一、CRT顯示器介紹

　　CRT顯示器學名為“陰極射線顯像管”，是一種使用陰極射線管（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）、高壓石墨電極和熒光粉涂層（Phosphor）及玻璃外殼。它是應用最廣泛的顯示器之一，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顯示器難以超過的優點，而且價格更便宜。

　　工作原理：

　　CRT顯示器是靠電子束激發屏幕內表面的熒光粉來顯示圖像的，由于熒光粉被點亮后很快會熄滅，所以電子槍必須循環地不斷激發這些點。

　　首先，在熒光屏上涂滿了按一定方式緊密排列的紅、綠、藍三種顏色的熒光粉點或熒光粉條，稱為熒光粉單元，相鄰的紅、綠、藍熒光粉單元各一個為一組，學名稱之為像素。每個像素中都擁有紅、綠、藍（R、G、B）三基色。

　　CRT顯示器用電子束來進行控制和表現三原色原理。電子槍工作原理是由燈絲加熱陰極，陰極發射電子，然后在加速極電場的作用下，經聚焦極聚成很細的電子束，在陽極高壓作用下，獲得巨大的能量，以極高的速度去轟擊熒光粉層。這些電子束轟擊的目標就是熒光屏上的三基色。為此，電子槍發射的電子束不是一束，而是三束，它們分別受電腦顯卡R、 G、 B三個基色視頻信號電壓的控制，去轟擊各自的熒光粉單元。受到高速電子束的激發，這些熒光粉單元分別發出強弱不同的紅、綠、藍三種光。根據空間混色法（將三個基色光同時照射同一表面相鄰很近的三個點上進行混色的方法）產生豐富的色彩，這種方法利用人們眼睛在超過一定距離后分辨力不高的特性，產生與直接混色法相同的效果。用這種方法可以產生不同色彩的像素，而大量的不同色彩的像素可以組成一張漂亮的畫面，而不斷變換的畫面就成為可動的圖像。通常實現掃描的方式很多，如直線式掃描，圓形掃描，螺旋掃描等等。其中，直線式掃描又可分為逐行掃描和隔行掃描兩種。事實上，在CRT顯示系統中兩種都有采用。逐行掃描是電子束在屏幕上一行緊接一行從左到右的掃描方式，是比較先進的一種方式。而隔行掃描中，一張圖像的掃描不是在一個場周期中完成的，而是由兩個場周期完成的。無論是逐行掃描還是隔行掃描，為了完成對整個屏幕的掃描，掃描線并不是完全水平的，而是稍微傾斜的。為此電子束既要作水平方向的運動，又要作垂直方向的運動。前者形成一行的掃描，稱為行掃描，后者形成一幅畫面的掃描，稱為場掃描。

　　然而在掃描的過程中，要保證三支電子束準確擊中每一個像素，就要借助于蔭罩（Shadow mask），它的位置大概在熒光屏后面（從熒光屏正面看）約10mm處，厚度約為0.15mm的薄金屬障板，它上面有很多小孔或細槽，它們和同一組的熒光粉單元即像素相對應。三支電子束經過小孔或細槽后只能擊中同一像素中的對應熒光粉單元，因此能夠保證彩色的純正和正確的會聚。

　　偏轉線圈（Deflection coils）可以協助完成非常高速的掃描動作，它可以使顯像管內的電子束以一定的順序，周期性地轟擊每個像素，使每個像素都發光，而且只要這個周期足夠短，也就是說對某個像素而言電子束的轟擊頻率足夠高，就會呈現一幅完整的圖像。

　　至于畫面的連續感，則是由場掃描的速度來決定的，場掃描越快，形成的單一圖像越多，畫面就越流暢。而每秒鐘可以進行多少次場掃描通常是衡量畫面質量的標準，通常用幀頻或場頻（單位為Hz，赫茲）來表示，幀頻越大，圖像越有連續感。24Hz場頻是保證對圖像活動內容的連續感覺，48Hz場頻是保證圖像顯示沒有閃爍的感覺，這兩個條件同時滿足，才能顯示效果良好的圖像。

