datenspeicherrohre [ bearbeiten ]

Hauptartikel:   Williams Rohr

Die Williams-Röhre oder Williams-Kilburn-Röhre war eine Kathodenstrahlröhre, die zur elektronischen Speicherung von Binärdaten verwendet wurde. Es wurde in Computern der 1940er Jahre als digitales Speichergerät mit wahlfreiem Zugriff verwendet. Im Gegensatz zu anderen CRTs in diesem Artikel war die Williams-Röhre kein Display-Gerät, und in der Tat konnte nicht gesehen werden, da eine Metallplatte ihren Bildschirm bedeckt.

Farb-CRTs [ bearbeiten ]

Vergrößerte Ansicht einer Delta-Pistole   Schattenmaske Farbe CRT

Vergrößerte Ansicht eines Trinitron   Farb-CRT

Spektren der konstituierenden blauen, grünen und roten Leuchtstoffe in einer gemeinsamen CRT

Farbrohre verwenden drei verschiedene Leuchtstoffe, die rotes, grünes und blaues Licht emittieren. Sie sind in Streifen verpackt (wie in   Blendenöffnung   Entwürfe) oder Cluster genannt   "Dreiklänge"   (wie in   Schattenmaske   CRTs). [19]   Farb-CRTs haben drei Elektronenkanonen, eine für jede Primärfarbe, die entweder in einer Geraden oder in einer   Gleichseitiges dreieckiges   Konfiguration (die Pistolen sind in der Regel als eine Einheit gebaut). (Die dreieckige Konfiguration wird oft als "Delta-Pistole" bezeichnet, basierend auf ihrer Beziehung zur Form des griechischen Buchstabens delta Δ.) Ein Gitter oder eine Maske absorbiert die Elektronen, die sonst den falschen Phosphor treffen würden. [20]   EIN   Schattenmaske   Rohr verwendet eine Metallplatte mit winzigen Löchern, so platziert, dass der Elektronenstrahl nur die korrekten Leuchtstoffe auf dem Gesicht des Rohres beleuchtet; [19]   Die Löcher sind verjüngt, so dass die Elektronen, die das Innere eines Loches schlagen, zurück reflektiert werden, wenn sie nicht absorbiert werden (z. B. durch lokale Ladungsakkumulation), anstatt durch das Loch zu springen, um einen zufälligen (falschen) Fleck auf dem zu schlagen Bildschirm. Eine andere Art von Farb-CRT verwendet ein Blendengitter   Von gespannten vertikalen Drähten, um das gleiche Ergebnis zu erzielen. [20]

Konvergenz und Reinheit in Farb-CRTs [ bearbeiten ]

Aufgrund von Einschränkungen in der Dimensionsgenauigkeit, mit denen CRTs wirtschaftlich hergestellt werden können, ist es praktisch nicht möglich, Farb-CRTs zu bauen, bei denen drei Elektronenstrahlen ausgerichtet werden könnten, um Phosphore der jeweiligen Farbe in akzeptabler Koordination einzutragen, und zwar ausschließlich auf der Grundlage der geometrischen Konfiguration der Elektronenkanonenachsen und Pistolenöffnungspositionen, Schattenmaskenöffnungen usw. Die Schattenmaske sorgt dafür, dass ein Strahl nur Flecken bestimmter Farben von Leuchtstoffen trifft, aber minimale Variationen der physikalischen Ausrichtung der internen Teile zwischen einzelnen CRTs führen zu Variationen In der exakten Ausrichtung der Strahlen durch die Schattenmaske, so dass manche Elektronen beispielsweise aus dem roten Strahl treffen können, z. B. blaue Leuchtstoffe, es sei denn, manche Einzelkompensation wird für die Varianz zwischen einzelnen Röhren gemacht.

