Интерфейсы видеокарт

Интерфейс VGA

Интерфейс VGA является аналоговым интерфейсом. Передача видеосигнала может осуществляется через 15 контактов. На практике в разъёме зачастую отсутствуют 9 контакт, 5 контакт используется для тестирования. Назначение контактов следующее:

Контакт	Сигнал	Направление передачи
	Красный	Выход
	Зелёный	Выход
	Синий	Выход
	Монитор ID2	Вход
	Логический 0 (самотестирование монитора)	______________
	Общий для красного аналогово	______________
	Общий для зелёного аналогово	______________
	Общий для синего аналогово	----------------------
	Ключ (контакт пропущен)	----------------------
	Общий для синхронизации	----------------------
	Монитор ID0	Вход
	Монитор ID1	Вход
	Синхронизация строк	Выход
	Синхронизация кадров	Выход
	Монитор ID3	Вход

Интерфейс DVI

Представляет собой цифровой интерфейс. Бывает 2 видов: DVI-D, DVI-I

Интерфейс DVI-D является чисто цифровым интерфейсом, то есть к нему можно подключать только устройства, работающие с цифровым сигналом. Интерфейс DVI-I является универсальным, так как в нём присутствуют разъёмы как для аналоговых (С1-С5), так и цифровых сигналов (с 1 по 24)

Контакт	Сигнал
	Data 2-
	Data 2+
	Экран 2/4
	Data 4-
	Data 4+
	DDCClock
	DDC Data
	V_Sync
	Data 1-
	Data 1+
	Экран 1/3
	Data 3-
	Data 3+
	+5
	GND
	HPD
	Data 0-
	Data 0+
	Экран 0/5
	Data 5-
	Data 5+
	Экран Clock
	Clock +
	Clock -
C1	Красный аналоговый
С2	Зелёный аналоговый
С3	Синий аналоговый
С4	H Sync
C5	Земля

Мониторы

Монитор – устройство вывода графической информации. Данное устройство позволяет выводить информацию поступающую с видео карты в графическом виде. На данный момент можно выделить 2 основные технологии отображения информации на экране:
1. Мониторы на электроннолучевых трубках
2. Мониторы на жидких кристаллах

Принцип работы ЭЛТ

(фильтр убрать)

ЭЛТ представляет собой электронный вакуумный прибор в стеклянной колбе, в горловине которого находится электронная пушка, а на дне экран, покрытый люминофор.
Нагреваясь электронная пушка испускает поток электронов, которые с большой скоростью устремляются к экрану. Поток электронов (электронный луч) проходит через фокусирующую и отклоняющую катушки, которые направляют его в определённую точку покрытого люминофором экрана. Под воздействием ударов электронов люминофор излучает свет, который видит пользователь сидящий перед экраном компьютера Разные цвета получаются за счёт люминофора трёх цветов.
Электронный луч движется очень быстро, прочерчивая экран строками слева на право и сверху в низ по траектории именуемой растром. В процессе развёртки изображения луч воздействует на те элементарные участки люминофора, где должно появиться изображение. Интенсивность случая постоянно меняется, в результате чего изменяется яркость свечения соответствующих участков экрана. Поскольку свечение исчезает очень быстро, электронный луч должен вновь и вновь пробегать по экрану, возобновляя его. Этот процесс называется регенерацией изображения. Таким образом частота регенерации 85 Гц означает, что электронный луч за секунду пробегает весь экран 85 раз.

Луч электронов, который генерируется электроннолучевой пушкой обычно недостаточно сфокусирован. Это означает, что электроны попадающие на люминофор одного цвета могут мешать формированию двух других цветов. Для того, чтобы разделить потоки электронов создающие цвета перед люминофорным слоем устанавливается специальная металлическая сетка – маска. На практике выделяют 3 типа масок:
I. Теневая маска – это самый распространенный тип масок для CRT мониторов. Теневая маска состоит из металлической сетки перед частью стеклянной трубки с люминофорным слоем. Как правило, большинство современных теневых масок изготавливают из инвара (сплав железа и никеля). Отверстия в металлической сетке работают, как прицел, именно этим обеспечивается то, что электронный луч попадает только на требуемые люминофорные элементы и только в определённых областях.