　　成像分析：

　　CRT顯示器的視頻帶寬可以看做每秒鐘所掃描的像素點數的總和，一般采用MHz（兆赫茲）為單位。屏幕分辨率越高，需要掃描的點數就越多，對電子槍掃描頻率的要求就更高，視頻帶寬也因此需要提高。一般來說，CRT顯示器工作頻率范圍在電路設計時就已經固定了，主要取決于高頻放大部分元件的特性，由于高頻電路的設計相對困難，因此成本也較高，同時還會產生一定的輻射。對于CRT顯示器而言，高頻處理能力越好，視頻帶寬所能達到的頻率越高，圖像穩定性也越好。CRT顯示器對視頻帶寬的要求，除了分辨率外，還和它的場頻有密切的關系。場頻是指CRT顯示器屏幕每秒鐘刷新的次數，又稱為垂直掃描頻率。當場頻過低時，人眼會感覺到屏幕有明顯的閃爍，圖像穩定性差，容易造成眼睛疲勞。CRT顯示器屏幕的場頻要達到75Hz以上人眼才不易出現閃爍感，但長時間注視必然會讓眼睛感到很累。

　　視頻帶寬不僅對顯示器壽命和故障率有影響，還對顯示器品質有重要影響。如果顯示器實際帶寬不足以支持用戶設定的分辨率和場頻，則會使顯示的清晰度受到影響，從而影響顯示效果。顯示器對帶寬的要求可以用分辨率與場頻來計算：帶寬要求等于“水平分辨率×垂直分辨率×場頻”。但在實際情況中，顯像管電子束的掃描為了避免信號在掃描邊緣的衰減，保證圖像的清晰，其水平掃描的像素數和行掃描頻率均要比理論值高一些。所以，在計算帶寬的時候還應該除以一個“有效掃描系數”，一般取值為0.6～0.7。按照這個計算方法，分辨率為1024×768、垂直刷新頻率85Hz的屏幕設置，所需要的視頻帶寬約為106MHz。也就是說，能夠滿足這種顯示要求的CRT顯示器的視頻帶寬至少在106MHz以上。高端CRT顯示器最高的視頻帶寬已達到200MHz以上，如美格17英寸CRT顯示器中的796FDⅡ和796FDX5的視頻帶寬都達到了203MHz。

　　作為反映CRT顯示器掃描能力的綜合性指標，視頻帶寬在一定程度上代表了CRT顯示器的整體性能。簡單的判斷可以保證顯示器不至于超負荷工作，影響其使用和壽命。

　　二、lcd顯示器介紹

　　LCD顯示器一般指液晶顯示器。液晶顯示器，為平面超薄的顯示設備，它由一定數量的彩色或黑白像素組成，放置于光源或者反射面前方。液晶顯示器功耗很低，因此倍受工程師青睞，適用于使用電池的電子設備。它的主要原理是以電流刺激液晶分子產生點、線、面配合背部燈管構成畫面。

　　工作原理：

　　液晶顯示器的組成及工作原理：從液晶顯示器的結構來說，無論是筆記本屏還是桌面液晶顯示器，采用的液晶顯示器屏全是由不同部分組成的分層結構。液晶顯示器由兩塊板構成，厚約1mm，其間由包含有液晶材料的5um均勻間隔隔開。因為液晶材料本身并不發光，所以在顯示屏下邊都設有作為光源的燈管，而在液晶顯示器屏背面有一塊背光板（或稱勻光板）和反光膜，背光板是由熒光物質組成，可以發射光線，其作用主要是提供均勻的背光源。

　　背光板發出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入包含成千上萬液晶液滴的液晶層。

　　液晶層中的液滴都被包含在細小的單元格結構中，一個或多個單元格構成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態，液晶材料的作用類似于一個個小光閥。

