Лекція №6. Потенціал статичної електрики знижують, застосовуючи антистатичне покриття, що знімає електростатичний заряд з екрану

Потенціал статичної електрики знижують, застосовуючи антистатичне покриття, що знімає електростатичний заряд з екрану, — це наголошується абревіатурою AS (Anti Static) в переліку достоїнств монітора. Потенціал знижують також багато екранних фільтрів — у них навіть є дріт із затиском, який потрібно приєднати, наприклад, до незабарвленої металевої частини заземленого корпусу комп'ютера.

Високий потенціал визначити просто — піднести палець до екрану, і якщо з відстані в декілька міліметрів відбудеться розряд (клацання із слабим коленням або лоскотанням), значить, потенціал великий. Якщо розряд виникає з відстані сантиметра і більше, захисний антистатичний фільтр просто необхідний.

Велика частина випромінювання виходить із задньої стінки (з тильної частини трубки) і дістається не оператору, а його сусіду при невдалій розстановці техніки. Рівень радіації моніторів прагнуть зменшувати, і абревіатура LR (Low Radiation) вказує на турботу виробника про здоров'я користувача, але без конкретних цифр. Строгі норми по допустимому рівню електромагнітних випромінювань в різних частинах спектру задані шведським стандартом MPR II, який фактично став міжнародним.

Більш жорсткі вимоги по всіх параметрах монітора (і комп'ютера) пред'являє стандарт ТСО99, в якому містяться вимоги по ергономіці (режими дозволів і частоти регенерації), електромагнітним випромінюванням, екології (виділення шкідливих речовин, а також спосіб утилізації).

2. Управління монітором

Управління монітором визначають наступні основні функції:

настройки кольорів;

якість зведення проміння;

настройка геометрії;

синхронізація;

цифрове управління;

управління енергоспоживанням.

2.1. Настройка кольорів

Яскравість (Brightness) і контрастність (Contrast) зображення звичайно регулюють за допомогою органів управління, розташованих на лицьовій панелі монітора. Іноді дається можливість регулювання балансу базисних кольорів, але для вірного відтворення кольору (в режимах High Color і True Color) таке регулювання може виявитися і шкідливої. У високоякісних моніторах передбачають можливість регулювання колірної температури (Colour Temperature) білого кольору, уручну або використовуючи канал DDC. Колірну температуру визначають через колір свічення розжареного заліза. Звичайні лампи розжарювання дають «білий колір» з температурою близько 3 000 К, і це світло нам здається жовтим. Люмінесцентні лампи денного світла дають колірну температуру близько 10 000 К, і це світло здається голубуватим. «Істинно білий колір» має деяку проміжну температуру. В моніторах використовують більш високі значення — 6 500 і навіть 9 300 К. Довільне значення температури білого кольору можна задати балансуванням яскравості двох кольорів (червоного і синього) відносно фіксованого рівня зеленого. Рядового користувача більше цікавить чистота кольору (Colour Purity), яка може погіршуватися при намагніченні елементів кінескопа. Для розмагнічування кінескопа призначена спеціальна катушка, розташована по контуру екрану. Вона короткочасно включається у момент включення монітора, але деякі монітори дозволяють виконати розмагнічування (Degauss) і під час роботи. Монітор чутливий до зовнішніх магнітних полів. Наближення динаміків з сильним магнітним полем може привести до появи кольорових плям на екрані, а працюючий близько динамік дасть навіть «кольоровомузикальний ефект».

2.2. Якість зведення проміння

Важливим параметром монітора, що не має чисельного визначення, є якість зведення проміння. При доброму зведенні тонкі білі лінії (наприклад, символи) повинні бути білими, а не веселковими. Зведення проміння частіше за все погіршується по кутах екрану. Для перевірки якості зведення в першому наближенні підходить спостереження за повідомленнями при завантаженні, білими символами, що виводяться звичайно. Зручний також уважний огляд рамок вікон оболонки типу Norton Commander. В тестових програмах типу Checklt є відеотести із зображеннями тонких сіток, що виводяться в графічних режимах щодо високого дозволу. Мабуть, найзручнішим засобом перевірки якості зображення є утиліта NokiaTest. Регулювання зведення є складним технічним процесом.

2.3. Настройка геометрії

Регулювання розмірів по вертикалі (V.Size) і горизонталі (H.Size) дозволяє підігнати параметри генераторів розгортки так, щоб зображення потрапляло в задану область. Тут можливі два види недоліків зображення:

а) зображення розвертається в меншу область, ніж потрібно (Underscan);

б) вилазить за межі екрану (Overscan).

