• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

CRT-монітор

Сьогодні найпоширеніший тип моніторів - це CRT (Cathode Ray Tube (катодно-променева трубка)) монітори. Іноді CRT розшифровується і як Cathode Ray Terminal, що відповідає вже не самій трубці, а пристрою, на ній заснованому.

Конструкція CRT-моніторів:

Найважливішим елементом монітора є кінескоп, називаний також електронно-променевою трубкою (основні конструкційні вузли кінескопа показані на Рис. 7.4). Кінескоп складається з герметичної скляної трубки, усередині якої перебуває вакуум. Один з кінців трубки вузький і довгий - це горловина, а інший - широкий і досить плаский - це екран. Із фронтальної сторони внутрішня частина скла трубки покрита люмінофором (luminophor). Як люмінофори для кольорових CRT використовуються состави на основі рідкоземельних металів - іттрія, ербію й т.п.

Для створення зображення в CRT-моніторі використовується електронна гармата, звідки під дією сильного електростатичного поля виходить потік електронів. Крізь металеву маску або ґрати вони потрапляють на внутрішню поверхню скляного екрана монітора, що покрита різнобарвними люмінофорними крапками.

Рисунок 7.4- Конструкція CRT-моніторів

Потік електронів (промінь) може відхилятися у вертикальній і горизонтальній площині, що забезпечує послідовне влучення його на все поле екрана. Відхилення променя відбувається за допомогою відхиляючої системи. Відхиляючі системи підрозділяються на сідлоподібно-тороідальні та сідлоподібні. Останні більш поширені, оскільки створюють знижений рівень випромінювання. Відхиляюча системи складається з декількох котушок індуктивності, розміщених у горловини кінескопа. За допомогою змінного магнітного поля дві котушки створюють відхилення пучка електронів у горизонтальній площині, а інші дві - у вертикальній.

Зміна магнітного поля виникає під дією змінного струму, що протікає через котушки й змінюється за пилкоподібним законом у часі, при цьому котушки надають променю потрібний напрямок. Шлях електронного променя на екрані схематично показаний на Рис. 7.5. Суцільні лінії - це активний хід промінню, пунктир - зворотний.

Рисунок 7.5- Розгорнення промінню на екрані CRT

Частота переходу на нову лінію називається частотою горизонтального (або рядкового) розгорнення. Частота переходу з нижнього правого кута в лівий верхній називається частотою вертикального (або кадрового) розгорнення. Після відхиляючої системи потік електронів на шляху до фронтальної частини трубки проходить через модулятор інтенсивності та прискорювальну систему, що працюють за принципом різності потенціалів. У результаті електрони здобувають більшу енергію, частину з якої витрачається на світіння люмінофора. Електрони потрапляють на люмінофорний шар, після чого енергія електронів перетвориться у світло, тобто потік електронів змушує крапки люмінофора світитися. Ці світлові крапки люмінофора формують зображення, що ви бачите на вашому моніторі. Як правило, у кольоровому CRT моніторі використовується три електронні гармати, на відміну від однієї гармати, застосовуваної в монохромних моніторах, які зараз практично не виробляються. Відомо, що око людини реагує на основні кольори: червоний (Red), зелений (Green) і синій (Blue) та на їхній комбінації, які створюють нескінченне число кольорів. Люмінофорний шар, що покриває фронтальну частину електронно-променевої трубки, складається із трьох типів різнобарвних часток, чиї кольори відповідають основним кольорам RGB (звідси й назва групи з люмінофорних елементів - тріади). Люмінофор починає світитися, як було сказано вище, під впливом прискорених електронів, які створюються трьома електронними гарматами. Кожна із трьох гармат відповідає одному з основних кольорів і посилає пучок електронів на різні люмінофорні частки, чиє світіння основними кольорами з різною інтенсивністю комбінується та у результаті формується зображення з необхідним кольором. Наприклад, якщо активувати червоні, зелені й синю люмінофорні частки, те їхня комбінація сформує білий колір.

