Как устроены мониторы элт и жк. Crt (элт) монитор: конструкция, принцип работы, плюсы и минусы

УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ

Мониторы

К устройствам отображения информации относятся прежде все­го мониторы, а также устройства, ориентированные на решение мультимедийных или презентационных задач: устройства форми­рования объемных (стереоскопических) изображений и проекто­ры.

Монитор является важнейшим устройством отображения ком­пьютерной информации. Типы современных мониторов отлича­ются большим разнообразием. По принципу действия все монито­ры для ПК можно разделить на две большие группы:

· на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), называемой ки­нескопом;

· плоскопанельные, выполненные в основном на основе жид­ких кристаллов.

Мониторы на основе ЭЛТ

Мониторы на основе ЭЛТ - наиболее распространенные уст­ройства отображения информации. Используемая в этом типе мо­ниторов технология была разработана много лет назад и первона­чально создавалась в качестве специального инструментария для измерения переменного тока, т.е. для осциллографа.

Конструкция ЭЛТ-монитора представляет собой стеклянную трубку, внутри которой находится вакуум. С фронтальной сторо­ны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором. В ка­честве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов - иттрия, эрбия и др. Люминофор - это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. Для создания изображения в ЭЛТ-мониторе используется электронная пушка, которая испускает поток электронов сквозь металлическую маску или решетку на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точ­ками. Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов преобразуется в свет, т. е. поток электронов заставляет точки люминофора светиться. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение на мониторе. Как правило, в цветном ЭЛТ-мониторе используются три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мони­торах.

На пути пучка электронов обычно находятся дополнительные электроды: модулятор, регулирующий интенсивность пучка элек­тронов и связанную с ней яркость изображения; фокусирующий электрод, определяющий размер светового пятна; размещенные на основании ЭЛТ катушки отклоняющей системы, которые из­меняют направление пучка. Любое текстовое или графическое изоб­ражение на экране монитора состоит из множества дискретных точек люминофора, называемых пикселами и представляющих со­бой минимальный элемент изображения-растра.

Формирование растра в мониторе производится с помощью специальных сигналов, поступающих на отклоняющую систему. Под действием этих сигналов производится сканирование луча по поверхности экрана по зигзагообразной траектории от левого верх­него угла до правого нижнего, как показано на рис. 4.1. Ход луча по горизонтали осуществляется сигналом строчной (горизонталь­ной) развертки, а по вертикали - кадровой (вертикальной) раз­вертки. Перевод луча из крайней правой точки строки в крайнюю левую точку следующей строки (обратный ход луча по горизонта­ли) и из крайней правой позиции последней строки экрана в крайнюю левую позицию первой строки (обратный ход луча по вертикали) производится посредством специальных сигналов об­ратного хода. Мониторы такого типа называются растровыми. Элек­тронный луч в этом случае периодически сканирует экран, обра­зуя на нем близко расположенные строки развертки. По мере дви­жения луча по строкам видеосигнал, подаваемый на модулятор, изменяет яркость светового пятна и образует видимое на экране изображение. Разрешающая способность монитора определяется числом элементов изображения, которые он способен воспроизводить по горизонтали и вер­тикали, например, 640x480 или 1024 х 768 пикселов.

В отличие от телевизора, где ви­деосигнал, управляющий яркостью электронного пучка, является ана­логовым, в мониторах ПК исполь­зуются как аналоговые, так и циф­ровые видеосигналы. В связи с этим мониторы для ПК принято разде­лять на аналоговые и цифровые. Пер­выми устройствами отображения информации ПК были цифровые мониторы.

В цифровых мониторах управление осуществляется двоичными сигналами, которые имеют только два значения: логическая 1 и логический 0 («да» и «нет»). Уровню логической единицы соответ­ствует напряжение около 5 В, уровню логического нуля - не бо­лее 0,5 В. Поскольку те же уровни «1» и «0» используются в широ­ко распространенной стандартной серии микросхем на основе транзисторно-транзисторной логики (TTL - Transistor Transistor Logic - транзисторно-транзисторная логика), цифровые монито­ры называют TTL-мониторами.

Первые TTL-мониторы были монохромными, впоследствии появились цветные. В монохромных цифровых мониторах точки на экране могут быть только светлыми или темными, различаясь яр­костью. Электронно-лучевая трубка монохромного монитора име­ет только одну электронную пушку; она меньше цветных ЭЛТ, благодаря чему монохромные мониторы компактнее и легче дру­гих. Кроме того, монохромный монитор работает с более низким анодным напряжением, чем цветной (15 кВ против 21 - 25 кВ), поэтому потребляемая им мощность значительно ниже (30 Вт вме­сто 80 - 90 Вт у цветных).

В кинескопе цветного цифрового монитора содержатся три элек­тронные пушки: для красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue) цветов с раздельным управлением, поэтому его называют RGB-монитором.

Цифровые RGB-мониторы поддерживают и монохромный ре­жим работы с отображением до 16 градаций серого цвета.

Аналоговые мониторы, так же как и цифровые, бывают цвет­ными и монохромными, при этом цветной монитор может рабо­тать в монохромном режиме.