Farbkonvergenz und Farbreinheit sind zwei Aspekte dieses Einzelfalls. Zuerst ist es für eine korrekte Farbwiedergabe notwendig, dass unabhängig davon, wo die Strahlen auf dem Bildschirm abgelenkt werden, alle drei denselben Punkt (und nominell durch das gleiche Loch oder Schlitz) auf die Schattenmaske passieren. Dies wird Konvergenz genannt. [21]   Genauer gesagt wird die Konvergenz in der Mitte des Bildschirms (ohne Ablenkungsfeld, das durch das Joch angelegt wird) als statische Konvergenz bezeichnet, und die Konvergenz über den Rest des Bildschirmbereichs wird als dynamische Konvergenz bezeichnet. Die Balken können in der Mitte des Bildschirms zusammenlaufen und doch von einander abweichen, wenn sie zu den Kanten abgelenkt werden; Solch eine CRT würde gesagt werden, um eine gute statische Konvergenz zu haben, aber eine schlechte dynamische Konvergenz. Zweitens muss jeder Strahl nur die Leuchtstoffe der Farbe schlagen, die es zu schlagen gilt und keine anderen. Das heißt Reinheit. Wie Konvergenz gibt es statische Reinheit und dynamische Reinheit mit den gleichen Bedeutungen von "statisch" und "dynamisch" wie für die Konvergenz. Konvergenz und Reinheit sind unterschiedliche Parameter; Eine CRT könnte eine gute Reinheit haben, aber eine schlechte Konvergenz, oder umgekehrt. Schlechte Konvergenz verursacht Farbe "Schatten" oder "Geister" entlang der angezeigten Kanten und Konturen, als ob das Bild auf dem Bildschirm intaglio gedruckt wurde mit schlechter Registrierung. Schlechte Reinheit verursacht Objekte auf dem Bildschirm erscheinen off-color, während ihre Kanten scharf bleiben. Reinheits- und Konvergenzprobleme können gleichzeitig, in den gleichen oder verschiedenen Bereichen des Bildschirms oder beides über den gesamten Bildschirm auftreten, und entweder gleichmäßig oder zu größeren oder kleineren Graden über verschiedene Teile des Bildschirms.

Die Lösung der statischen Konvergenz- und Reinheitsprobleme ist ein Satz von Farbausrichtungsmagneten, die um den Hals der CRT installiert sind. Diese beweglichen schwachen Permanentmagnete sind üblicherweise am hinteren Ende der Ablenkjochanordnung montiert und sind werksseitig eingestellt, um jegliche statische Reinheit und Konvergenzfehler zu kompensieren, die dem nicht eingestellten Rohr innewohnen. Typischerweise gibt es zwei oder drei Paare von zwei Magneten in Form von Ringen aus Kunststoff, die mit einem magnetischen Material imprägniert sind, mit ihren   Magnetfelder   Parallel zu den Ebenen der Magneten, die senkrecht zu den Elektronenkanonenachsen sind. Jedes Paar magnetischer Ringe bildet einen einzigen wirksamen Magneten, dessen Feld   Vektor   Kann ganz und frei eingestellt werden (in Richtung und Größe). Durch Drehen eines Paares von Magneten relativ zueinander kann ihre relative Feldausrichtung variiert werden, wobei die effektive Feldstärke des Paares eingestellt wird. (Wenn sie sich relativ zueinander drehen, kann jedes Magnetfeld als rechtwinklig zwei gegenüberliegende Komponenten betrachtet werden, und diese vier Komponenten bilden jeweils zwei Paare, wobei ein Paar sich gegenseitig verstärkt und das andere Paar entgegengesetzt ist Die sich gegenseitig auseinandersetzen, die sich gegenseitig verstärkenden Feldkomponenten der Magneten verringern, wenn sie getragen werden, um gegenläufige, gegenseitig aufhebende Komponenten zu erhöhen.) Durch Drehen eines Paares von Magneten zusammen, wobei der relative Winkel zwischen ihnen die Richtung ihres Kollektivs bewahrt wird Magnetfeld kann variiert werden. Insgesamt ermöglicht die Einstellung aller Konvergenz- / Reinheitsmagnete eine fein abgestimmte leichte Elektronenstrahlablenkung oder einen seitlichen Versatz, der kleinere statische Konvergenz- und Reinheitsfehler, die dem unkalibrierten Rohr innewohnen, kompensiert. Sobald sie eingestellt sind, sind diese Magneten in der Regel verklebt, aber normalerweise können sie im Feld freigegeben und nachjustiert werden (zB durch eine TV-Werkstatt).

Bei einigen CRTs werden zusätzliche feste verstellbare Magnete für dynamische Konvergenz oder dynamische Reinheit an bestimmten Punkten auf dem Bildschirm, typischerweise in der Nähe der Ecken oder Kanten, hinzugefügt. Eine weitere Einstellung der dynamischen Konvergenz und Reinheit kann typischerweise nicht passiv erfolgen, sondern erfordert aktive Kompensationsschaltungen.

