8. Принцип формирования изображения на экране монитора на базе элт.

Традиционным и самым распространенным устройством отображения информации является монитор на основе электронно-лучевой трубки.

ЭЛТ - это электронно-вакуумный прибор, предназначенный для преобразования электрического сигнала, формируемого видеоадаптером, в изображение.

Это изображение создается за счет возвратно-поступательного движения электронного луча, создаваемого специальным устройством - электронной пушкой.

В электронно-лучевых трубках цветных мониторов имеются 3 пушки и 3 ускоряющих системы. Экран покрыт триадами зерен люминофора. Цвет точки определяется законом пространственного смешения цветов. В цветных мониторах анод образован люминофором экрана, графитовым покрытием колбы и цветоделительной маской. ЦДМ обеспечивает попадание каждого луча на зерна своего цвета. ЦДМ изготавливаются из инвара с очень низким коэффициентом теплового расширения. Пушки расположены все в одной горизонтальной плоскости, а люминофор нанесен на обратную сторону экрана в виде чередующихся вертикальных полос. В горловине электронно-лучевой трубки на ее оптической оси размещена зеленая пушка, так как искажения зеленого наиболее заметны. Достоинство данной организации: отсутствует необходимость сведения лучей по вертикали.

Имеются значительные искажения за счет сферического экрана.

В зависимости от конструкции цветоделительной маски различают два типа ЭЛТ:

-ЭЛТ с теневой маской

-ЭЛТ со щелевой маской.

ЭЛТ с теневой маской

Теневая маска - применяется со времени изобретения первых цветных кинескопов. Поверхность у кинескопов с теневой маской обычно выпуклая, для того, чтобы электронный луч в центре экрана и по краям имел одинаковую толщину.

Теневая маска создает решетку с однородными точками, где каждая такая точка состоит из трех люминофорных элементов основных цветов - зеленного, красного и синего, которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Изменением тока каждого из трех электронных лучей можно добиться произвольного цвета элемента изображения, образуемого триадой точек.

ЭЛТ с щелевой маской

Это решение представляет собой комбинацию теневой маски и апертурной решетки. В данном случае люминофорные элементы расположены в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов.

ЭЛТ с апертурной решеткой

В кинескопах типа Trinitron щелевая маска заменяется апертурной решеткой. Используется единый электронный прожектор с 3 планарно расположенными катодами. Экран представляет собой участок цилиндрической поверхности большого радиуса, практически плоский.Апертурная решетка на 20% прозрачнее щелевой маски. Кинескоп дополнительно покрывается антибликовым покрытием.

9. Формирование растра и разрешение изображения.

Формирование растра

Изображение на экране ЭЛТ формируется построчно, электронный луч движется по зигзагообразной траектории - слева направо и сверху вниз. Электронный луч периодически сканирует весь экран, образуя на нем близко расположенные строки развертки. Полный цикл движения луча, в течение которого на экране ЭЛТ оказываются прорисованными все строки изображения, образует один кадр изображения.

Прямой ход луча по горизонтали, в течение которого передается изображение и ток луча изменяется под действием поступающего на модуляторы ЭЛТ видеосигнала, осуществляется сигналом строчной развертки, а по вертикали - кадровой развертки. Запуск генераторов строчной и кадровой разверток осуществляется специальными синхронизирующими импульсами.

Перевод луча из крайней правой точки строки в крайнюю левую точку следующей строки и из крайней правой позиции последней строки экрана в крайнюю левую позицию первой строки осуществляется специальными сигналами обратного хода.

В телевидении частота обновления изображения составляет 25 Гц. Для сокращения полосы частот спектра телевизионного сигнала применяется чересстрочная развертка. Сначала воспроизводятся только четные строки. Эта часть растра называется полем четных строк. Затем развертывающий электронный луч переводится от нижнего края экрана вверх и попадает в начало 1-й (нечетной) строки. Далее формируется поле нечетных строк. Если наложить оба полукадра друг на друга, то получится полный кадр изображения.

Разрешение изображения

Качество изображения на экране ЭЛТ характеризуется в основном двумя параметрами: разрешением и цветностью.

Изображение на экране ЭЛТ является мозаичным, т. е. состоит из отдельных элементов. Минимальный элемент изображения называют пикселом. Количество пикселов и строке называют разрешением по горизонтали, а по вертикали - разрешением по вертикали. Фактически разрешение по вертикали определяется количеством строк в растре. Под разрешением кадра понимают общее количество содержащихся в нем пикселов и обозначают как произведение разрешений по горизонтали и вертикали, например 640x480.

Пиксел не может быть меньше зерна люминофора. Поэтому максимальное разрешение, которое может быть обеспечено монитором с конкретной ЭЛТ, определяется количеством зерен люминофора на экране этой ЭЛТ.

Взаимосвязь между разрешением монитора, параметрами развертки и характеристиками видеосигнала.

Разрешение этого изображения составляет NxМ, где N - количество пикселов в строке, а М - количество строк. Частоту строк обозначим f_стр, а частоту кадров - f_кадр.

Размер пиксела по горизонтали определяет минимальный период видеосигнала Т_min. Величина, обратная Т_min, т. е. количество периодов видеосигнала в единицу времени, является максимальной частотой спектра видеосигнала f_max. Один кадр изображения содержит N*М пикселов. Если частота кадров f_кадр, то участок видеосигнала длительностью 1с должен содержать f_кадр *N*М периодов, т.е. максимальная частота спектра видеосигнала при разрешении NxМ и частоте кадров f_кадр

f_max =f_кадр*N*М Гц.