　　優點：

　　（1）液晶在節能方面可謂優勢明顯。

　　（2）其輻射指標普遍比CRT要低一些。

　　（3）由于其原理問題不會出現任何的幾何失真，線性失真。

　　（4）液晶顯示器可視面積大。

　　（5）高精細的畫質（部分低價的縮水顯示器除外）。

　　（6）顯示器與CRT的相比重量輕幾倍，且厚度也是薄了幾倍，因此很容易移動。

　　（7）不會因供電不足導致畫面色彩失真。

　　缺點：

　　1.可視偏轉角度小。

　　2.容易產生影像拖尾現象（例如鼠標指針快速晃動），這是由于普通液晶屏多為60Hz（每秒顯示60幀），而CRT多為85Hz（每秒85幀）。不過這個問題主要出現在液晶顯示器剛流行時的游戲中（即“畫面撕裂”），之后已經基本解決，如果仍然出現可利用“垂直同步”解決。

　　3.液晶顯示器的亮度和對比度不是很好。

　　4.液晶“壞點”問題。

　　5.壽命有限。

　　6.當分辨率低于顯示器的默認分辨率時，畫面模糊會非常明顯，而CRT即使當前分辨率低于默認1倍也不會十分明顯。

　　7.當分辨率大于顯示器的默認分辨率時（需要軟件強制設定），細節處的色彩會丟失，而CRT是屏幕閃爍嚴重且畫面明顯模糊。

　　三、crt顯示器和lcd顯示器的區別

　　1.亮度與對比度

　　亮度的測量單位為cd/m2（每平方米燭光），也叫NIT流明。目前TFT薄膜液晶顯示器的屏幕亮度大部分都是從150Nits起步，在200Nits以上才能比較好地顯示畫面。對比度就是黑與白兩種色彩不同層次的對比測量度。人眼可分辨的對比度約在100:1左右，當顯示器的對比度超過120:1時，就可以顯示生動、豐富的色彩，對比率高達300:1時便可以支持各階度的顏色。目前大多數LCD顯示器的對比度都在100:1～300:1左右。

　　CRT顯示器的亮度和對比度都超過了LCD，而且，目前還沒有一套公正的標準值來衡量亮度與對比的反差值，所以購買LCD全靠一雙銳利的眼睛。

　　2.反應速度

　　所謂反應速度，指的是象素由亮轉暗（Falling）并由暗轉亮（Rising）所需的時間，單位是毫秒（ms）。反應速度的數值越小越好。目前主流LCD的反應速度都在25ms以上，在一般商業用途中（例如字處理或文本處理）沒有什么太大關系，因為此類用途不必太在意LCD的反應時間。而如果是用來玩游戲、觀看高速動態影象時，反應時間就很重要了，因為如果反應時間過長的話，畫面就會出現拖尾、殘影等現象。

　　而CRT則完全沒有這個問題，因為CRT的反應時間只有1ms，絕對不會出現拖尾現象。

　　3.色彩表現力

　　說到色彩，LCD還是比不上CRT。從理論上講，CRT可顯示的色彩跟電視機一樣，都是無限的，而LCD只能顯示大約26萬種顏色。雖然現在絕大部分LCD都宣稱能夠顯示32位顏色，看起來和CRT無異，但實際上都是通過抖動算法（dithering）來實現的，與真正的32位色相比還有很大差距。所以，在色彩的表現力和過渡方面，LCD仍然不及傳統的CRT顯示器。

　　同樣，LCD在表現灰度方面的能力也不如CRT。不信可以試驗一下：找一臺17英寸特麗瓏顯像管的顯示器，再擺一臺15英寸的LCD，同時顯示一幅32位色的圖像。CRT顯示出來的畫面十分鮮艷，而LCD則顯得有些“假”，雖然說不上來哪里不對，但看著就是沒有CRT舒服。

