Конструктивные особенности и эксплуатация ЭЛТ мониторов (стр. 3 из 12)
Рис. 2.1.. Бочкообразные и подушкообразные искажения
Рис. 2.2.. Формирование изображения на экране ЭЛТ
Частота, с которой рисуются горизонтальные линии (строки), называется частотой строчной развертки.
Частота, с которой формируется весь набор горизонтальных линий (кадр), называется частотой кадровой развертки.
Время, за которое луч (погашенный) возвращается в начало строки (или начало кадра) называется длительностью обратного ходалуча. Типичное время обратного хода луча по горизонтали составляет 5 мкс, по вертикали — 700 мкс.
Этот непрерывно формируемый набор горизонтальных линий обычно называется растром.
Приведем некоторые числа, чтобы пояснить соотношения между ними. Типичный монитор VGA с разрешением 640x480 точек работает с частотой строчной развертки 31,5 кГц.
Это означает, что каждую секунду рисуются 31500 строк, а одна строка, состоящая из 640 точек, рисуется за 31,7 мкс. Поскольку кадр состоит из 480 строк, он может быть нарисован за 15,2 мс (480x31,7 мкс). Если кадр рисуется за 15,2 мс, экран может обновляться с частотой 65,7 Гц. Это, грубо говоря, та частота кадровой развертки, которая может быть установлена для монитора VGA с разрешением 640x480 точек. На самом деле частота кадровой развертки принимается круглым числом, таким как 60 Гц, что дает достаточно времени на гашение луча для обратного хода и его синхронизацию. Еще раньше, при разработке телевизоров, было обнаружено, что выбор частоты кадров менее 60 Гц приводит к мерцанию изображения. Мерцание же вызывает напряжение глаз и быстро утомляет зрение. Вы можете сами наблюдать это, если неправильно установите частоту развертки. Следует выбирать такую частоту строчной развертки, которая обеспечивает обновление изображения на экране не менее 60 раз в секунду или даже более во избежание мерцания. В табл. 3.1 перечислены используемые разрешения и типичные для них частоты развертки.
Таблица 3.1. Разрешения и типичные частоты развертки
| Разрешение | Частота строчной развертки, кГц | Частота кадровой развертки, Гц | Тип монитора | ||
| 720x348 | 18,43 | 50 | MDA | ||
| 320x200 | 15,85 | 60,5 | CGA | ||
| 640x350 | 21,8 | 60 | EGA | ||
| 640x350 | 31,5 | 70 | MCGA | ||
| 640x480 | 31,5 | 60 | VGA графический режим | ||
| 640x480 | 37,5 | 75 | EVGA | ||
| 640x480 | 43,3 | 85 | VESA | ||
| 720x400 | 31,5 | 70 | VGA текстовый режим | ||
| 720x400 | 37,9 | 85 | VESA | ||
| 800x600 | 37,9 | 60 | SVGA | ||
| 800x600 | 46,9 | 75 | ESVGA | ||
| 800x600 | 53,7 | 85 | VESA | ||
| 832x624 | 49,7 | 75 | «Макинтош» 41 см цветной | ||
| 1024x768 | 48,4 | 60 | VESA | ||
| 1024x768 | 56,5 | 70 | VESA | ||
| 1024x768 | 60,0 | 75 | EUVGA | ||
| 1024x768 | 60,2 | 75 | «Макинтош» 48 см цветной | ||
| 1024x768 | 68,7 | 85 | VESA | ||
| 1152x864 | 67,5 | 75 | VESA | ||
| 1152x870 | 68,7 | 75 | «Макинтош» 54 см цветной | ||
| 1280x960 | 60,0 | 60 | VESA | ||
| 1280x960 | 85,9 | 85 | VESA | ||
| 1280x1024 | 64,0 | 60 | VESA | ||
| 1280x1024 | 80,0 | 75 | VESA | ||
| 1280x1024 | 91,1 | 85 | VESA | ||
| 1600x1200 | 75,0 | 60 | VESA | ||
| 1600x1200 | 81,3 | 65 | VESA | ||
| 1600x1200 | 87,5 | 70 | VESA | ||
| 1600x1200 | 93,8 | 75 | VESA | ||
2.4 Прогрессивная и чересстрочная развертка
Изображения формируются на мониторе из горизонтальных строк, но последовательность, в которой это делается, может быть различной. Как показано на рис. 2.3. при прогрессивной развертке монитор рисует все строки одну задругой, и изображение полностью формируется за один проход луча.
Рис. 2.3.. Прогрессивная и чересстрочная развертка
Такое изображение меньше утомляет глаза, поскольку оно целиком обновляется с частотой кадровой развертки. То есть при частоте кадровой развертки 60 Гц изображение будет обновляться 60 раз в секунду. При чересстрочной развертке изображение рисуется в два прохода луча — при первом проходе рисуются нечетные строки, при втором — четные. В результате изображение полностью обновляется с частотой, вдвое меньшей кадровой частоты. Для мониторов SVGA, работающих с разрешением 1024x768 точек, типичной была частота кадровой развертки 87 Гц, но поскольку развертка при этом была чересстрочной, изображение обновлялось с частотой 43,5 Гц, и мерцание было гораздо более заметным.