Главная причина перехода к аналоговому видеосигналу со­стоит в ограниченности палитры цветов цифрового монитора. Аналоговый видеосигнал, регулирующий интенсивность пучка электронов, может принимать любое значение в диапазоне от 0 до 0,7 В. Поскольку этих значений бесконечно много, палитра ана­логового монитора неограничена. Однако видеоадаптер может обеспечить только конечное количество градаций уровня видео­сигнала, что в итоге ограничивает палитру всей видеосистемы в целом.

Для понимания принципа формирования растра цветных мони­торов следует представлять механизм цветового зрения. Свет - это электромагнитные колебания в определенном диапазоне длин волн. Человеческий глаз способен различать цвета, соответствую­щие различным областям спектра видимого излучения, который занимает лишь незначительную часть общего спектра электромаг­нитных колебаний в диапазоне длин волн от 0,4 до 0,75 мкм.

Совокупное излучение длин волн всего видимого диапазона воспринимается глазом как белый свет. Глаз человека имеет рецепторы трех типов, ответственные за восприятие цвета и разли­чающиеся своей чувствительностью к электромагнитным колеба­ниям различных длин волн. Одни из них реагируют на фиолетово-синий, другие - на зеленый, третьи - на оранжево-красный цвет. Если на рецепторы свет не попадает, глаз человека воспринимает черный цвет. Если все рецепторы освещаются одинаково, человек видит серый или белый цвет. При освещении объекта часть света отражается от него, а часть поглощается. Плотность цвета опреде­ляется количеством поглощенного объектом света в данном спек­тральном диапазоне. Чем плотнее цветовой слой, тем меньше све­та отражается и, как следствие, более темным получается оттенок цвета (тон).

Физиологические особенности цветового зрения исследовались М. В. Ломоносовым. В основу разработанной им теории цветового зрения положен экспериментально установленный факт, что все цвета могут быть получены путем сложения трех световых потоков с высокой насыщенностью, например, красного, зеленого и си­него, называемых основными или первичными.

Обычно световое излучение возбуждает все рецепторы челове­ческого глаза одновременно. Зрительный аппарат человека анализи­рует свет, определяя в нем относительное содержание различных излучений, а затем в мозгу происходит их синтез в единый цвет.

Благодаря замечательному свойству глаза - трехкомпонент-ности цветного восприятия - человек может различать любой из цветовых оттенков: достаточно информации только о количественном соотношении интенсивностей трех основных цве­тов, поэтому нет необходимости в непосредственной передаче всех цветов. Таким образом, благодаря физиологическим особенностям цветового зрения, значительно сокращается объем информации о цвете и упрощаются многие технологические решения, связан­ные с регистрацией и обработкой цветных изображений.

Еще одним важным свойством цветового зрения является про­странственное усреднение цвета, которое заключает­ся в том, что если на цветном изображении имеются близко рас­положенные цветные детали, то с большого расстояния цвета отдельных деталей неразличимы. Все близко расположенные цвет­ные детали будут выглядеть окрашенными в один цвет. Благодаря этому свойству зрения в электронно-лучевой трубке монитора фор­мируется цвет одного элемента изображения из трех цветов рас­положенных рядом люминофорных зерен.

Указанные свойства цветового зрения использованы при раз­работке принципа действия ЭЛТ цветного монитора. В электрон­но-лучевой трубке цветного монитора расположены три элект­ронные пушки с независимыми схемами управления, а на внут­реннюю поверхность экрана нанесен люминофор трех основных цветов: красного, синего и зеленого.

Рис. 4.2. Схема образования цветов на экране монитора

На рис. 4.2 представлена схема образования цветов на экране монитора. Электронный луч каждой пушки возбуждает точки лю­минофора, и они начинают светиться. Точки светятся по-разному и представляют собой мозаичное изображение с чрезвычайно ма­лыми размерами каждого элемента. Интенсивность свечения каж­дой точки зависит от управляющего сигнала электронной пушки. В человеческом глазу точки с тремя основными цветами пересека­ются и накладываются друг на друга. Изменением соотношения интенсивностей точек трех основных цветов получают требуемый оттенок на экране монитора. Для того чтобы каждая пушка на­правляла поток электронов только на пятна люминофора соот­ветствующего цвета, в каждом цветном кинескопе имеется спе­циальная цветоделительная маска.

В зависимости от расположения электронных пушек и конст­рукции цветоделительной маски (рис. 4.3) различают ЭЛТ четы­рех типов, используемые в современных мониторах:

· ЭЛТ с теневой маской {Shadow Mask) (см. рис. 4.3, а) наибо­лее распространены в большинстве мониторов, производимых LG, Samsung, Viewsonic, Hitachi, Belinea, Panasonic, Daewoo, Nokia;

· ЭЛТ с улучшенной теневой маской (EDP - Enhenced Dot Pitch) (см. рис. 4.3, 6);

· ЭЛТ со щелевой маской (Slot Mask) (см. рис. 4.3, в), в которой люминофорные элементы расположены в вертикальных ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Вертикальные полосы разделены на ячейки, содержащие группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов. Этот тип маски применяется фирмами NEC и Panasonic;

· ЭЛТ с апертурной решеткой из вертикальных линий {Aperture Grill) (см. рис. 4.3, г). Вместо точек с люминофорными элемента­ми трех основных цветов апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов, выстроенных в виде вертик&тьных полос трех основных цветов. По этой техноло­гии производятся трубки Sony и Mitsubishi.