Для управління CRT необхідна управляюча електроніка, якість якої багато в чому визначає і якість монітора. До речі, саме поняття як управляюча електроніка, створювана різними виробниками, є одним із критеріїв, що визначають різницю між моніторами з однаковою CRT. Отже, кожна гармата випромінює електронний промінь (або потік, або пучок), що впливає на люмінофорні елементи різного кольору (зеленого, червоного або синього). Зрозуміло, що електронний промінь, призначений для червоних люмінофорних елементів, не повинен впливати на люмінофор зеленого або синього кольорів. Щоб домогтися такої дії використовується спеціальна маска, чия структура залежить від типу кінескопів від різних виробників, що забезпечує дискретність (растровість) зображення. CRT можна розбити на два класи – трьохпроменеві з дельтаобразним розташуванням електронних гармат і із планарним розташуванням електронних гармат. У цих трубках застосовуються щілинні й тіньові маски, хоча вірніше сказати, що вони всі тіньові. При цьому трубки із планарним розташуванням електронних гармат ще називають кінескопами із самосвідомістю променів, тому що вплив магнітного поля Землі на три планарно розташованих променя практично однаковий і при зміні положення трубки відносно поля Землі не потрібно робити додаткові регулювання.

Тіньова маска

Тіньова маска (shadow mask) - це найпоширеніший тип масок, вона застосовується із часу винаходу перших кольорових кінескопів. Поверхня в кінескопів з тіньовою маскою звичайно сферичної форми (опукла). Це зроблено для того, щоб електронний промінь у центрі екрана й по краях мав однакову товщину. Тіньова маска складається з металевої пластини із круглими отворами, які займають приблизно 25% площі (Рис. 7.6).

Рисунок 7.6- Тіньова маска CRT

Перебуває маска перед скляною трубкою з люмінофорним шаром. Як правило, більшість сучасних тіньових масок виготовляють із інвару. Інвар (InVar) - магнітний сплав заліза [64%] з нікелем [36%]. Цей матеріал має гранично низький коефіцієнт теплового розширення, тому, незважаючи на те, що електронні промені нагрівають маску, вона не створює негативного впливу на чистоту кольору зображення. Отвору в металевій сітці працюють як приціл (хоча й не точний), саме цим забезпечується те, що електронний промінь потрапляє тільки на необхідні люмінофорні елементи й тільки в певних областях. Тіньова маска створює ґрати з однорідними крапками (ще називаними тріади), де кожна така крапка складається із трьох люмінофорних елементів основних кольорів - зеленного, червоного й синього - які світяться з різною інтенсивністю під впливом променів з електронних гармат. Зміною струму кожного із трьох електронних променів можна домогтися довільного кольору елемента зображення, утвореного тріадою крапок.

Одним з "слабких" місць моніторів з тіньовою маскою є її термічна деформація. Частина променів від електронно-променевої гармати потрапляє на тіньову маску, внаслідок чого відбувається нагрівання й наступна деформація тіньової маски. Зсув отворів тіньової маски приводить до виникнення ефекту строкатості екрана (зсуву кольорів RGB). Істотний вплив на якість монітора робить матеріал тіньової маски. Кращим матеріалом маски є інвар.

Недоліки тіньової маски добре відомі: по-перше, це мале співвідношення пропускаємих та затримуваних маскою електронів (лише близько 20-30% проходить через маску), що вимагає застосування люмінофорів з великою світловіддачею, а це у свою чергу погіршує монохромність світіння, зменшуючи діапазон передачі кольору, а по-друге, забезпечити точний збіг трьох не лежачих в одній площині променів при відхиленні їх на більші кути досить важко.

Тіньова маска застосовується в більшості сучасних моніторів - Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, View Sonic.

