為什麽想到研究CRT呢？
電視機顯示器
陰極射線管顯示器（CRT），是實現最早、應用最為廣泛的壹種顯示技術，具有技術成熟、圖像色彩豐富、還原性好、全彩色、高清晰度、較低成本和豐富的 幾何失真 調整能力等優點，主要應用於電視、計算機顯示器、工業監視器、 投影儀 等 終端 顯示設備。
陰極射線管顯示器（CRT）是壹種使用陰極射線管(Cathode Ray Tube)的顯示器，主要有五部分組成：電子槍(Electron Gun)， 偏轉線圈 (Deflection coils)， 蔭罩 (Shadow mask)，熒光粉層(Phosphor)及玻璃外殼。它是應用最廣泛的顯示器之壹，CRT純平顯示器具有可視角度大、無壞點、色彩還原度高、 色度 均勻、可調節的多分辨率模式、響應時間極短等 LCD 顯示器難以超越的優點，而且CRT顯示器價格要比LCD顯示器便宜不少 。
陰極射線管(CRT)是壹種包含壹個或多個電子槍和壹個磷光屏的真空管，用於顯示圖像。它調節、加速和偏轉電子束到屏幕上以產生圖像。圖像可以代表 波形(示波器) ， 圖片(電視，電腦顯示器) ， 雷達目標 ，或 其他現象 。陰極射線管也被用作 存儲設備 ，在這種情況下，熒光材料發出的可見光(如果有的話)對視覺觀察者沒有重大意義(盡管管面上的可見圖案可能會秘密地表示存儲的數據)。
在電視機和計算機顯示器中，整個電子管的前部區域以壹種被稱為 光柵 的固定模式被重復和系統地掃描。在彩色設備中，圖像是通過控制三束電子束每束的強度而產生的，每束電子束對應壹種 加性基色(紅、綠、藍) ，並以視頻信號作為參考。雖然靜電偏轉通常用於示波器，壹種電子測試儀器，但在所有現代的CRT顯示器和電視中，電子束都是由於磁偏轉而彎曲的。
磁偏轉是線圈產生的變化磁場，由環繞在電子管頸部的電子電路驅動。
典型的20世紀50年代美國單色電視機
用慢動作拍攝的陰極射線管電視。光線是從左到右以光柵模式繪制
1984年Sinclair FTV1袖珍電視內的平面CRT組件
電子槍
陰極射線管由壹個大而深的玻璃外殼構成。，從前屏幕面到後端很長)，比較重，比較易碎。CRT內部被疏散到大約0.01帕斯卡(9.9×10?8 atm)[3]至133納米ascals(1.31×10?12 atm)，[4]疏散是必要的，以促進電子從槍(s)自由飛行到管的表面。由於它是被疏散的，處理壹個完整的陰極射線管有潛在的危險，因為有可能會破裂管，引起猛烈的內爆，從而可能會以極高的速度投擲玻璃碎片。為了安全起見，表面通常由厚鉛玻璃制成，以具有高度的抗碎性，並能阻擋大多數x射線發射，特別是當陰極射線管用於消費產品時。
自2000年代末以來，crt已經被LCD、等離子顯示器和OLED等較新的“平板”顯示技術所取代，這些技術具有更低的制造成本和功耗，以及更輕的重量和體積。平板顯示器也可以做成非常大的尺寸;38 - 40英寸(97 - 102厘米)是CRT電視機的最大尺寸，而85英寸(220厘米)甚至更大尺寸的平板電視機都有。
陰極射線是由朱利葉斯·普拉克和約翰·威廉·希托夫發現的。[5] Hittorf觀察到從陰極(負電極)發射出壹些未知的射線，這些射線可以在發光的管壁上投下陰影，表明這些射線以直線行進。1890年，Arthur Schuster證明陰極射線可以被電場偏轉， William Crookes證明陰極射線可以被磁場偏轉 。1897年，J. J.湯姆森成功地測量了陰極射線的電荷質量比，顯示陰極射線由比原子還小的帶負電荷的粒子組成，這是第壹批“次原子粒子”，愛爾蘭物理學家喬治·約翰斯通·斯托尼在1891年將其命名為電子。CRT最早的版本被稱為“布勞恩管”，是由德國物理學家費迪南德布勞恩在1897年發明的。它是壹種冷陰極二極管，是對帶有磷光屏的Crookes管的改進。
第壹個使用熱陰極的陰極射線管是由約翰·伯特蘭·約翰遜(Johnson noise壹詞就是由他命名的)和西方電氣公司的哈裏·韋納·溫哈特(Harry Weiner Weinhart)開發的，並於1922年成為商業產品。[引文需要]