Конструктивно теневая маска представляет собой металличе­скую пластину из специального материала, инвара, с системой отверстий, соответствующих точкам люминофора, нанесенным на внутреннюю поверхность кинескопа. Температурная стабилизация формы теневой маски при ее бомбардировке электронным пуч­ком обеспечивается малым значением коэффициента линейного расширения инвара. Апертурная решетка образована системой щелей, выполняющих ту же функцию, что и отверстия в теневой маске.

Оба типа трубок (с теневой маской и апертурной решеткой) имеют свои преимущества и области применения. Трубки с тене­вой маской дают более точное и детализированное изображение, поскольку свет проходит через отверстия в маске с четкими кра­ями. Поэтому мониторы с такими ЭЛТ рекомендуется использо­вать при интенсивной и длительной работе с текстами и мелкими элементами графики. Трубки с апертурной решеткой имеют более ажурную маску, они меньше заслоняют экран и позволяют полу­чить более яркое, контрастное изображение в насыщенных цветах. Мониторы с такими трубками хорошо подходят для настольных издательских систем и других приложений, ориентированных на работу с цветными изображениями.

Минимальное расстояние между люминофорными элемента-Ми одинакового цвета в теневых масках называется Dot Pitch (шаг точки) и является индексом качества изображения. Шаг точки обычно измеряется в миллиметрах. Чем меньше значение шага точки, тем выше качество воспроизводимого на мониторе изоб­ражения. Среднее расстояние между точками люминофора назы­вается зерном. У различных моделей мониторов данный пара­метр имеет значение от 0,2 до 0,28 мм. В ЭЛТ с апертурной решет­кой среднее расстояние между полосами называется Strip Pitch (шаг п о л о с ы) и измеряется в миллиметрах. Чем меньше вели­чина шага полосы, тем выше качество изображения на мониторе. Нельзя сравнивать размер шага для трубок разных типов: шаг то­чек (или триад) трубки с теневой маской измеряется по диагона­ли, в то время как шаг апертурной решетки, иначе называемый горизонтальным шагом точек, - по горизонтали. Поэтому при одинаковом шаге точек трубка с теневой маской имеет большую плотность точек, чем трубка с апертурной решеткой. Для приме­ра: 0,25 мм шага точки приблизительно эквивалентно 0,27 мм шага полосы.

Помимо электронно-лучевой трубки монитор содержит управ­ляющую электронику, которая обрабатывает сигнал, поступаю­щий напрямую от видеокарты ПК. Эта электроника должна опти­мизировать усиление сигнала и управлять работой электронных пушек.

Выведенное на экран монитора изображение выглядит стабиль­ным, хотя на самом деле таковым не является. Изображение на экране воспроизводится в результате процесса, в ходе которого свечение люминофорных элементов инициируется электронным лучом, проходящим последовательно по строкам. Этот процесс происходит с высокой скоростью, поэтому кажется, что экран светится постоянно. В сетчатке глаза изображение хранится около 1/20 с. Это означает, что если электронный луч будет двигаться по экрану медленно, глаз воспримет это как отдельную движущуюся яркую точку, но когда луч начинает двигаться с высокой скорос­тью, прочерчивая на экране строку 20 раз в секунду, глаз увидит равномерную линию на экране. Если обеспечить последовательное сканирование лучом экрана по горизонтальным линиям сверху вниз за время меньшее 1/25 с, глаз воспримет равномерно осве­щенный экран с небольшим мерцанием. Движение самого луча происходит настолько быстро, что глаз не в состоянии его заме­тить. Считается, что мерцание становится практически незамет­ным при частоте повторения кадров (проходов луча по всем эле­ментам изображения) примерно 75 раз в секунду.

Высвеченные пикселы экрана должны продолжать светиться в течение времени, которое необходимо электронному лучу, чтобы просканировать весь экран и вернуться снова для активизации данного пиксела при прорисовке уже следующего кадра. Следова­тельно, минимальное время послесвечения должно быть не мень­ше периода смены кадров изображения, т.е. 20 мс.

ЭЛТ-мониторы имеют следующие основные характеристики.

Диагональ экрана монитора - расстояние между левым нижним и правым верхним углом экрана, измеряемое в дюймах. Размер видимой пользователю области экрана обычно несколько мень­ше, в среднем на 1", чем размер трубки. Производители могут указывать в сопровождающей документации два размера диагона­ли, при этом видимый размер обычно обозначается в скобках или с пометкой «Viewable size», но иногда указывается только один размер - размер диагонали трубки. В качестве стандарта для ПК выделились мониторы с диагональю 15", что примерно соответ­ствует 36 - 39 см диагонали видимой области. Для работы в Windows желательно иметь монитор размером, по крайней мере, 17". Для профессиональной работы с настольными издательскими систе­мами (НИС) и системами автоматизированного проектирования (САПР) лучше использовать монитор размером 20" или 21".

Размер зерна экрана определяет расстояние между ближайши­ми отверстиями в цветоделительной маске используемого типа. Расстояние между отверстиями маски измеряется в миллиметрах. Чем меньше расстояние между отверстиями в теневой маске и чем больше этих отверстий, тем выше качество изображения. Все мониторы с зерном более 0,28 мм относятся к категории грубых и стоят дешевле. Лучшие мониторы имеют зерно 0,24 мм, достигая 0,2 мм у самых дорогостоящих моделей.