Dynamische Farbkonvergenz und Reinheit sind einer der Hauptgründe, warum bis zu spät in ihrer Geschichte die CRTs langhalsig (tief) waren und biaxial gekrümmte Gesichter hatten; Diese geometrischen Gestaltungsmerkmale sind für die intrinsische passive dynamische Farbkonvergenz und Reinheit notwendig. Erst ab den 1990er Jahren wurden anspruchsvolle aktive dynamische Konvergenzkompensationsschaltungen verfügbar, die kurzhalsige und flache CRTs bearbeitbar machten. Diese aktiven Kompensationsschaltungen verwenden das Ablenkjoch, um die Strahlablenkung entsprechend der Strahlzielposition fein einzustellen. Die gleichen Techniken (und Hauptschaltungskomponenten) ermöglichen auch die Einstellung der Anzeigebilddrehung, des Schiefers und anderer komplexer   Raster   Geometrieparameter durch Elektronik unter Benutzerkontrolle.

Degaussing [ bearbeiten ]

Eine Entmagnetisierung im Gange.

Wenn die Schattenmaske magnetisiert wird, lenkt ihr Magnetfeld die Elektronenstrahlen, die durch sie hindurchgehen, wodurch eine Farbreinheitsverzerrung verursacht wird, während sich die Strahlen durch die Maskenlöcher biegen und einige Leuchtstoffe einer anderen Farbe als die, die sie schlagen sollen, treffen. ZB können einige Elektronen aus dem roten Strahl blaue Leuchtstoffe treffen, wobei reine rote Teile des Bildes eine magentafarbene Tönung geben. (Magenta ist die additive Kombination von Rot und Blau.) Dieser Effekt wird auf einen bestimmten Bereich des Bildschirms lokalisiert, wenn die Magnetisierung der Schattenmaske lokalisiert ist. Daher ist es wichtig, dass die Schattenmaske unmagnetisiert ist. (Ein magnetisiertes Blendengitter hat eine ähnliche Wirkung, und alles, was in diesem Unterabschnitt über Schattenmasken angegeben ist, gilt auch für Blendengitter.)

Die meisten Farb-CRT-Displays, dh Fernsehgeräte und Computermonitore, haben jeweils einen eingebauten   Entmagnetisieren   (Entmagnetisierungs) -Schaltung, deren Primärkomponente eine Entmagnetisierungsspule ist, die um den Umfang der CRT - Fläche innerhalb des   Lünette Beim Einschalten der CRT-Anzeige erzeugt die Entmagnetisierungsschaltung einen kurzen Wechselstrom durch die Entmagnetisierungsspule, die während einer Zeitspanne von wenigen Sekunden sanft in der Festigkeit (Ausblendung) auf Null abfällt, wodurch ein abklingendes magnetisches Wechselfeld von der Spule erzeugt wird . Dieses Entmagnetisierungsfeld ist stark genug, um in den meisten Fällen die Schattenmaskenmagnetisierung zu entfernen. [22]   In ungewöhnlichen Fällen einer starken Magnetisierung, bei denen das interne Entmagnetisierungsfeld nicht ausreicht, kann die Schattenmaske extern mit einem stärkeren tragbaren Entmagnetisierer oder Entmagnetisierer entgast werden. Jedoch kann ein übermäßig starkes Magnetfeld, ob abwechselnd oder konstant, mechanisch sein   verformen   (Biegung) der Schattenmaske, wodurch eine permanente Farbverzerrung auf dem Display verursacht wird, die einem Magnetisierungseffekt sehr ähnlich ist.

Der Entmagnetisierungskreis besteht oft aus einem   Thermoelektrisch   (Nicht elektronischen) Vorrichtung mit einem kleinen keramischen Heizelement und einer positiven thermischen   Koeffizient (PTC)   Widerstand , direkt an die geschaltete angeschlossen   Wechselstrom   Linie mit dem Widerstand in Serie mit der Entmagnetisierungsspule. Wenn das Gerät eingeschaltet wird, erwärmt das Heizelement den PTC-Widerstand und erhöht seinen Widerstand auf einen Punkt, an dem der Entmagnetisierungsstrom minimal ist, aber nicht tatsächlich Null ist. Bei älteren CRT-Anzeigen wird dieser Low-Level-Strom (der kein signifikantes Entmagnetisierungsfeld erzeugt) zusammen mit der Wirkung des Heizelementes aufrechterhalten, solange das Display eingeschaltet bleibt. Um einen Entmagnetisierungszyklus zu wiederholen, muss die CRT-Anzeige ausgeschaltet und mindestens einige Sekunden lang ausgeschaltet werden, um den Entmagnetisierungskreis zurückzusetzen, indem der PTC-Widerstand auf die Kühlung abgestimmt wird   Umgebungstemperatur ; Schaltet das Display-off und sofort wieder auf einen schwachen Entmagnetisierungszyklus oder effektiv keinen Entmagnetisierungszyklus.

