电脑显示器显像管衰老的故障判断

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目前,计算机显示器有两大类:一类是阴极射线管CRT显示器,另一类是液晶LCD显示器。其中前者应用最为广泛。计算机显示器的显像管可以正常工作许多年,但是由于现在显示器市场比较混乱,良莠不齐,特别是一些二手显示器的质量很差。笔者见到一些拼凑起来的显示器,其内部所使用的显像管是一些阴极已经失去电子发射能力的废显像管,使得计算机用户会受到一些经济损失。

阴极射线管CRT显示器的发光器件是显像管。它的发光原理是:被灯丝加热的阴极表面向外发射电子,在调制极、聚焦极的作用下形成很细的电子束。在荧光屏内表面的高压阳极吸引下,电子束以极高的速度轰击荧光屏的荧光物质,荧光物质将高速自由电子的动能转换成光能和热能,形成可见光。当电子束的大小受到视频信号的调制且在显像管管颈外部加上的行、场偏转线圈所产生的磁场偏转作用下,整个荧光屏上就表现出需显示的画面、文字等。显像管荧光屏的整体亮度与从阴极发射出来的电子束流大小成正比,即电子束流大,亮度就高;反之则亮度就下降;如果荧光屏上面接收不到电子束流,即使显示器的电路完全正常,屏幕也会是黑的。

一、 显像管衰老的原因

如果显示器电路正常,而显像管亮度下降或极其暗淡,可以认为显像管已衰老。如果显像管衰老,现象是在使用期间,显像管荧光屏整体逐渐变暗、变黑甚至无光(这个过程少则几天,多则几个月甚至数年),而且不具有亮度的可恢复性(即调整亮度也不能恢复到以前的程度),其原因主要有下面几种:

1. 显像管漏气

显像管内部应该基本上是真空状态。阳极高压引出帽与显像管玻壳之间密封不严或者由于热胀冷缩会在金属和玻璃之间形成漏气(这种漏气哪怕是极其微小的,其后果也是十分严重的),由于空气的进入,会使得由阴极发射出来的电子束在向荧光屏运动的过程中,受到空气分子的阻挡,动能损耗,速度会大大降低,即使有轰击到荧光屏的电子,其动能也会大大衰减,使得荧光屏变暗,甚至无光。

2. 阴极衰老

显像管的阴极表面涂有一层活性氧化物,以利于阴极在灯丝加热的环境下电子束的发射。当这些物质在灯丝高温作用下分解或变质后(俗称阴极中毒),阴极表面发射电子的能力会大大下降,这种现象就是阴极衰老。由于电子束流中电子数量的减少,其结果会导致荧光屏上面的荧光粉发光效率下降,屏幕逐渐变暗变黑。一般情况下,显像管阴极衰老是直接导致显像管变暗、变黑的主要原因。

3. 荧光粉变质

不论是黑白显像管,还是彩色显像管,荧光粉变质都会直接导致荧光屏发光效率的降低,使得荧光屏变黑变暗。但是由于当前主要显像管生产厂家所使用的荧光粉材料比较好,一般出现这种情况的可能性比较小。

二、 显像管衰老的判断

显像管变暗、变黑甚至无光的原因不一定是显像管衰老所致,在很多情况下是由于电路故障造成的(这种情况下显像管是正常的);而显像管衰老的显示器,电路可能没有任何故障。因此,如果不能直观地判别,建议先检查显像管是否衰老。如果确实是显像管衰老,而不检查显像管,就可能将检修的对象定为电路部分,极有可能会把正常的显示器电路搞坏。因此建议在显像管不亮的情况下,应首先检查和测量显像管的好坏。

1. 判断灯丝是否正常

对于黑白显像管,灯丝引脚为③、④;对于彩色显像管,灯丝引脚为⑨、⑩。将显像管的管座拔下,按图1所示的方法利用万用表的电阻挡直接测量灯丝的电阻值:黑白显像管灯丝电阻的阻值大约为50Ω,彩色显像管灯丝电阻的阻值大约为3Ω。如果阻值为无穷大,说明灯丝已经断路,显像管报废;如果电阻阻值偏差不大,说明灯丝正常,则应该继续下面的工作,检查显像管阴极发射电子的能力。