　　4.刷新率

　　CRT的屏幕刷新頻率因分辨率、色彩數量的不同而不同，分辨率越高，刷新率就越低。一般來講，屏幕的刷新率要達到75Hz以上，人眼才不易感覺出屏幕的閃爍。

　　對于LCD來說，根本不存在刷新頻率的問題，因為它根本就不需要刷新！LCD中每個像素都在持續不斷地發光，直到不發光的電壓改變并被送到控制器中，所以LCD不會有“不斷充放電”而引起的閃爍現象。

　　5.可視面積

　　可視面積指的是在實際應用中，可以用來顯示圖像的那部分屏幕的面積。因為CRT顯示器的尺寸實際上是其顯像管的尺寸，可以用來顯示圖像的部分根本達不到這個尺寸，因為顯像管的邊框占了一部分空間。

　　對于LCD來說，標稱的尺寸大小基本上就是可視面積的大小，被邊框占用的空間非常小，15寸LCD的可視面積大約有14.9英寸左右，這也是為什么LCD看起來要比同樣尺寸CRT更大一些的原因。不過，目前流行的TFT-LCD的是15英寸左右的顯示器，而CRT卻是17英寸左右的。

　　6.顯示效果不同

　　目前絕大部分家用級CRT都不同程度地存在著聚焦、匯聚等方面的問題，這與廠家的技術工藝是分不開的。如果生產廠家設計的相關控制電路不夠先進，就很容易出現這些問題。這也是為什么同樣都是特麗瓏顯像管，Sony原廠生產的顯示器和其他一些廠家所生產的顯示器表現截然不同的原因。而LCD則完全沒有聚焦等問題，因為它根本就不需要聚焦。不過在失真方面的問題，LCD也有可能會出現，但CRT更容易出現。

　　7.體積不同

　　CRT顯示器的深度約等于它的對角線長度，也就是說CRT的顯示面積越大，它的體積也越大，往往占據了用戶大量的桌面空間，而且非常沉重。而LCD無論是14、15的還是19英寸的，其厚度都只有幾厘米或十幾厘米，甚至可以掛在墻上。LCD的體積小、形狀薄、重量輕的特點，是CRT無論如何都比不上的。

　　8.輻射和能量消耗不同

　　CRT都宣稱自己通過了“TCOXX”認證，以表明其輻射之低，對人體危害之小。但輻射無論怎么小，也是一定會有的。而LCD的工作原理決定了它根本不存在任何輻射，所以LCD往往都標明自己“零輻射”等字樣。

　　LCD的工作電壓低（1.5～6伏），耗能也很少，一般為幾瓦，而CRT的功率一般在50W左右。因此LCD的發熱比較少，屏幕也無靜電感應現象。

　　因此，LCD的體積小、無輻射、無靜電、低耗能等特性，適用于那些防輻射和靜電的特殊場合，如醫療、電力等控制與顯示應用領域。特別是LCD顯示器的豪華外表和高新技術所表現的秀麗與輕巧，對某些講究氣派的特殊領域與行業有一定的吸引力。如星級賓館、酒店的主管臺，既要反映現代化管理水平，又要講究檔次，還要節省空間，更要考慮漂亮，非LCD莫屬。

　　9.平面顯示

　　LCD是絕對的純平顯示器，而CRT要達到純平卻要經過很復雜的步驟。當然現在CRT中的純平顯示器是主流了。

　　四、總結

　　從上面的分析可以看出，LCD和CRT顯示器各有千秋。如果LCD在技術上進一步提高，價格進一步降低，在大部分場合取代CRT是大勢所趨。但由于在有些方面永遠比不上CRT顯示器，所以CRT顯示器并不會消亡，將長期占有一席之地。但從目前市場情況看，降價的LCD都是質量有待提高的低檔LCD，在未來兩年內，這一代LCD必將被淘汰出局。 而真正LCD要占有主導地位那就必須等待新技術的出現。