Dieses einfache Design ist effektiv und billig zu bauen, aber es verschwendet etwas Kraft kontinuierlich. Spätere Modelle, besonders   Energie Stern   Bewertet, verwenden Sie ein   Relais   Um die gesamte Entmagnetisierungsschaltung ein- und auszuschalten, so dass die Entmagnetisierungsschaltung nur dann Energie verbraucht, wenn sie funktional aktiv ist und benötigt wird. Das Relais-Design ermöglicht auch die Entmagnetisierung der Benutzeranforderungen durch die Bedienelemente des Gerätes, ohne das Gerät aus- und wieder einzuschalten. Dieses Relais ist oft zu hören, am Ende des Entmagnetisierungszyklus ein paar Sekunden nach dem Einschalten des Monitors und beim Ein- und Ausschalten während eines manuell eingeleiteten Entmagnetisierungszyklus zu hören.

Vektormonitoren [ bearbeiten ]

Hauptartikel:   Vektormonitor

Vektormonitoren wurden in frühen computergestützten Design-Systemen verwendet und sind in einigen späten 1970er bis Mitte der 1980er Jahre Arcade-Spiele wie   Asteroiden [23]   Sie zeichnen Grafiken Punkt-zu-Punkt, anstatt Scannen eines Rasters. Entweder monochrome oder Farb-CRTs können in Vektor-Displays verwendet werden, und die wesentlichen Prinzipien der CRT-Design und Betrieb sind die gleichen für jede Art von Display; Der Hauptunterschied liegt in den Strahlablenkungsmustern und -kreisen.

CRT-Auflösung [ bearbeiten ]

Punktabstand   Definiert die maximale Auflösung der Anzeige, unter der Annahme von Delta-Pistole CRTs. In diesen, wie die gescannte Auflösung nähert sich der Punkt-Pitch-Auflösung,   Moiré erscheint, da das Detail, das angezeigt wird, feiner ist als das, was die Schattenmaske machen kann. [24]   Aperture-Gittermonitore leiden nicht unter senkrechten Moiré; Dennoch haben ihre Leuchtstoffstreifen kein vertikales Detail. Bei kleineren CRTs behalten diese Streifen die Position selbst, aber größere Blendengitter-CRTs benötigen ein oder zwei kreuzweise (horizontale) Stützstreifen. [25]

Gamma [ Bearbeiten ]

CRTs haben eine ausgeprägte   Triode   Charakteristisch, was zu erheblichen Ergebnissen führt   Gamma   (Eine nichtlineare Beziehung in einer Elektronenkanone zwischen angelegter Videospannung und Strahlintensität). [26]

Andere Arten [ bearbeiten ]

Katzenauge [ bearbeiten ]

Hauptartikel:   Magische Augenröhre

In neuartigen, altmodischen Röhrenradiosendern wurde eine Stimmführung, die aus einem Phosphorrohr besteht, verwendet, um die Abstimmungseinstellung zu unterstützen. Dies wurde auch als "Magic Eye" oder "Tuning Eye" bezeichnet. Die Abstimmung würde eingestellt, bis die Breite eines radialen Schattens minimiert wurde. Dies wurde anstelle eines teureren elektromechanischen Messgerätes verwendet, das später bei höheren Stimmgeräten verwendet wurde, wenn Transistor-Sets die erforderliche Hochspannung für den Antrieb des Gerätes fehlten. [27]   Die gleiche Art von Gerät wurde mit Tonbandgeräten als Aufzeichnungspegelmesser und für verschiedene andere Anwendungen einschließlich elektrischer Testausrüstung verwendet.