Окрім регулювання розмірів важливе і юстирування — підбір зсуву по вертикалі (V.Shift, V-Position або V.Phase) і горизонталі (H.Shift, H-Position або H.Phase). Назва цих регулювань зсувом (Shift) або позицією (Position) ближче до користувача, оскільки відображає видиму на екрані дію. Назва їх же фазою (Phase) ближче інженеру, оскільки відображає фазовий зсув генераторів щодо синхроімпульсів.

Окрім розміру і положення монітори можуть мати регулювання геометричних спотворень типу трапеції (Trapezoid) і «бочки» (Pincushion). Всі ці регулювання зручніше всього проводити при виводі тестового зображення у вигляді сітки з квадратними осередками. Всі квадрати повинні виглядати дійсно квадратними. Бажано перевіряти одне і те ж зображення з різним рівнем яскравості — його розміри і форма не повинні помітно змінюватися. Якщо розмір міняється (чим яскравіше, тим крупніше), це означає недостатню потужність джерела високої напруги кінескопа і його нестабільність при зміні яскравості. Пояснення зв'язку проста: чим нижче напруга, тим нижче швидкість електронів і більше кут відхилення променя при такому ж магнітному полі розгортки. Окрім геометричних спотворень, спостереження сітки може виявити такі дефекти монітора, як нестабільність генераторів розгортки, яка може бути викликана поганою фільтрацією живлячих напруг. Пульсації з частотою живлячої мережі приводять до хвилястості вертикальної лінії справа (хвиля звичайно рухається вгору або вниз) або періодичній зміні розміру по вертикалі. Високочастотні пульсації приводять до тремтіння або розмитості зображення знову-таки в правій частині екрану (там набігає велика погрішність щодо синхроімпульсів).

2.4. Синхронізація і цифрове управління

Монітори EGA мали два істотно що розрізняються режиму синхронізації. Режим задавався відносною полярністю вертикальних синхроімпульсів. Для кожного режиму (Mode 1 і Mode 2) використовувалися окремі елементи підстроювання, комутовані залежно від отриманої вказівки на режим синхронізації. Спочатку забезпечення можливості роботи монітора на різних частотах синхронізації представляло складну технічну проблему. Одними з перших цю проблему розв'язали розробники фірми NEC, і під відповідні монітори фірма навіть зарезервувала торгову марку MultiSync. Потім з'явилися назви MultiScan і MultiFrequency, які позначають ту ж можливість. Адаптери VGA і SVGA можуть використовувати різні режими дозволу без такої істотної зміни частот, але від цього легше не стало — виникла потреба вибору частот розгортки. Для розпізнавання режиму також стали застосовувати зміну полярності синхросигналів, але тепер уже обох — H.Sync і V.Sync. При зміні параметрів синхронізації (наприклад, при перемиканні задач, що працюють в різних графічних режимах) доводиться підстроювати геометричні параметри зображення, що вручну робити не дуже зручно.

Розв'язати проблему підстроювання дозволило цифрове управління (Digital Control, або DC), яке стало звичайним практично для всіх сучасних моніторів. Суть цифрового управління зводиться до того, що в монітор вбудовується спеціалізований мікроконтролер, що управляє практично всіма параметрами монітора. Потенціометри, традиційно що використалися для всіх регулювань, замінили кнопками управління (пара кнопок замінює одну ручку). В перших моніторах цифрове управління тільки підвищувало надійність (потенціометри схильні зносу), але незабаром пішли далі. Оскільки мікроконтролер може берегти велику кількість параметрів (він для цього має енергозалежну пам'ять), нескладно його примусити запам'ятовувати набори параметрів, заданих для кожного відеорежиму, що використовується. Таким чином, після первинного «навчання» контроллер швидко встановлює настройки, що запам'ятали, для поточного відеорежиму. Встановлений відеорежим розпізнається по частотах і полярності сигналів синхронізації. Цифрове управління безліччю параметрів зажадало б велику кількість кнопок. Щоб не захаращувати лицьову панель монітора і полегшити роботу користувача, тому ж мікроконтролеру доручили на екрані монітора організувати дисплей для діалогового режиму настройки. Такий дисплей, вбудований в екран, скорочено називається OSD (On Screen Display). Застосування OSD дозволяє всього трьома-чотирма кнопками забезпечити необмежене число регулювань: одна або дві кнопки потрібні для вибору параметра, що настроюється, в меню дисплея, і ще дві кнопки дозволяють змінювати параметр, що настроюється, в обидві сторони. Втім, така крайність необов'язкова — для таких регулювань, як, наприклад, яскравість, можна виділити і спеціальну пару кнопок. Меню дисплея з'являється на екрані під час настройки, перекриваючи невелику частину зображення, що виводиться, і автоматично зникає після закінчення настройки. Від функцій OSD зробили ще один невеликий крок — ввели в монітор режим самотестування. В цьому режимі мікроконтролер за відсутності сигналу від комп'ютера сам формує кольорове графічне зображення, по якому можна провести настройку і оцінити якість монітора. Звичайно, монітор повинен визначити причину відсутності сигналу — це ж може бути і команда DPMS — системи управління енергоспоживанням.