Разрешающая способность монитора определяется количеством элементов изображения, которые он способен воспроизводить по горизонтали и вертикали. Мониторы с диагональю экрана 19"под­держивают разрешение до 1920 х 14400 и выше.

Тип электронно-лучевой трубки следует принимать во внимание при выборе монитора. Наиболее предпочтительны такие типы кинескопов, как Black Trinitron, Black Matrix или Black Planar. Мо­ниторы этих типов имеют особое люминофорное покрытие.

Потребляемая мощность монитора указывается в его техниче­ских характеристиках. У мониторов 14" потребляемая мощность не должна превышать 60 Вт.

Покрытия экрана необходимы для придания ему антибликовых и антистатических свойств. Антибликовое покрытие позво­ляет наблюдать на экране монитора только изображение, форми­руемое компьютером, и не утомлять глаза наблюдением отражен­ных объектов. Существует несколько способов получения анти­бликовой (не отражающей) поверхности. Самый дешевый из них - протравливание. Оно придает поверхности шероховатость. Однако графика на таком экране выглядит нерезко, качество изображе­ния низкое. Наиболее популярен способ нанесения кварцевого покрытия, рассеивающего падающий свет; этот способ реализо­ван фирмами Hitachi и Samsung. Антистатическое покры­тие необходимо для предотвращения прилипания к экрану пыли вследствие накопления статического электричества.

Защитный экран (фильтр) должен быть непременным атрибу­том ЭЛТ-монитора, поскольку медицинские исследования пока­зали, что излучение, содержащее лучи в широком диапазоне (рент­геновское, инфракрасное и радиоизлучение), а также электро­статические поля, сопровождающие работу монитора, могут весьма отрицательно сказываться на здоровье человека.

По технологии изготовления защитные фильтры бывают: се­точные, пленочные и стеклянные. Фильтры могут крепиться к передней стенке монитора, навешиваться на верхний край, встав­ляться в специальный желобок вокруг экрана или надеваться на монитор.

Сеточные фильтры практически не защищают от электромаг­нитного излучения и статического электричества и несколько ухуд­шают контрастность изображения. Однако эти фильтры неплохо ослабляют блики от внешнего освещения, что немаловажно при длительной работе с компьютером.

Пленочные фильтры также не защищают от статического элект­ричества, но значительно повышают контрастность изображения, практически полностью поглощают ультрафиолетовое излучение и снижают уровень рентгеновского излучения. Поляризационные пленочные фильтры, например фирмы Polaroid, способны пово­рачивать плоскость поляризации отраженного света и подавлять возникновение бликов.

Стеклянные фильтры производятся в нескольких модификаци­ях. Простые стеклянные фильтры снимают статический заряд, ослабляют низкочастотные электромагнитные поля, снижают интенсивность ультрафиолетового излучения и повышают кон­трастность изображения. Стеклянные фильтры категории «полная защита» обладают наибольшей совокупностью защитных свойств: практически не дают бликов, повышают контрастность изобра­жения в полтора-два раза, устраняют электростатическое поле и ультрафиолетовое излучение, значительно снижают низкочастот­ное магнитное (менее 1000 Гц) и рентгеновское излучение. Эти фильтры изготавливаются из специального стекла.

Безопасность монитора для человека регламентируется стан­дартами ТСО: ТСО 92, ТСО 95, ТСО 99, предложенными Швед­ской конфедерацией профсоюзов. ТСО 92, выпущенный в 1992 г., определяет параметры электромагнитного излучения, дает опре­деленную гарантию противопожарной безопасности, обеспечива­ет электрическую безопасность и определяет параметры энерго­сбережения. В 1995 г. стандарт существенно расширили (ТСО 95), включив в него требования к эргономике мониторов. В ТСО 99 требования к мониторам еще более ужесточили. В частности, ста­ли жестче требования к излучениям, эргономике, энергосбере­жению, пожаробезопасности. Присутствуют здесь и экологические требования, которые ограничивают наличие в деталях монитора различных опасных веществ и элементов, например тяжелых ме­таллов.

Срок службы монитора в значительной мере зависит от темпе­ратуры его нагрева при работе. Если монитор очень сильно нагре­вается, можно ожидать, что срок его службы будет невелик. Мо­нитор, корпус которого имеет большое число вентиляционных отверстий, соответственно хорошо охлаждается. Хорошее охлаж­дение препятствует быстрому выходу его из строя.

Здравствуйте, читатели моего блога, которых заинтересовал ЭЛТ монитор. Я постараюсь, чтобы эта статья была интересна всем, и тем, кто уже не застал их, и тем, у кого данное устройство приятно ассоциируется с первым опытом освоения персонального компьютера.

Сегодня дисплеи ПК представляют собой плоские и тонкие экраны. Но в некоторых малобюджетных организациях можно встретить и массивные кинескопные мониторы. С ними связана целая эпоха в развитии мультимедийных технологий.

Свое официальное название ЭЛТ мониторы получили от русской аббревиатуры термина «электронно-лучевая трубка». Английским аналогом которой является фраза Cathode Ray Tube с соответствующим сокращением CRT.