1926年，Kenjiro Takayanagi展示了壹臺接收40線分辨率圖像的CRT電視。1927年，他將分辨率提高到100行，這在1931年之前是無與倫比的。1928年，他成為第壹個在CRT顯示器上傳輸半音調人臉的人。到1935年，他已經發明了早期的全電子CRT電視。
它在1929年被發明者Vladimir K. Zworykin命名，[12]，他受到了高野agi早期工作的影響。1932年[10]RCA公司獲得了“陰極射線管”的商標;1950年，它自願將這個詞公開。
1934年，德國Telefunken公司制造了第壹部商用的帶有陰極射線管的電子電視機。
21世紀初， 平板顯示器價格下跌 ，開始明顯取代陰極射線管，2008年LCD屏幕超過了CRT。已知的最後壹家(回收)顯像管制造商Videocon於2015年停產。
在示波器的陰極射線管中，使用 靜電偏轉 ，而不是電視機和其他大型陰極射線管通常使用的 磁偏轉 。在水平方向上，通過在左右壹對平板之間施加電場，光束就會發生偏轉;在垂直方向上，通過在上下兩個平板上施加電場，光束就會發生偏轉。電視機使用磁性偏轉而不是靜電偏轉，因為當偏轉角達到相對較短的電子管所需的大小時，偏轉板會阻礙電子束。
各種熒光粉可根據需要的測量或顯示應用。亮度、顏色和照明的持久性取決於在CRT屏幕上使用的熒光粉的類型。熒光粉的持久性從不到壹微秒到幾秒不等。對於短暫的瞬變事件的視覺觀察，壹個長持久性熒光粉可能是可取的。對於快速、重復或高頻事件，短余輝熒光粉通常是可取的。
當顯示快速的壹次性事件時，電子束必須非常迅速地偏轉，只有很少的電子撞擊屏幕，導致顯示上微弱或不可見的圖像。為非常快的信號而設計的示波器CRTs可以在電子束到達屏幕之前通過壹個微通道板，從而使顯示更加明亮。該板通過二次發射現象，使到達熒光屏的電子數成倍增加，顯著提高了書寫率(亮度)，提高了靈敏度和光斑尺寸。
大多數示波器都有壹個十字線作為視覺顯示的壹部分，以方便測量。所述格子可以永久地標記在陰極射線管表面的內部，也可以是由玻璃或丙烯酸塑料制成的透明外部板。內部格柵消除了視差誤差，但不能改變以適應不同類型的測量。示波器通常提供壹種方法，使十字線從側面被照亮，以提高其可見度。
這些在模擬熒光粉存儲示波器中可以找到。它不同於數字存儲示波器，後者依靠固態數字存儲器來存儲圖像。
當壹個簡單的事件被示波器監測，這樣的事件只有在它實際發生的時候才會被傳統的電子管顯示出來。使用長余輝熒光粉可以在事件發生後觀察圖像，但最多只能觀察幾秒鐘。這壹限制可以通過使用直接視圖存儲陰極射線管(存儲管)來克服。在事件發生後，存儲管將繼續顯示該事件，直到該事件被擦除為止。存儲管與傳統的管相似，除了它配備了金屬柵格，柵格上塗有介電層，該金屬柵格位於熒光屏的後面。壹個外部施加在網格上的電壓最初確保了整個網格處於壹個恒定的電位。這個網格不斷暴露在壹個“註水槍”的低速電子束中，這個“註水槍”獨立於主槍工作。這種噴槍不像主噴槍那樣偏轉，而是不斷地“照亮”整個儲存網。在儲存網上的初始電荷是這樣的，以排斥電子從洪水槍阻止打擊熒光粉屏幕。
當主電子槍向屏幕寫入圖像時，主電子束中的能量足以在存儲網格上產生壹個“電位浮雕”。該地區，這是創造不再排斥電子從洪水槍現在通過網格和照亮熒光粉屏幕。因此，主炮短暫地描繪出來的圖像在它發生後繼續顯示。圖像可以'擦除'通過重新提供外部電壓的網格恢復其恒定電位。圖像顯示的時間是有限的，因為在實踐中，註水槍會緩慢地中和存儲網格上的電荷。壹種讓圖像保持更長的時間的方法是暫時關閉噴槍。然後就有可能將圖像保留幾天。大多數存儲管允許壹個較低的電壓應用到存儲網，緩慢恢復初始電荷狀態。通過改變這個電壓，可以得到壹個可變的持久性。關閉註水槍和向存儲網供電的電壓，這樣的管就可以像常規的示波器管壹樣工作。
