Monitory CRT i LCD Sebastian Szymański Kl.3c

Spis treści Monitory CRT i LCD Co to jest monitor? Rodzaje monitorów Monitor CRT Monitor LCD Budowa i działanie monitorów CRT i LCD Budowa i działanie monitora CRT Slajd 9 Budowa kineskopu monitora CRT Budowa i działanie monitora LCD Slajd 12 Slajd 13 Rodzaje mask w monitorach CRT Slajd 15 Rodzaje Matryc ciekłokrystalicznych Komunikacja z monitorem LCD(D-sub, DVI) DVI Rodzaje Złącz DVI Złącze HDMI Rozdzielczość Wielkość piksela Jasność i kontrast obrazu Kontrast Czas reakcji Częstotliwość odświeżania Częstotliwość odświeżania w monitorach CRT Porównanie monitorów CRT z panelami LCD Certyfikaty i oznaczenia monitorów Slajd 30 Slajd 31 Slajd 32 Slajd 33 Spis treści

Monitor to ogólna nazwa jednego z urządzenia we-wy do bezpośredniej komunikacji operatora z komputerem. Zadaniem monitora jest natychmiastowa wizualizacja wyników pracy komputera. Obraz wygenerowany przez kartę graficzną trafia za pomocą odpowiedniego wyjścia i okablowania do monitora komputerowego, który zamienia sygnał elektryczny (cyfrowy lub analogowy) na obraz widoczny na ekranie. Co to jest monitor?

Rodzaje monitorów Monitor CRT Monitor LCD W zależności od sposobu generowania obrazu możemy wyróżnić 2 typy monitorów: Monitor CRT (ang. Cathode Ray Tube – z lampą kineskopową) Monitor LCD (ang. Liquid Crystal Display – wyświetlacz ciekłokrystaliczny) Monitor CRT Monitor LCD

Monitor CRT Spore rozmiary, duża waga, emisja elektromagnetyczna i duży pobór prądu to cechy monitorów CRT z lampa kineskopowa. Nie jest jednak tak, że sprzęt tego typu ma same wady. Główna zaletą jest wieloczęstotliwość (ang. multi- frequency) umożliwiająca pracę w różnych rozdzielczościach ekranu

Wyświetlacze ciekłokrystaliczne LCD (ang Wyświetlacze ciekłokrystaliczne LCD (ang. Liquid Crystal Display), które charakteryzują się całkowicie płaskim ekranem, małym poborem energii, niewielkim ciężarem i grubością. Ograniczenia monitorów LCD dotyczą rozdzielczości. Typowy 17-calowy panel ciekłokrystaliczny wyświetla obraz z maksymalna rozdzielczością 1200x1024, podczas gdy monitor CRT o podobnej przekątnej bez problemu wyświetli tryb 1600x1200. Monitor LCD

Budowa i działanie monitorów CRT i LCD

Budowa i działanie monitora CRT CRT (ang. Cathode-Ray Tube) czy też monitory CRT - to przyjęte w języku polskim potoczne oznaczenie dla modeli monitorów komputerowych, których ekran oparty jest na kineskopie od którego pochodzi nazwa CRT. Właściwe określenie to monitory kineskopowe. W monitorach tego rodzaju do wyświetlania obrazu używa się wiązki elektronów wystrzeliwanej z działa elektronowego (najczęściej katoda), która odchylana magnetycznie (przy pomocy płytek odchylania poziomego i pionowego) pada na luminofor, powodując jego wzbudzenie do świecenia. Określenie CRT zaistniało w języku polskim po wprowadzeniu na rynek alternatywnych sposobów wyświetlana obrazu w monitorach komputerowych oraz odbiornikach telewizyjnych. Budowa i działanie monitora CRT

