CRT monitorius. CRT monitorius – legendinis asmeninių kompiuterių atributas

Šiandien labiausiai paplitęs monitorių tipas yra CRT (Cathode Ray Tube) monitoriai. Kaip rodo pavadinimas, visi tokie monitoriai yra pagrįsti katodinių spindulių vamzdžiu – katodinių spindulių vamzdžiu (CRT). CRT reiškia Cathode Ray Terminal, kuris jau atitinka ne vamzdelį, o jo pagrindu sukurtą įrenginį.

Šio tipo monitoriuose naudojamą technologiją 1897 metais sukūrė vokiečių mokslininkas Ferdinandas Braunas. ir iš pradžių buvo sukurtas kaip specialus matavimo įrankis kintamoji srovė, tai yra, osciloskopui.

CRT monitoriaus dizainas.

Svarbiausias monitoriaus elementas yra kineskopas, dar vadinamas katodinių spindulių vamzdžiu (žr. A priedą, 1 pav.). Kineskopą sudaro sandarus stiklinis vamzdelis, kurio viduje yra vakuumas, tai yra, pašalintas visas oras. Vienas iš vamzdelio galų yra siauras ir ilgas – tai yra kaklas, o kitas – platus ir gana plokščias – tai ekranas. Priekinėje pusėje stiklo vamzdžio vidus yra padengtas fosforu. Gana sudėtingos kompozicijos, pagamintos iš retųjų žemių metalų - itris, erbis ir kt. - yra naudojamos kaip spalvotų CRT fosforas. Fosforas yra medžiaga, kuri skleidžia šviesą, kai yra bombarduojama įkrautomis dalelėmis. Atkreipkite dėmesį, kad kartais fosforas vadinamas fosforu, bet tai netiesa, nes CRT dangoje naudojamas fosforas neturi nieko bendra su fosforu. Be to, fosforas „švyti“ dėl sąveikos su atmosferos deguonimi oksiduojantis į P 2 O 5 ir „švytėjimas“ vyksta trumpą laiką.

Vaizdui sukurti CRT monitoriuje naudojamas elektronų pistoletas, iš kurio veikiant stipriam elektrostatiniam laukui išspinduliuojamas elektronų srautas. Per metalinę kaukę ar groteles jie nukrenta ant stiklinio monitoriaus ekrano vidinio paviršiaus, padengto įvairiaspalviais fosforo taškais. Elektronų srautas (spindulys) gali būti nukreiptas vertikalioje ir horizontalioje plokštumose, o tai užtikrina, kad jis nuosekliai pasiektų visą ekrano lauką. Sija nukreipiama per nukreipimo sistemą (žr. A priedą, 2 pav.). Nukreipimo sistemos skirstomos į balno toroidines ir balno formos. Pastarieji yra geresni, nes jie sukuria sumažintą radiacijos lygį.

Nukreipimo sistema susideda iš kelių induktyvumo ritių, esančių kineskopo kakle. Naudojant kintamąjį magnetinis laukas dvi ritės sukuria elektronų pluošto nukreipimą horizontalioje plokštumoje, o kitos dvi - vertikalioje plokštumoje.

Magnetinio lauko pokytis įvyksta veikiant kintamajai srovei, tekančiai per rites ir besikeičiančiai pagal tam tikrą dėsnį (tai paprastai yra įtampos pokytis laikui bėgant), o ritės suteikia pluoštui norimą kryptis. Elektronų pluošto kelias ekrane schematiškai parodytas B priede, Fig. 3. Ištisinės linijos yra aktyvus pluošto kelias, punktyrinė linija yra atvirkštinė.

Perėjimo dažnis nauja linija vadinamas horizontaliu (arba horizontaliu) nuskaitymo dažniu. Perėjimo iš apatinio dešiniojo kampo į viršutinį kairįjį dažnis vadinamas vertikaliu (arba vertikaliu) dažniu. Viršįtampių impulsų amplitudė ant horizontalių nuskaitymo ritių didėja didėjant linijų dažniui, todėl šis mazgas pasirodo kaip viena labiausiai įtemptų konstrukcijos dalių ir vienas pagrindinių trikdžių šaltinių plačiame dažnių diapazone. Horizontaliųjų nuskaitymo įrenginių suvartojama galia taip pat yra vienas iš rimtų veiksnių, į kurį atsižvelgiama kuriant monitorius.

Po nukreipimo sistemos elektronų srautas pakeliui į priekinę vamzdžio dalį praeina per intensyvumo moduliatorių ir greitinimo sistemą, veikiančią potencialų skirtumo principu. Dėl to elektronai įgyja daugiau energijos, kurios dalis išleidžiama fosforo švytėjimui.

Elektronai atsitrenkia į fosforo sluoksnį, po to elektronų energija paverčiama šviesa, t.y. Dėl elektronų srauto fosforo taškai švyti. Šie švytintys fosforo taškai sudaro vaizdą, kurį matote monitoriuje. Paprastai spalvotame CRT monitoriuje naudojami trys elektronų patrankos, o ne vienas pistoletas, naudojamas vienspalviuose monitoriuose, kurie šiandien gaminami retai.

Yra žinoma, kad žmogaus akys reaguoja į pagrindines spalvas: raudoną (raudoną), žalią (žalia) ir mėlyną (mėlyną) bei jų derinius, sukuriančius begalinį spalvų skaičių. Fosforo sluoksnis, dengiantis katodinių spindulių vamzdžio priekį, susideda iš labai mažų elementų (tokių mažų, kad žmogaus akis ne visada gali jų atskirti). Šie fosforo elementai atkuria pirmines spalvas, iš tikrųjų yra trijų tipų įvairiaspalvės dalelės, kurių spalvos atitinka pirmines RGB spalvas (iš čia ir kilo fosforo elementų grupės pavadinimas – triados). Fosforas pradeda švytėti, kaip minėta aukščiau, veikiamas pagreitintų elektronų, kuriuos sukuria trys elektronų patrankos. Kiekvienas iš trijų pistoletų atitinka vieną iš pagrindinių spalvų ir siunčia elektronų spindulį skirtingoms fosforo dalelėms, kurių skirtingų intensyvumo pirminių spalvų švytėjimas sujungiamas, kad susidarytų norimos spalvos vaizdas. Pavyzdžiui, jei aktyvuosite raudonos, žalios ir mėlynos spalvos fosforo daleles, jų derinys susidarys baltos spalvos (žr. B priedą, 4 pav.).

Norint valdyti katodinių spindulių vamzdį, taip pat reikalinga valdymo elektronika, kurios kokybė daugiausia lemia monitoriaus kokybę. Beje, būtent skirtingų gamintojų sukurtos valdymo elektronikos kokybės skirtumas yra vienas iš kriterijų, lemiančių skirtumą tarp monitorių su tuo pačiu katodinių spindulių vamzdžiu.

Kiekvienas pistoletas skleidžia elektronų pluoštą (arba srautą, arba pluoštą), kuris paveikia skirtingų spalvų (žalios, raudonos arba mėlynos) fosforo elementus. Raudonojo fosforo elementams skirtas elektronų pluoštas neturėtų paveikti žaliųjų ar mėlynųjų fosforo elementų. Šiam veiksmui pasiekti naudojama speciali kaukė, kurios struktūra priklauso nuo skirtingų gamintojų vaizdo vamzdelių tipo, užtikrinanti vaizdo diskretiškumą (rasterizaciją). CRT galima suskirstyti į dvi klases – trijų spindulių su delta formos elektronų patrankų išdėstymu ir su plokštuminiu elektronų patrankų išdėstymu. Šiuose vamzdeliuose naudojamos plyšinės ir šešėlinės kaukės, nors tiksliau būtų sakyti, kad jos visos yra šešėlinės kaukės. Šiuo atveju vamzdžiai su plokštuminiu elektronų patrankų išdėstymu taip pat vadinami vaizdo vamzdžiais su savaime susiliejančiais pluoštais, nes Žemės magnetinio lauko poveikis trims plokštumoje išsidėsčiusiems pluoštams yra beveik identiškas ir kai vamzdžio padėtis Žemės atžvilgiu. lauko pakeitimai, papildomų koregavimų nereikia.

Labiausiai paplitę kaukių tipai yra šešėlinės kaukės, jos būna dviejų tipų: šešėlių kaukė ir lizdo kaukė.

Šešėlių kaukė yra labiausiai paplitusi kaukių rūšis, ji buvo naudojama nuo pirmųjų spalvotų vaizdo vamzdžių išradimo. Vaizdo vamzdžių su šešėline kauke paviršius dažniausiai yra sferinis (išgaubtas). Tai daroma taip, kad elektronų pluoštas ekrano centre ir kraštuose būtų vienodo storio.

Šešėlių kaukė susideda iš metalinės plokštės su apvaliomis skylutėmis, kurios užima maždaug 25% ploto (žr. B priedą, 5 pav.). Kaukė dedama prieš stiklinį vamzdelį su fosforo sluoksniu. Paprastai dauguma šiuolaikinių šešėlių kaukių yra pagamintos iš invaro. Invar (InVar) yra magnetinis geležies lydinys (64 %) su nikeliu (36 %). Ši medžiaga pasižymi itin mažu šiluminio plėtimosi koeficientu, todėl nors elektronų spinduliai šildo kaukę, tai nedaro neigiamos įtakos vaizdo spalvos grynumui. Skylės viduje metalinis tinklelis Jie veikia kaip taikiklis (nors ir netiksliai), būtent tai užtikrina, kad elektronų pluoštas pataikys tik į reikalingus fosforo elementus ir tik tam tikrose srityse. Šešėlių kaukė sukuria vienodų taškų (dar vadinamų triadomis) tinklelį, kur kiekvienas taškas susideda iš trijų pagrindinių spalvų – žalios, raudonos ir mėlynos – fosforo elementų, kurie šviečia skirtingu intensyvumu, kai yra veikiami elektronų patrankų spindulių. Keisdami kiekvieno iš trijų elektronų pluoštų srovę, galite pasiekti savavališką vaizdo elemento spalvą, kurią sudaro taškų triada.

Viena iš silpnųjų monitorių su šešėline kauke vietų yra jo terminė deformacija. Kai kurie elektronų pluošto pistoleto spinduliai pataikė į šešėlio kaukę, todėl šešėlio kaukė įkaista ir vėliau deformavosi. Dėl šešėlio kaukės skylių pasislinkimo atsiranda margas ekrano efektas (poslinkis RGB spalvos). Šešėlių kaukės medžiaga turi didelę įtaką monitoriaus kokybei. Pageidautina kaukės medžiaga yra Invar.

Šešėlinės kaukės trūkumai yra gerai žinomi: pirma, tai mažas kaukės perduodamų ir sulaikomų elektronų santykis (per kaukę praeina tik apie 20-30%), todėl reikia naudoti didelio šviesos efektyvumo fosforą, tai savo ruožtu pablogina švytėjimo monochromiškumą, sumažina spalvų perteikimo diapazoną, ir, antra, gana sunku užtikrinti tikslų trijų spindulių, kurie nėra toje pačioje plokštumoje, sutapimą, kai jie nukreipiami dideliais kampais.

Šešėlių kaukė naudojama daugumoje šiuolaikinių monitorių – Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, ViewSonic.

