Полная версия

Главная arrow Информатика arrow Архитектура ЭВМ и систем

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

Глава 14. Мониторы

14.1. Мониторы на электронно-лучевых трубках

Принципы формирования монохромного изображения

Мониторы этого класса, называемые обычно ЭЛТ-мониторами, находят в настоящее время широкое применение. На рис. 14.1,а изображена электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) монохромного монитора, содержащая:

  • нить накала, выполняющую функцию подогревателя;
  • катод, испускающий электроны при его нагреве до температуры порядка 1100 К;
  • модулятор, регулирующий интенсивность потока электронов и связанную с ней яркость изображения;
  • фокусирующую систему, уменьшающую диаметр потока электронов (светового пятна);
  • отклоняющую систему, позволяющую направить поток электронов в горизонтальном и вертикальном направлениях;
  • анод, создающий ускоряющее поле для потока электронов. Анод представляет собой тонкое графитовое покрытие на внутренней стороне боковых стенок колбы;
  • экран, предназначенный для регистрации изображения.

Нить накала, катод, модулятор и фокусирующая система образуют электронную пушку, называемую также прожектором. Созданный с помощью пушки поток электронов под действием ускоряющего поля устремляется к экрану. Экран изнутри покрыт тонким слоем люминофора. По достижении экрана поток электронов передает энергию люминофору, вызывая его свечение. Высвечиваемое пятно является минимальным элементом изображения и называется пикселом.

При выводе изображения на экран ЭЛТ используется растровый способ. Его суть состоит в следующем:

  • с помощью отклоняющей системы создается растр в виде светящихся строк, оставляемых электронным лучом при его движении по зигзагообразной траектории от левого верхнего угла экрана до правого нижнего (рис. 14.1,6). Для перемещения электронного луча в горизонтальном направлении на отклоняющую систему подаются сигналы строчной развертки, а в вертикальном направлении – сигналы кадровой развертки. По достижении конца каждой строки с помощью сигнала обратного хода по горизонтали осуществляется перевод луча в начало следующей строки. Для перевода луча на исходную позицию растра используется сигнал обратного хода по вертикали, который подается в конце последней строки растра. Обратный ход лучей по горизонтали и вертикали показан на рис. 14.1,б пунктиром. Во время обратного хода луч гасится путем подачи на модулятор запирающего напряжения;
  • формируется выводимое изображение, для чего на модулятор подается видеосигнал. В этом случае при движении луча по строкам изменяется яркость засветки, в результате чего на экране создается видимое изображение.

Конструкция электронно-лучевой трубки (а) и растровый способ вывода изображения (б)

Рис. 14.1. Конструкция электронно-лучевой трубки (а) и растровый способ вывода изображения (б)

Для оценки качества воспроизведения изображения на экране ЭЛТ используют два параметра люминофора:

  • минимальный размер светового пятна (пиксела) на экране, который определяется зернистостью люминофора. Его значения лежат в пределах 0,25...0,3 мм и определяют разрешающую способность ЭЛТ. Разрешение зависит от площади экрана и оценивается количеством пикселов, которые способна воспроизвести ЭЛТ по горизонтали и вертикали экрана (рис. 14.1,5), например 1024x768 пикселов для ЭЛТ 17 дюймов;
  • минимальное время послесвечения пиксела, которое в идеальном случае должно быть равно периоду смены кадров изображения, т.е. высвеченный пиксел должен продолжать светиться до тех пор, пока электронный луч вернется для активизации данного пиксела в следующем кадре. При невыполнении этого требования появляется мерцание изображения. Для получения устойчивого немерцающего изображения необходимо 50...100 раз в секунду восстанавливать (обновлять) электронным лучом видимые точки. Процесс восстановления изображения называется регенерацией.

Таким образом, для качественного вывода изображения на экран ЭЛТ частота кадровой (вертикальной) развертки должна лежать в пределах FK = 50...100 Гц. Очевидно также, что качество изображения зависит от разрешающей способности ЭЛТ и повышается с увеличением числа точек в строке и числа строк в кадре (рис. 14.1(5). При разрешающей способности 1024x768 пикселов за один период кадровой развертки луч прорисовывает 768 строк и 200 невидимых строк прочерчивается лучом во время обратного хода по вертикали. Если частота кадров составляет 72 Гц, то частота строчной (горизонтальной) развертки должна быть равна

Fc = 72 × (768 + 200) Гц = 70 кГц.

Так как в строке располагается 1024 точки, их вывод происходит с частотой FBUB = 1,2x70x1024 кГц = 86 МГц, коэффициент 1,2 учитывает обратный ход луча по горизонтали. Частота вывода точек определяет полосу пропускания видеотракта. Реализация широкой полосы связана с рядом технических трудностей. Поэтому наряду с рассмотренной выше прогрессивной разверткой для уменьшения ширины полосы пропускания видеотракта используется чересстрочная развертка, при которой полный растр формируется в два приема. Сначала электронным лучом прорисовываются нечетные (1, 3, 5-я и т.д.) строки растра, т.е. формируется нечетный полукадр. Затем луч быстро переводится на начало 2-й строки и прорисовывает все четные (2,4, 6-я и т.д.) строки, формируя четный полукадр. При наложении обоих полукадров друг на друга получится полный растр изображения.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>