Монитор

Федеральное государственное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ  ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

Институт  градостроительства, управления и региональной экономики

Кафедра ???? 
 
 
 
 
 

Контрольная работа

Монитор 
 
 
 
 
 
 
 

Преподаватель    _____________    ????

     подпись, дата

Студент группа    _____________    ?????

     подпись, дата 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Красноярск 2010

     План 

     1 Название устройства

     2 Назначение устройства

     3 Основные элементы устройства  с указанием их назначения

     4 Основные характеристики устройства

     5 Способы подключения устройства  к системе ПК

     6 Принцип работы устройства

     7 История развития (модернизация) устройства

     8 Новейшие модели устройства

 

     1 Название устройства 

     Монитор 

     2 Назначение устройства 

     Монитор - универсальное устройство визуального отображения всех видов информации состоящее из дисплея и устройств, предназначенных для вывода текстовой, графической и видеоинформации на дисплей. 

     3 Основные элементы устройства с указанием их назначения 

     По  строению различают следующие мониторы:

     1 ЭЛТ — на основе электронно-лучевой трубки

Рисунок 1 – Устройство ЭЛТ-монитора

     Самым важным элементом монитора является кинескоп, называемый также электронно-лучевой  трубкой. Кинескоп состоит из герметичной  стеклянной трубки, внутри которой  находится вакуум, то есть весь воздух удален. Один из концов трубки узкий и длинный - это горловина, а другой - широкий и достаточно плоский - это экран. 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 т.п. Люминофор - это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. Для создания изображения в ЭЛТ-мониторе используется электронная пушка, откуда под действием сильного электростатического поля исходит поток электронов. Сквозь металлическую маску или решетку они попадают на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов (луч) может отклоняться в вертикальной и горизонтальной плоскости, что обеспечивает последовательное попадание его на все поле экрана. Отклонение луча происходит посредством отклоняющей системы.

2 ЖК — жидкокристаллические мониторы

Рисунок 2 – Устройство ЖК-монитора

     Существует  два вида ЖК мониторов: DSTN (dual-scan twisted nematic - кристаллические экраны с двойным  сканированием) и TFT (thin film transistor - на тонкопленочных транзисторах), также их называют соответственно пассивными и активными матрицами. Такие мониторы состоят из следующих слоев: поляризующего фильтра, стеклянного слоя, электрода, слоя управления, жидких кристаллов, ещё одного слоя управления, электрода, слоя стекла и поляризующего фильтра.

     Поперечное  сечение панели на тонкопленочных транзисторах представляет собой многослойный бутерброд. Крайний слой любой из сторон выполнен из стекла. Между этими слоями расположен тонкопленочный транзистор, панель цветного фильтра, обеспечивающая нужный цвет - красный, синий или зеленый, и слой жидких кристаллов. Вдобавок ко всему существует флуоресцентная подсветка, освещающая экран изнутри.

3. Плазменный монитор — на основе плазменной панели

     Рисунок 3 – Устройство плазменного монитора 

     Панель  монитора состоит из двух стеклянных пластин, пространство между которыми заполнено инертным газом, например аргоном или неоном. На стеклянную поверхность нанесены миниатюрные прозрачные электроды, к которым прилагается высокочастотное напряжение. Под действием этого напряжения в прилегающей к электроду газовой области возникает электрический разряд.

4. OLED-монитор — на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode — органический светоизлучающий диод)

Рисунок 4 – Устройство OLED-монитора

     Органический светодиод представляет собой создание светового потока путем использования органического светового вещества. В отличие от LCD-монитора, новый OLED-монитор не требует дополнительной подсветки, так как само органическое вещество способно воспроизводить свет. Благодаря этому можно получить прекрасную насыщенность черного цвета, чего сложно добиться на прежних мониторах.

5. Виртуальный ретинальный монитор — технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза.
6. Лазерный — на основе лазерной панели (пока только внедряется в производство).

 

     4 Основные характеристики устройства 

     На  сегодняшний день самыми распространенными  в России являются ЖК-мониторы, поэтому  рассмотри именно их характеристики. К числу основных характеристик  жидкокристаллических мониторов относятся следующие.

     Размер экрана ЖК-мониторов составляет от 13 до 16'. В отличие от ЭЛТ-мониторов, номинальный размер экрана и размер его видимой области практически совпадают.

     Ориентация экрана у ЖК-монитора в отличие от ЭЛТ-монитора может быть как портретная, так и ландшафтная. ЖК-монитор можно легко развернуть на 90°, причем ориентация изображения останется прежней.

     Поле обзора обычно характеризуется углами обзора, отсчитываемыми от перпендикуляра к плоскости экрана по горизонтали и вертикали. Современные модели ЖК-мониторов обеспечивают значения углов обзора: по горизонтали - ±45... 70°; по вертикали - от 15 до 50° (вниз) и от 20 до 70° (вверх).

     Разрешение определяется размером отдельной ЖК-ячейки, то есть фиксированным размером пикселей.

     Яркость. Типовая яркость ЖК-монитора составляет 150-200 нит. При этом в центре яркость ЖК-монитора может быть на 25 процентов выше, чем у краев экрана.