Mažiausias atstumas tarp tos pačios spalvos fosforo elementų gretimose eilutėse vadinamas taškiniu žingsniu ir yra vaizdo kokybės indeksas (žr. B priedą, 6 pav.). Taško žingsnis paprastai matuojamas milimetrais. Kuo mažesnė taško žingsnio reikšmė, tuo aukštesnė monitoriuje atkuriamo vaizdo kokybė. Horizontalus atstumas tarp dviejų gretimų taškų yra lygus taško žingsniui, padaugintam iš 0,866.

Plyšio kaukė yra technologija, plačiai naudojama NEC pavadinimu „CromaClear“. Šis sprendimas praktiškai yra šešėlinės kaukės ir apertūros grotelių derinys. Šiuo atveju fosforo elementai yra vertikaliose elipsinėse ląstelėse, o kaukė pagaminta iš vertikalių linijų. Tiesą sakant, vertikalios juostelės yra suskirstytos į elipsės formos ląsteles, kuriose yra trijų pagrindinių spalvų fosforo elementų grupės. Plyšio kaukė, be NEC monitorių (kur ląstelės yra elipsės formos), naudojama Panasonic monitoriuose su PureFlat vamzdeliu (anksčiau vadintu PanaFlat). Atminkite, kad negalite tiesiogiai palyginti vamzdžių žingsnių dydžių skirtingi tipai: šešėlių kaukės vamzdžio taškų (arba triadų) žingsnis matuojamas įstrižai, o diafragmos masyvo žingsnis, kitaip vadinamas horizontaliojo taško žingsniu, matuojamas horizontaliai. Todėl, esant tokiam pačiam taškų žingsniui, vamzdis su šešėline kauke turi didesnį taškų tankį nei vamzdis su apertūros tinkleliu. Pavyzdžiui, 0,25 mm juostelių žingsnis yra maždaug lygus 0,27 mm taško žingsniui.

Taip pat 1997 m „Hitachi“, didžiausia CRT projektuotoja ir gamintoja, sukūrė naujausią šešėlių kaukių technologiją EDP. Įprastoje šešėlių kaukėje triados yra išdėstytos daugiau ar mažiau lygiakraščiais, sukuriant trikampes grupes, kurios tolygiai pasiskirsto vidiniame vamzdžio paviršiuje. „Hitachi“ sumažino horizontalų atstumą tarp triados elementų, taip sukurdama triadas, kurios savo forma yra artimesnės lygiašoniam trikampiui. Siekiant išvengti tarpų tarp triadų, patys taškai buvo pailginti ir atrodo labiau kaip ovalai nei apskritimai.

Yra ir kito tipo vamzdžiai, kuriuose naudojamos apertūros grotelės. Šie vamzdeliai tapo žinomi kaip Trinitron ir pirmą kartą juos rinkai pristatė Sony 1982 m. Diafragmos matricos vamzdeliuose naudojama originali technologija, kai yra trys spindulio pistoletai, trys katodai ir trys moduliatoriai, tačiau yra vienas bendras fokusavimas (žr. B priedą, 7 pav.).

Diafragmos grotelės yra tam tikros rūšies kaukė, kurią savo technologijomis naudoja skirtingi gamintojai, kad gamintų skirtingų pavadinimų, bet iš esmės vienodus vaizdo kineskopus, pvz., „Sony“ „Trinitron“ technologiją, „Mitsubishi“ „DiamondTron“ ir „ViewSonic“ „SonicTron“. Šiame sprendime nėra metalinio tinklelio su skylutėmis, kaip yra šešėlių kaukės atveju, bet yra vertikalių linijų tinklelis. Vietoj taškų su trijų pagrindinių spalvų fosforo elementais, diafragmos grotelėse yra daugybė siūlų, sudarytų iš fosforo elementų, išdėstytų vertikaliomis trijų pagrindinių spalvų juostelėmis. Ši sistema užtikrina didelį vaizdo kontrastą ir gerą spalvų sodrumą, kurie kartu užtikrina aukštos kokybės monitoriai su šia technologija paremtais vamzdeliais. „Sony“ („Mitsubishi“, „ViewSonic“) telefonuose naudojama kaukė yra plona folija, ant kurios subraižytos plonos vertikalios linijos. Jis laikomas ant horizontalios vielos (vienas iš 15", du iš 17", trys ar daugiau po 21"), kurio šešėlis matomas ekrane. Šis laidas naudojamas vibracijai slopinti ir vadinamas slopintuvu. Tai aiškiai matoma, ypač esant šviesiam fono vaizdui monitoriuje. Kai kuriems vartotojams šios linijos iš esmės nepatinka, o kiti, atvirkščiai, džiaugiasi ir naudoja jas kaip horizontalią liniuotę.

Mažiausias atstumas tarp tos pačios spalvos fosforo juostelių vadinamas juostos žingsniu ir matuojamas milimetrais. Kuo mažesnė juostelių žingsnio reikšmė, tuo aukštesnė vaizdo kokybė monitoriuje. Naudojant diafragmos masyvą, prasmingas tik horizontalus taško dydis. Kadangi vertikalę lemia elektronų pluošto fokusavimas ir nukreipimo sistema. Diafragmos grotelės naudojamos ViewSonic, Radius, Nokia, LG, CTX, Mitsubishi monitoriuose ir visuose SONY monitoriuose.

Pažymėtina, kad skirtingų tipų vamzdžių žingsnio dydis negali būti tiesiogiai lyginamas: vamzdžio su šešėline kauke taškų (arba triadų) žingsnis matuojamas įstrižai, o diafragmos masyvo žingsnis, kitaip žinomas kaip horizontalus taškų žingsnis, matuojamas horizontaliai. Todėl, esant tokiam pačiam taškų žingsniui, vamzdis su šešėline kauke turi didesnį taškų tankį nei vamzdis su apertūros tinkleliu. Pavyzdžiui: 0,25 mm juostos žingsnis yra maždaug lygus 0,27 mm taško žingsniui.

Abiejų tipų vamzdžiai turi savo privalumų ir savo atramų. Vamzdžiai su šešėline kauke sukuria tikslesnį ir išsamesnį vaizdą, nes šviesa praeina per kaukės skylutes su aštriais kraštais. Todėl monitoriai su tokiais CRT yra tinkami naudoti intensyviai ir ilgas darbas su tekstais ir mažais grafiniais elementais, pavyzdžiui, CAD/CAM programose. Vamzdžiai su diafragmos grotelėmis turi daugiau ažūrinės kaukės, ji mažiau užstoja ekraną ir leidžia išgauti ryškesnį, kontrastingą sodrių spalvų vaizdą. Monitoriai su šiais vamzdeliais puikiai tinka leidybai darbalaukyje ir kitoms programoms, kurioms reikalingi spalvoti vaizdai. CAD sistemose monitoriai su vamzdeliu, kuris naudoja diafragmos groteles, nemėgstami ne dėl to, kad smulkias detales atkuria prasčiau nei vamzdeliai su šešėline kauke, o dėl to, kad Trinitron tipo monitoriaus ekranas yra plokščias vertikaliai ir išgaubtas horizontaliai, t.y. turi tam skirtą kryptį.

Kaip jau minėta, be katodinių spindulių vamzdžio, monitoriaus viduje taip pat yra valdymo elektronika, kuri apdoroja signalą, gaunamą tiesiai iš jūsų kompiuterio vaizdo plokštės. Ši elektronika turi optimizuoti signalo stiprinimą ir valdyti elektronų patrankų veikimą, kuris inicijuoja vaizdą ekrane sukuriančio fosforo švytėjimą. Monitoriaus ekrane rodomas vaizdas atrodo stabilus, nors iš tikrųjų taip nėra. Vaizdas ekrane atkuriamas dėl proceso, kurio metu fosforo elementų švytėjimą inicijuoja elektronų pluoštas, einantis nuosekliai išilgai linijų tokia tvarka: iš kairės į dešinę ir iš viršaus į apačią monitoriaus ekrane. . Šis procesas vyksta labai greitai, todėl mums atrodo, kad ekranas nuolat šviečia. Mūsų akių tinklainė išsaugo vaizdą maždaug 1/20 sekundės. Tai reiškia, kad jei elektronų pluoštas lėtai juda per ekraną, šį judėjimą galime matyti kaip atskirą judantį šviesų tašką, tačiau kai spindulys pradeda judėti, greitai nubrėždamas liniją ekrane bent 20 kartų per sekundę, mūsų akys nemato judančio taško, bet jie matys tik vienodą liniją ekrane. Jei dabar spindulį paeiliui eisime išilgai daugelio horizontalių linijų iš viršaus į apačią per trumpesnį nei 1/25 sekundės laiką, pamatysime tolygiai apšviestą ekraną su nedideliu mirgėjimu. Pats spindulio judėjimas įvyks taip greitai, kad mūsų akis to nepastebės. Kuo greičiau elektronų pluoštas pereis per visą ekraną, tuo mažiau bus pastebimas vaizdo mirgėjimas. Manoma, kad toks mirgėjimas tampa beveik nepastebimas, kai kadrų pasikartojimo dažnis (spindulys praeina per visus vaizdo elementus) yra maždaug 75 per sekundę. Tačiau ši vertė tam tikru mastu priklauso nuo monitoriaus dydžio. Faktas yra tas, kad periferinėse tinklainės srityse yra šviesai jautrių elementų, kurių inercija yra mažesnė. Todėl monitorių su dideliais žiūrėjimo kampais mirgėjimas tampa pastebimas esant dideliam kadrų dažniui. Valdymo elektronikos galimybė suformuoti mažus vaizdo elementus ekrane priklauso nuo pralaidumo (bandwidth). Monitoriaus pralaidumas yra proporcingas pikselių, iš kurių kompiuterio vaizdo plokštė formuoja vaizdą, skaičiui.

Kai kurie parametrai, lemiantys CRT monitoriaus kokybę:

Vamzdžio įstrižainė ir matoma įstrižainė

Vienas iš pagrindinių CRT monitoriaus parametrų yra įstrižainės dydis vamzdeliai. Skiriamas vamzdelio įstrižainės dydis ir matomas dydis, kuris paprastai yra maždaug 1 coliu mažesnis nei vamzdžio įstrižainė, kurią iš dalies dengia monitoriaus korpusas.

Šviesos perdavimo koeficientas

Šviesos pralaidumas apibrėžiamas kaip išorėje skleidžiamos naudingos šviesos energijos ir vidinio fosforescencinio sluoksnio skleidžiamos energijos santykis. Paprastai šis koeficientas yra 50–60%. Kuo didesnis šviesos pralaidumo koeficientas, tuo mažesnis vaizdo signalo lygis reikalingas reikiamam ryškumui užtikrinti. Tačiau tai sumažina vaizdo kontrastą, nes sumažėja skirtumas tarp skleidžiančių ir neskleidžiančių ekrano paviršiaus sričių. Esant mažam šviesos pralaidumo koeficientui, vaizdo fokusavimas pagerėja, tačiau reikalingas galingesnis vaizdo signalas, todėl monitoriaus grandinė tampa sudėtingesnė. Konkrečią šviesos perdavimo koeficiento vertę galima rasti gamintojo dokumentacijoje. Paprastai 15 colių monitorių šviesos perdavimo koeficientas yra 56-58%, o 17 colių monitorių šviesos perdavimo koeficientas yra 52-53%.