Charactrons [ bearbeiten ]

Einige Anzeigen für frühe Computer (diejenigen, die benötigt wurden, um mehr Text als praktisch mit Vektoren, oder die erforderliche hohe Geschwindigkeit für fotografische Ausgabe) verwendet   Charactron   CRTs Diese enthalten eine perforierte Metallzeichenmaske ( Schablone ), die einen breiten Elektronenstrahl bildet, um ein Zeichen auf dem Bildschirm zu bilden. Das System wählt ein Zeichen auf der Maske unter Verwendung eines Satzes von Ablenkschaltungen aus, aber das bewirkt, daß der extrudierte Strahl außeraxial ausgerichtet wird, so daß ein zweiter Satz von Ablenkplatten den Strahl neu zielen muß, so daß er in Richtung des Zentrums geleitet wird der Bildschirm. Ein dritter Satz von Platten platziert den Charakter wo immer erforderlich. Der Strahl wird kurz angezogen (eingeschaltet), um den Charakter an dieser Stelle zu zeichnen. Grafiken konnten gezeichnet werden, indem man die Position auf der Maske entsprechend dem Code für einen Raum auswählte (in der Praxis wurden sie einfach nicht gezeichnet), die ein kleines rundes Loch in der Mitte hatte; Dies wirksam deaktiviert die Zeichenmaske, und das System kehrte zu regelmäßigen Vektor Verhalten. Charactrons hatten außergewöhnlich lange Hälse, wegen der Notwendigkeit für drei Ablenksysteme. [28] [29]

Nimo [ bearbeiten ]

Hauptartikel:   Nimo Tube

Nimo Rohr BA0000-P31

Nimo war das Markenzeichen einer Familie von kleinen spezialisierten CRTs, die von Industrial Electronics Engineers hergestellt wurden. Diese hatten 10 Elektronenkanonen, die Elektronenstrahlen in Form von Ziffern in ähnlicher Weise wie die des Charactrons erzeugten. Die Röhren waren entweder einfache einstellige Displays oder komplexere 4- oder 6-stellige Displays, die mit einem geeigneten magnetischen Ablenksystem hergestellt wurden. Nachdem die Röhre einen geringen Teil der Komplexität einer Standard-CRT hatte, brauchte die Röhre eine relativ einfache Treiberschaltung, und da das Bild auf die Glasfläche projiziert wurde, stellte sie einen viel breiteren Betrachtungswinkel als konkurrierende Typen (z.   Nixie tubes ). [30]

Flutstrahl CRT [ bearbeiten ]

Flood Strahl CRT's sind kleine Röhren, die als Pixel für große Bildschirme wie angeordnet sind   Jumbotron s. Der erste Bildschirm mit dieser Technologie wurde eingeführt durch   Mitsubishi Electric   Für die   1980 Major League Baseball All-Star Spiel . Es unterscheidet sich von einer normalen CRT dadurch, dass die Elektronenkanone nicht einen fokussierten kontrollierbaren Strahl erzeugt. Stattdessen werden Elektronen in einem breiten Kegel über die gesamte Vorderseite des Leuchtstoffschirms gesprüht, wobei im Grunde jede Einheit als eine einzige Glühbirne wirkt. [31]   Jeder ist mit einem roten, grünen oder blauen Phosphor beschichtet, um die farbigen Subpixel zu bilden. Diese Technologie wurde weitgehend ersetzt durch   Leuchtdiode   Zeigt an. EIN   Ähnliches Gerät   Wurde von einem Hersteller als Lampe vorgeschlagen.

Zeus dünne CRT-Anzeige [ bearbeiten ]

In den späten 1990er und frühen 2000er Jahren   Philips Forschungslaboratorien   Experimentierte mit einer Art von dünnen CRT bekannt als die   Zeus   Anzeige, die CRT-ähnliche Funktionalität in einem   Flachbildschirm . [32] [33] [34] [35] [36]   Die Geräte wurden demonstriert, aber nie vermarktet.

Anwendung des 21. Jahrhunderts [ bearbeiten ]

Demise [ bearbeiten ]

Obwohl ein Standbein der Display-Technologie seit Jahrzehnten, CRT-basierte Computer-Monitore und Fernseher bilden eine tote Technologie. Die Nachfrage nach CRT-Bildschirmen ist seit 2007 fiel gesunken, und dieser Falloff hatte sich in den letzten zwei Jahren dieses Jahrzehnts beschleunigt. Die schnellen Fortschritte und sinkenden Preise von   LCD   Flachbildschirm- Technologie, zuerst für Computer-Monitore und dann für Fernseher, war der Schlüsselfaktor in den Niedergang der konkurrierenden Display-Technologien wie CRT,   Rückprojektion und   Plasmaanzeige . [37]

Das Ende der meisten High-End-CRT-Produktion um rund 2010 [38]   (Einschließlich High-End-Sony und Mitsubishi Produktlinien) bedeutet eine Erosion der CRT-Fähigkeit. [39] [40]   In Kanada und den USA war der Verkauf und die Produktion von High-End-CRT-TVs (30-Zoll-Bildschirme) in diesen Märkten bis 2007 abgeschlossen. Nur ein paar Jahre später, kostengünstige Kombi-CRT-TVs (20-Zoll-Bildschirme mit Ein integrierter VHS-Player) verschwand aus Discountern. Es ist üblich, CRT-basierte Fernsehgeräte und Monitore in so wenig wie 5-6 Jahren zu ersetzen, obwohl sie in der Regel in der Lage sind, eine zufriedenstellende Leistung für eine viel längere Zeit in der Lage.

