Реферат: Мониторы
Содержание:
Введение 3
1. Электронно-лучевые мониторы 4
2. Жидкокристаллические мониторы 8
3. Газоразрядные илиплазменные панели 9
Список использованной литературы 12
Введение
Монитор (дисплей) компьютера – это устройство,предназначенное для вывода на экран текстовой и графической информации. Егоможно смело назвать самой важной частью персонального компьютера. С экраноммонитора мы постоянно контактируем во время работы. От его размера и качествазависит, насколько будет комфортно нашим глазам. Монитор должен быть максимальнобезопасным для здоровья по уровню всевозможных излучений. Также он долженобеспечивать возможность комфортной работы, предоставляя в распоряжениепользователя качественное изображение. Допятидесятых годов компьютеры выводили информацию только на печатающиеустройства. В то время компьютеры часто оснащали осциллографами, которые,однако использовались не для вывода информации, а для проверки электронныхцепей вычислительной машины. Впервые в 1950 году в Кембриджском университете(Англия) электронно-лучевая трубка осциллографа была использована для выводаграфической информации на компьютере EDASC (Electronic Delay Storage Automatic Computer). Через полтора года английскийученый Кристофер Стретчи написал для компьютера «Марк 1» программу, игравшую вшашки и выводившую информацию на экран. Реальный прорыв в представленииграфической информации на экране монитора произошел в Америке в рамках военногопроекта на базе компьютера «Вихрь». Данный компьютер использовался для фиксацииинформации о вторжении самолетов в воздушное пространство США. Перваядемонстрация «Вихря» прошла 20 апреля 1951 года – радиолокатор посылалинформацию о положении самолета компьютеру, и тот передавал на экран положениесамолета-цели, которая изображалась в виде точки и буквы T (target). Это был первый крупный проект, в которомэлектронно-лучевая трубка использовалась для отображения графической информации.
1. Электронно-лучевые мониторы
Существующие сегодня мониторы отличаются устройством,размером диагонали экрана, частотой обновления картинки, стандартами защиты имногим другим. Первые электронно-лучевые мониторы были векторными. В мониторахэтого типа электронный пучок создает линии на экране, перемещаясьнепосредственно от одного набора координат к другому. Из-за этого нет необходимостиразбивать экран на пиксели. Позднее появились мониторы с растровымсканированием. В них электронный пучок сканирует экран слева направо и сверхувниз, пробегая каждый раз всю поверхность экрана. Следующим шагом в развитииэлектронно-лучевых мониторов стало цветное изображение, для получения которогонеобходимо было использовать не один, а три электронных пучка. Каждый из нихвысвечивал определенные точки на поверхности дисплея.
Именно эти мониторы получили наибольшее распространение.
Для электронно-лучевых (CRT) мониторов существуют свои характеристики, которыелибо улучшают работу с компьютером, либо ухудшают ее. Одной из основныххарактеристик такого монитора является частота обновления экрана. Дляэлектронно-лучевых мониторов достаточной частотой обновления экрана считается85Гц. Эта величина показывает сколько раз в секунду будет обновляться картинкана экране. Если эта скорость маленькая, то глаза начинают улавливать мерцаниеэкрана и из-за этого быстро устают. Самой лучшей частотой обновления экранасчитается 100Гц, если она больше, то человеческий глаз уже не воспринимаетразницы между 100Гц и 200Гц. Еще для работы с компьютером очень важноразрешение экрана. Ведь если разрешение слишком мало, то значки на экране оченьбольшие и не умещаются на дисплее, а если слишком большое разрешение, то иконкии знаки слишком маленькие. Из-за этого глаза быстро устают. Ниже приводится таблицарекомендуемых и максимальных разрешений.
/>
*Разрешение показывает, сколько точек располагается повертикали и сколько по горизонтали. Здесь по горизонтали располагается 800точек, а по вертикали – 600.
Так же существует еще один параметр монитора – это «шагмаски» или «зерно». Дело в том, что в цветных мониторах и телевизорах экранизнутри покрыт мельчайшими частицами люминофора трех цветов – красного,зеленого и синего свечения. Три расположенных рядом частицы образуют триаду.Если рассмотреть в лупу экран, светящийся белым светом, мы увидим, что на самомделе светятся частицы трех цветов, которые сливаются в белый. Все остальныецвета получаются за счет триады и интенсивности их свечения, например еслисветится только красный и зеленый элемент триады, то мы видим желтый цвет. Дляуправления свечением отдельных элементов триады используются три электронныхлуча, обегающие все триады с частотой развертки. Что бы каждый луч попадалточно на свой элемент триады, над люминофорным покрытием экрана помещаетсяспециальная сетка, попадая на которую луч отклоняется точно на свой элементтриады.