Horizontalus nuskaitymas

Horizontalus nuskaitymo laikotarpis yra laikas, per kurį spindulys nukeliauja atstumą nuo kairiojo iki dešiniojo ekrano krašto. Atitinkamai, šios vertės atvirkštinė vertė vadinama horizontaliuoju dažniu ir matuojama kilohercais. Didėjant kadrų dažniui, reikia padidinti ir horizontalų nuskaitymo dažnį.

Vertikalus nuskaitymas

Vertikalus nuskaitymas – tai vaizdo atnaujinimo kartų skaičius ekrane per sekundę, šis parametras dar vadinamas kadrų dažniu.

Kuo didesnė vertikalaus nuskaitymo reikšmė, tuo akiai mažiau pastebimas kadrų keitimo efektas, pasireiškiantis ekrano mirgėjimu. Manoma, kad esant 75 Hz dažniui mirgėjimas akiai beveik nepastebimas, tačiau VESA standartas rekomenduoja veikti 85 Hz dažniu.

Rezoliucija

Rezoliucija apibūdinama pikselių skaičiumi ir eilučių skaičiumi. Pavyzdžiui, 1024 x 768 monitoriaus skiriamoji geba rodo, kad taškų vienoje eilutėje yra 1024, o eilučių skaičius yra 768.

Vienodumas

Vienodumą lemia viso paviršiaus ryškumo pastovumas monitoriaus ekranas. Skiriamas „ryškumo vienodumas“ ir „baltos spalvos vienodumas“. Paprastai monitoriai turi skirtingą ryškumą skirtingose ekrano vietose. Ryškumo santykiai srityse, kuriose yra didžiausios ir mažiausios ryškumo reikšmės, vadinami ryškumo pasiskirstymo vienodumu. Baltos spalvos vienodumas apibrėžiamas kaip baltos spalvos ryškumo skirtumas (išvedant baltą vaizdą).

Spindulių nekonvergencija

Sąvoka „nekonvergencija“ reiškia raudonos ir mėlynos spalvos nukrypimą nuo centruojančios žalios spalvos. Šis nukrypimas neleidžia gauti grynų spalvų ir aiškių vaizdų. Yra statinis ir dinaminis nežinojimas. Pirmasis reiškia trijų spalvų nesusiliejimą visame ekrano paviršiuje, kuris paprastai yra susijęs su katodinių spindulių vamzdžio surinkimo klaidomis. Dinaminiam nekonvergencijai būdingos paklaidos kraštuose su aiškiu vaizdu centre.

Vaizdo aiškumas ir aiškumas

Optimalų vaizdo grynumą ir aiškumą galima pasiekti, kai kiekvienas RGB spindulys tiksliai pasiekia paviršių nustatytas taškas, kurį užtikrina griežtas ryšys tarp elektronų ginklo, šešėlinės kaukės skylių ir fosforo taškų. Spindulio nesutapimas, pistoleto centro judėjimas pirmyn arba atgal ir išorinių magnetinių laukų sukeltas spindulio nukreipimas gali turėti įtakos vaizdo aiškumui ir aiškumui.

Moire- Tai yra defekto tipas, kurį akis suvokia kaip bangas primenančias dėmes vaizde, susijusią su netinkama šešėlių kaukės ir nuskaitymo spindulio sąveika. Fokusas ir muarė yra susijusių parametrų CRT monitoriams, todėl nedidelis muare yra priimtinas, kai yra geras fokusavimas.

Drebulys

Jitter paprastai reiškia svyruojančius vaizdo pokyčius. kurių dažnis didesnis nei 30 Hz. Juos gali sukelti monitoriaus kaukės angų vibracija, kurią ypač gali sukelti netinkamas įžeminimas. Esant mažesniems nei 30 Hz dažniams, vartojamas terminas „plaukimas“, o žemesniems nei 1 Hz – „dreifas“. Nedidelis drebėjimas būdingas visiems monitoriams. Pagal ISO standartą taško įstrižainės nuokrypis leidžiamas ne didesnis kaip 0,1 mm.

Kaukės deformacija

Visi monitoriai su šešėline kauke tam tikru ar kitokiu laipsniu yra jautrūs iškraipymams, susijusiems su termine kaukės deformacija. Medžiagos, iš kurios pagaminta kaukė, terminis plėtimasis sukelia jos deformaciją ir atitinkamai kaukės skylių pasislinkimą.

Pageidautina kaukės medžiaga yra Invar, lydinys su mažu tiesinio plėtimosi koeficientu.

Ekrano danga

Monitoriaus veikimo metu jo ekrano paviršius yra veikiamas intensyvaus poveikio elektroninis bombardavimas, dėl kurio gali kauptis statinė elektros energija. Tai lemia tai, kad ekrano paviršius „pritraukia“ daug dulkių, be to, vartotojui ranka palietus įkrautą ekraną, silpna elektros iškrova gali nemaloniai „spragtelėti“. Siekiant sumažinti ekrano paviršiaus potencialą, ant jo dedamos specialios laidžios antistatinės dangos, kurios dokumentacijoje žymimos santrumpa AS - antistatic.

Kitas dangų dengimo tikslas yra pašalinti aplinkinių objektų atspindžius ekrano stikle, kurie trukdo veikti. Tai vadinamosios antirefleksinės (AR) dangos. Norint sumažinti atspindžio efektą, ekrano paviršius turi būti matinis. Vienas iš būdų gauti tokį paviršių – išgraviruoti stiklą, kad būtų gautas ne veidrodinis, o difuzinis atspindys (Difuziniu vadinamas atspindys, kuriame krintanti šviesa atsispindi ne kritimo kampu, o visomis kryptimis). Tačiau šiuo atveju šviesa iš fosforo elementų taip pat yra difuziškai išsklaidyta, vaizdas tampa neryškus ir praranda ryškumą. Pastaruoju metu antirefleksinėms dangoms gauti naudojamas plonas silicio dioksido sluoksnis, ant kurio išgraviruoti profiliuoti horizontalūs grioveliai, kad išorinių objektų atspindys nepatektų į vartotojo matymo lauką (kai normali padėtisšalia monitoriaus). Tokiu atveju griovelių profilis parenkamas taip, kad naudingojo signalo slopinimas ir sklaida būtų maksimalus.

Kitas nepalankus veiksnys, su kuriuo susiduriama apdorojant ekraną, yra akinimas iš išorinių šviesos šaltinių. Siekiant sumažinti šiuos efektus, ant monitoriaus paviršiaus padengiamas dielektrinis sluoksnis su mažu lūžio rodikliu ir mažu atspindžio koeficientu. Tokios dangos vadinamos anti-glare arba anti-glare (AG) Paprastai naudojamos kombinuotos daugiasluoksnės dangos, kurios sujungia apsaugą nuo kelių trukdančių veiksnių. Panasonic sukūrė dangą, kurioje naudojami visi aprašyti dangų tipai, ir ji vadinasi AGRAS (anti-glare, antireflection, anti-static). Siekiant padidinti praleidžiamos naudingos šviesos intensyvumą, tarp ekrano stiklo ir sluoksnio su mažu atspindžio koeficientu uždedamas pereinamasis sluoksnis, turintis vidutinį lūžio rodiklį tarp stiklo ir išorinio sluoksnio (antirefleksinis efektas), kuris taip pat turi laidžias savybes. pašalinti statinį krūvį.

Kartais naudojami kiti dangų deriniai – ARAG (antireflection, anti-glare) arba ARAS (antirefleksinė, antistatinė). Bet kokiu atveju dangos šiek tiek sumažina vaizdo ryškumą ir kontrastą bei turi įtakos spalvų perteikimui, tačiau naudojant dangas gautas monitoriaus naudojimo paprastumas kompensuoja šiuos trūkumus. Galite vizualiai patikrinti, ar yra neatspindinčios dangos, ištyrę atspindį nuo išorinio šviesos šaltinio, kai monitorius išjungtas, ir palyginę jį su atspindžiu nuo įprasto stiklo.

Antirefleksinės ir antistatinės dangos tapo šiuolaikinių monitorių norma, o kai kurie dangų kokybės skirtumai, lemiantys jų efektyvumą ir vaizdo iškraipymo laipsnį, susijusį su technologinėmis savybėmis, modelio pasirinkimui praktiškai neturi įtakos. .

Sveiki, mano tinklaraščio skaitytojai, kurie domisi CRT monitoriumi. Pasistengsiu, kad šis straipsnis būtų įdomus visiems – tiek pasiilgusiems, tiek tiems, kuriems šis įrenginys maloniai asocijuojasi su pirmąja asmeninio kompiuterio įvaldymo patirtimi.

Šiandieniniai kompiuterių ekranai yra plokšti ir ploni ekranai. Tačiau kai kuriose mažo biudžeto organizacijose taip pat galite rasti didžiulių CRT monitorių. Su jais siejama ištisa daugialypės terpės technologijų raidos era.

CRT monitoriai gavo savo oficialų pavadinimą iš rusiškos termino „katodinių spindulių vamzdis“ santrumpos. Angliškas atitikmuo yra frazė Cathode Ray Tube su atitinkama santrumpa CRT.

Prieš pasirodant kompiuteriams namuose, šį elektros prietaisą mūsų kasdienybėje reprezentavo kineskopiniai televizoriai. Vienu metu jie netgi buvo naudojami kaip ekranai (go figure). Bet apie tai vėliau, bet dabar šiek tiek supraskime apie CRT veikimo principą, kuris leis apie tokius monitorius pakalbėti rimčiau.

CRT monitorių pažanga

Katodinių spindulių vamzdžio kūrimo ir pavertimo tinkama ekrano raiška CRT monitoriais istorija kupina įdomių atradimų ir išradimų. Iš pradžių tai buvo įrenginiai, tokie kaip osciloskopai ir radarų radarų ekranai. Tada televizijos plėtra mums suteikė įrenginius, kurie buvo patogesni žiūrėti.

Kalbant konkrečiai apie ekranus asmeninius kompiuterius, prieinama plačiam vartotojų ratui, tuomet pirmosios Monikos titulas tikriausiai turėtų būti suteiktas IBM 2250 vektorinio ekrano stočiai. Ji buvo sukurta 1964 m.

IBM sukūrė daugybę patobulinimų, skirtų asmeniniams kompiuteriams aprūpinti monitoriais, įskaitant pirmųjų vaizdo adapterių dizainą, kurie tapo modernių galingų į ekraną perduodamų vaizdų standartų prototipu.

Taigi, jis buvo išleistas 1987 m VGA adapteris(Vaizdo grafikos masyvas), veikiantis su 640 x 480 raiška ir 4:3 formato koeficientu. Šie parametrai išliko pagrindiniai daugumai gaminamų monitorių ir televizorių iki plačiaekranių standartų atsiradimo. CRT monitorių evoliucijos metu jų gamybos technologijose įvyko daug pokyčių. Bet aš noriu pabrėžti šiuos dalykus atskirai:

Kas lemia pikselio formą?