Die Unternehmen reagieren auf diesen Trend. Elektronik-Einzelhändler wie Best Buy haben stetig reduzieren Speicherplätze für CRTs. Im Jahr 2005 gab Sony bekannt, dass sie die Produktion von CRT-Computer-Displays stoppen würden. Samsung hat bei der Consumer Electronics Show 2008 keine CRT-Modelle für das Modelljahr 2008 vorgestellt, und am 4. Februar 2008 entfernte Samsung ihre 30 "Breitbild-CRTs von ihrer nordamerikanischen Website und hat sie nicht durch neue Modelle ersetzt. [41]

Allerdings ist der Niedergang der CRTs in den Entwicklungsländern langsamer passiert. Laut iSupply wurde die Produktion in Einheiten von CRTs bis zum 4. Dezember 2007 nicht von der LCD-Produktion übertroffen, was vor allem auf die CRT-Produktion in Fabriken in China zurückzuführen war. In Großbritannien,   DSG (Dixons) , der größte Einzelhändler von inländischen elektronischen Geräten, berichtete, dass CRT-Modelle 80-90% des Volumens von Fernsehgeräten verkauften, die zu Weihnachten 2004 und 15-20% ein Jahr später verkauft wurden und dass sie erwartet wurden, dass sie weniger als waren 5% Ende 2006. Dixons hat 2006 den Verkauf von CRT-Fernsehern eingestellt. [42]

Ursachen [ Bearbeiten ]

CRTs, trotz der jüngsten Fortschritte, sind relativ schwer und sperrig geblieben und nehmen viel Platz im Vergleich zu anderen Display-Technologien. CRT-Bildschirme haben viel tieferen Schränken im Vergleich zu flachen Platten und Rückprojektions-Displays für eine gegebene Bildschirmgröße, und so wird es unpraktisch, CRTs größer als 40 Zoll (102 cm) zu haben. Die CRT - Nachteile wurden im Hinblick auf die rasanten technologischen Fortschritte besonders deutlich   LCD   Und Plasma-Flat-Panels, die es ihnen ermöglichen, leicht zu übertreffen 40 Zoll (102 cm) sowie dünn und Wand montierbar, zwei wichtige Merkmale, die zunehmend von den Verbrauchern gefordert wurden.

Schlanker CRT [ bearbeiten ]

Ein Vergleich zwischen 21-Zoll-Superslim und Ultraslim CRT

Einige CRT-Hersteller, sowohl LG Display und Samsung Display, haben CRT-Technologie durch die Schaffung eines schlankeren Rohres entwickelt. Schlanker CRT hat einen Handelsnamen Superslim und Ultraslim. Eine 21-Zoll-Flach-CRT hat eine Tiefe von 447,2 Millimeter. Die Tiefe von Superslim beträgt 352 Millimeter und Ultraslim ist 295,7 Millimeter.

Gesundheitsprobleme [ bearbeiten ]

Ionisierende Strahlung [ bearbeiten ]

CRTs können eine kleine Menge ausgeben   Röntgenstrahl   Strahlung als Folge des Bombardements des Elektronenstrahls der Schattenmaske / Blendenöffnung und Leuchtstoffe. Die Strahlung, die der Vorderseite des Monitors entweicht, wird weithin als nicht schädlich angesehen. Das   Lebensmittel- und Arzneimittelverwaltung   Vorschriften in   21 CFR   1020.10   Werden verwendet, um z. B. die Fernsehempfänger auf 0,5 zu begrenzen   Milliroentgens   Pro Stunde (mR / h) (0,13 μC / (kg · h) oder 36 pA / kg) in einem Abstand von 5 cm (2 in) von jeder äußeren Oberfläche; Seit 2007 haben die meisten CRTs Emissionen, die deutlich unter dieser Grenze liegen. [43]

Toxizität [ bearbeiten ]