Мінімальна відстань між люмінофорними елементами однакового кольору в сусідніх рядках називається кроком крапок (dot pitch) та є індексом якості зображення (Рис. 7.7).

Рисунок 7.7- Крок крапок однакового кольору в сусідніх рядках

Крок крапок звичайно виміряється в міліметрах (мм). Чим менше значення кроку крапок, тим вище якість відтвореного на моніторі зображення. Відстань між двома сусідніми крапками по горизонталі дорівнює кроку крапок, помноженій на 0,866.

Апертурні грати

Є ще один вид трубок, у яких використовуються "Aperture Grille" (апертурні ґрати). Ці трубки стали відомі під ім'ям Trinitron і вперше були представлені на ринку компанією Sony в 1982 році. У трубках з апертурними ґратами застосовується оригінальна технологія, де є три променеві гармати, три катоди й три модулятори, але при цьому є одне загальне фокусування (Рис. 7.8).

Рисунок 7.8- Апертурні ґрати CRT

Апертурні ґрати - це тип маски, використовуваний різними виробниками у своїх технологіях для виробництва кінескопів, що носять різні назви, але однакові по суті, наприклад, технологія Trinitron від Sony, Diamond Tron від Mitsubishi і SonicTron від View Sonic. Це рішення не містить у собі металеві ґрати з отворами, як у випадку з тіньовою маскою, а має ґрати з вертикальних ліній. Замість крапок з люмінофорними елементами трьох основних кольорів, апертурні ґрати містять серію ниток, що складаються з люмінофорних елементів вибудуваних у вигляді вертикальних смуг трьох основних кольорів. Така система забезпечує високу контрастність зображення й гарну насиченість кольорів, що разом забезпечує високу якість моніторів із трубками на основі цієї технології. Маска, застосована в трубках фірми Sony (Mitsubishi, View Sonic), являє собою тонку фольгу, на яку нанесені тонкі вертикальні лінії. Вона тримається на горизонтальній (однієї в 15", двох в 17", трьох і більше в 21") дротику, тінь від якої видна на екрані. Цей дротик застосовується для гасіння коливань і називається damper wire. Її добре видно, особливо при світлому тлі зображення на моніторі. Деяким користувачам ці лінії принципово не подобаються, інші ж навпаки задоволені й використовують їх як горизонтальну лінійку.

Мінімальна відстань між смугами люмінофора однакового кольору називається кроком смуг (strip pitch) і виміряється в міліметрах (мм) (Рис. 1.10). Чим менше значення кроку смуг, тим вище якість зображення на моніторі. При апертурних ґратах має сенс тільки горизонтальний розмір крапки. Тому що вертикальний визначається фокусуванням електронного променя й системою, що відхиляє.

Апертурні ґрати використовуються в моніторах від View Sonic, Radius, Nokia, LG, CTX, Mitsubishi, у всіх моніторах від SONY.

Щілинна маска

Щілинна маска (slot mask) - це технологія широко застосовується компанією NEC під ім'ям "CromaClear". Це рішення на практиці являє собою комбінацію тіньової маски й апертурних ґрат. У цьому випадку люмінофорні елементи розташовані у вертикальних еліптичних осередках, а маска зроблена з вертикальних смуг (Рис. 7.9). Фактично вертикальні смуги розділені на еліптичні осередки, які містять групи із трьох люмінофорних елементів трьох основних кольорів.

Рисунок 7.9- Щілинна маска CRT

Щілинна маска використовується, крім моніторів від NEC (де осередку еліптичні), у моніторах Panasonic із трубкою Pure Flat (раніше називалася Pan Flat). Зазначимо, що не можна порівнювати розмір кроку для трубок різних типів: крок крапок (або тріад) трубки з тіньовою маскою виміряється по діагоналі, у той час як крок апертурних ґрат, інакше називаний горизонтальним кроком крапок, - по горизонталі. Тому при однаковому кроці крапок трубка з тіньовою маскою має більшу щільність крапок, чим трубка з апертурними ґратами. Для приклада, крок смуг 0.25 мм приблизно еквівалентний кроку крапок, рівному 0.27 мм.