2.5. Управління енергоспоживанням

Монітор, особливо кольоровий з великим екраном, є одним з основних споживачів електроенергії — сучасний кольоровий монітор 15" споживає близько 80 Вт, для більшого екрану більше і потужність. Основні режими енергоспоживання для моніторів наступні:

On= включено — активна (нормальна) робота. Для 15 монітора" типове споживання - 80 Вт.

Syspend — відключення рядкової розгортки, напруження і високої напруги кінескопа, що знижує споживання на 70 %. Перехід в режим On займає близько 15 секунд. Для монітора 15 типове споживання" — менше 15 Вт.

Off — відключення всіх схем монітора, окрім блоку DPMS, споживання знижується до одиниць ватів. Перемикання в нормальний режим займе близько 30 секунд (як включення монітора). Якщо в цьому режимі знеструмлюється і блок DPMS, то монітор можна буде включити тільки вручну (натисненням кнопки).

Роботу системи енергозбереження повинен підтримувати і монітор, і дисплейний адаптер, і BIOS. Перехід в режими із зниженим споживанням і події включення настроюються в CMOS Setup параметрами управління енергоспоживанням (Power Management).

3. Плоскі дисплеї

Плоскі дисплеї виконуються у вигляді матриці осередків з якими-небудь електрооптичними ефектами. Матриці скануються аналогічно телевізійному растру, так що кожний осередок управляється імпульсний. Для підвищення контрастності часто застосовують подвійне сканування: екран розбивається на дві частини, в яких сканування відбувається одночасно. Таким чином підвищується частота звернення до кожного осередку.

1-е сканування 22 2-е сканування

Мал. 5.3

Дисплеї на рідкокристалічних (РК) панелях LCD (Liquid Crystall Display — РК-дисплей) засновані на зміні оптичної поляризації відображеного або прохідного світла під дією електричного поля. Шар рідкокристалічної речовини розташований між двома вікнами з поляризаційними решітками. Рідкокристалічну речовину здатний міняти напрям поляризації прохідного світла залежно від стану молекул. За відсутності електричного поля напрям поляризації міняється на 90°, а в дисплеях, виготовлених за технологією STN (Super Twisted Nematic), поворот досягає 270° рис.5.4..

вікна поляризаційних решіток

+

Поляризований

РК речовина

світловий потік

Е

Світловий потік

_

Мал. 5.4. Осередок РК-речовини

Під дією електричного поля молекули «розпрямляються», і кут повороту зменшується. Таким чином, в поєднанні з поляризаційними решітками вікон DSTN (Double Super Twisted Nematic) осередки здвоюються, що дозволяє підвищити контрастність зображення. Дисплейна панель є матрицею осередків, кожна з яких знаходиться на перетині вертикальних і горизонтальних координатних провідників.

+

_ Мал. 5.5. Схема дисплейної панелі Passive Matrix

В пасивній матриці (Passive Matrix) дисплеїв на рідкі кристали впливають поля самих координатних провідників. Осередкам пасивної матриці властива велика інерційність — близько 300-400 мс (час на «перебудову» структури молекул рідкокристалічної речовини), через що на такі дисплеї погано виводиться динамічне зображення. Спеціально для таких дисплеїв застосовується особливий режим відображення покажчика миші — за ним пнувся шлейф, без якого швидко переміщуваний покажчик візуально втрачається. В активній матриці (Active Matrix) кожний осередок управляється транзистором, яким, у свою чергу, управляють через координатні шини.

Шина Х

Шина У

Мал. 5.6. Схема дисплейної панелі Active Matrix

У будь-якому випадку панелі вимагають підсвічування — або задньої (Back Light), або бічної (Side Light) від додаткового (частіше люмінесцентного) джерела освітлення. Іноді використовують зовнішнє освітлення, при цьому за панеллю розташовується дзеркальна поверхня. Активні матриці забезпечують більш високу контрастність зображення.

Сучасні плоскі TFT LCD-дисплеї є «бутербродом» з двох стекол, між якими розташовані шари рідкокристалічної речовини і матриця тонкоплівкових транзисторів (TFT — Thin Film Transistor). На передньому і задньому вікні нанесені поляризаційні решітки з взаємно перпендикулярним напрямом поляризації. Рідкокристалічний прошарок за відсутності електричного поля повертає кут поляризації прохідного світла на 90°, завдяки чому «бутерброд» стає прозорим для прохідного проміння.