До того как в домах появились ПК, данный электротехнический прибор был представлен в нашем быту кинескопными телевизорами. Они одно время даже использовались в качестве дисплеев (прикиньте). Но об этом позже, а сейчас давайте немного разберемся в принципе действия ЭЛТ, что позволит нам говорить о таких мониторах на боле серьезном уровне.

Прогресс кинескопных мониторов

История развития электронно-лучевой трубки и ее превращение в ЭЛТ мониторы с достойным разрешением экрана насыщена интересными открытиями и изобретениями. Сначала это были приборы типа осциллограф, экраны радаров РЛС. Потом развитие телевидения подарило нам более удобные для просмотра устройства.

Если говорить конкретно о дисплеях персональных компьютеров, доступных широкому кругу пользователей, то титул первого моника наверное, стоит отдать векторной дисплейной станции IBM 2250. Создали его в 1964 году для коммерческого использования вместе с ЭВМ серии System/360.

Компании IBM принадлежит много разработок по оснащению ПК мониторами, в том числе и проектирование первых видеоадаптеров, ставших прообразом современных мощных и стандартов передаваемого на дисплей изображения.

Так, в 1987 увидел свет адаптер VGA (Video Graphics Array) работающий с разрешением 640×480 и соотношением сторон 4:3. Эти параметры оставались базовыми для большинства выпускаемых мониторов и телевизоров до появления широкоформатных стандартов. В процессе эволюции ЭЛТ мониторов происходило множество изменений в технологии их производства. Но я хочу отдельно остановиться на таких моментах:

Что определяет форма пикселя?

Зная, как работает кинескоп, мы сможем разобраться в особенностях ЭЛТ мониторов. Луч, выпускаемый электронной пушкой, отклоняется индукционным магнитом, чтобы попасть точно в специальные отверстия в маске, расположенной перед экраном.

Они формируют пиксель, а их форма определяет конфигурацию цветных точек и качественные параметры получаемой картинки:

• Классические круглые отверстия, центры которых расположены по вершинам условного равностороннего треугольника образуют теневую маску. Матрица с равномерно распределенными пикселями обеспечивает максимальное качество при воспроизведении линий. И идеально подходит для офисных конструкторских приложений.
• Для повышения яркости и контрастности экрана компания Sony использовали апертурную маску. Там вместо точек светились расположенные рядом прямоугольные блоки. Это позволяло максимально использовать площадь экрана (мониторы Sony Trinitron, Mitsubishi Diamondtron).
• Совместить достоинства этих двух технологий удалось в щелевой решетке, где отверстия имели вид округленных сверху и снизу вытянутых прямоугольников. А блоки пикселей смещались относительно друг друга по вертикали. Такая маска применялась в дисплеях NEC ChromaClear, LG Flatron, Panasonic PureFlat;

Но не только форма пикселя определяла достоинства монитора. Со временем и его размер стал иметь определяющее значение. Он изменялся в пределах от 0,28 до 0,20 мм, и маска с меньшими, более плотными отверстиями позволяла создавать изображения высокого разрешения.

Важной и, увы, заметной для потребителя характеристикой оставалась частота обновления экрана, выражавшаяся в мерцании изображения. Разработчики старались изо всех сил, и постепенно вместо чувствительных 60 Гц динамика смены выводимой картинки достигла 75, 85 и даже 100 Гц. Последний показатель уже позволял работать с максимальным комфортом и глаза почти не уставали.

Работая над улучшением качества продолжалась. Разработчики не забывали и о таком неприятном явлении, как низкочастотное электромагнитное излучение. В таких экранах это излучение направленно электронной пушкой прямо на пользователя. Для устранения этого недостатка использовались всевозможные технологии и применялись разные защитные экраны и защитные покрытия для экранов.

Ужесточались и требования к безопасности мониторов, которые нашли отражение в постоянно обновляемых стандартах: MPR I, MPR II, TCO"92, TCO"95 и TCO"99.

Монитор, которому доверяют профессионалы

Работы над постоянным совершенствованием мультимедийной видео техники и технологий со временем привели к появлению цифрового видео высокой четкости. Чуть позже появились тонкие экраны с подсветкой от экономных светодиодных ламп. Эти дисплеи стали воплощением мечты, ведь они:

• легче и компактней;
• отличались низким уровнем энергопотребления;
• намного безопаснее;
• не имели мерцания даже на более низких частотах (там мерцание другого рода);
• имели несколько поддерживаемых разъёмов;

И не специалистам было понятно, что эпоха CRT мониторов завершилась. И казалось, что возврата к этим устройствам уже не будет. Но некоторые профессионалы, знающие все особенности новых и старых экранов, не спешили избавляться от высококачественных ЭЛТ дисплеев. Ведь по некоторым техническим характеристикам они явно выигрывали у своих ЖК конкурентов:

• отличный угол обзора, позволял читать информацию, располагаясь сбоку от экрана;
• ЭЛТ технология позволяла без искажений отображать картинку с любым разрешением, даже при использовании масштабирования;
• понятие неработающих пикселей здесь отсутствует;
• время инерции остаточного изображения пренебрежительно мало:
• практически неограниченный диапазон отображаемых оттенков и потрясающая фотореалистичность цветопередачи;

Именно последние два качества оставили кинескопным дисплеям шанс еще раз проявить себя. И они оказались до сих пор востребованы у игроманов и, особенно, у специалистов, работающих в сфере графического дизайна и обработки фотографий.

