Мониторы

• Мониторы на ЭЛТ

• Плоскопанельные дисплеи

Мониторы на ЭЛТ

Параметры монитора определяются характеристиками электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и качеством элементов, управляющих видеотрактом. Причем основная доля «ответственности» здесь лежит на ЭЛТ. Нередко на основе одной трубки производители выпускают мониторы для разных ценовых категорий, лишь меняя их электронную начинку. В свою очередь, параметры ЭЛТ во многом зависят от избранной технологии производства. Причем сложность современных технологий производства ЭЛТ такова, что освоить их, а затем и продолжить исследования могут только крупные производители. Именно поэтому изготовителей собственно ЭЛТ во всем мире можно пересчитать на пальцах. Остальные фирмы устанавливают в свои изделия трубки «со стороны».

Принципиально конструкция ЭЛТ для монитора совпадает с телевизионным кинескопом. В горловине стеклянной колбы, дно которой покрыто слоем люминофора, установлена электронная пушка, испускающая поток электронов. Такой поток отклоняется в нужном направлении электромагнитным полем управляющей системы и затем, проходя через теневую ма­ску, установленную перед дном колбы, попадает на люминофор, вызывая его свечение.

В цветных мониторах для формирования изображения применяют отдельные пушки для каждого из основных цветов (Red— красный, Green — зеленый, Blue — синий), а слой люминофора составляют из близко расположенных группами по три (также в сочетании Red, Green, Blue — RGB) точек цветного люминофора.

Д ля точного попадания в заданную точку люминофора слишком широкий электронный луч необходимо сузить до заданных пределов.

Технология маскирования в мониторах на ЭЛТ

Это осуществляется установкой перед люминофорным покрытием теневой маски, имеющей отверстия с размерами, близкими к поперечнику единичной точки люминофора. В результате через маску проникает луч установленного размера. В зависимости от типа маски и характера отверстий различают три основные технологии:

• трехточечная (дельтавидная) теневая маска (Dot-Trio shadow-mask);

• апертурная решетка (Aperture-grille);

• щелевая маска (Slot-mask).

Каждая из технологий имеет свои преимущества и свои недостатки, поэтому среди изготовителей, специалистов и пользователей есть сторонники и противники того или иного варианта.

Трехточечная теневая маска относится к наиболее старым техническим решениям. Физически представляет собой перфорированный металлический лист, расположенный перед люминофором. Расстояние между группами соседних точек таково, что маскируются все паразитные излучения, обеспечивается попадание луча от каждой электронной точки в «свой» люминофор (на практике всегда существует какой-то допуск). Экран (то есть дно колбы и маска) такой трубки как бы вырезан из гигантской сферы для обеспечения некоторой расходимости лучей. В последнее время за счет улучшения систем управления отклоняющими устройствами удается выпускать трубки с практически плоской поверхностью экрана (так называемого типа FST). Традиционно считается, что мониторы с теневой маской лучше воспроизводят текст, имеют высокую контрастность, хорошие показатели стоимость-эффективность. К недостаткам обычно относят пониженную точность цветопередачи и меньшую яркость. Однако в современных моделях таких трубок от известных производителей эти недостатки сведены к минимуму, и разницу по сравнению с другими технологиями можно обнаружить только с помощью приборов.

Апертурная решетка обязана своим появлением фирме Sony. Выполненные по этой технологии ЭЛТ известны на рынке под именами, содержащими характерное окончание «tron» (Trinitron, DiamondTron и др.), Функции маски в ЭЛТ выполняют расположенные вертикально сверхтонкие проволочные нити (апертурная решетка). Поперек размещают всего две нити, обеспечивающие жесткость конструкции. Соответственно и люминофор на дне колбы располагается в виде вертикальных чередующихся сверхтонких полосок разных цветов. В результате экран получается как бы вырезанным из огромного вертикального цилиндра. Особенности технологии позволяют увеличить процент электронов, попадающих на люминофор, и добиться лучшей яркости изображения. В сочетании с более темным стеклом это дает лучшую контрастность.

Мониторы с трубками на основе апертурной решетки традиционно привлекают специалистов при работе с графикой, требующей ярких и чистых цветов. Однако некоторые профессионалы считают недостатком сравнительно невысокую контрастность и наличие двух темных полосок на экране (тень от поперечных проволочек).

Последней по времени разработки явилась технология щелевой маски, продвигаемая фирмой NEC. Под торговой маркой ChromaClear были выпущены ЭЛТ, в которых теневая маска образована продольными щелями. Соседние триады рядов таких щелей смещены по вертикали, образуя решетку с расположением элементов в шахматном порядке. По сути дела, в технологии щелевой маски удалось совместить достоинства предыдущих конструкций, почти избавившись от их недостатков. Специалисты признают, что решение NEC является наилучшим для всех групп пользователей.