2.5 Полоса пропускания
Говоря простым языком, полоса пропускания монитора — это максимальная скорость, с которой точки могут посылаться на монитор. Типичные мониторы VGA имеют полосу пропускания 30 МГц. Это означает, что монитор за секунду может отобразить на экране до 30 миллионов точек. Примем во внимание, что каждая строка состоит из 640 точек, а частота строчной развертки — 31,45 кГц, то есть ежесекундно рисуются 31450 строк. При этом монитор обрабатывает 20128000 точек в секунду. Новейшие цветные мониторы имеют полосу пропускания в 135 МГц. Такие мониторы, имеющие разрешение 1280x1024 точки и частоту строчной развертки 79 кГц должны обрабатывать ежесекундно 101120000 точек в секунду (1280 точек в строке, умноженные на 79000 строк в секунду), поэтому расширение полосы пропускания действительно необходимо для получения высоких разрешений.
2.6 Плавание, дрожание и дрейф
Электронный луч (лучи), формирующий изображение, направляется в нужный участок экрана с помощью магнитных полей. Эти поля создаются отклоняющими катушками, находящимися на горловине ЭЛТ. Аналоговый сигнал, подаваемый на отклоняющие катушки, формируется электрическими цепями отклонения (вертикального и горизонтального). В идеале цепи отклонения должны каждый раз направлять электронный луч в точности по одному и тому же маршруту. При этом изображение на экране будет устойчивым. В реальности изображение может смещаться в ту или иную сторону. Дрожанием называются такие отклонения, произошедшие за 15-секундный период. Плавание изображения — это отклонения, произошедшие за 30-секундный период. Дрейф — это отклонения, произошедшие за период в одну минуту. Обратите внимание, что эти три термина описывают, в общем-то, одно и то же явление, но за разный период времени. Степень этих искажений может быть выражена либо в точках, на которые происходит сдвиг, либо в миллиметрах.
3. ВИДЕОСИГНАЛ
Параметры видеосигнала включают в себя уровень сигнала и характеристики аналогового видеовхода.
В большинстве случаев используется видеосигнал с амплитудой 0,7 В.
Для электрических цепей, управляющих монитором, это сравнительно небольшая величина.
Видеовход характеризуется входным сопротивлением, которое обычно равно 75 Ом. Старые мониторы использовали цифровой дискретный сигнал с амплитудой до 1,5 В.
3.1 Синхронизация и полярность синхросигнала
После того, как строка изображения нарисована на экране, электронный луч выключается (гасится) и переводится к началу следующей строки.
Во время обратного хода никакая информация не отображается.
Чтобы начало движения луча по строке совпало с началом передачи данных этой строки, видеоадаптер посылает на монитор синхронизирующий импульс.
Вертикальная и горизонтальная синхронизация обеспечивается разными импульсами.
В подавляющем большинстве современных мониторов синхросигналы передаются с уровнями, принятыми для микросхем ТТЛ.
Полярность определяет, по какому фронту импульса — переднему (по нарастанию сигнала) или по заднему (по спаду) — синхронизируется развертка.
Знак «плюс» означает срабатывание по фронту, а знак «минус» — по спаду.
3.2 Цепи цветности
Рис.3.1.. Блок-схема цветного монитора (VGA) BENQ795FT
Если вы хотите разобраться в работе цветного монитора, лучше начать с блок-схемы. Блок-схема монитора VGA показана на рис. 3.1.
Необходимы три самостоятельных усилителя видеосигнала (для каждого цвета — красного, зеленого и синего).
В то время как ранние модели цветных мониторов для передачи видеосигнала использовали цифровые схемы, современные мониторы используют для этого аналоговый сигнал, который дает возможность изменять интенсивность каждого цвета.
Цветная ЭЛТ сконструирована так, чтобы формировать сразу три электронных пучка, каждый из которых вызывает свечение люминофора соответствующего цвета.
Изменением плотности этих электронных пучков можно получить любой цвет точки экрана. Для практической цели изучения цветного монитора можно поделить его на три блока: блок видеосигнала, блок строчной развертки и блок кадровой развертки.
3.3 Блок видеосигнала
Типичная схема блока видеосигнала показана на рис 3.2.
Это часть схемы цветного монитора LGFlatron 795FT.
На ней видны три одинаковые схемы видеоусилителей цветных сигналов. Элементы схем с номерами 5хх (например, IC501) составляют усилитель красного видеосигнала.
Номера бхх свидетельствуют о принадлежности детали к усилителю зеленого видеосигнала, 7хх — синего. Через детали с номерами 8хх подается сигнал на управляющую сетку ЭЛТ. Рассмотрим работу одного из видеоусилителей.