Вот такая длинная и интересная история у старого, доброго друга, называемого ЭЛТ монитор. И если у вас дома или на предприятии еще остался такой, вы можете снова опробовать его в деле и по-новому оценить его качества.

На этом я прощаюсь с вами, мои дорогие читатели.

Поговорим о мониторах - ЖК и ЭЛТ, о том что лучше. Раньше, когда еще были черно-белые выпуклые мониторы - то работа за компьютером для глаз всегда была небезопасной. Но сейчас время изменилось и прогресс мониторов виден невооруженным глазом.

Сравнение ЖК и ЭЛТ

Сегодня мониторы уже очень изменились, они стали совсем другие - на смену ЭЛТ пришли ЖК мониторы, они не большие по сравнению с ЭЛТ и на столе уже не занимают огромного места. А также они меньше потребляют электричества. Но что лучше сегодня, ЭЛТ или ЖК? Обычные пользователи хором ответят что ЖК, но так ли на самом деле?

Монитор, как много в этом слове, часто мы именно на него смотрим больше времени чем на родных или детей, поэтому к сожалению к выбору монитора необходимо подойти очень серьезно и ответственно.

ЭЛТ или электронно-лучевая трубка

ЭЛТ монитор представляет из себя стеклянную трубку, которая заполнена вакуумом. Фронтальной частью монитора выступает люминофор. Для люминофора выступают сложные составы на основе редкоземельных металлов, таких как иттрия, эрбия. Если простыми словами, то люминофор это вещество, которые образует свет, когда на него подают заряженные частицы. Чтобы ЭЛТ-монитор выводил изображение, используется электронная пушка, она пропускает поток электронов через металлическую маску (решетку) на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками.

Если взять к примеру новый монитор ЭЛТ типа, то конечно он будет показывать очень хорошо (при необходимости изображение можно корректировать). У ЭЛТ монитора есть одна сильная сторона, которой обладают только дорогие ЖК — это цветопередача. Как ни крути, но у ЭЛТ она куда лучше, чем у ЖК. Только IPS матрицы в ЖК мониторах позволяют сравнятся с цветопередачей ЭЛТ.

В обычных ЭЛТ-мониторах используются три электронные пушки, когда в старых, еще черно-белых была задействована только одна.

Человеческий глаз может реагировать только на три основных цвета, это красный, синий и зеленый и на их комбинации, они и создают огромное количество цветов или оттенков. Фронтальная часть монитора составляет люминофор, а вернее его слой, и он состоит из точек - настолько маленьких, что их почти невозможно разглядеть. Именно они в прямом смысле воспроизводят основные цвета RGB.

RGB (Red, Green, Blue) - аддитивная цветовая модель, которая описывает метод синтеза цвета для цвето-воспроизведения.

Кроме электронно-лучевой трубки, также присутствует электроника, при помощи которой обрабатывается поступающий сигнал от видеокарты компьютера. Электроника занимается оптимизацией выводимого изображения - усиливает сигнал и стабилизирует, именно поэтому на мониторе картинка стабильная, даже если сигнал нестабильный.

Минусом ЭЛТ-мониторов является то, что они вредны на глаза, а также много берут света. И при этом, со временем они мутнеют, сегодня почти не найти монитора ЭЛТ который показывает так, как ЖК, а если он еще и больше 17-ти дюймов то его «мыльность» будет заметна сразу.

ЖК или жидкокристаллические мониторы

Жидкие кристаллы, на которых основаны ЖК-мониторы, характеры переходным состоянием вещества между твердым и жидким, при этом сохраняется кристаллическая структура молекул и обеспечивается текучесть. Матрица такого монитора действительно в некотором смысле жидкая, к примеру если вы легко надавите пальцем по работающему монитору, то вы увидите как смещается жидкость, которая находится внутри. Это жидкокристаллический раствор. Сперва жидкие кристаллы использовались в дисплеях калькуляторов, а также цифровых часов, затем уже перешли на КПК и мониторы компьютеров.

Сегодня уже не почти, а полностью ЭЛТ вытеснены ЖК-мониторами.

ЖК - это две панели, они сделаны из очень тонкого и чистого стекла (подложка), между этими панелями - тонкий слой жидких кристаллов (называемые пикселями), они и участвуют в построении изображения. В отличии от ЭЛТ-мониторов, у ЖК есть такое понятие как «родное» разрешение - это то, на котором монитор желательно чтобы работал. Именно такое расширение позволит монитору выводи картинку наиболее качественно. Если выставить другое расширение, то изображение будет или вытянуто (резкость ухудшается, присутствуют небольшие искажения), или наоборот - будет изменено расширение, но часть экрана будет заполнена черным цветом, чтобы сохранить качество.

Контрастность мониторов определяется соотношением яркостей между белым (как самым ярким) и черным (самый темный) цветом. Хороший показатель - 120:1. Точно изображение полутонов способны дать мониторы с контрастностью 300:1.

Сравнение ЖК и ЭЛТ

ЖК мониторы хороши тем, что они полностью плоские, картинка более четкая чем у ЭЛТ-монитора, и насыщенность цветом также может быть выше. Отсутствуют любые искажения, а также вечная проблема «мыла» (мутное изображение) - все это отсутствует у «тонких» мониторов, чем они и идут впереди ЭЛТ.

