Мониторы на базе электронно-лучевой трубки

Принцип действия монитора на базе электронно-лучевой трубки мало отли­чается от принципа действия обычного телевизора и заключается в том, что испускаемый катодом (электронной пушкой) пучок электронов, попадая на экран, покрытый люминофором, вызывает его свечение. На пути пучка элек­тронов обычно находятся дополнительные электроды: модулятор, регулирую­щий интенсивность пучка электронов и связанную с ней яркость изображе­ния, и отклоняющая система, позволяющая изменять направление пучка.

Любое текстовое или графическое изображение на экране мони­тора компьютера (так же, как и телевизора) состоит из множества дискретных точек люминофора, представляющих собой минимальный элемент изображе­ния (растра) и называемых пикселами. Такие мониторы называют растровы­ми. Электронный луч в этом случае периодически сканирует весь экран, обра­зуя на нем близко расположенные строки развертки. По мере движения луча по строкам видеосигнал, подаваемый на модулятор, изменяет яркость свето­вого пятна и образует некоторое видимое изображение. Разрешающая способ­ность монитора определяется числом элементов изображения, которые он может воспроизводить по горизонтали и вертикали, например 640х480 или 1024х768 пикселов.

Для формирования растра в мониторе используются специальные сигналы. В цикле сканирования луч движется по зигзагообразной траектории от левого верхнего угла до правого нижнего. Прямой ход луча по горизонтали осущест­вляется сигналом строчной (горизонтальной – Н.Sync) развертки, а по вер­тикали – кадровой (вертикальной – V.Sync) 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) осуществляется специальными сигналами обратного хода.

Таким образом, принцип действия монитора обусловливает важность следующих пара­метров: частота вертикальной (кадровой) развертки, частота горизонтальной (строчной) развертки и расстояние между точками.

Частота вертикальной развертки. Этот очень важный параметр, называемый также частотой регенерации изображения, определяет, как часто в течение одной секун­ды заново формируется изображение на экране монитора. Если, например, указывается частота 60 Гц, то это означает, что в тече­ние одной секунды изображение формируется заново ровно 60 раз.

Названная в этом примере величина 60 Гц – очень посредст­венное значение для рассматриваемого параметра. При такой час­тоте регенерации изображение нельзя считать устойчивым (без видимого мерцания). Чем выше частота регенерации, тем меньше мерцание на экране монитора и, следовательно, меньше нагрузка на зрение. Эргономичной можно считать частоту регенерации 75 Гц. По мере увеличения диагонали экрана частота регенерации должна быть повышена до 80 или 85 Гц.

Частота горизонтальной развертки. Это второй параметр, значение которого нужно всегда находить в технических характеристиках монитора. Частота строк опреде­ляет, сколько строк формируется на экране монитора в течение одной секунды. Значение данного параметра указывается в кило­герцах (кГц).

Предположим, что вы хотели бы иметь разрешение 1024х768 точек при необходимой частоте регенерации изображе­ния 80 Гц. Это дает: 768х80 = 61 440 строк в секунду.

С учетом 10% потерь на синхронизацию получаем требуемую час­тоту строк 67,6 кГц.

Итак, вы видите, что независимо от того, какой из двух пара­метров – частота регенерации или частота строк – указывается в технических характеристиках, для того чтобы можно было судить об отсутствии мерцания на экране монитора, достаточно знать значение одного из этих параметров.

Расстояние между точками (величина “зерна”). Расстояние между точками или пикселами определяет удаление друг от друга соседних точек одного цвета (красного, зеленого, си­него) на экране монитора. Чем меньше эта величина, тем резче представляемое изображение. С этим параметром обычно связывается разрешающая способность.

Разрешающая способность (разрешение) – степень точности воспроизведения изображения, часто указывается количеством пикселов, которыми можно управлять независимо.