Žinodami, kaip veikia kineskopas, galime suprasti CRT monitorių ypatybes. Elektronų pistoleto skleidžiamas spindulys nukreipiamas indukcinio magneto, kad tiksliai pataikytų į specialias skyles kaukėje, esančioje priešais ekraną.

Jie sudaro pikselį, o jų forma lemia spalvotų taškų konfigūraciją ir gaunamo vaizdo kokybės parametrus:

Klasikinės apvalios skylės, kurių centrai yra įprasto lygiakraščio trikampio viršūnėse, sudaro šešėlinę kaukę. Matrica su tolygiai paskirstytais pikseliais suteikia maksimali kokybė grojant eilutes. Ir puikiai tinka biuro dizaino programoms.
Norėdami padidinti ekrano ryškumą ir kontrastą Sony kompanija buvo naudojama diafragmos kaukė. Ten vietoje taškų švytėjo šalia esantys stačiakampiai blokai. Tai leido maksimaliai išnaudoti ekrano plotą (Sony Trinitron, Mitsubishi Diamondtron monitoriai).
Šių dviejų technologijų privalumus buvo galima sujungti į plyšinį tinklelį, kur angos atrodė kaip pailgi stačiakampiai, suapvalinti viršuje ir apačioje. Ir pikselių blokai pasislinko vienas kito atžvilgiu vertikaliai. Ši kaukė buvo naudojama NEC ChromaClear, LG Flatron, Panasonic PureFlat ekranuose;

Tačiau monitoriaus pranašumus nulėmė ne tik pikselio forma. Laikui bėgant jo dydis ėmė turėti lemiamą reikšmę. Jis svyravo nuo 0,28 iki 0,20 mm, o kaukė su mažesnėmis, tankesnėmis skylutėmis leido daryti didelės raiškos vaizdus.

Svarbi ir, deja, vartotojui pastebima savybė išliko ekrano atnaujinimo dažnis, išreikštas vaizdo mirgėjimu. Kūrėjai stengėsi iš visų jėgų ir pamažu vietoj jautraus 60 Hz rodomo vaizdo keitimo dinamika siekė 75, 85 ir net 100 Hz. Pastarasis rodiklis jau leido dirbti maksimaliai patogiai ir akys beveik nepavargo.

Darbas kokybei gerinti buvo tęsiamas. Kūrėjai nepamiršo tokio nemalonaus reiškinio kaip žemo dažnio elektromagnetinė radiacija. Tokiuose ekranuose ši spinduliuotė elektroniniu ginklu nukreipiama tiesiai į vartotoją. Siekiant pašalinti šį trūkumą, buvo naudojamos įvairios ir skirtingos technologijos apsauginiai ekranai ir apsauginės ekranų dangos.

Taip pat sugriežtėjo monitorių saugos reikalavimai, kurie atsispindi nuolat atnaujinamuose standartuose: MPR I, MPR II, TCO"92, TCO"95 ir TCO"99.

Monitorių profesionalai pasitiki

Nuolatinis daugialypės terpės vaizdo įrangos ir technologijų tobulinimas ilgainiui paskatino didelės raiškos skaitmeninio vaizdo atsiradimą. Šiek tiek vėliau iš ekonomiško pasirodė ploni ekranai su apšvietimu LED lempos. Šie ekranai yra svajonės išsipildymas, nes jie:

lengvesnis ir kompaktiškesnis;
pasižymi mažu energijos suvartojimu;
daug saugiau;
net ilgiau nemirgo žemi dažniai(yra kitokio pobūdžio mirgėjimas);
turėjo keletą palaikomų jungčių;

Ir ne specialistams buvo aišku, kad CRT monitorių era baigėsi. Ir atrodė, kad prie šių įrenginių nebegrįš. Tačiau kai kurie profesionalai, žinantys visas naujų ir senų ekranų savybes, neskubėjo atsikratyti kokybiškų CRT ekranų. Juk anot kai kurių Techninės specifikacijos jie aiškiai aplenkė savo LCD konkurentus:

puikus žiūrėjimo kampas, leidžiantis skaityti informaciją iš ekrano šono;
CRT technologija leido rodyti vaizdus bet kokia raiška be iškraipymų, net ir naudojant mastelio keitimą;
čia nėra negyvų pikselių sąvokos;
Papildomo vaizdo inercijos laikas yra nereikšmingas:
beveik neribotas rodomų atspalvių asortimentas ir stulbinantis fotorealistinis spalvų perteikimas;

Būtent paskutinės dvi savybės suteikė CRT ekranams galimybę dar kartą įrodyti save. Ir jie vis dar yra paklausūs tarp žaidėjų ir ypač tarp specialistų, dirbančių šioje srityje Grafinis dizainas ir nuotraukų apdorojimas.

Štai ilga ir įdomi istorija apie seną gerą draugą, vadinamą CRT monitoriumi. Ir jei vis dar turite vieną iš jų namuose ar savo įmonėje, galite išbandyti dar kartą ir iš naujo įvertinti jo savybes.

Tuo atsisveikinu su jumis, mano brangūs skaitytojai.

EKRANAS ĮRENGINIAI

Monitoriai

Informacijos rodymo prietaisai pirmiausia apima monitorius, taip pat įrenginius, skirtus daugialypės terpės ar pristatymo problemoms spręsti: trimačių (stereoskopinių) vaizdų formavimo įrenginiai ir projektoriai.

Monitorius yra svarbiausias prietaisas kompiuterio informacijos rodymas. Šiuolaikinių monitorių tipai yra labai įvairūs. Remiantis veikimo principu, visus kompiuterio monitorius galima suskirstyti į dvi dideles grupes:

· pagrįstas katodinių spindulių vamzdžiu (CRT), vadinamu kineskopu;

· plokščias skydelis, pagamintas daugiausia skystųjų kristalų pagrindu.

CRT monitoriai

CRT monitoriai yra labiausiai paplitę informacijos rodymo įrenginiai. Šio tipo monitoriuose naudojama technologija buvo sukurta prieš daugelį metų ir iš pradžių buvo sukurta kaip specialus įrankis kintamajai srovei matuoti, t.y. osciloskopui.

CRT monitoriaus dizainas yra stiklinis vamzdis, kurio viduje yra vakuumas. Priekinėje pusėje stiklo vamzdžio vidus yra padengtas fosforu. Gana sudėtingos kompozicijos, pagamintos iš retųjų žemių metalų – itris, erbis ir kt., yra naudojamos kaip spalvotų kineskopų fosforas. Vaizdui sukurti CRT monitorius naudoja elektronų pistoletą, kuris skleidžia elektronų srautą per metalinę kaukę arba tinklelį į monitoriaus stiklinio ekrano vidinį paviršių, padengtą įvairiaspalviais fosforo taškais. Elektronai atsitrenkia į fosforo sluoksnį, po to elektronų energija paverčiama šviesa, t.y., elektronų srautas sukelia fosforo taškų švytėjimą. Šie šviečiantys fosforo taškai sudaro vaizdą monitoriuje. Paprastai spalvotame CRT monitoriuje naudojami trys elektronų patrankos, o ne vienas pistoletas, naudojamas vienspalviuose monitoriuose.

Elektronų pluošto kelyje dažniausiai yra papildomi elektrodai: moduliatorius, reguliuojantis elektronų pluošto intensyvumą ir su tuo susijusį vaizdo ryškumą; fokusavimo elektrodas, kuris nustato šviesos taško dydį; nukreipimo sistemos ritės, dedamos ant CRT pagrindo, keičiančios spindulio kryptį. Bet koks tekstas ar grafinis vaizdas monitoriaus ekrane susideda iš daugybės atskirų fosforo taškų, vadinamų pikselių ir reprezentuojantis minimalų rastrinio vaizdo elementą.

Rastras monitoriuje formuojamas naudojant specialius signalus, tiekiamus į nukreipimo sistemą. Šių signalų įtakoje spindulys nuskaitomas per ekrano paviršių zigzago keliu nuo viršutinio kairiojo kampo iki apatinio dešiniojo, kaip parodyta Fig. 4.1. Horizontalus pluošto judėjimas vykdomas horizontaliu (horizontaliu) skenuojančiu signalu, o vertikaliai - vertikaliu (vertikaliu) skenuojančiu signalu. Spindulys perkeliamas iš dešiniausio linijos taško į kairiausią kitos eilutės tašką (horizontalus pluošto grįžimas) ir iš paskutinės ekrano eilutės dešiniosios padėties į kairiausią pirmosios linijos padėtį (vertikalus pluošto atskleidimas). atliekami naudojant specialius atbulinės eigos signalus. Šis monitoriaus tipas vadinamas rastras.Šiuo atveju elektronų pluoštas periodiškai nuskaito ekraną, sudarydamas jame glaudžiai išdėstytas skenavimo linijas. Spinduliui judant išilgai linijų, į moduliatorių tiekiamas vaizdo signalas keičia šviesos taško ryškumą ir suformuoja ekrane matomą vaizdą. Monitoriaus skiriamoji geba nustatoma pagal vaizdo elementų, kuriuos jis gali atkurti horizontaliai ir vertikaliai, skaičių, pavyzdžiui, 640x480 arba 1024x768 pikselių.

Skirtingai nuo televizoriaus, kuriame vaizdo signalas, valdantis elektronų pluošto ryškumą, yra analoginis, kompiuterių monitoriai naudoja tiek analoginius, tiek skaitmeninius vaizdo signalus. Šiuo atžvilgiu kompiuterių monitoriai paprastai skirstomi į analoginis Ir skaitmeninis. Pirmieji kompiuterio informacijos rodymo įrenginiai buvo skaitmeniniai monitoriai.

IN skaitmeniniai monitoriai valdymas atliekamas dvejetainiais signalais, turinčiais tik dvi reikšmes: loginį 1 ir loginį 0 („taip“ ir „ne“). Loginis vienas lygis atitinka maždaug 5 V įtampą, loginis nulinis lygis - ne daugiau kaip 0,5 V. Kadangi tie patys lygiai „1“ ir „0“ naudojami plačiai paplitusiose standartinėse mikroschemų serijose, pagrįstose tranzistoriaus-tranzistoriaus logika. (TTL- Tranzistorių tranzistorių logika- tranzistoriaus-tranzistoriaus logika), skaitmeniniai monitoriai vadinami TTL monitoriais.

Pirmieji TTL monitoriai buvo vienspalviai, vėliau atsirado spalvoti. Vienspalviuose skaitmeniniuose monitoriuose taškai ekrane gali būti tik šviesūs arba tamsūs, jų ryškumas skiriasi. Vienspalvio monitoriaus katodinių spindulių vamzdis turi tik vieną elektronų patranką; Jis yra mažesnis už spalvotus CRT, todėl vienspalviai monitoriai yra mažesni ir lengvesni nei kiti. Be to, vienspalvis monitorius veikia su mažesne anodo įtampa nei spalvotas (15 kV prieš 21 - 25 kV), todėl jo energijos suvartojimas yra žymiai mažesnis (30 W vietoj 80 - 90 W spalvotiems monitoriams).

Kineskope spalvotas skaitmeninis monitorius yra trys elektronų patrankos: raudonai (raudona),žalias (Žalias) ir mėlyna (mėlyna) spalvos su atskiru valdymu, todėl jis vadinamas RGB monitoriumi.