Działo katodowe w kineskopie wyrzuca elektrony, które, odchylone w polu elektromagnetycznym, bombardują fosforyzujące plamki zawierające triady barw. Tor lotu elektronów jest zaburzany przez cewki elektromagnetyczne, które odchylają go pod odpowiednim kątem w lewo, w prawo, w górę lub w dół, tak aby strumień elektronów uderzał w odpowiednie miejsce na ekranie. Cewki odchylające, zbudowane z pasm materiału elektromagnetycznego ułożonych w odpowiedni wzór, pod wpływem sygnału elektrycznego o odpowiednim przebiegu czasowym kierują początkowo strumień elektronów od lewego górnego rogu ekranu poziomo do prawego końca pierwszego wiersza. Potem następuje wygaszanie strumienia i wiązka (w danej chwili nieobecna) wraca do lewego końca, ale o jeden rząd plamek niżej, skąd znów jest przenoszona do prawego końca. W ten sposób omiatany jest cały ekran z lewej na prawą stronę i z góry na dół. Kiedy wiązka znajdzie się w prawym dolnym rogu, znów następuje wygaszanie i powrót do punktu wyjścia. Operacja jest powtarzana tyle razy w ciągu sekundy, aby oko ludzkie widziało stabilny obraz

Budowa kineskopu monitora CRT

Budowa i działanie monitora LCD Każdy element (piksel) takiego obrazu to warstewka ciekłego kryształu, umieszczona pomiędzy dwoma filtrami polaryzacyjnymi o prostopadłych płaszczyznach polaryzacji. Cechą charakterystyczną stosowanych obecnie ciekłych kryształów nematcznych (twisted nematic) jest skręcanie płaszczyzny polaryzacji przepuszczanego światła; przy odpowiedniej - łatwej do ustalenia dla każdego rodzaju substancji ciekłokrystalicznej - grubości warstwy uzyskujemy skręcenie płaszczyzny polaryzacji o 90 stopni. Taki układ jest optycznie przezroczysty. Jeżeli jednak ciekły kryształ znajdzie się w polu elektrycznym, kąt skręcenia płaszczyzny polaryzacji przepływającego światła maleje wraz ze wzrostem natężenia pola elektrycznego - element staje się coraz mniej przezroczysty. Dalsza konstrukcja ekranu jest już "prosta" - odpowiednie źródło światła, podświetlające całą powierzchnię ekranu od spodu oraz filtry barwne, umożliwiające nadanie poszczególnym elementom barw podstawowych RGB. Ten uproszczony model pojedynczego piksela jest niezależny od technologii, w jakiej wykonano ekran - zarówno w przypadku DSTN (Dual Scan Twisted Nemetic), jak i w technologii TFT (Thin Film Transistor) zasada działania jest identyczna zmienia się tylko sposób sterowania przykładanym polem elektrycznym.

Światło pochodzące z umieszczonego w tle źródła przechodzi przez dwa filtry polaryzacyjne, filtr koloru (niebieski, czerwony lub zielony) oraz warstwę ciekłego kryształu, po czym dociera do oka użytkownika. Powiększony dolny fragment ekranu przedstawia położenie i skalę rozmiarów tranzystorów sterujących pracą komórek wyświetlacza.

Podstawowa konstrukcja panelu LCD

Rodzaje mask w monitorach CRT Maska perforowana- Opracowana przez IBM dla pierwszych monitorów CRT. Ma stosunkowo duża powierzchnię, co przekłada się na słabą jasność i wyrazistość obrazu Maska szczelinowa- Maska zbudowana z cienkich pionowych drutów, dzięki czemu jej powierzchnia jest niewielka. Daje bardzo dobrą ostrość j jasność obrazu. Minusem jest fakt zastosowania poziomych drutów stabilizujących i usztywniających, które mogą być widoczne na ekranie podczas wyświetlania jasnego tła. Zastosowana przez firmę Sony w kineskopach Trinitron i firmę Mitsubishi w kineskopach Diamondtron. Maska szczelinowo-perforowana. Opracowana przez firmę NEC dla kineskopów Cromaclear. Parametry obrazu są minimalnie gorsze nic w przypadku maski szczelinowej, jednak koszty produkcji są dużo niższe i nie widać drutów poprzecznych. Rodzaje mask w monitorach CRT