彩色管使用三種不同的熒光粉，分別發出紅色，綠色和藍色光。它們以條狀(如光圈格柵設計)或簇狀(如陰影掩模陰極射線管)排列在壹起。[26]彩色陰極射線管有三個電子槍，壹個為每個原色，排列在壹條直線或在壹個等邊三角形的配置(電子槍通常構造為壹個單獨的單位)。(三角配置通常被稱為“delta-gun”,根據其與希臘字母的形狀三角洲Δ.)格柵或掩膜吸收電子，否則這些電子會擊中錯誤的熒光粉。[27]蔭罩管使用小孔的金屬板,放置,使電子束只照亮正確的熒光粉表面上管;[26]洞錐形的電子攻擊任何孔的內部將會反射回來,如果不吸收(如由於局部電荷積累),而不是跳躍穿過洞罷工壹個隨機的(錯誤的)點在屏幕上。另壹種彩色陰極射線管使用張力垂直導線的孔徑格柵來達到同樣的效果。
Cutaway rendering of a color CRT:
由於crt的尺寸精度的限制可以制造經濟,它幾乎沒有可能建立彩色crt的三個電子束可以達到各自的熒光粉顏色壹致接受的協調,完全的基礎上的幾何配置電子槍軸和槍孔位置,蔭罩孔徑,等等。蔭罩確保壹個梁只會觸及某些顏色的熒光粉的斑點,但內部部件的物理對齊中細微的差異在個人crt將導致變化的準確對齊光束通過蔭罩,允許壹些電子,例如,紅色光束擊中,說,藍色熒光粉,除非個別補償是由個人管之間的方差。
色彩收斂性和色彩純度是這壹單壹問題的兩個方面。首先，為了正確的顯色，有必要不管光束在屏幕上的哪個位置發生偏轉，這三束光線都擊中蔭罩上的同壹個點(也就是通過同壹個孔或槽)。[需要澄清]這叫做聚合。更具體地說，屏幕中心處的收斂(無軛施加偏轉場)稱為靜態收斂，屏幕其余區域的收斂稱為動態收斂。光束可能會聚在屏幕的中心，但當它們向邊緣偏轉時，就會彼此偏離;這樣的CRT靜態收斂性較好，但動態收斂性較差。其次，每束光必須只擊中它想要擊中的顏色的熒光粉，而不能擊中其他的。這就是純度。和收斂壹樣，也有靜態的純粹性和動態的純粹性，收斂的“靜態”和“動態”含義相同。收斂性和純度是截然不同的參數;壹個陰極射線管可以有良好的純度但差的收斂，反之亦然。差的收斂導致顏色“陰影”或“幽靈”沿顯示的邊緣和輪廓，好像在屏幕上的圖像凹版印刷的配準不佳。純度差會導致屏幕上的物體出現變色，而它們的邊緣仍然銳利。在屏幕的相同或不同區域或在整個屏幕上同時出現純度和收斂問題，在屏幕的不同部分上出現均勻或較大或較小的程度。
文件:TV.webm磁鐵
用於陰極射線管電視的磁鐵。註意圖像的失真。
解決靜態收斂和純度問題是壹套彩色對準磁鐵安裝在脖子上的CRT。這些可移動的弱永磁體通常安裝在偏轉軛總成的後端，並在工廠設置，以補償任何靜態純度和收斂誤差，這些誤差是固有的未經調整管。通常有兩對或三對兩個磁體，它們是用浸染了磁性材料的塑料做成的環形，磁場平行於磁體的平面，而磁體的平面垂直於電子槍的軸。每壹對磁環形成壹個有效的磁體，其磁場矢量可以完全自由地(在方向和大小上)調整。通過相互旋轉壹對磁鐵，可以改變它們的相對磁場排列，從而調整磁鐵對的有效磁場強度。(當它們相對旋轉時，每個磁鐵的磁場都可以認為有兩個直角相反的分量，這四個分量[兩個磁體各兩個]組成了兩對，壹對相互加強，另壹對相互對立，相互抵消。當磁體偏離校準方向旋轉時，相互增強的磁場分量會減少，因為它們被交換為增加的相反的、相互抵消的分量。)通過旋轉壹對磁鐵，保持它們之間的相對角度，它們的集體磁場的方向可以改變。總的來說，調整所有的收斂/純度磁鐵允許細微調諧的電子束偏轉或橫向偏移，這彌補了微小的靜態收斂和純度誤差內在的未校準管。壹旦固定，這些磁鐵通常被粘在適當的位置，但通常他們可以釋放和重新調整在現場(如電視維修店)，如果有必要。
在壹些陰極射線管，額外的固定可調磁鐵添加動態收斂或動態純度在屏幕上的特定點，通常在角落或邊緣。動態收斂性和純度的進壹步調整通常不能被動地完成，而需要有源補償電路。
動態色彩收斂和純度是導致陰極射線管在其歷史後期壹直是長頸(深)和雙軸曲面的主要原因之壹;這些幾何設計特征是必要的內在被動動力。
如果遮光罩或孔徑格柵磁化，其磁場就會改變電子束的路徑。這就導致了“顏色純度”的錯誤，因為電子不再只沿著它們預期的路徑，而且壹些電子會擊中壹些不同顏色的熒光粉。例如，來自紅色光束的壹些電子可能會擊中藍色或綠色的熒光粉，使圖像中本應是純紅色的部分染上品紅或黃色。(如果磁化是局域化的，此效果將局域化到屏幕的特定區域。)因此，重要的是蔭罩或孔徑格柵不磁化。