В зависимости от используемого разрешения на экране мони­тора должно располагаться большее или меньшее число пикселов. Однако здесь имеется и физическое ограничение. Так, при рас­стоянии между точками 0,25 мм число пикселов на экране 14-дюймового монитора просто не может превысить числа пикселов, соответствующего разрешению 800х600 точек. При выборе более высокого разрешения это будет неизбежно приводить к опреде­ленной нерезкости. Будет ли это допустимо и совместимо с часто­той регенерации изображения, должен решать пользователь.

Кроме того, существуют другие крайне важные характеристики: диагональ экранамонитора; потребляемая мощность; антибликовое покрытие.

Диагональю экрана монитора, как и телевизора, называется расстояние между левым нижним и правым верхним углом экрана. Это расстояние измеряется в дюймах. Не следует путать этот параметр с диагональю рабочей области экрана, до­ступной для отображения информации. В отличие от телевизоров многочислен­ные производители под диагональю экрана понимают геометрический размер диагонали электронно-лучевой трубки и не учитывают размеры черного поля, расположенного по периметру экрана. Это черное поле не входит в рабочую об­ласть экрана. Размеры его определяются конструкцией электронно-лучевой трубки.

В качестве стандарта для PC выделились мониторы с диагональю 15". Для работы в Windows с более высоким разрешением, прежде всего, необходимо иметь монитор размером, по крайней мере, 17". Для профессиональной работы с настольными издательскими системами и САПР лучше иметь монитор с диагональю 20" или 21".

Значение потребляемой мощности монитора приводится в его технических характеристиках или, возможно, на стандартном шильдике с обратной сторо­ны корпуса монитора.

У мониторов с диагональю 14" потребляемая мощность не должна превышать 60 Вт. Чем больше потребляемый монитором ток, тем выше его тепловой нагрев. Хотя еще есть мониторы, потребляющие 60–80 Вт, они должны заменяться более экономичными.

Все приведенные выше значения соответствуют мониторам с диагональю 14". Большие по размерам мониторы имеют, соответственно, большую потребляе­мую мощность.

Все мониторы должны иметь антибликовое покрытие. Вряд ли можно по­лучить хорошую читаемость информации на мониторе без такого свойства его поверхности экрана.

При напылении поверхность экрана обрабатывается при помощи воздуш­ного пистолета, в котором находятся песочные частицы. Такой метод ха­рактерен для дешевых мониторов. Его недостатком является то, что гра­фика и картинки на таком экране не могут быть резкими, изображение становится смазанным и рыхлым.

Лучший способ покрытия кинескопа – это нанесение специального антибли­кового слоя. В этом случае на поверхность экрана электронно-лучевой трубки наносится химическое вещество, обеспечивающее эффект, в результате кото­рого свет не может отражаться от поверхности. Этот метод применяется в таких высокочувствительных приборах, как фотоаппараты, микроскопы, очки и так далее. Этот слой можно узнать по пленке с голубым оттенком.

При подобной обработке поверхность не будет волнистой, как при напыле­нии, а останется без изменения, поэтому контуры изображения будут совер­шенно четкими. Недостатком этого метода являются значительные затраты, необходимые для нанесения антибликового слоя.

Соответствие стандартам безопасности. В настоящее время достаточно распространены мониторы с низким уровнем излучения – так называемые LR-мониторы (Low Radiation). Они отвечают одной из спецификаций международного стандарта, устанавливающих предельные вели­чины статических и низкочастотных полей, излучаемых мониторами.

Спецификация MPR I устанавливает нор­мы в основном для магнитных полей и определяет уровень излучения в поло­се частот от 1 до 400 кГц. Спецификация MPR II, утвержденная в декабре 1990 года, была распространена и на электрические поля. Нормы MPR II значительно строже, чем MPR I. Об этом можно судить из того, что мониторы, удовлетворяющие MPR II, излучают настолько мало, что не могут оказать никакого вредного воздействия на здоровье.

В настоящее время широко распространены стандарты ТСО’95 и ТСО’99. Они включают более жесткие экологические и эргономические нормы. В частности по ТСО’95 частота вертикальной развертки монитора должна быть не меньше 75 Гц, а по ТСО’99 – не меньше 85 Гц.