Rodzaje Matryc ciekłokrystalicznych TN(ang. Twisted Nematic). Stosowane w tańszych monitorach LCd o przekątnych 15-17 cali. Doskonale nadają się do domowych multimediów z racji krótkiego czasu reakcji(poniżej 8ms). Znaczną wadą są małe kąty widzenia w granicach 120-140 stopni w obydwu kierunkach i słabe odwzorowanie kolorów. MVA(ang. Multidomain Vertical Alignment – wielodomenowe wyrównywanie pionowe). Matryce MVA bardzo dobrze odwzorowują barwy dzięki niezależnym ułożeniom kątów kryształów. Nie są najtańsze, jednak charakteryzują się szerokimi kątami widzenia (ponad 170 stopni) i niezłymi czasami reakcji , co powoduje że są obecnie często montowane w monitorach LCD PVA(ang. Patterned Vertical Alignment- wzorzyste wyrównanie pionowe). Technologia opracowana przez firmę Samsung, podobna do MVA. Matryce PVA charakteryzują się niezłymi kątami widzenia, szybkim czasem reakcji, dobrym kontrastem IPS/S-IPS(ang. In-Plane Switching/Super-In-Plane Switching- przełączenie wewnątrzpłytowe). Matryce o przekątnej powyżej 17 cali, o bardzo dobrym odwzorowaniu i rozłożeniu kolorów oraz niezłych kątach widzenia. Molekuły ułożone są w zygzaki (wcześniej wiersze-kolumny), co jeszcze bardziej ogranicza przesunięcia kolorów. S-IPS łączą zalety matryc TN i MVA, często są stosowane w monitorach do profesjonalnych zastosowań graficznych Rodzaje Matryc ciekłokrystalicznych

Komunikacja z monitorem LCD (D-sub, DVI) D-sub (pełna nazwa: D- subminiature) to określenie rodziny wtyków i gniazd wykorzystywanych w urządzeniach i zakończeniach przewodów dla potrzeb połączeń w transmisji sygnałów pomiędzy urządzeniami elektronicznymi. Standardowe złącza D-sub mają 9, 15, 25, 37, 50 lub 60 pinów. Standard D-sub jest określeniem sposobu fizycznej budowy, nie przeznaczeń komunikacyjnych. Komunikacja z monitorem LCD (D-sub, DVI)

DVI(ang. Digital Video Interfejs – cyfrowy interfejs wideo) DVI(ang. Digital Video Interfejs – cyfrowy interfejs wideo). Cyfrowy standard przesyłania sygnału wideo, w niektórych odmianach również analogowego. Sygnał cyfrowy umożliwia uzyskanie większej ostrości obrazu i intensywności kolorów. Standard przewiduje okablowanie nie dłuższe niż 5m. DVI

DVI-I – umożliwia przysyłanie sygnału cyfrowego i analogowego, DVI-D – umożliwia przesyłanie wyłącznie sygnału cyfrowego, DVI-A – umożliwia przesyłanie wyłącznie sygnału analogowego. Rodzaje Złącz DVI

HDMI (ang. High Definition Multimedia Interface – multimedialny interfejs wysokiej rozdzielczości). Cyfrowy standard przesyłania sygnału audio/wideo umożliwiający transmisję obrazu wysokiej rozdzielczości (HD) i dźwięku wielokanałowego. Standard przeznaczony jest dla urządzeń typu odtwarzacze DVD, Blu-ray, telewizory LCD i plazmowe, konsole do gier. W przypadku sprzętu komputerowego HDMI coraz częściej zastępuje cyfrowe złącze DVI. Złącze HDMI

Rozdzielczość ekranu – jeden z parametrów trybu wyświetlania, parametr określający liczbę pikseli obrazu wyświetlanych na ekranie w bieżącym trybie pracy monitora komputerowego, telewizora a także każdego innego wyświetlacza, którego obraz budowany jest z pikseli. Rozdzielczość wyraża się w postaci liczby pikseli w poziomie i w pionie. Rozdzielczość

Wielkość piksela jest parametrem odnoszącym się raczej do monitorów CRT. Oblicza się go, mierząc odległości w milimetrach pomiędzy triadami (3 subpiksele składające się na piksel). Najczęściej są to wartości rzędu 0,2; 0,24; 0,25 mm. Im mniejszy piksel, tym elementy są gęściej rozmieszczone, co przekłada się na lepszą ostrość obrazu Wielkość piksela