Також в 1997р. компанією Hitachi - найбільшим проектувальником і виготовлювачем CRT - була розроблена EDP - новітня технологія тіньової маски [18]. У типовій тіньовій масці тріади розміщені більш-менш рівносторонньо, створюючи трикутні групи, які розподілені рівномірно поперек внутрішньої поверхні трубки (Рис. 7.10). Компанія Hitachi зменшила відстань між елементами тріади по горизонталі, тим самим, створивши тріади, більше близькі за формою до рівнобедреного трикутника. Для запобігання виявлення проміжків між тріадами самі крапки були подовжені, і являють собою скоріше овали, чим коло.

Обидва типи масок - тіньова маска й апертурні ґрати - мають свої переваги й своїх прихильників. Для офісних додатків, текстових редакторів і електронних таблиць більше підходять кінескопи з тіньовою маскою, що забезпечують дуже високу чіткість і достатній контраст зображення. Для роботи з пакетами растрової й векторної графіки традиційно рекомендуються трубки з апертурними ґратами, яким властиві чудова яскравість і контрастність зображення. Крім того, робоча поверхня цих кінескопів являє собою сегмент циліндра з більшим радіусом кривизни по горизонталі (на відміну від CRT із тіньовою маскою, що мають сферичну поверхню екрана), що істотно (до 50%) знижує інтенсивність відблисків на екрані.

Рисунок 7.10- EDP - технологія масці CRT

Електронно-променеві трубки виробляються в основному в Японії. Для деяких серій моніторів Acer, Daewoo, LG Electronics, Philips, Samsung і View Sonic трубки виготовляє концерн Hitachi. У виробах ADI і Daewoo встановлюються трубки Toshiba. Компанії Apple, Compaq, IBM, MAG і Nokia застосовують CRT Sony Trinitron. Нарешті, Mitsubishi постачає CRT для фірм CTX, Iiyama і Wyse, а трубки Panasonic (Matsushita) можна зустріти в моніторах CTX, Philips і View Sonic. Найчастіше виробники трубок бувають перевантажені замовленнями, тому у виробництво моніторів однієї й тої ж серії вносять вклад різні постачальники.

Сучасні CRT

FD Trinitron (Sony).

У цей час всі вироблені Sony CRT-монітори мають плоску зовнішню поверхню екрана (навіть моделі з діагоналлю 15"). Технологія, використана Sony у своїх моніторах, розробляється компанією вже більше тридцяти років, і не буде перебільшенням сказати, що вона придбала всесвітню популярність. Усе почалося в 1968р., коли була винайдена технологія Trinitron. В 1982р. Sony випустила перший комп'ютерний дисплей, у якому була застосована CRT Trinitron. В 1998р. компанія представила перший монітор із плоскою поверхнею екрана, виконаний за технологією FD Trinitron.

CRT Trinitron, які всім добре відомі по побутових телевізорах, відрізнялися від звичайних тем, що мали не сферичну поверхню екрана, а циліндричну. Зупинимося на цікавих моментах, що відрізняють технологію FD Trinitron. Насамперед це високий рівень роздільної здатності. Щоб досягти високої роздільної здатності, необхідна наявність трьох складових - дуже тонкої екранної маски, мінімального діаметра електронного променя й безпомилкового позіціонування цього променя на всій поверхні екрана. Таке завдання таїть у собі чимало труднощів. Наприклад, зменшення діаметра електронного променя викликає зниження яскравості зображення. Щоб компенсувати втрати в яскравості, потрібно збільшити потужність електронного променя, але це веде до скорочення терміну служби люмінофорного покриття й катода самої електронної гармати, що служить джерелом електронів.