大多數彩色陰極射線管顯示器，如電視機和電腦顯示器，都有壹個內置消磁電路，其主要組件是壹個消磁線圈，安裝在陰極射線管表面周圍的邊框內。當CRT顯示電源接通時，消磁電路產生短暫的交流電通過消磁線圈，在幾秒鐘的時間內平滑地衰減強度(衰減)到零，從線圈產生壹個衰減的交變磁場。在大多數情況下，這種消磁磁場足以消除陰影掩膜的磁化。在內部消磁場不足的強磁化異常情況下，可使用較強的便攜式消磁器或消磁器在外部對蔭罩進行消磁。然而，過強的磁場，無論是交變磁場還是恒磁場，都會機械地使陰影掩膜變形(彎曲)，在顯示器上造成永久性的顏色失真，看起來很像磁化效應。
消磁電路通常由壹個熱電(非電子)裝置構成，該裝置包含壹個小的陶瓷加熱元件和壹個正熱系數(PTC)電阻，該電阻與消磁線圈串聯直接連接到交流開關電源線上。當電源接通時，加熱元件加熱PTC電阻，將其電阻增加到消磁電流最小的點，但實際上不是零。在老式的CRT顯示器中，這種低電流(不產生顯著的消磁場)只要顯示器保持打開狀態，就會隨著加熱元件的動作而持續。要重復消磁周期，必須關閉陰極射線管顯示器至少幾秒鐘，以通過讓PTC電阻冷卻到環境溫度來重置消磁電路;開關顯示和立即恢復將導致弱消磁周期或有效地沒有消磁周期。
這種簡單的設計是有效的和廉價的建造，但它浪費壹些能源持續。後來的型號，特別是能源之星級的型號，使用壹個繼電器來開關整個消磁電路，這樣消磁電路只有在功能活躍和需要的時候才使用能量。繼電器設計還可以根據用戶的需求通過單元的前面板控制消磁，而無需再次開關單元的開關。在消磁周期結束幾秒鐘後監視器被打開，這個繼電器經常可以聽到點擊關閉，在手動啟動消磁周期的開關。
在高刷新率和決議,偏轉線圈/軛開始產生大量的熱量,由於需要快速移動電子束(因為電子束掃描更多每秒行),這反過來又需要大量的力量,迅速產生強磁場。這使得超出特定分辨率和刷新速率的陰極射線管不切實際，因為線圈需要主動冷卻，以防止線圈的熱量熔化用於連接到陰極射線管頸部的膠水。
矢量監視器被用於早期的計算機輔助設計系統，在70年代末到80年代中期的壹些街機遊戲如《小行星》中使用。他們點對點畫圖形，而不是掃描光柵。矢量顯示器可以使用單色或彩色陰極射線管，其設計和操作的基本原理是相同的;主要的區別在於光束的偏轉模式和電路。
盡管作為顯示技術的支柱已經有幾十年了，基於crt的電腦顯示器和電視現在實際上已經是壹種死氣沈沈的技術。對陰極射線管屏幕的需求在2000年代後期下降。液晶平板顯示器技術的快速發展和價格的下跌——先是用於電腦顯示器，然後是電視——宣告了與之競爭的顯示技術，如CRT、後置投影和等離子顯示的末日。
大多數高端顯像管的生產已經在2010年左右停止，包括[48]高端索尼和松下生產線。在加拿大和美國，高端CRT電視(30英寸(76厘米)屏幕)的銷售和生產到2007年幾乎全部結束。僅僅幾年之後，便宜的組合CRT電視(20英寸(51厘米)屏幕和集成的VHS播放器)從折扣店消失了。
百思買(Best Buy)等電子零售商穩步減少了陰極射線管顯示器(crt)的存儲空間。2005年，索尼宣布他們將停止生產CRT電腦顯示器。在2008年消費電子展(Consumer Electronics Show)上，三星沒有在2008年推出任何CRT型號;2008年2月4日，他們從北美網站上撤下了他們的30寸寬屏顯像管，並沒有更換新型號
在英國，國內最大的電子設備零售商DSG (Dixons)報告稱，2004年聖誕節CRT型號占電視機銷量的80-90%，壹年後占15-20%，預計到2006年底這壹比例將低於5%。Dixons於2006年停止銷售陰極射線管電視機
然而，陰極射電管的消亡在發展中國家發生得更為緩慢。根據iSupply，液晶顯示器的產量直到2007年第四季度才超過了陰極射線管的產量，這主要是由於中國工廠的陰極射線管產量。[引文需要]