Jasność i kontrast obrazu Jasność to parametr mający szczególne znaczenie podczas określania możliwości wyświetlacza LCD. Wyrażona w jednostce cd/m2 (liczba kandeli na metr kwadratowy), określa, jaką maksymalną jasność obrazu można otrzymać na danym ekranie np.(650 cd/m2). Im większa jasność ekranu , tym większa różnorodność kolorów i tym lepsza zdolność do prezentowania szczegółów obrazu. Jasność i kontrast obrazu

Kontrast określa się go na podstawie stosunku najjaśniejszego odcienia bieli do najmocniejszej czerni np.(10 000:1). Teoretycznie im większy współczynnik kontrastu, tym lepsze możliwości wyświetlacza w prezentowaniu poszczególnych barw (biel jest bielsza, czerń czarniejsza). Kontrast

Parametrami istotnymi podczas wyboru monitora LCD jest czas reakcji wyrażony w milisekundach (ms), określający jak szybko pojedynczy piksel reaguje na zmiany obrazu. Zbyt długi czas reakcji powoduje pojawianie się na ekranie smug i rozmyć podczas prezentowania dynamicznych scen w grach lub filmach. Czas reakcji

Częstotliwość odświeżania Częstotliwość odświeżania – ilość obrazów wyświetlanych na ekranie monitora w ciągu sekundy. Wyrażana jest w hercach (Hz). Z definicji wynika, że np. monitor pracujący z częstotliwością odświeżania równą 75 Hz odnawia obraz na ekranie 75 razy w ciągu sekundy. Wartość 75 Hz jest minimalną częstotliwością, przy której migotanie obrazu jest dla ludzkiego oka niedostrzegalne (według niektórych źródeł – 85 Hz). Zbyt niskie odświeżanie może uszkodzić wzrok. Migotanie nie występuje w przypadku ekranów ciekłokrystalicznych. Częstotliwość odświeżania

Częstotliwość odświeżania w monitorach CRT W monitorach kineskopowych (CRT) wyróżnia się poziomą i pionową częstotliwość odświeżania. Częstotliwość odświeżania pionowego informuje, ile razy odświeżany jest cały ekran. Częstotliwość odświeżania poziomego określa, ile razy w ciągu sekundy wiązka wędruje wzdłuż linii poziomej i wraca na jej początek. Częstotliwość ta jest wyrażana w kilohercach (kHz). Wiązka w monitorze pracującym z częstotliwością odświeżania poziomego równą 120 kHz przebiega wzdłuż ekranu 120 000 razy w ciągu sekundy. Liczba linii poziomych zależy od aktualnej rozdzielczości - 1600x1200 oznacza 1200 linii w poziomie. Częstotliwość odświeżania poziomego to liczba linii pomnożona przez częstotliwość pionową Częstotliwość odświeżania w monitorach CRT

Porównanie monitorów CRT z panelami LCD

Certyfikaty i oznaczenia monitorów Znak „B” nadawany przez Polskie Centrum Badań i Certyfikacji potwierdza, że monitor spełnia wymagania bezpieczeństwa według norm polskich, dotyczące przede wszystkim ochrony zdrowotnej i przeciw wypadkowej. Certyfikaty i oznaczenia monitorów

Produkty posiadające znak „CE” spełniają wymagania bezpieczeństwa i ochrony zdrowia obowiązujące w krajach Unii Europejskiej

TÜV Rheinland potwierdza, że monitor spełnia normę MPRII szwedzkiej organizacji SWEDAC oraz normę ISO9241/3. Określa przede wszystkim dopuszczalne wartości dla emisji elektromagnetycznej

Znak „GS” nadawany przez TÜV Rheinland określa wymagania bezpieczeństwa i ochrony zdrowia pracownika według norm niemieckich oraz zasad ergonomicznego projektowania urządzeń.

Znaki normy „TCO” (Tjänstemannens Central Organization- Szwedzka Konfederacja Pracowników Umysłowych) określają następujące cechy monitorów: niskie promieniowanie elektromagnetyczne, zmniejszony pobór mocy, zmniejszoną emisję ciepła do otoczenia, spełnienie wymogów ekologicznych, spełnienie kryteriów w dziedzinie jakości obrazu i odwzorowania kolorów.

Koniec