扁形显象管

目前的显象管玻壳是由玻屏、玻锥、玻颈三部分组成，显得体积庞大（见图1（a））。因此，很久以来人们就想着如何减小它的体积问题。减小体积有二个途径：一条是用增加偏转角来换取减小玻锥的高度，从而使显象管变薄。初期的显象管电子束偏转角为35°，经过四十多年的努力，偏转角增加到了110°～114°。显象管的全长与荧光屏对角线长度之比为1：1.5。但是偏转角越大，使电子束偏转功率则越大。例如，偏转角由90°增加到110°，偏转功率就增加了1.5倍。而体积却只减小了1／5。这是以增加功率来换取体积减小的途径，在能源紧张的今天是不可取的。另一条是取消玻锥，将装有电子枪的管颈安置在玻屏的侧面（图1（b）)，电子束由屏的侧面进入，然后被反射到荧光屏上。

我国研制的一种31厘米扁形黑白显象管的方案是取消普通的31厘米管的玻锥，用二个相同的玻屏相对封接，将电子枪安放在二个屏的侧面，一个屏涂有荧光粉和铝屏，另一个屏涂有导电层作为电子反射电极，见图2。电子枪发出的电子束通过水平和垂直偏转线圈进入反射电场，被反射电场偏转打到荧光屏上。反射电场是加有12000伏电压的荧光屏和加有6000～8000伏电压的反射电极形成的。

如果电子束只是按上述方式打到荧光屏上，产生的光栅（或图象）则是扇形的，见图3。由图上可见，扇形畸变是由垂直方向上的梯形和水平方向上的弧形这两部分畸变组成。梯形畸变是由电子束沿水平方向扫描时的着屏距离不同而产生的。而弧形畸变是因电子枪的轴向与荧光屏平行，电子束经垂直方向偏转后，很象用圆规画弧一样，表现在荧光屏上就是弧形畸变。因此，需要校正电路，这是与普通黑白显象管电视机所不同之处。

上述结构的显象管有以下三个特点：第一，由于取消了的玻锥，所以扁形管的高度只有90毫米，它比相同屏幕尺寸的普通显象管的高度减小了三倍，体积减了一半。第二，由于电子枪放在屏的侧面，使行偏转角由90°减小到30°左右，从而使偏转功率减小约14倍。仅这一项就使电视机的功耗降低1/3左右。如能采用一些特殊措施，整机功耗还能进一步降低。第三，由于行偏转功率的大大降低，使得偏转电路功耗下降，因而降低了对元器件的要求和成本，提高了可靠性。

校正扇形光栅成矩形光栅的原理是，给产生畸变光栅的电子束施加一个作用相反的磁场。在垂直方向上，把被挤压的光栅部分（图4（a）右侧）拉开，同时把散开过大的部分（图4（a）左侧）压小。这样就能实现垂直方向光栅的校正，但在水平方向仍然存在弧形畸变，如图4（b）。如果在水平方向能施加一个产生反问弧形校正波形（图4（c）虚线所示）的磁场，就能实现水平方向光栅畸变的校正。

具体的校正方法是给偏转线圈加入所需波形的校正电流。由校正原理和光栅畸变现象的分析可知，要实现光栅垂直方向的校正，必须在扁形管的垂直偏转线圈中流过图5（a）所示波形电流。但是，因电子束在扁形管垂直方向扫描的偏转角是变化的（30°～88°），所以很难使一组偏转线圈流过图5（a）波形电流。为此，采用前后两组偏转线圈，同时把图5（a）波形电流分解成普通场频扫描波形电流（图5（b））和场频调制的行频扫描波形电流（图5（c）），并分别加到两组场偏转线圈L\(_{V1}\)和LV2上。用L\(_{V2}\)形成的校正磁场实现垂直光栅校正。图6是能使LV2中流过图5（c）所示场频调制行频电流的双向开关电路，称为垂直校正电路。图中集成电路（IC）用作场锯齿波电压放大，晶体管BG\(_{1}\)和BG2作为行频开关，C\(_{r}\)是逆程电容，LV2是校正用偏转线圈。该电路工作原理是：当A点电位U\(_{A}\)为正时，BG1相当于行输出管，BG\(_{2}\)相当于阻尼管，这时正程方向为正；当A点电位UA为负时，BG\(_{2}\)相当于行输出管，BG1为阻尼管，此时正程方向为负，见图6A点波形图。这样就完成了场频电压一个周期内对行频电流幅度的调制。

要实现光栅水平方向畸变的校正，必须使扁形管水平偏转线圈流过图7（a）所示波形电流。这里也把图5（a）波形分解成普通行频扫描波形电流（图7（b））和场频抛物波电流（图7（c））。把它们分别加到两组行偏转线圈L\(_{H1}\)、LH2上。用L\(_{H2}\)所形成的磁场来实现水平光栅畸变的校正。图8是实现这种校正的电路。该电路把场锯齿波电流变化成抛物波电流，再经放大加到LH2上，使水平方向光栅畸变得到校正。图9是经过校正之后的31厘米扁形黑白显象管显示的图象照片。

这种扁形显象管的性能指标与普通31厘米黑白显象管的差不多。但是，如果重新设计使用这种扁形管的电视机电路及有关部件，可以使31厘米扁形管电视机的功耗在10瓦左右，这样，可以用蓄电池或干电池供电。目前的黑白电视机还作不到这一点。

黑白扁形显象管的研究取得一定成果，从以上分析可以看出它具有普通显象管无法比拟的优点。但技术上还存在一些问题，需要进一步的改进，争取早日作出正式产品。

黑白扁形管的研制也为彩色扁形管的研究提供了经验，尽管彩色扁形管的研究困难很大，随着电子技术的飞速发展，装配新型彩色电视机的彩色扁形管一定会研制成功。人们期望已久的各种屏幕尺寸的彩色平板电视机也一定会制造出来。(童林夙 吴福源 戴澄青)