Параметры мониторов элт

Традиционно количественным выражением качества изготовления маски и люминофора служит размер так называемого «зерна». Для трехточечной теневой маски принято измерять расстояния (то есть «шаг») между двумя соседними точками люминофора по диагонали. Для апертурной решетки и щелевой маски расстояние меряют по горизонтали. В последнее время изготовители трехточечных масок также указывают горизонтальный шаг (это чисто маркетинговый прием, так как расстояние по диагонали чуть больше). Нормальным сегодня считается шаг 0,28 мм, качественные мониторы имеют шаг 0,25 мм, профессиональные — 0,22 мм. Величина шага заметно сказывается на контрастности изображения. Поэтому для графических работ следует выбирать мониторы с шагом не более 0,25 мм.

Внедрение новых технологий в систему управления видеотрактом монитора и в принципы изготовления ЭЛТ позволило приступить к выпуску изделий с плоским экраном и укороченной трубкой. Модификации с плоским экраном известны под разными торговыми марками — PanaFlat (Panasonic), Flatron (LG Electronics), FD Trinitron (Sony) и др.

М етодика измерения шага точек (полосок) люминофора

Уменьшение длины трубки достигнуто за счет увеличения угла отклонения лучей электронной пушки с 90° до 100°. Такие мониторы по глубине занимают столько же места, сколько их собратья с обычной трубкой в младшем классе. То есть укороченный 19-дюймовый монитор по глубине равнозначен обычному 17-дюймовому.

Важным элементом монитора является его электронный тракт, а ядром электронного тракта — видеоусилитель. Полоса пропускания видеоусилителя фактически определяет возможности монитора по разрешению и кадровой развертке. Она должна обеспечить беспрепятственное прохождение генерируемых видеокартой сигналов. Минимально необходимую полосу пропускания легко рассчитать по необходимым параметрам разрешения.

Например, вы планируете работать на 19-дюймовом мониторе с программой векторной графики в разрешении 1600x1200 точек при кадровой частоте 100 Гц. Перемножаем все эти цифры, умножаем итог на коэффициент 1,3 (часть полосы сигнала используется для служебной информации) и делим на миллион, в результате получаем необходимую полосу пропускания монитора — около 250 МГц. Отметим, что видеотракт с такой полосой пропускания имеют единичные модели мониторов.

Н ачиная с разрешения 1280x1024 точек при кадровой частоте 85 Гц и выше, желательно монитор и видеокарту соединять экранированным коаксиальным кабелем и разъемами BNC. Дело в том, что обычный кабель и разъем D-Sub (HD15) на высоких частотах начинают вносить искаже­ния в сигнал. По крайней мере, при разрешении 1600x1200 точек помехи становятся заметными на глаз.

Принципиалъная схема электронного тракта монитора

По коаксиальному кабелю через разъемы BNC на монитор поступают раздельные сигналы цветности (R, G, В), вертикальной и горизонтальной синхронизации. В отличие от сигналов обыч­ного VGA-кабеля, по пути они никак не влияют друг на друга, и потому изображение получается четким, без «замыливания». Таким образом, рекомендуется использовать разъемы BNC на мониторах с диагональю 19 дюймов и выше.

Серьезной проблемой является согласование входных каскадов видеотракта монитора и выхода видеокарты. Дело в том, что большинство производителей мониторов рассчитывают входные каскады, исходя из неких усредненных параметров видеокарт. Причем видеокарт даже не среднего, а скорее низкого уровня. То есть в качественных видеокартах фронт перепадов по высокому и низкому уровням выходящего сигнала очень резкий, а входной тракт многих мониторов рассчитан на более пологие перепады. В результате при высоких разрешениях и частотах обновления наблюдается так называемый «звон» — тени и отсветы от изображений с высокой контрастностью. Приобретая монитор для профессионального использования, желательно согласовать его с той видеокартой, с которой он будет работать. Лучше всего — с тем экземпляром, который стоит (или будет стоять) в вашем компьютере.

Монитор должен соответствовать требованиям по медицинским, эргономическим и экологическим параметрам стандарта ТСО-99, объединившем предшествующие стандарты. Стандарт MPR-II ограничил уровни электромагнитного излучения безопасными для человека пределами. Начиная со стандарта ТСО-92, эти нормы еще более ужесточены и сохранены в стандартах ТСО-95, ТСО-99. Эргономические и экологические требования появились впервые в стандарте ТСО-95. Стандарт ТСО-99 устанавливает самые жесткие спецификации на параметры качества изображения (яркость, контрастность, мерцание, антибликовое покрытие экрана) и энергопотребления.