Skaitmeniniai RGB monitoriai taip pat palaiko monochrominį veikimą su iki 16 pilkų atspalvių.

Analoginiai monitoriai, Kaip ir skaitmeniniai, jie yra spalvoti ir vienspalviai, o spalvotas monitorius gali veikti nespalvotu režimu.

Pagrindinė priežastis Iššūkis pereinant prie analoginio vaizdo signalo yra ribota skaitmeninio monitoriaus spalvų paletė. Analoginis vaizdo signalas, reguliuojantis elektronų pluošto intensyvumą, gali įgauti bet kokią reikšmę diapazone nuo 0 iki 0,7 V. Kadangi šių reikšmių yra be galo daug, analoginio monitoriaus paletė yra neribota. Tačiau vaizdo adapteris gali pateikti tik ribotą vaizdo signalo lygio gradacijų skaičių, o tai galiausiai apriboja visos vaizdo sistemos paletę.

Už supratimą spalvotų monitorių rastro formavimo principas turėtų būti pristatytas spalvų matymo mechanizmas. Šviesa yra tam tikro bangos ilgio diapazono elektromagnetiniai virpesiai. Žmogaus akis geba atskirti spalvas, atitinkančias skirtingus matomos spinduliuotės spektro sritis, kurios užima tik nedidelę dalį viso elektromagnetinių virpesių spektro bangos ilgio diapazone nuo 0,4 iki 0,75 mikrono.

Bendrą viso matomo diapazono bangų ilgių spinduliuotę akis suvokia kaip baltą šviesą. Žmogaus akyje yra trijų tipų receptoriai, atsakingi už spalvų suvokimą ir skiriasi savo jautrumu skirtingo bangos ilgio elektromagnetiniams virpesiams. Vieni jų reaguoja į violetiškai mėlyną, kiti – į žalią, treti – į oranžiškai raudoną. Jei šviesa nepasiekia receptorių, žmogaus akis suvokia juodą spalvą. Jei visi receptoriai apšviesti vienodai, žmogus mato pilką arba baltą spalvą. Kai objektas yra apšviestas, dalis šviesos nuo jo atsispindi, o dalis sugeriama. Spalvos tankis nustatomas pagal šviesos kiekį, kurį objektas sugeria tam tikrame spektriniame diapazone. Kuo tankesnis spalvos sluoksnis, tuo mažiau atsispindi šviesa ir dėl to spalvos atspalvis (tonas) tamsesnis.

Fiziologinius spalvų matymo ypatumus tyrė M. V. Lomonosovas. Jo sukurta spalvinio matymo teorija buvo pagrįsta eksperimentiškai nustatytu faktu, kad visas spalvas galima gauti pridedant tris didelio sodrumo šviesos srautus, pavyzdžiui, raudoną, žalią ir mėlyną, vadinamą pagrindine arba pirmine.

Paprastai šviesos spinduliuotė vienu metu sužadina visus žmogaus akies receptorius. Žmogaus regos aparatas analizuoja šviesą, nustatydamas santykinį įvairių spindulių kiekį joje, o vėliau jie smegenyse susintetinami į vieną spalvą.

Dėl nepaprastos akies savybės – trijų komponentų spalvų suvokimo – žmogus gali atskirti bet kurį iš spalvų atspalvių: informacijos pakanka tik apie kiekybinį trijų pagrindinių spalvų intensyvumo santykį, todėl nėra. poreikis tiesiogiai perduoti visas spalvas. Taigi dėl fiziologinių spalvinio matymo ypatybių ženkliai sumažėja informacijos apie spalvą kiekis ir supaprastėja daugelis technologinių sprendimų, susijusių su spalvotų vaizdų registravimu ir apdorojimu.

Kita svarbi spalvinio matymo savybė – erdvinis spalvų vidurkis, o tai reiškia, kad jei spalvotame vaizde yra glaudžiai išsidėsčiusios spalvotos detalės, tai iš didelio atstumo atskirų dalių spalvos nesiskiria. Visos glaudžiai išdėstytos spalvotos dalys bus nudažytos ta pačia spalva. Dėl šios regėjimo savybės vieno vaizdo elemento spalva susidaro monitoriaus katodinių spindulių vamzdyje iš trijų gretimų fosforo grūdelių spalvų.

Nurodytos spalvinio matymo savybės buvo panaudotos kuriant spalvoto CRT monitoriaus veikimo principą. Spalvoto monitoriaus katodinių spindulių vamzdyje yra trys elektronų patrankos su nepriklausomomis valdymo grandinėmis, o vidiniame ekrano paviršiuje yra trijų pagrindinių spalvų fosforas: raudona, mėlyna ir žalia.

Ryžiai. 4.2. Spalvų susidarymo monitoriaus ekrane schema

Fig. 4.2 paveiksle parodyta spalvų susidarymo monitoriaus ekrane schema. Kiekvieno ginklo elektronų spindulys sužadina fosforo taškus, ir jie pradeda švytėti. Taškai šviečia skirtingai ir sudaro mozaikinį vaizdą, o kiekvienas elementas yra labai mažas. Kiekvieno taško švytėjimo intensyvumas priklauso nuo elektroninio ginklo valdymo signalo. Žmogaus akyje taškai su trimis pagrindinėmis spalvomis susikerta ir persidengia vienas su kitu. Pakeitus trijų pagrindinių spalvų taškų intensyvumo santykį, monitoriaus ekrane gaunamas norimas atspalvis. Kad kiekvienas pistoletas elektronų srautą nukreiptų tik į atitinkamos spalvos fosforo dėmes, kiekvienas spalvų kineskopas turi specialią spalvų atskyrimo kaukę.

Priklausomai nuo elektronų patrankų vietos ir spalvų atskyrimo kaukės konstrukcijos (4.3 pav.), naudojami keturi CRT tipai. modernūs monitoriai:

· CRT su šešėlių kauke (Shadow Mask)(žr. 4.3 pav., A) dažniausiai naudojamas daugumoje monitorių, kuriuos gamina LG, Samsung, Viewsonic, Hitachi, Belinea, Panasonic, Daewoo, Nokia;

· Patobulinta šešėlių kaukė CRT (EDP)- Patobulintas taško aukštis)(žr. 4.3 pav., 6);

· CRT su lizdo kauke(žr. 4.3 pav., V), kuriame fosforo elementai išsidėstę vertikaliose ląstelėse, o kaukė – iš vertikalių linijų. Vertikalios juostelės yra padalintos į langelius, kuriuose yra trijų pagrindinių trijų fosforo elementų grupės. Šio tipo kaukes naudoja NEC ir Panasonic;

· CRT su vertikalių linijų apertūriniu tinkleliu (Aperture Grill) (žr. 4.3 pav., d). Vietoj taškų su trijų pagrindinių spalvų fosforo elementais, apertūros grotelėse yra daugybė siūlų, sudarytų iš fosforo elementų, išdėstytų trijų pagrindinių spalvų vertikalių juostelių pavidalu. „Sony“ ir „Mitsubishi“ vamzdžiai gaminami naudojant šią technologiją.

Struktūriškai šešėlių kaukė yra metalinė plokštė iš specialios medžiagos invar su skylučių sistema, atitinkančia fosforo taškus, pritaikytus vidiniam kineskopo paviršiui. Šešėlio kaukės formos temperatūros stabilizavimą bombarduojant elektronų pluoštu užtikrina maža Invaro tiesinio plėtimosi koeficiento reikšmė. Diafragmos grotelės suformuotos iš plyšių sistemos, kurios atlieka tą pačią funkciją kaip ir skylutės šešėlinėje kaukėje.

Abu vamzdžių tipai (šešėlio kaukė ir apertūros grotelės) turi savų privalumų ir pritaikymo. Vamzdžiai su šešėline kauke sukuria tikslesnį ir išsamesnį vaizdą, nes šviesa praeina per kaukės skylutes su aštriais kraštais. Todėl monitoriai su tokiais CRT rekomenduojami intensyviam ir ilgalaikiam darbui su tekstais ir smulkiais grafiniais elementais. Vamzdžiai su apertūrinėmis grotelėmis turi daugiau ažūrinės kaukės, jie mažiau užstoja ekraną ir leidžia išgauti ryškesnį, kontrastingą sodrių spalvų vaizdą. Monitoriai su šiais vamzdeliais puikiai tinka leidybai darbalaukyje ir kitoms programoms, kurioms reikalingi spalvoti vaizdai.

Mažiausias atstumas tarp tos pačios spalvos fosforo elementų šešėlinėse kaukėse vadinamas Taškų žingsnis(taško žingsnis) ir yra vaizdo kokybės indeksas. Taško žingsnis paprastai matuojamas milimetrais. Kuo mažesnė taško žingsnio reikšmė, tuo aukštesnė monitoriuje atkuriamo vaizdo kokybė. Vidutinis atstumas tarp fosforo taškų vadinamas grūdeliu. U įvairių modelių monitorių, šio parametro reikšmė yra nuo 0,2 iki 0,28 mm. Diafragmos tinklelio CRT vadinamas vidutinis atstumas tarp kraštų Strip Pitch(juostelių žingsnis) ir matuojamas milimetrais. Kuo mažesnis juostelių žingsnis, tuo aukštesnė vaizdo kokybė monitoriuje. Įvairių tipų vamzdžių žingsnio dydis negali būti lyginamas: vamzdžio su šešėline kauke taškų (arba triadų) žingsnis matuojamas įstrižai, o diafragmos masyvo žingsnis, kitaip vadinamas horizontaliu taškų žingsniu, matuojamas horizontaliai. Todėl, esant tokiam pačiam taškų žingsniui, vamzdis su šešėline kauke turi didesnį taškų tankį nei vamzdis su apertūros tinkleliu. Pavyzdžiui: 0,25 mm taško žingsnis yra maždaug lygus 0,27 mm juostos žingsniui.

Be katodinių spindulių vamzdžio, monitoriuje yra valdymo elektronika, kuri apdoroja signalą, gaunamą tiesiai iš kompiuterio vaizdo plokštės. Ši elektronika turi optimizuoti signalo stiprinimą ir valdyti elektronų pabūklų veikimą.

Monitoriaus ekrane rodomas vaizdas atrodo stabilus, nors iš tikrųjų taip nėra. Vaizdas ekrane atkuriamas dėl proceso, kurio metu fosforo elementų švytėjimą inicijuoja elektronų pluoštas, einantis išilgai linijų. Šis procesas vyksta su didelis greitis, todėl atrodo, kad ekranas visą laiką šviečia. Vaizdas tinklainėje saugomas apie 1/20 s. Tai reiškia, kad jei elektronų pluoštas ekrane juda lėtai, akis suvoks jį kaip vieną judantį ryškų tašką, tačiau kai spindulys pradės judėti dideliu greičiu, nubrėždamas liniją ekrane 20 kartų per sekundę, akis matyti vienodą liniją ekrane. Jei užtikrinate, kad spindulys nuosekliai nuskaitys ekraną horizontaliomis linijomis iš viršaus į apačią per trumpesnį nei 1/25 s, akis pastebės tolygiai apšviestą ekraną su nedideliu mirgėjimu. Pats spindulio judėjimas vyksta taip greitai, kad akis nepastebi. Manoma, kad mirgėjimas tampa beveik nepastebimas, kai kadrų pasikartojimo dažnis (spindulys praeina per visus vaizdo elementus) yra maždaug 75 kartus per sekundę.