В результате мы видим, что экран цветного монитора, вотличие от монохромного, где покрытие люминофором сплошное и однородное, имеетзернистую структуру. Размер этих «зерен» отвечает за то, насколько четким будетизображение – чем меньше «зерно», тем изображение четче и наоборот. Первыецветные мониторы имели размер «зерна» — 0, 42мм. С появлением графическихрежимов высокого разрешения использовать такие мониторы стало невозможно:мелкие детали, например, тонкие вертикальные полосы, стали рябить ипереливаться всеми цветами радуги. Позже появились трубки с «зерном» 0,31мм, азатем и 0,28мм. Сегодня самое распространенное значение – 0,27мм, но в болеедорогих моделях применяют трубки с еще меньшей зернистостью – 0,2-0,24мм.
Очень важным параметром монитора является безопасность. Еслибы не применялись специальные меры безопасности, то монитор награждал бы нас различными вредными для здоровья излучениями. Электронно-лучевая трубкамонитора создает, например, рентгеновское излучение. Но в современных мониторахоно незначительно, так как надежно экранируется. А ведь совсем недавно впродаже было очень много защитных экранов, что для старых мониторов вовсе нероскошь, а средство защиты. Как и любой электроприбор, монитор создает такжеэлектромагнитное излучение. Кроме того, он создает также электростатическоеполе, которое способствует оседанию пыли на лице, шее, руках. Это можетвызывать у человека аллергические реакции. К счастью, сейчас защита от этихвредных воздействий стала более совершенной, так как был принят ряд стандартов.Если на мониторе есть надпись или наклейка ТСО 95, ТСО 99, ТСО 03, то с нимможно работать, не опасаясь за своё здоровье (в разумных пределах). Насегодняшний день стандарты 1995-99годов уже устарели, и наиболее безопаснымявляется стандарт ТСО 03(2003год).
Впервые уровень электромагнитного излучения был ограничен пределами,безопасными для человека, в стандарте MPR II. В следующихстандартах они были ужесточены. Начиная со стандарта ТСО 95 к мониторупредъявляются экологические и эргономические требования. Начиная со стандартаТСО 99, также накладываются жесткие требования к качеству изображения попараметрам яркости, контрастности, мерцанию и свойствам антибликового покрытияэкрана. Монитор должен иметь возможность регулировки параметров изображения.Кроме того, монитор также обязан соответствовать европейским стандартампожарной и электрической безопасности. Еще одна характеристика ЭЛТ-мониторов –это несведение лучей. Этот термин означает отклонение электронных лучейкрасного и синего цвета от центрирующего зеленого. Такое отклонениепрепятствует получению чистых цветов и четкого изображения. Различаютстатическое и динамическое несведение. Статическое несведение это несведениетрех цветов по всей поверхности экрана, которое обычно возникает из-за ошибкипри сборке электронно-лучевой трубки. Динамическое несведение это несведениетрех цветов по краям и четком изображении в центре. Также в мониторе важно экранное покрытие и форма экрана (сферическая или плоская,которая меньше искажает изображение). Экраны электронно-лучевых мониторов могутиметь различные покрытия, улучшающие качество изображения и потребительскиесвойства монитора. Электронно-лучевые мониторы сегодня – довольно совершенные инедорогие устройства. У них отличная яркость и контрастность изображения,низкая цена, а, следовательно, и доступность. Но есть у них и минусы. Этодовольно большие вес и габариты, значительное энергопотребление и вредноеизлучение.
2. Жидко-кристалическиемониторы
Еще один тип мониторов – жидко-кристалические (LCD). Первыежидкокристаллические материалы были открыты более 100 лет назад австрийским ученым Ф.Ренитцером. Со временем было обнаружено большое число материалов, которые можноиспользовать в качестве жидкокристаллических модуляторов, однако практическоеиспользование технологии началось сравнительно недавно.
Технология LCD-дисплеев основана на уникальныхсвойствах жидких кристаллов, которые одновременно обладают определеннымисвойствами как жидкости (например, текучестью), так и твердых кристаллов (вчастности анизотропией (отгреч. anisos — неравный и tropos — направление — зависимость свойств среды отнаправления. Анизотропия характерна, напр., для механических, оптических,магнитных, электрических и др. свойств кристаллов.).В LCD-панелях используют так называемые нематические кристаллы, молекулыкоторых имеют форму продолговатых пластин, объединенных в скрученные спирали.LCD-элемент, помимо кристаллов, включает в себя прозрачные электроды и поляризаторы.При приложении напряжения к электродам спирали распрямляются. Используя навходе и выходе поляризаторы, можно использовать такой эффект раскручиванияспирали, как электрически управляемый вентиль, который то пропускает, то непропускает свет. Экран LCD-дисплея состоит из матрицыLCD-элементов. Для того чтобы получить изображение, нужно адресовать отдельныеLCD-элементы. Различают два основных метода адресации и соответственно два видаматриц: пассивную и активную. В пассивной матрице точка изображенияактивируется подачей напряжения на проводники-электроды строки и столбца. Приэтом электрическое поле возникает не только в точке пересечения адресных
Активная матрица LCD
проводников,но и на всем пути распространения тока, что препятствует достижению высокогоконтраста. В активной матрице каждой точкой изображения управляет свойэлектронный переключатель, что обеспечивает высокий уровень контрастности.Обычно активные матрицы реализованы на основе тонкопленочных полевыхтранзисторов (Thin Film Transistor, TFT). TFT-экраны, иначе называемые экранамис активной матрицей, обладают самым высоким среди плоскопанельных устройствразрешением, широко используются в ноутбуках, автомобильных навигационныхустройствах и разнообразных цифровых приставках.LCD-дисплей не излучает, а работает какоптический затвор. Поэтому для воспроизведения изображения ему требуетсяисточник света, который располагается позади LCD-панели. Время жизнивнутреннего источника света TFT LCD-монитора зависит от его типа. Как правило,источники света для 15-дюймовых мониторов теряют около 50% первоначальнойяркости за 20 000 часов.