Ältere Farbe und monochrome CRTs können giftige Stoffe enthalten, wie zB   Cadmium , in den Leuchtstoffen. [44] [45] [46]   Die hintere Glasröhre der modernen CRTs kann aus verbleitem Glas hergestellt werden , die eine Umweltgefahr darstellen, wenn sie unsachgemäß entsorgt werden. [47]   Zu der Zeit, in der Personal Computer produziert wurden, verwendet Glas in der Frontplatte (der sichtbare Teil der CRT) Barium statt Blei, [ Zitat benötigt ]   Obwohl die Rückseite der CRT noch aus Bleiglas hergestellt wurde. Monochrome CRTs enthalten in der Regel nicht genug verbleites Glas, um EPA TCLP Tests zu versagen. Während das TCLP-Verfahren das Glas zu feinen Partikeln schleift, um sie schwachen Säuren auszusetzen, um auf Sickerwasser zu prüfen, wird intaktes CRT-Glas nicht lecken (Die Blei ist verglast, im Glas selbst enthalten, ähnlich wie verbleites Glasglas).

Im Oktober 2001 wurde die   Vereinigte Staaten Environmental Protection Agency   Erstellt, dass CRTs zu etwas gebracht werden müssen   Recycling   Anlagen. Im November 2002 begann die EPA mit der Gründung von Unternehmen, die CRTs entsandten   Deponien   oder   Verbrennung Regulierungsbehörden, lokal und landesweit, überwachen die Entsorgung von CRTs und anderen EDV-Anlagen. [48]

In Europa wird die Entsorgung von CRT-Fernsehern und Monitoren durch die   WEEE-Richtlinie [49]

Flicker [ bearbeiten ]

Hauptartikel:   Flicker (Bildschirm)

Bei niedrigen   Bildwiederholrate   (60 Hz   Und unten) kann das periodische Scannen des Displays ein Flackern hervorbringen, das manche Menschen leichter als andere wahrnehmen, besonders wenn man sie sieht   Periphere Vision . Flicker ist üblicherweise mit CRT verbunden, da die meisten Fernsehgeräte bei 50 Hz (PAL) oder 60 Hz (NTSC) laufen, obwohl es etwa 100 Hz PAL-Fernsehgeräte gibt   Flimmerfrei Typischerweise laufen nur Low-End-Monitore mit so niedrigen Frequenzen, wobei die meisten Computermonitore mindestens 75 Hz und High-End-Monitore mit einer Kapazität von 100 Hz oder mehr unterstützen, um jegliche Wahrnehmung von Flimmern zu eliminieren. [50]   Nicht-Computer-CRTs oder CRT für   Sonar   oder   Radar   Kann lange haben   Beharrlichkeit   Phosphor und sind somit flimmerfrei. Wenn die Beharrlichkeit zu lang auf einer Videoanzeige ist, werden bewegte Bilder verschwommen.

Hochfrequenz-hörbares Rauschen [ bearbeiten ]

50 Hz / 60 Hz CRTs für das Fernsehen arbeiten mit horizontalen Abtastfrequenzen von 15.734 Hz (für   NTSC   Systeme) oder 15.625 Hz (für   KUMPEL   Systeme). [51]   Diese Frequenzen liegen im oberen Bereich   Menschliches Gehör   Und sind für viele Menschen unhörbar; Jedoch werden einige Leute (besonders Kinder) einen hohen Ton in der Nähe eines operativen Fernseh-CRT wahrnehmen. [52]   Der Klang ist auf   Magnetostriktion   Im magnetischen Kern und periodische Bewegung der Wicklungen der   Rücklauf-Transformator

Dieses Problem tritt bei 100/120 Hz-Fernsehgeräten und auf Nicht-CGA-Computeranzeigen nicht auf, da sie viel höhere horizontale Abtastfrequenzen (22 kHz bis über 100 kHz) verwenden.

Implosion [ bearbeiten ]

Hoch   Vakuum   In glaswandigen Kathodenstrahlröhren können Elektronenstrahlen frei fliegen - ohne in Luft- oder Gasmoleküle zu kollidieren. Wenn das Glas beschädigt ist, kann der atmosphärische Druck das Vakuumröhrchen in gefährliche Fragmente zusammenfassen, die nach innen beschleunigen und dann mit hoher Geschwindigkeit in alle Richtungen sprühen. Die Implosionsenergie ist proportional zum evakuierten Volumen der CRT. Obwohl moderne Kathodenstrahlröhren, die in Fernsehgeräten und Computeranzeigen verwendet werden, haben   Epoxy- gebundene Frontplatten oder andere Maßnahmen, um das Zerbrechen des Umschlags zu verhindern, müssen CRTs sorgfältig behandelt werden, um Verletzungen zu vermeiden. [53]