Ekrane apšviesti pikseliai turi likti apšviesti tiek laiko, kiek reikia, kad elektronų spindulys nuskenuotų visą ekraną ir vėl sugrįžtų, kad suaktyvintų tą pikselį piešiant kitą kadrą. Todėl, minimalus laikas pošvydis turi būti ne mažesnis už vaizdo kadrų keitimo periodą, t.y. 20 ms.

CRT monitoriai turi šiuos dalykus Pagrindinės charakteristikos.

Monitoriaus ekrano įstrižainė- atstumas tarp apatinio kairiojo ir viršutinio dešiniojo ekrano kampų, matuojamas coliais. Naudotojui matomas ekrano plotas paprastai yra šiek tiek mažesnis, vidutiniškai 1" nei ragelio dydis. Kartu pateikiamoje dokumentacijoje gamintojai gali nurodyti du įstrižainės dydžius, o matomas dydis paprastai nurodomas skliausteliuose arba pažymimas "Matomas dydis". “, tačiau kartais nurodomas tik vienas dydis – 15 colių įstrižainės monitoriai tapo standartiniu kompiuteriu, kuris maždaug atitinka 36–39 cm matomo ploto įstrižainės. Norint dirbti sistemoje Windows, patartina turėti ne mažesnį kaip 17" monitorių. Profesionaliam darbui su desktop publishing sistemomis (DPS) ir kompiuterinio dizaino (CAD) sistemomis geriau naudoti 20" arba 21 “ monitorius.

Ekrano grūdelių dydis nustato atstumą tarp artimiausių skylių naudojamos spalvos atskyrimo kaukėje. Atstumas tarp kaukės skylučių matuojamas milimetrais. Kuo mažesnis atstumas tarp šešėlinės kaukės skylių ir kuo daugiau skylių, tuo geresnė vaizdo kokybė. Visi monitoriai, kurių grūdėtumas didesnis nei 0,28 mm, priskiriami stambiems ir yra pigesni. Geriausi monitoriai kurių grūdelių dydis yra 0,24 mm, o brangiausių modelių – 0,2 mm.

Rezoliucija Monitorius nustatomas pagal vaizdo elementų, kuriuos jis gali atkurti horizontaliai ir vertikaliai, skaičių. 19 colių ekrano įstrižainės monitoriai palaiko iki 1920 x 14400 ir didesnę skiriamąją gebą.

Katodinių spindulių vamzdžio tipasį tai reikia atsižvelgti renkantis monitorių. Labiausiai pageidaujami vaizdo vamzdžių tipai yra Black Trinitron, Black Matrix arba Black Planar. Šio tipo monitoriai turi specialią fosforo dangą.

Stebėkite energijos suvartojimą nurodyta jos techninėse specifikacijose. 14 colių monitorių energijos suvartojimas neturi viršyti 60 W.

Ekrano dangos būtina, kad suteiktų jai antirefleksinių ir antistatinių savybių. Antirefleksinė danga leidžia monitoriaus ekrane stebėti tik kompiuterio generuojamą vaizdą, o ne varginti akių stebint atsispindinčius objektus. Yra keletas būdų, kaip gauti neatspindintį (neatspindintį) paviršių. Pigiausias iš jų yra ofortas. Suteikia paviršiui šiurkštumo. Tačiau grafika tokiame ekrane atrodo neryški, o vaizdo kokybė prasta. Populiariausias būdas yra padengti kvarcinę dangą, kuri išsklaido krintantį šviesą; Šį metodą įgyvendina „Hitachi“ ir „Samsung“. Antistatinė danga yra būtina, kad dulkės nepriliptų prie ekrano dėl statinės elektros kaupimosi.

Apsauginis ekranas (filtras) turėtų būti nepakeičiamas CRT monitoriaus atributas, nes medicininiai tyrimai parodė, kad spinduliuotė, turinti plataus diapazono spindulius (rentgeno, infraraudonoji ir radijo spinduliuotė), taip pat elektrostatiniai laukai, lydintys monitoriaus veikimą, gali turėti labai didelį poveikį. neigiamas poveikis žmonių sveikatai.

Pagal gamybos technologiją apsauginiai filtrai skirstomi į tinklinius, plėvelinius ir stiklinius. Filtrus galima pritvirtinti prie priekinės monitoriaus sienelės, pakabinti ant viršutinio krašto, įkišti į specialų griovelį aplink ekraną arba įdėti į monitorių.

Tinkliniai filtrai Jie praktiškai neapsaugo nuo elektromagnetinės spinduliuotės ir statinės elektros ir šiek tiek pablogina vaizdo kontrastą. Tačiau šie filtrai puikiai sumažina išorinio apšvietimo akinimą, o tai svarbu ilgą laiką dirbant kompiuteriu.

Filmų filtrai Jie taip pat neapsaugo nuo statinės elektros, tačiau žymiai padidina vaizdo kontrastą, beveik visiškai sugeria ultravioletinę spinduliuotę ir sumažina rentgeno spinduliuotės lygį. Poliarizuojančios plėvelės filtrai, tokie kaip Polaroid, gali pasukti atspindėtos šviesos poliarizacijos plokštumą ir slopinti akinimą.

Stiklo filtrai gaminami keliomis modifikacijomis. Paprasti stiklo filtrai pašalina statinį krūvį, susilpnina žemo dažnio elektromagnetinius laukus, sumažina ultravioletinės spinduliuotės intensyvumą ir padidina vaizdo kontrastą. „Visos apsaugos“ kategorijos stiklo filtrai pasižymi didžiausiu apsauginių savybių deriniu: jie praktiškai nesukelia akinimo, padidina vaizdo kontrastą nuo pusantro iki dviejų kartų, pašalina elektrostatinius laukus ir ultravioletinę spinduliuotę bei žymiai sumažina žemo dažnio magnetinį ( mažesnis nei 1000 Hz) ir rentgeno spinduliuotė. Šie filtrai pagaminti iš specialaus stiklo.

Stebėkite saugumąžmogus yra reguliuojamas TCO standartais: TCO 92, TCO 95, TCO 99, kuriuos pasiūlė Švedijos profesinių sąjungų konfederacija. TCO 92, išleistas 1992 m., nustato elektromagnetinės spinduliuotės parametrus, suteikia tam tikrą gaisrinės saugos garantiją, užtikrina elektros saugą ir nustato energijos taupymo parametrus. 1995 metais standartas buvo gerokai išplėstas (TSO 95), įtraukiant monitorių ergonomikos reikalavimus. TCO 99 reikalavimai monitoriams buvo dar labiau sugriežtinti. Visų pirma sugriežtėjo radiacijos, ergonomikos, energijos taupymo, priešgaisrinės saugos reikalavimai. Taip pat yra aplinkosaugos reikalavimų, kurie riboja įvairių pavojingų medžiagų ir elementų, pavyzdžiui, sunkiųjų metalų, buvimą monitoriaus dalyse.

Stebėti gyvenimą labai priklauso nuo jo šildymo temperatūros veikimo metu. Jei monitorius labai įkaista, galite tikėtis, kad jo tarnavimo laikas bus trumpas. Monitorius, kurio korpuse yra daug ventiliacijos angų, atitinkamai gerai vėsinamas. Geras aušinimas neleidžia greitas išėjimas jis neveikia.

LCD monitoriai pasirodė beveik kiekvienoje kompiuterių parduotuvėje ir už prieinamą kainą. Palyginti su tuo, kas buvo prieš metus, kainos sumažėjo maždaug perpus. Ir jie toliau sparčiai mažėja. 2000 m. pabaigoje LCD monitoriaus kaina buvo maždaug 1100 USD, tačiau dabar vidutinį ekraną galima nusipirkti už 550 USD. Pradinio lygio modeliai parduodami dar pigiau, kartais mažiau nei 300 USD. Kai kurie modeliai jau peržengė 250 USD apatinę ribą, nors jų teks ieškoti. Sumažinti kainą yra puiku, bet dar geriau yra tai, kad LCD ekranai per pastaruosius metus labai pažengė į priekį. Ir nors LCD monitoriai vaizdo kokybe vis dar negali pasivyti savo CRT analogų, šis skirtumas nuolat mažėja.

Pirmas ir svarbiausias patobulinimas yra tai, kad LCD monitorių matymo kampas padidėjo. Tai buvo žiūrėjimo kampas, kuris buvo silpniausia LCD monitorių vieta. IN geriausi modeliai vertikalus žiūrėjimo kampas pasiekė vertę nuo 90 iki 160 laipsnių. Tačiau čia yra nemažai spąstų, todėl skirtingi modeliai labai skiriasi žiūrėjimo kampu. Dar svarbiau, kad pagerėjo ir spalvų skaičius. 2000 m. buvo galima rasti modelių, kurie galėjo rodyti tik 16 bitų spalvas. Dabar beveik bet kuris LCD monitorius palaiko 24 bitų spalvas. Nors praktiniu požiūriu ši 24 bitų spalva vis dar labai toli nuo CRT monitorių.

Tarp patobulinimų būtų ne pro šalį pažymėti tranzistorių reakcijos laiką, kuris per metus gerokai išaugo. Kaip skelbė kai kurie gamintojai, naujųjų monitorių reakcijos laikas yra dvigubai greitesnis nei ankstesnės kartos. Dėl to kitas didžiulis trūkumas Skystųjų kristalų monitorių švytėjimas beveik išnyko. Taigi dabar galite gana patogiai dirbti LCD monitoriuje grafines programas ir net žaisti. Beje, beveik pamiršome paminėti ryškumą ir kontrastą – jie taip pat nuolat tobulėja ir artėja prie CRT monitorių rezultatų.

Nepaisant maždaug vienodų kainų ir nepriekaištingos technologijos, LCD monitoriai turi savų trūkumų, palyginti su CRT. Kai kurie vartotojai niekada nepirks LCD monitoriaus dėl daugelio priežasčių. Pabandykime pabrėžti LCD ir CRT monitorių privalumus ir trūkumus.

Skystieji kristalai ar katodinių spindulių vamzdis?

Pirmasis LCD monitoriaus privalumas yra tai, kad pamirštate apie geometrijos problemas. Šie monitoriai neturi iškraipymų, trapecijos ar ryškumo problemų. Paveikslas geometriškai nepriekaištingas. Dizaineriai, tikslios grafikos gerbėjai, yra pamišę dėl tokių monitorių. Deja, LCD monitorius turi labai rimtų trūkumų, kurie privers bet kurį menininką pasilikti prie seno gero kineskopo.

Trūkumas 1

Geriausi CRT monitoriai turi 700:1 kontrasto santykį. Geriausi LCD monitoriai gali pasigirti tik 450:1. Be to, modeliai, kurių kontrasto santykis yra 250:1 ar net 200:1, nėra neįprasti. Dėl mažo kontrasto santykio tamsūs atspalviai atrodo visiškai juodi. Tokiu atveju paveikslo spalvų gradacijos lengvai prarandamos.