Під дією електричного поля від напруги, що подається транзистором кожного осередку матриці, кут повороту поляризації може бути зменшений до нуля. Чим більше прикладена напруга, тим менше кут повороту і тим менш прозорої буде осередок. Інерційність осередків активної матриці близько 20-30 мс менше ніж

пасивної, але все одно ощутима.

Кольорові дисплеї мають складніші осередки, що складаються з трьох елементів для управління кожним з базисних кольорів. В кольорових дисплеях кожний піксель складається з трьох осередків, кожна з яких забезпечена своїм світлофільтром (червоним, зеленим і синім). Управляючи трьома транзисторами пікселя, можна змінювати його колір і яскравість, що, власне, і потрібен від дисплея. Роздільна здатність за кольором у LCD-моніторів поки нижче — тільки 6 біт на кожний колірний канал. Розмір пікселя плоского дисплея близький до зерна ЭПТ-моніторів:

у дисплея 15" з дозволом 1024 х 768 — близько 0,3 мм

у дисплея 18" з дозволом 1280 х 1024 — близько 0,28 мм

Матрична організація екрану не дозволяє змінювати дозвіл екрану з тією ж легкістю, як у ЕПТ-монітора: збільшити його просто неможливо, а зменшити без втрат якості можна тільки одночасно із зменшенням розміру зображення. Матрична організація розташовує до застосування цифрового інтерфейсу зв'язку з графічним адаптером.

Плоскі дисплеї, що випускаються, мають і звичайний аналоговий інтерфейс, сумісний з будь-яким (S)VGA-адаптером, проте краще використовувати цифровий інтерфейс.

Переваги TFT LCD-дисплеїв: висока яскравість зображення, відсутність геометричних спотворень, чітке фокусування, відсутність мерехтіння екрану (через інерційність осередків, не вимагається високої частоти розгортки), мале споживання (25-40 Вт) і тепловиділення, мала вага і, звичайно ж, мале займане місце. Крім того, вони практично нечутливі до зовнішніх електромагнітних полів, від яких плаває, сіпається і спотворюється зображення ЕПТ-моніторів. Ряд моделей дозволяє повертати екран на 90° (і, відповідно, міняти місцями координати), так що він приймає «портретну орієнтацію».

Недоліки TFT-дисплеїв: низька контрастність зображення, залежність якості зображення від кута спостереження (менший кут нормального сприйняття кольорового зображення), інерційність осередків, неможливість зміни дозволу (окрім як малопривабливою інтерполяцією), можливість відмови осередків (на дисплеї допускається непрацездатність декількох транзисторів) і, звичайно ж, поки висока ціна. Фотореалістичність зображень, характерна для сучасних ЭПТ-дисплеїв, для LCD-дисплеїв поки що недосяжна.

Газоплазмові панелі (Gas Plasma) засновані на свіченні газу під дією електричного поля. Ці панелі PDP (Plasma Display Panel), часто жовто-чорні, споживають більше енергії, ніж LCD, що перешкоджає їх застосуванню в системах з автономним живленням.

Панелі електролюмінесценцій EL (Electro-Luminescent) поки не отримали широкого розповсюдження через технологічні труднощі створення довговічних елементів.

Світлодіодні матриці LED (Light Emmited Diode — світлоізолюющий діод), здавалося б, могли стати рішенням всіх проблем плоских дисплеїв. Проте світлодіоди мають настільки високу споживану потужність в порівнянні з іншими типами індикаторів, що їх в плоских панелях не застосовують.

Дисплеї на полімерних напівпровідниках LEP (Light Emission Plastic), що світяться, засновані на свіченні цього матеріалу в електричному полі. Для роботи цього дисплея потрібна низька напруга — всього 3 В. Ці поки що тільки монохромні (чорно-жовті) дисплеї ще не знайшли широке застосування через малий термін служби.

Недавно з'явилася технологія FED (Field Emission Display), заснована на свіченні люмінофора при бомбардуванні їх потоком електронів (той же ефект використовується і в ЕПТ). Проте на відміну від ЕПТ, має три гармати (для кожного кольору), FED-панелі мають матрицю мікроскопічних тріад гармат, розташовану між двома плоскими пластинами. Кожний піксель обслуговує група з декількох сотень мікрогармат, керованих загальним транзистором (як і в активній LCD-матриці). Замість відхилящих систем і генераторів розгортки застосовується комутація транзисторів матриці. Оскільки довжина «стовбура» гармати істотно скоротилася, знизився і рівень необхідного для роботи високої напруги.

Тема: Організація складського і тарного господарства у закладах ресторанного господарства.

Дата добавления: 2014-01-04