В FD Trinitron застосована конструкція електронної гармати за назвою SAGIC (Small Aperture G1 with Impregnated Cathode) [18]. У ній використовується звичний барієвий катод, але збагачений вольфрамом, що дозволяє продовжити термін служби CRT. Крім того, діаметр фільтруючого отвору в першому елементі ґрат електронної гармати G1 зменшений до 0,3 мм у порівнянні зі звичайними 0,4 мм, що дозволяє одержувати на виході більше тонкий електронний промінь.

У якості екранної маски Sony використовує апертурні ґрати із кроком 0,22-0,28мм (Цей показник змінюється не тільки в залежності від моделі монітора. У самому моніторі крок маски може бути різним у центрі й на периферійних ділянках). Застосування апертурних ґрат замість тіньової маски дозволяє збільшити кількість електронів, що досягають поверхні люмінофорного покриття, а це дає більше чисту, краще сфальцьовану і яскраву картинку. Крім того, в електронній гарматі застосовані спеціальні системи фокусування: DQL (Dynamic Quadropole Lens), MALS (Multi Astigmatism Lens System) і EFEAL (Extended Field Elliptical Aperture Lens). Вони дозволяють одержувати тонке й відмінно сфальцьовану пляму електронного променя в будь-якому місці екрана.

Всі монітори з CRT FD Trinitron мають спеціальне багатошарове покриття (від 4 до 6 шарів), що виконує кілька функцій. По-перше воно дозволяє одержувати реалістичні кольори на поверхні екрана за рахунок зниження відбитого світла. Крім того, завдяки додатковому спеціальному чорному шару антиблікового покриття ( Hi-Con™) підвищується контрастність, значно поліпшена передача сірих відтінків. На додаток до всього це унікальне для FD Trinitron чорне покриття яке "усмоктує" як пряме , так і відбите світло, що підвищує контрастність зображення.

Flatron (LG Electronics).

Основна відмінність CRT Flatron від кінескопів інших виробників полягає в тому, що в них для формування зображення використовується абсолютно пласка поверхня екрана як зовні, так і усередині. Це дозволило збільшити кут огляду та, як наслідок, видиму область зображення. У моніторах LG Flatron використовується щілинна маска, що дозволяє відтворювати зображення з високою розподільною здатністю (крок маски в 17" моніторів LG Flatron 775FT і 795FT Plus - 0,24 мм). Крім того, в CRT LG Flatron товщина маски знижена, що підвищує якість формованого на екрані електронної плями.

В LG Flatron використовується електронна гармата спеціальної конструкції - Hi-Lb-MQ Gun. У звичайних гарматах по краях екрана електронна пляма має овальну форму. Це веде до появи муару й зниженню горизонтального оптичного розділення. Застосована ж в Hi-Lb-MQ Gun система фокусування дозволяє домагатися практично ідеальної форми електронної плями по всій поверхні екрана. У конструкцію ґрат електронної гармати також внесені зміни - доданий додатковий фільтруючий елемент G3.

Ще однією примітною особливістю Flatron є антібліковое та антистатичне покриття W-ARAS, воно значно знижує кількість відбитого світла й разом з тим дозволяє домогтися найнижчого коефіцієнта світлопропускання екрана (38% проти 40-52% у конкурентів).

Ergo Flat (Hitachi). В CRT Ergo Flat використовується тіньова маска з дуже маленьким кроком (так, у моделі Hitachi CM771 крок маски дорівнює 0,22 мм по горизонталі й 0,14 мм по вертикалі).

DynaFlat (Samsung). В CRT DynaFlat фірми Samsung також використовується тіньова маска з дуже маленьким кроком (до 0,20 мм). Крім того, у моніторах цього типу застосовується також антібліковое та антистатичне покриття Smart III. По відгукам фахівців монітори з CRT DynaFlat дозволяють одержувати навіть більше яскраву й насичену картинку, чим у моніторах на базі FD Trinitron.

Переглядів: 4689