Вот на этой картинке дополнительная информация о разнице мониторов, но интересно то, что картинка немного мутная, размытая, вот именно так сейчас показывают многие ЭЛТ мониторы (так как новые не выпускают уже и они старые):

Поэтому можно сделать выводы, что ЖК монитор - лучше, и ЭЛТ не просто так ушли в прошлое, но если есть возможность то покупайте дорогой монитор, они менее вредны для глаз при длительной работе за компьютером.

Вот вам на заметку. Многие 15-дюймовые ЖК мониторы в работающем режиме потребляют около 20-40 ватт (в режиме ожидания меньше 5-ти ватт), можете это сравнить с 17-дюймовым ЭЛТ монитором, который в работе потребляет от 90 до 120 ватт (в режиме ожидании — 15 ватт). Можете представить? Я вам еще посчитаю — если монитор будет работать примерно восемь часов в день и так всю рабочую неделю, то в год 17-ти дюймовый ЭЛТ будет потреблять 300 кВт, это учитывая режим ожидания в час-два, в то время как 15-ти дюймов ЖК — 60 кВт (17 дюймов не думаю что будет намного больше). Это для вас мелочи, но если в компании компьютеров сто, двести, триста — то есть повод задуматься о новом типе монитора.

Но есть и сильные стороны у ЭЛТ мониторов, как правило они интересны по большой части дизайнерам - цветопередача. Если вы поработаете некоторое время за ЖК, а потом посмотрите на ЭЛТ, то вы хорошо заметите разницу между цветопередачей и обьемностью изображения.

Как-то незаметно настало время, когда с полок магазинов практически полностью исчезли телевизоры и мониторы, основанные на катодно-лучевой технологии. Напомним, это те самые громоздкие устройства, которые занимали почти половину компьютерного стола. Это сейчас их толщина редко превышает 10 см, и то только с учетом ламповой подсветки.

Неудивительно, что многие благополучно забыли о том, что такое ЭЛТ-монитор. А напрасно! Хотя бы потому, что по некоторым параметрам он опережает даже самые современные жидкокристаллические аналоги.

Как устроены мониторы ЭЛТ

Прежде всего, дадим расшифровку аббревиатуры. Итак, под термином «ЭЛТ» понимают электронно-лучевую или, как мы указывали ранее, катодную трубку (от англ. CRT - Cathode Ray-Tube). Как правило, при слове «трубка» большинство людей представляют цилиндр, с торцов которого нет стенок. Говоря о том, ЭЛТ-монитор, нужно упомянуть, что в данном случает такое представление ошибочно. Потому что форма трубки в нем далека от цилиндрической и расширяется до плоскости с одной из сторон. Эта поверхность представляет собой переднюю стеклянную часть, ту самую, на которой формируются изображения. Внутренняя сторона этого участка покрыта специальным веществом - люминофором. Его уникальное свойство состоит в том, что при попадании на него потока заряженных частиц их естественным образом преобразуется в свечение.

Таким образом, ЭЛТ-монитор представляет собой прибор, в котором пучки электронных лучей вырисовывают на внутренней стороне экрана картинку. Человек же видит ее, благодаря свечению люминофора.

С другой стороны колбы размещен блок электродов, называемых пушками. Именно они создают поток частиц.

Другими словами, ЭЛТ-монитор состоит из стеклянной трубки, электродов-пушек и схемы управления.

Принцип работы

Как известно, смешивая в определенном соотношении три зеленый, красный и синий - можно получить все остальные, включая оттенки. В цветных мониторах вся внутренняя поверхность экрана состоит из точек, условно сгруппированных в триады (блоки по 3 шт). Каждая из них способна светиться одним из основных цветов. Электродов также три, каждый их которых подсвечивает «свои» точки. В определенном порядке зажигая и пропуская их на экране, удается сформировать цветную картинку. Кстати, в устройствах черно-белого изображения пушка всего одна.

Для управления потоком частиц используется электромагнитное отклонение, а изначальное направление их движения создается, благодаря разности потенциалов.

Так как технически довольно сложно обеспечить точность попадания луча на свою точку, используется специальное решение - маска. Условно говоря, это перфорированная сетка между экраном и пушками. Есть различные типы масок. Отчасти именно они ответственны за особенности отображения (четкость, форма точек-пикселей).

Так как после удара частицы свечение люминофора очень быстро уменьшается, необходимо постоянно воссоздавать картинку. Как статическую, так и динамическую. Поэтому лучи вырисовывают изображение десятки раз в секунду. Это и есть знаменитые герцы кадровой развертки. Чем частота выше, тем меньше заметно мерцание.

В настоящее время ремонт ЭЛТ-мониторов для последующего использования в составе компьютерной системы нецелесообразен, так как современная ЖК-технология более перспективна. Исключение - специфическое использование.

Телевизоры, имеющие в своей конструкции кинескопы, давно сменились плазменными и жидкокристаллическими устройствами. Однако есть люди, в домах которых ещё можно увидеть эти приборы. Из-за долгого срока службы они часто выходят из строя, поэтому, несмотря на развитие технологий, ремонт кинескопных телевизоров до сих пор является востребованной услугой.