     Контрастность изображения показывает, во сколько раз изменяется его яркость при изменении уровня видеосигнала от минимального до максимального. Приемлемая цветопередача обеспечивается при контрастности не менее 130:1, а высококачественная - при 300:1.

     Инерционность характеризуется минимальным временем, необходимым для активизации его ячейки, и обычно составляет 30-70 мс, что сопоставимо с ЭЛТ-мониторами.

     Палитра ЖК-мониторов по сравнению с обычными ограничена определенным количеством воспроизводимых на экране оттенков цветов. Типовой диапазон палитры составляет 262 144 или 16 777 216 оттенков цветов.

     Массогабаритные характеристики и энергопотребление выгодно отличают ЖК- от ЭЛТ-мониторов. Масса большинства моделей не превышает нескольких килограммов, толщина экрана - 2.00 миллиметров, а потребляемая мощность в рабочем режиме - не более 35-40 Вт. 

     5 Способы подключения устройства к системе ПК  

     Для подключения монитора необходимы два  кабеля: первый - это кабель питания. Он, как правило, подключается в розетку после того, как монитор подключен к системному блоку. Обычный CRT-монитор подключается к VGA-разъему видеокарты. LCD-монитор следует подключать к ее DVI-разъему. Стоит отметить, что LCD-монитор можно подключить к аналоговому разъему (VGA) с помощью специального переходника, который обычно поставляется с монитором. В этом случае штекер кабеля монитора соединяется с переходником, а потом вся эта конструкция подключается к VGA-разъему. Но обычно в подключении к аналоговому разъему нет необходимости, поскольку все современные видеокарты оснащены DVI-входом. 

     6 Принцип работы  устройства 

     Принцип работы ЭЛТ-мониторов

     Используемая  в ЭЛТ-мониторах технология создания изображения была разработана много лет назад и первоначально создавалась в качестве специального инструментария для измерения переменного тока. CRT или ЭЛТ-монитор имеет стеклянную трубку, внутри которой находится вакуум. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором. Люминофор (Luminofor) - это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов - иттрия, эрбия и т.п. Качество люминофора определяется составом и свойствами химических элементов, из которых его получают. В дешевых химических соединениях используются частицы, которые хотя и высвечиваются при попадании на них электронного пучка, но имеют короткий период послесвечения.

     Высвеченные пиксели экрана должны продолжать светится в течении времени, которые необходимы электронному лучу, чтобы просканировать весь экран и вернуться снова  для активации данного пикселя при прорисовке уже следующего кадра. Следовательно, минимальное время после свечения должно быть не меньше периода смены кадров изображения – 20 мс. При невыполнении этого требования появляется мерцание изображения. При использовании высококачественных и дорогих материалов такой эффект не наблюдается. Каждая точка светится ровно столько, сколько необходимо лучу для сканирования всего экрана. Изображение на экранах, покрытых высококачественным люминофором, кажутся контрастными, абсолютно чистыми и немерцающими.

     Люминофорный  слой, покрывающий фронтальную часть  электронно-лучевой трубки, состоит  из очень маленьких элементов, которые  воспроизводят основные цвета. Фактически имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам RGB (отсюда и название группы из люминофорных элементов – триады). Свет с поверхности люминофора излучается равномерно во всех направлениях. В результате изображение можно наблюдать под широким углом с минимальными потерями яркости и четкости.

     Для создания изображения в CRT мониторе используется электронная пушка, которая испускает поток электронов сквозь металлическую маску/решетку на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора. Электронный пучок должен обладать определенной энергией, вызывающей послесвечение точек экрана. Это обеспечивается соответствующими значениями анодного (высокого) и ускоряющего напряжений электронно - лучевой трубки.

     ЭЛТ можно разбить на два класса - трехлучевые с дельтаобразным расположением  электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. При этом трубки с планарным расположением электронных пушек еще называют кинескопами с самосведением лучей, так как воздействие магнитного поля Земли на три планарно расположенных луча практически одинаково и при изменении положения трубки относительно поля Земли не требуется производить дополнительные регулировки.

     Покрытие  ЭЛТ представляет собой сгруппированные  тройками частицы люминофора, которые  при попадании на них заряженных частиц в зависимости от своего химического  состава излучают красный, зеленый, или синий свет.

     Поток электронов на пути к фронтальной  части трубки проходит через модулятор  интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В результате электроны приобретают  большую энергию, часть из которой расходуется на свечение люминофора. 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, которое видно на мониторе. Как правило, в современном цветном CRT-мониторе используется три электронных пушки, расположенные в основании горловины, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся и мало кому интересны.

     Каждая  из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок  электронов на различные частицы  люминофор, чье свечение основными  цветами с различной интенсивностью комбинируется - подняв мощность каждого  из трех пучков до максимума, получается белый свет, за счет смешения всех трех основных цветов, опустив до минимума - черная точка на экране. Маска –устройство служащее для того, чтобы электронный луч каждой пушки попадал на люминофор только одного какого-либо цвета и не возбуждал другие точки. Конструкция маски зависит от типа кинескопов от разных производителей, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. От качества изготовления маски зависят четкость изображения и чистота цветов.

     Принцип работы ЖК-мониторов

     Формирование изображения в таких мониторах основано на взаимосвязи между изменением электрического напряжения, приложенного к жидкокристаллическому веществу, и изменением ориентации его молекул.