Trūkumas 2

Beveik visi gamintojai teigia, kad palaiko 16 milijonų spalvų. Tačiau daugumos jų matrica gali rodyti 260 000 spalvų, o „Neovo F-15“ tai pavyko. Dėl to gaunamas 16 bitų spalvotas ekranas, nors reklamuojama, kad monitorius palaiko 24 bitų. Tačiau pastaraisiais metais LCD ekranai smarkiai išaugo, nors vis dar neprilygsta CRT spalvų spektrui. Vietoj to, kad visos spalvos būtų sklandžiai susiliejančios viena į kitą, vaizdas turi grūdėtą, margą tekstūrą. Tokį patį efektą gausite, jei sistemoje „Windows“ sumažinsite spalvų skaičių.

Trūkumas 3

Įsigiję naują CRT ekraną, net nemėginsite naudoti mažesnio nei 85 Hz atnaujinimo dažnio. Tačiau nors atnaujinimo dažnis yra geras CRT ekrano kokybės matas, to negalima perkelti tiesiai į LCD ekraną. Katodinių spindulių vamzdyje elektronų pluoštas nuskaito vaizdą ekrane. Kuo greitesnis nuskaitymas, tuo geresnis ekranas ir, atitinkamai, didesnis atnaujinimo dažnis. Idealiu atveju jūsų CRT ekranas turėtų veikti nuo 85 iki 100 Hz. LCD ekrane vaizdas sukuriamas ne elektronų pluoštu, o pikseliais, susidedančiais iš raudonų, žalių ir mėlynų subpikselių (triados). Vaizdo kokybė priklauso nuo to, kaip greitai pikseliai įsijungia ir išsijungia. Greitis, kuriuo pikseliai išsijungia, dažnai vadinamas reakcijos laiku. Mūsų išbandytų monitorių veikimo trukmė svyravo nuo 25 iki 50 ms. Kitaip tariant, didžiausias per sekundę rodomų vaizdų skaičius svyruoja nuo 20 iki 40, priklausomai nuo modelio.

LCD vs CRT: trumpas palyginimas

Bandėme surašyti pagrindinius skirtumus tarp LCD ir CRT monitorių.

	LCD (TFT)	CRT (CRT)
Ryškumas	(+) nuo 170 iki 300 cd/m2	(~) nuo 80 iki 120 cd/m2
Kontrastas	( - ) nuo 150:1 iki 450:1	(+) nuo 350:1 iki 700:1
Žiūrėjimo kampas	(~) nuo 90° iki 170°	(+) daugiau nei 150°
Maišymo defektai	(+) Nr	(~) 0,0079–0,0118 colio (0,20–0,30 mm)
Fokusavimas	(+) labai gerai	(~) priimtinas iki labai geras
Geometrija	(+) nepriekaištingas	(~) galimos klaidos
„Negyvieji“ pikseliai	( - ) iki 8	(+) Nr
Įvesties signalas	(+) analoginis arba skaitmeninis	(~) tik analoginis
Galimi leidimai	(-) standžiai fiksuota skiriamoji geba arba interpoliacija	(+) rinkinys
Gama (spalvų vaizdavimas žmogaus akiai)	(~) patenkinamai	(+) fotografijos kokybė
Monotonija	(~) dažnai šviesesni kraštuose	(~) centre dažnai šviesesnis
Spalvos grynumas, spalvos kokybė	( - ) nuo blogo iki vidutinio	(+) labai gerai
Mirgėjimas	(+) Nr	(~) nepastebima, kai atnaujinimo dažnis didesnis nei 85 Hz
Jautrumas magnetiniams laukams	(+) neturi įtakos	(-) priklauso nuo ekranavimo, gali būti labai jautrūs
Pikselių atsako laikas	( - ) nuo 20 iki 50 ms	(+) nepastebima
Energijos suvartojimas	(+) nuo 25 iki 40 W	( - ) nuo 60 iki 160 W
Matmenys/svoris	(+) minimalus	( - ) dideli išmatavimai, didelis svoris

(+) – pranašumas, (~) – vidutinis, (–) – trūkumas

Pagrindiniai LCD monitoriaus veikimo principai

Skystųjų kristalų monitoriuose įdiegtos trys skirtingos skystųjų kristalų technologijos – TN+film, IPS ir MVA. Tačiau, nepaisant naudojamos technologijos, visi LCD monitoriai remiasi tais pačiais pagrindiniais veikimo principais.

Viena ar daugiau neoninių lempų apšviečia ekraną. Pigiuose modeliuose lempų skaičius yra mažas, o brangiuose - iki keturių. Tiesą sakant, naudojant dvi (ar daugiau) neonines lempas vaizdo kokybė nepagerėja. Tiesiog antroji lemputė užtikrina monitoriaus atsparumą gedimams, jei pirmoji sugenda. Tai prailgina monitoriaus tarnavimo laiką, nes neoninė lempa gali veikti tik 50 000 valandų, o elektronika – nuo 100 000 iki 150 000 valandų.

Siekiant užtikrinti vienodą monitoriaus apšvietimą, šviesa praeina per atšvaitų sistemą prieš atsitrenkdama į skydelį. Skystųjų kristalų ekranas iš tikrųjų yra labai sudėtingas įrenginys, nors iš pirmo žvilgsnio tai nepastebima. Skydas yra sudėtingas įrenginys, turintis daug sluoksnių. Atkreipkite dėmesį į du sluoksnius poliarizatorių, elektrodų, kristalų, spalvų filtrų, plėvelinių tranzistorių ir kt. 15 colių monitoriuje yra 1024 x 768 x 3 = 2 359 296 subpikseliai. Kiekvienas subpikselis yra valdomas tranzistoriaus, kuris gamina savo įtampą. Ši įtampa gali labai skirtis, todėl skystieji kristalai kiekviename subpikselyje pasisuka tam tikru kampu. Sukimosi kampas nustato šviesos kiekį, kuris praeina per subpikselį. Savo ruožtu sklindanti šviesa sudaro vaizdą skydelyje. Kristalas iš tikrųjų sukasi šviesos bangos poliarizacijos ašį, kai banga praeina per poliarizatorių prieš atsitrenkdama į ekraną. Jei bangos poliarizacijos ašis ir poliarizatoriaus ašis sutampa, šviesa praeina per poliarizatorių. Jei jie statmeni, šviesa nepraeina. Daugiau Detali informacija Apie poliarizacijos efekto esmę galite sužinoti iš fizikos vadovėlio 11 klasei.

Skystieji kristalai – vidutinė būsena

Skystieji kristalai – tai medžiaga, turinti ir skysčio, ir kietos medžiagos savybių. Viena iš svarbiausių skystųjų kristalų savybių (tai naudojama LCD ekranuose) yra galimybė keisti jų orientaciją erdvėje priklausomai nuo naudojamos įtampos.

Pasigilinkime šiek tiek į skystųjų kristalų istoriją, nes ji gana įdomi. Kaip įprasta moksle, skystieji kristalai buvo atrasti atsitiktinai. 1888 metais austrų botanikas Friedrichas Reinitzeris ištyrė cholesterolio vaidmenį augaluose. Vienas iš eksperimentų buvo susijęs su medžiagos šildymu. Mokslininkas išsiaiškino, kad kristalai tampa drumsti ir teka 145,5°, o tada kristalai virsta skysčiu esant 178,5°. Friedrichas pasidalijo savo atradimu su Otto Lehmannu, vokiečių fiziku, kuris atrado, kad skystis turi kristalo savybių, atsižvelgiant į jo reakciją į šviesą. Nuo tada atsirado pavadinimas „skystieji kristalai“.

Iliustracijoje pavaizduota kristalinių savybių molekulė – metoksibenzilideno butilanalinas.

Padidintas skystųjų kristalų vaizdas

TN+Plėvelė (suktas kristalas + plėvelė)

1 paveikslas: TN+plėvelės plokštėse skystieji kristalai išlygiuoti statmenai substratui. Žodis „filmas“ pavadinime kilęs iš papildomo sluoksnio, kuris padeda padidinti žiūrėjimo kampą.

TN+film yra pati paprasčiausia technologija, nes ji pagrįsta tais pačiais susuktais kristalais. Susukti kristalai buvo naudojami daugelį metų – jie naudojami daugumoje per pastaruosius kelerius metus parduotų TFT plokščių. Siekiant pagerinti vaizdo skaitomumą, buvo pridėtas plėvelės sluoksnis, padidinantis žiūrėjimo kampą nuo 90 ° iki 150 °. Deja, filmas neturi įtakos kontrasto lygiui ar reakcijos laikui, kurie išlieka prasti.

Taigi, bent jau teoriškai, TN+film ekranai yra pigiausi, nebrangūs sprendimai. Jų gamybos procesas nedaug skiriasi nuo ankstesnių plokščių gamybos ant susuktų kristalų. Šiandien nėra pigesnių sprendimų nei TN+film.

Trumpai pažvelkime į veikimo principą: jei tranzistorius subpikseliams taiko nulinę įtampą, tai skystieji kristalai (ir atitinkamai per juos einanti poliarizuotos šviesos ašis) sukasi 90° (nuo galinės sienelės į priekį). Kadangi antrojo skydelio poliarizuojančio filtro ašis skiriasi nuo pirmojo 90°, pro ją praeis šviesa. Kai raudoni, žali ir mėlyni subpikseliai yra visiškai įjungti, jie kartu sukuria baltą tašką ekrane.

Jei pritaikysite įtampą, mūsų atveju lauką tarp dviejų elektrodų, tai sunaikins spiralinę kristalo struktūrą. Molekulės išsirikiuos kryptimi elektrinis laukas. Mūsų pavyzdyje jie taps statmenai substratui. Šioje padėtyje šviesa negali praeiti pro subpikselius. Baltas taškas virsta juodu tašku.

Susuktas kristalinis ekranas turi nemažai trūkumų.

Pirma, inžinieriai jau labai ilgam laikui nesistengia priversti skystuosius kristalus išsirikiuoti griežtai statmenai substratui, kai įjungta įtampa. Dėl šios priežasties senesni LCD ekranai negalėjo rodyti ryškios juodos spalvos.

Antra, jei tranzistorius perdega, jis nebegali tiekti įtampos trims savo subpikseliams. Tai svarbu, nes nulinė įtampa reiškia ryškią dėmę ekrane. Dėl šios priežasties negyvi LCD pikseliai yra labai ryškūs ir pastebimi.

Kalbant apie 15" monitorius, jiems sukurta tik viena technologija, kuri pakeistų TN+filmą - MVA (apie tai šiek tiek vėliau). Ši technologija yra brangesnė nei TN+film, tačiau beveik visais atžvilgiais pranašesnė už TN+film. Tačiau minime „beveik“, nes kai kuriais atvejais TN+film veikia geriau nei MVA.

IPS (In-Pane Switching arba Super-TFT)

2 iliustracija: Jei įjungta įtampa, molekulės išsirikiuoja lygiagrečiai substratui.

IPS technologiją sukūrė Hitachi ir NEC. Tai tapo viena pirmųjų LCD technologijų, skirtų TN+film trūkumams išlyginti. Tačiau nepaisant išplėsto žiūrėjimo kampo iki 170°, likusios funkcijos nepasikeitė. Šių ekranų reakcijos laikas svyruoja nuo 50 iki 60 ms, o spalvotas – vidutiniškas.