Устройство кинескопа

Роль главной детали в телевизионном приёмнике старого образца выполняет электронно-лучевая трубка (ЭЛТ), называемая кинескопом. Принцип её действия основывается на электронной эмиссии. Механизм такой трубки включает в себя:

• электронные пушки;
• фокусирующие и отклоняющие катушки;
• анодный вывод;
• теневую маску для разделения цветных изображений;
• слой люминофора с разными зонами свечения.

Кинескоп, изготовленный из стекла, внутри покрывают дискретным люминофором. Покрытие состоит из триад - совокупности трёх точек, каждая из которых соответствует красному, синему и зелёному цвету.

Точка, входящая в триаду, принимает на себя луч, исходящий от конкретной электронной пушки, и начинает испускать свет разной интенсивности. Для достижения необходимого оттенка в конструкцию трубки встраивают специальные металлические решётки теневого, щелевого или апертурного типа.

Принцип работы

Чтобы изображение появилось на экране телевизора, луч, выпущенный электронной пушкой, должен последовательно коснуться всех точек в направлении слева направо и сверху вниз, вызвав их свечение. Скорость распространения луча по экрану должна достигать 75 раз в секунду , иначе точки будут гаснуть. Если скорость снизится до 25 раз в секунду, это вызовет мерцание картинки.

Чтобы лучи, коснувшиеся люминофорного покрытия, отражались от него, на горловину кинескопа крепится система, состоящая из четырёх катушек. Создающееся на них магнитное поле способствует отражению лучей в нужном направлении. Отдельные светящиеся точки складываются в единое изображение под действием управляющих сигналов. За каждое направление движения луча отвечает конкретная развёртка:

• строчная обеспечивает прямой горизонтальный ход;
• кадровая отвечает за вертикальное движение.

Кроме прямых траекторий имеются зигзагообразные (от верхнего левого к нижнему правому углу монитора) и обратные ходы. За движение в обратном направлении отвечают сигналы с выключенной яркостью.

Основной технической характеристикой кинескопного экрана считается кадровая частота, измеряемая в герцах. Чем она выше, тем устойчивее будет изображение. Произведение частоты вертикальной развёртки на число строк, выводимых в одном кадре, определяет параметр частоты строк в килогерцах. В зависимости от способа форматирования картинки (построчного или чересстрочного) чётные и нечётные строки могут появляться по очереди либо сразу в течение одного периода кадровой развёртки.

Другой важный параметр - размер люминофорных точек . Он влияет на чёткость выводимого изображения. Чем мельче точки, тем лучше. Чтобы картинка на экране была качественной, расстояние между ними должно составлять 0,26-0,28 мм.

В чёрно-белых телевизорах экран электронно-лучевой труби полностью покрывается люминофором, испускающим только белый свет. Электронный прожектор, закреплённый в горловине трубки, формирует тонкий луч, который производит сканирование экрана по строкам и способствует свечению люминофора. Интенсивность такого свечения регулируется силой видеосигнала, содержащего всю информацию об изображении.

Возможные проблемы

При работе кинескопного телевизора могут возникать разные неполадки. Причина их возникновения кроется в поломке деталей электронно-лучевого механизма.

Выход из строя питающего блока приведёт к тому, что прибор не будет включаться. Для проверки его работоспособности нужно сначала отключить каскад строчной развёртки, выполняющий роль нагрузки, затем впаять в схему бытовую лампу. Отсутствие света в лампе говорит о том, что блок питания неисправен.

Выявление проблем в строчной развёртке осуществляется с применением такой же лампы. Постоянное её свечение сигнализирует о неисправности выходного транзистора. В нормальном состоянии лампа должна вспыхивать и гаснуть.

При светящейся горизонтальной полосе следует обратить внимание на развёртку кадров. Чтобы восстановить её работу, потребуется снизить уровень яркости, тем самым защитив люминофорный слой. Дополнительно нужно проверить исправность задающего генератора и выходного каскада. При этом обязательно следует учитывать, что их рабочее напряжение находится в диапазоне 24-28 вольт.

Полное отсутствие свечения чаще всего может быть вызвано проблемами с питанием кинескопа. В процессе диагностики потребуется проверить нить накала и уровень напряжения на ней. Если целостность нити не нарушена, тогда выходом станет наматывание обмотки . Замены трансформатора в этом случае не потребуется.

При проблемах с блоком цветности и видеоусилителем пропадает звук. Противоположная ситуация, когда при наличии звука не будет изображения, означает наличие неполадки в низкочастотном усилителе. Если вместе со звуком исчезнет изображение, тогда причину стоит искать в неисправно работающем радиоканале , запускающем видеопроцессор и тюнер.

Услуги по ремонту телевизоров

Для устранения неполадок в работе телевизионного приёмника своими силами необходимо иметь соответствующие знания об устройстве и работе кинескопа. Если таких знаний нет, лучше всего обратиться к квалифицированным специалистам. Найти фирму, производящую ремонт ЭЛТ телевизоров, не составит труда.

Большинство таких фирм предоставляет клиентам удобный способ ремонта (в мастерской или на дому) и бесплатную диагностику. Опытные мастера быстро диагностируют проблему и устраняют её, используя для этого качественные детали, рекомендованные производителями телевизоров, и современное оборудование. На все проведённые работы даётся гарантия. Все проблемы, возникшие в период действия гарантийного срока, устраняются бесплатно

.