Elektroschock [ bearbeiten ]

Um die Elektronen von der Kathode auf den Bildschirm mit ausreichender Geschwindigkeit zu beschleunigen, eine sehr   Hochspannung   (EHT oder Extra High Tension) erforderlich ist, [54]   Von ein paar tausend Volt für ein kleines Oszilloskop CRT bis zehn kV für ein größeres Bildschirm Farb-TV. Dies ist um ein Vielfaches größer als die Netzspannung. Sogar nachdem die Stromversorgung ausgeschaltet ist, können einige zugehörige Kondensatoren und die CRT selbst eine Ladung für einige Zeit behalten.

Sicherheitsbedenken [ Bearbeiten ]

Unter bestimmten Umständen stieg das Signal von der   Elektronenkanonen , Abtastschaltungen und zugehörige Verdrahtung einer CRT können remote erfasst und verwendet werden, um zu rekonstruieren, was auf der CRT mit einem Prozess namens angezeigt wird   Van Eck phreaking [55]   Besondere   STURM   Abschirmung kann diesen Effekt mindern. Eine solche Strahlung eines potentiell ausnutzbaren Signals tritt jedoch auch bei anderen Displaytechnologien auf [56]   Und mit Elektronik im Allgemeinen. [ Zitat benötigt ]

Recycling [ bearbeiten ]

Wie   Elektronische Abfälle , CRTs gelten als eine der härtesten Typen zu recyceln. [57]   CRTs haben eine relativ hohe Konzentration an Blei und Leuchtstoffen (nicht Phosphor), die beide für die Anzeige notwendig sind. Es gibt mehrere Firmen in den Vereinigten Staaten, die eine kleine Gebühr erheben, um CRTs zu sammeln, dann subventionieren ihre Arbeit durch den Verkauf der geernteten Kupfer, Draht und   Leiterplatten . Das   Vereinigte Staaten Environmental Protection Agency   (EPA) enthält verworfene CRT-Monitore in ihrer Kategorie "gefährlicher Hausmüll" [58]   Aber berücksichtigt CRTs, die für die Prüfung auf Waren gesetzt wurden, wenn sie nicht verworfen werden, spekulativ angesammelt oder ungeschützt von Wetter und anderen Schäden.

Leaded CRT-Glas wird verkauft, um in andere CRTs umgeschmolzen zu werden, oder sogar abgebaut und im Straßenbau verwendet. [59]

Siehe auch [ bearbeiten ]

·          Symbol Elektronikportal

Grundlagen der Kathodenstrahlen und Entladung im Niederdruckgas:

·          Kathodenstrahl

·          Vakuumröhre

Lichtproduktion durch Kathodenstrahlen:

·          Kathodolumineszenz

·          Crookes Schlauch

·          Phosphor

·          Szintillation (Physik)

Manipulieren des Elektronenstrahls:

·          Blanking (Video)

·          Horizontales Austastintervall

·          Vertikales Austastintervall

·          Ablenkjoch

·          Elektronenstrahlverarbeitung

·          Elektrostatische Ablenkung

·          Elektrostatische Linse

·          Magnetische Ablenkung

·          Magnetlinse

Anwenden von CRT in verschiedenen Anzeigezwecken:

·          Analogfernsehen

·          Analogfernsehen # Bild anzeigen

·          Vergleich von CRT, LCD, Plasma und OLED

·          Vergleich der Displaytechnik

·          Computerbildschirm

·          CRT-Projektor

·          Bilddarsteller

·          Monochrom-Monitor

·          Monoskop

·          Oszilloskop

·          Oszilloskop # Kathodenstrahl-Oszilloskop (CRO)

·          Overscan

·          Raster-Scan

·          Scan-Zeile

Verschiedene Phänomene:

·          Geräusch (Video)

Historische Aspekte:

·          Direct-view bistabiles Speicherrohr

·          Flachbildschirm

·          Geschichte der Display-Technologie

·          Bilddarsteller

·          LCD-Fernseher ,   LED-Hintergrundbeleuchtung LCD ,   LED-Anzeige

·          Penetron

·          Oberflächenleitungs-Elektronen-Emitter-Display

·          Trinitron

Sicherheit und Vorsichtsmaßnahmen:

·          Monitorfilter

·          Lichtempfindliche Epilepsie

·          TCO-Zertifizierung