3. Газоразрядные или плазменныепанели (PDP).
Принцип действия плазменной панели основан на свеченииспециальных люминофоров (фосфоресцирующие вещества) при воздействии на нихультрафиолетового излучения. В свою очередь это излучение возникает приэлектрическом разряде в среде сильно разреженного газа. При таком разряде междуэлектродами с управляющим напряжением образуется проводящий «шнур», состоящийиз ионизированных молекул газа (плазмы)(аналогичный принцип работы реализован влампах дневного света — газ в колбе(стеклянной трубе)начинает светиться припропускании напряжения через него) . Поэтому-то газоразрядные панели,работающие на этом принципе, и получили название «газоразрядных» или«плазменных» панелей. Подавая управляющие сигналы на вертикальные игоризонтальные
Плазменная панель
проводники,нанесенные на внутренние поверхности стекол панели, схема управления панелиосуществляет соответственно «строчную» и «кадровую» развертку растрателевизионного изображения. При этом яркость каждого элемента изображенияопределяется временем свечения соответствующей «ячейки» плазменной панели:самые яркие элементы «горят» постоянно, а в наиболее темных местах они вовсе не«поджигаются». Светлые участки изображения на PDP (Plasma Display Panel)светятся ровным светом, и поэтому изображение абсолютно не мерцает, чем выгодноотличается от «картинки» на экране традиционных кинескопов.Плазменная панель
Плазменные панелисоздаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностямиинертным газом. Все пространство разделяется на множество пикселей (элементовизображения), каждый из которых состоит из трех подпикселей, соответствующиходному из трех цветов (красный, зеленый и синий) (см. рис.) Комбинируя этитри цвета можно воспроизвести любой другой цвет. В каждом подпикселерасположены маленькие прозрачные электроды, на которые подается высокочастотноенапряжение. Под действием этого напряжения возникает электрический разряд. Привзаимодействии плазмы газового разряда с частицами фосфора в каждом подпикселевозникает излучение соответствующего цвета (красного, зеленого или синего).Работа каждого подпикселя полностью контролируется электроникой, что позволяеткаждому пикселю воспроизводить до 16 млн. различных цветов.В настоящее время для создания плоских дисплеев (Flat PanelDisplay, FPD) используются различные технологии и решения, хотя на рынке до сихпор доминируют жидкокристаллические экраны. Как известно, технологии, которыеприменяются при создании современных дисплеев, условно могут быть разделены надве группы. К первой относятся устройства, основанные на излучении света,например традиционные, выполненные на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ), иплазменные дисплеи PDP (Plasma Display Panel). Во вторую группу входятустройства трансляционного типа, в том числе и ЖК-мониторы. Устройства обеихгрупп имеют вполне определенные достоинства и недостатки. Если же говорить обудущем, то перспективные решения в области создания современных дисплеевдействительно часто совмещают в себе особенности обеих технологий.
Так, сегодня большоевнимание уделяется созданию дисплеев на базе автоэлектронной эмиссии (FieldEmisson Display, FED). В отличие от ЖК-экранов, которые работают с отраженнымсветом, FED-панели сами генерируют свет, что роднит их с экранами на базе ЭЛТ иплазменными дисплеями. Однако если у ЭЛТ всего три электронные пушки, то вFED-устройствах для каждого пиксела предназначен свой электрод, благодаря чемутолщина панели не превышает нескольких миллиметров. При этом каждый пикселуправляется напрямую, как и в ЖК-дисплеях с активной матрицей. Свою родословнуюFED-устройства ведут из разработок середины 1990-х годов, когда инженеры пыталисьсоздать по-настоящему плоский кинескоп.
Списокиспользованной литературы:
1. Глушаков С. В.,Сурядный Ф.С. Персональный компьютер. – М.; Издательство АСТ; Харьков: Фолио,2002.
2. Леонтьев В.П.Компьютер просто и наглядно. – М.; Олма-Пресс, 2005.
3. Сеннов А.С. Курспрактической работы на ПК. – СПБ.; БХВ – Петербург, 2003.
4. Симонович С.В.,Евсеев Т.А., Мураховский В.И. Вы купили компьютер. – М.; АСТпресс, 2001
5. Новейшаяэнциклопедия персонального компьютера 2003. – М.; Олма – пресс, 2003.
6. Энциклопедия длядетей Аванта+. Информатика, т. 22. – М.; Аванта+, 2003.
7. IBM PC: устройство, ремонт, модернизация. – М.; Компьютер-прес,1995.