Jei IPS nejungiama įtampa, skystieji kristalai nesisuka. Antrojo filtro poliarizacijos ašis visada yra statmena pirmojo filtro ašiai, todėl šioje situacijoje šviesa nepraeina. Ekranas rodo beveik nepriekaištingą juodą spalvą. Taigi šioje srityje IPS turi aiškų pranašumą prieš TN+film ekranus – perdegus tranzistoriui, „negyvas“ pikselis bus ne ryškus, o juodas. Kai įtampa tiekiama į subpikselius, du elektrodai sukuria elektrinį lauką ir priverčia kristalus suktis statmenai ankstesnei padėčiai. Po to gali prasiskverbti šviesa.

Blogiausia, kad sukuriant elektrinį lauką sistemoje su tokiu elektrodų išdėstymu, sunaudojama daug energijos, bet dar blogiau, kol kristalai išsirikiuoja, reikia šiek tiek laiko. Dėl šios priežasties IPS monitoriai dažnai, jei ne visada, turi ilgesnį atsako laiką, palyginti su TN+ filmų kolegomis.

Kita vertus, tikslus kristalų išlygiavimas pagerina žiūrėjimo kampą.

MVA (kelių domenų vertikalus lygiavimas)

Kai kurie gamintojai nori naudoti MVA – Fujitsu sukurtą technologiją. Anot jų, MVA suteikia geriausią kompromisą beveik visame kame. Tiek vertikalūs, tiek horizontalūs žiūrėjimo kampai yra 160°; atsako laikas perpus mažesnis nei IPS ir TN+film – 25 ms; spalvos atvaizduojamos daug tiksliau. Bet kodėl, jei MVA turi tiek daug naudos, ji nėra plačiai naudojama? Faktas yra tas, kad teorija praktiškai nėra tokia gera.

Pati MVA technologija išsivystė iš VA, kurią Fujitsu pristatė 1996 m. Tokioje sistemoje kristalai be įtampos tiekimo antrojo filtro atžvilgiu yra išlygiuoti vertikaliai. Taigi šviesa negali prasiskverbti pro juos. Kai tik jiems įjungiama įtampa, kristalai pasisuka 90°, todėl šviesa prasiskverbia pro juos ir sukuria šviesią dėmę ekrane.

Tokios sistemos privalumai – greitis ir spiralinės struktūros bei dvigubo magnetinio lauko nebuvimas. Dėl to reakcijos laikas sutrumpėjo iki 25 ms. Čia taip pat galima išskirti privalumą, kurį jau minėjome IPS – labai gera juoda spalva. Pagrindinė VA sistemos problema buvo spalvų iškraipymas žiūrint ekraną kampu. Jei ekrane rodote bet kokio atspalvio pikselį, pavyzdžiui, šviesiai raudoną, tada tranzistoriui bus taikoma pusė įtampos. Tokiu atveju kristalai pasisuks tik pusiaukelėje. Ekrano priekyje pamatysite šviesiai raudoną spalvą. Tačiau jei žiūrėsite į ekraną iš šono, vienu atveju žiūrėsite kristalų kryptimi, o kitu – skersai. Tai reiškia, kad vienoje pusėje pamatysite gryną raudoną, o kitoje - gryną juodą.

Taigi kompanija priėjo poreikį išspręsti spalvų iškraipymo problemą ir po metų atsirado MVA technologija.

Šį kartą kiekvienas subpikselis buvo padalintas į kelias zonas. Poliarizaciniai filtrai taip pat įgijo sudėtingesnę struktūrą su tuberkuliozės elektrodais. Kiekvienos zonos kristalai yra išdėstyti savo kryptimi, statmenai elektrodams. Šios technologijos tikslas buvo sukurti reikiamą zonų skaičių, kad vartotojas visada matytų tik vieną zoną, kad ir kurioje ekrano vietoje jis žiūrėtų.

Prieš perkant monitorių

Yra keletas veiksnių, į kuriuos turėtumėte atsižvelgti perkant.

Maksimalus žiūrėjimo kampas turi būti kuo platesnis, idealiu atveju didesnis arba lygus 120° vertikaliai (horizontalus kampas nėra toks svarbus).

Nors reakcijos laikas dažnai nenurodomas, kuo trumpesnis reakcijos laikas, tuo geriau. Geriausių šiuolaikinių LCD monitorių reakcijos laikas yra 25 ms. Tačiau būkite atsargūs, nes gamintojai čia dažnai apgaudinėja. Kai kurie nurodo pikselio įjungimo ir išjungimo laiką. Jei įjungimo laikas yra 15 ms, o išjungimo laikas yra 25 ms, tada reakcijos laikas yra 40 ms.

Kontrastas ir ryškumas turi būti kuo didesnis – bent didesnis nei 300:1 ir 200 cd/m2.

Kita reikšminga LCD ekranų problema yra „negyvi“ pikseliai. Be to, šių šviesių (TN+filmas) ar tamsių „negyvų“ taškų ištaisyti neįmanoma. Jei jie yra netinkamose vietose, „negyvi“ pikseliai gali rimtai pakenkti jūsų nervams. Taigi prieš pirkdami LCD monitorių įsitikinkite, kad nėra „negyvų“ taškų.

Nesižavėkite galimybe pasukti ekraną vertikaliai. Taip, tikrai, galite pasukti ekraną 90°, bet 15" monitoriui ši funkcija abejotina, jei ne nenaudinga. Galite naudoti sukimąsi šiais atvejais:

Kūrimas biuro dokumentai. Iš tiesų, pasukimo funkcija čia gali labai padėti;
redaguoti vaizdus, kurių aukštis yra didesnis nei plotis. Tačiau kineskopiniai monitoriai yra daug geresni vaizdo redagavimui, nes juose rodomos tikros spalvos su geresniu kontrasto lygiu;
naršymas internete. Pasuktas 15" monitorius turi horizontalią 768 pikselių skiriamąją gebą. Tačiau dauguma tinklalapių yra sukurti taip, kad jų horizontalioji skiriamoji geba būtų bent 800 pikselių.

Šiandien kompiuterių ekranai yra plokšti ir ploni ekranai. Tačiau kai kuriose mažo biudžeto organizacijose taip pat galite rasti didžiulių CRT monitorių. Su jais siejama ištisa daugialypės terpės technologijų raidos era.

CRT monitoriai gavo savo oficialų pavadinimą iš rusiškos termino „katodinių spindulių vamzdis“ santrumpos. Angliškas atitikmuo yra frazė Cathode Ray Tube su atitinkama santrumpa CRT.

CRT monitorių pažanga

Jei kalbėtume konkrečiai apie asmeninių kompiuterių ekranus, prieinamus plačiam vartotojų ratui, tai pirmosios Monikos titulas tikriausiai turėtų būti suteiktas IBM 2250 vektoriniam ekranui. Ji buvo sukurta 1964 metais komerciniam naudojimui kartu su System/360 serija kompiuteris.

Taigi 1987 m. buvo išleistas VGA (Video Graphics Array) adapteris, veikiantis 640 x 480 raiška ir 4:3 formato santykiu. Šie parametrai išliko pagrindiniai daugumai gaminamų monitorių ir televizorių iki plačiaekranių standartų atsiradimo. CRT monitorių evoliucijos metu jų gamybos technologijose įvyko daug pokyčių. Bet aš noriu pabrėžti šiuos dalykus atskirai:

Kas lemia pikselio formą?

Jie sudaro pikselį, o jų forma lemia spalvotų taškų konfigūraciją ir gaunamo vaizdo kokybės parametrus:

Klasikinės apvalios skylės, kurių centrai yra įprasto lygiakraščio trikampio viršūnėse, sudaro šešėlinę kaukę. Matrica su tolygiai paskirstytais pikseliais užtikrina maksimalią kokybę atkuriant linijas. Ir puikiai tinka biuro dizaino programoms.
Norėdami padidinti ekrano ryškumą ir kontrastą, Sony naudojo diafragmos kaukę. Ten vietoje taškų švytėjo šalia esantys stačiakampiai blokai. Tai leido maksimaliai išnaudoti ekrano plotą (Sony Trinitron, Mitsubishi Diamondtron monitoriai).
Šių dviejų technologijų privalumus buvo galima sujungti į plyšinį tinklelį, kur angos atrodė kaip pailgi stačiakampiai, suapvalinti viršuje ir apačioje. Ir pikselių blokai pasislinko vienas kito atžvilgiu vertikaliai. Ši kaukė buvo naudojama NEC ChromaClear, LG Flatron, Panasonic PureFlat ekranuose;

Darbas kokybei gerinti buvo tęsiamas. Kūrėjai nepamiršo ir tokio nemalonaus reiškinio kaip žemo dažnio elektromagnetinė spinduliuotė. Tokiuose ekranuose ši spinduliuotė elektroniniu ginklu nukreipiama tiesiai į vartotoją. Šiam trūkumui pašalinti buvo panaudotos įvairiausios technologijos ir įvairūs apsauginiai ekranai bei apsauginės dangos ekranams.

Taip pat sugriežtėjo monitorių saugos reikalavimai, kurie atsispindi nuolat atnaujinamuose standartuose: MPR I, MPR II, TCO"92, TCO"95 ir TCO"99.

Monitorių profesionalai pasitiki

Nuolatinis daugialypės terpės vaizdo įrangos ir technologijų tobulinimas ilgainiui paskatino didelės raiškos skaitmeninio vaizdo atsiradimą. Šiek tiek vėliau pasirodė ploni ekranai su apšvietimu iš energiją taupančių LED lempų. Šie ekranai yra svajonės išsipildymas, nes jie:

lengvesnis ir kompaktiškesnis;
pasižymi mažu energijos suvartojimu;
daug saugiau;
nebuvo mirgėjimo net esant žemesniems dažniams (yra kitoks mirgėjimas);
turėjo keletą palaikomų jungčių;

Ir ne specialistams buvo aišku, kad CRT monitorių era baigėsi. Ir atrodė, kad prie šių įrenginių nebegrįš. Tačiau kai kurie profesionalai, žinantys visas naujų ir senų ekranų savybes, neskubėjo atsikratyti kokybiškų CRT ekranų. Iš tiesų, pagal kai kurias technines charakteristikas jie aiškiai pranoko savo LCD konkurentus:

puikus žiūrėjimo kampas, leidžiantis skaityti informaciją iš ekrano šono;
CRT technologija leido rodyti vaizdus bet kokia raiška be iškraipymų, net ir naudojant mastelio keitimą;
čia nėra negyvų pikselių sąvokos;
Papildomo vaizdo inercijos laikas yra nereikšmingas:
beveik neribotas rodomų atspalvių asortimentas ir stulbinantis fotorealistinis spalvų perteikimas;

Būtent paskutinės dvi savybės suteikė CRT ekranams galimybę dar kartą įrodyti save. Ir jie vis dar yra paklausūs tarp žaidėjų ir ypač tarp specialistų, dirbančių grafinio dizaino ir nuotraukų apdorojimo srityje.

Tuo atsisveikinu su jumis, mano brangūs skaitytojai.