图1
图1 🔍原图 (567×310)

2. 黑白显像管阴极发射电子能力的判断和测量方法

按图2所示的电路,可以测量黑白显像管阴极发射电子的能力。必须拔下显像管尾极电路,在灯丝引脚处另外加上一个直流稳压电源提供12V直流电压(注意,在测量时绝对不能用显示器本身的电路供电,以防止行输出电路工作产生的高压通过显像管尾部的引脚对人体产生电击;另外给灯丝提供的电源电压值应该正确,否则不能正常测量阴极发射电子的能力),同时将阴极(引脚②)与灯丝供电电源的负极连接在一起,将+12V电源端子通过一个采样电阻(阻值约为10kΩ)连接到调制极(引脚⑤)。通电后,阴极发射的电子束流会通过调制极与电源形成电流。用万用表的直流电压挡测量采样电阻两端的电压降(即间接测量电子束电流),测量结果可见表1。

图2
图2 🔍原图 (567×284)
图5
图5 🔍原图 (423×87)

3. 彩色显像管阴极发射电子能力的判断和测量方法

按图3连接电路。由于彩色显像管灯丝供电电压为6.3V,因此利用直流稳压电源向显像管灯丝提供的直流电源输出设为6.3V。彩色显像管有3个阴极(R、G和B),必须单独测量每一路阴极发射电子的能力。彩色显像管的调制极是公共的(引脚⑤),而红阳极(引脚⑧),绿阳极(引脚⑥)和蓝阳极(引脚可以分别独立接入电路(每次测量时只连通一路),同样用万用表的直流电压挡测量采样电阻两端的电压降(注意,彩色显像管电子束电流大约是黑白显像管电子束电流的10倍左右,因此采样电阻的阻值要相应减小)。测量的结果同样可以参考表1的数值,用来分别判断彩显管3个阴极各自的发射能力。正常情况下,彩色显像管应保证红、绿和蓝三基色阴极发射电子能力接近(即三路测量的数值应该相近)。如果测量的结果是显像管已失去发射电子的能力,该显像管必须替换掉。如果阴极虽然还有发射能力,但是出现三路严重不平衡的现象,说明各个阴极发射电子的能力相差很多,必定会造成偏色,该显像管也不能正常使用。

图3
图3 🔍原图 (567×305)

3. 简单的阴极发射能力判断法

我们还可以按图4连接电路,对显像管进行简单的测量。黑白显像管灯丝加上12V直流电压,彩色显像管灯丝加上6.3V直流电压,用指针式万用表的R×1电阻挡,将红表笔接到阴极,黑表笔接到调制极,观察表针的示数(注意,不要用数字式万用表,因为其内阻很大,测量误差很大)。对黑白显像管测量的电阻阻值小于10kΩ表示发射能力正常,大于几百千欧表示基本无发射能力;彩色显像管测量的电阻阻值小于1kΩ表示发射能力正常,大于100kΩ表示基本无发射能力。

图4
图4 🔍原图 (567×174)

三、 显像管漏气的判断

在显示器电路工作正常的情况下,将显示器接通交流电源,将亮度、对比度关到最小,在比较暗的操作环境下,用肉眼直接观察显像管的管颈部分,应该只能看到发亮的灯丝部分。如果漏气严重,则管颈内部会有淡蓝色的气体发光现象,说明即使显像管阴极可能发射电子,但是无法形成射向荧光屏的电子束,同时阴极也会很快地中毒老化。

如果经过上述的判断,已经证明显像管确实衰老,就只能更换新的同规格的显像管(或者将显示器淘汰掉);如果显像管阴极发射电子的能力正常,则应该检查电路的故障。

图6
图6 🔍原图 (347×308)

(李永刚)