Теневая маска создаёт решетку с однородными точками (триадами), где каждая точка состоит из трёх люминофорных элементов основных цветов (RGB), которые светятся с различной интенсивностью по воздействием лучей электронов. Минимальное расстояние между люминофорными элементами одинакового цвета называется шагом точки и является индексом качества изображения. Чем меньше значение шага точки, тем выше качество воспроизводимого на мониторе изображения.

II. Щелевая маска – люминофорные элементы расположены в вертикальных ячейках. Маска выглядит как «кирпичная кладка», то есть в виде прямоугольников, которые разделяют полосы люминофора на ячейки из 3-х элементов основного цвета. Минимальное расстояние между ячейками называется щелевой шаг, и чем оно меньше, тем выше качество изображения. Данная маска применяется в мониторах с плоскими трубками.
III. Апертурные решетки – это тип маски, решения в которых не включает в себя металлическую сетку с отверстиями. Данная маска имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трёх основных цветов апертурная содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов, выстроенных в виде вертикальных полос трёх основных цветов.

Решетка

Мом.слой.

Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что даёт высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии. Минимальное расстояние между полосами люминофора одинакового цвета называется шагом полосы и чем оно меньше, тем выше качество изображения.

Вывод: все маски имеют свои достоинства и недостатки. Трубки с теневой маской дают более точное и детализированное изображение, поскольку свет проходит через отверстия маски с чёткими краями. Такие мониторы наиболее эфективные в работе с мелкими изображениями, где нужна точно. Трубки с апертурной решеткой позволяют получать более яркое и контрастное изображение с насыщенными цветами. Они подходят для работы с графикой.

Жидкокристаллические мониторы(LCD)

Д/З. Описать что такое поляризация света. описать принцип работы поляризационной решетки.

Матрица

Система управления матрицей

Блок питания

Поляризация света – возникает, когда свет падает под определённым углом на поверхность, отражается и становится поляризованным. Поляризованный свет так же свободно распространяется в пространстве, как и обычный солнечный свет, но преимущественно в двух направлениях – горизонтальном и вертикальном.

Поляризационная решётка

Жидкокристаллические мониторы(LCD)

Жидкокристаллические мониторы для отображения графической информации используют вещество, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами присущими кристаллическим телам. Фактически это жидкости, обладающие некоторыми оптическими свойствами, способные упорядочивать ориентацию молекул в пространстве. Для определения расположения молекул используется связь, в которой положение зависит от электрического напряжения, воздействующего на эти молекулы. Впервые данные технологии начали применяться в калькуляторах и часах.
Экран LCD монитора представляет собой массив маленьких сегментов (пикселей), которые могут манипулироваться для отображения информации. Матрица монитора имеет несколько слоёв, где ключевую роль играют 2 панели сделанные из свободного от натрия очень чистого стеклянного материала, между которыми располагается тонкий слой жидких кристаллов. На панели имеются бороздки, которые расположены таким образом, что они параллельны на каждой панели, но перпендикулярны между двумя панелями. Продольные бороздки получаются в результате размещения на стеклянной поверхности тонких плёнок из прозрачного пластика. Соприкасаясь бороздками, молекулы в жидких кристаллах ориентируются одинаково во всех ячейках. Через эти бороздки осуществляется с помощью электромагнитного поля управление молекул кристаллов. Сама матрица освещается источником света, который располагается либо за матрицей, либо по краям. При отсутствии электромагнитного поля плоскость поляризации светового луча при прохождении панели повёрнута на 90 градусов.
При появлении электрического поля молекулы жидких кристаллов частично выстраиваются вдоль него, и угол поворота плоскости поляризации света изменяется, то есть становится отличным от 90 градусов.
Поворот плоскости поляризации светового луча не заметен для глаза, поэтому возникла необходимость добавить к стеклянным панелям ещё 2 слоя, представляющих собой поляризационные фильтры. Эти фильтры пропускают только ту компоненту светового луча, у которой ось поляризации соответствует определённому значению. Поэтому при прохождении поляризационного луча света через поляризаторы он будет ослаблен в зависимости от угла между его плоскостью поляризации и осью поляризации фильтра.
Оси поляризации двух фильтров взаимно перпендикулярны. Это означает, что при отсутствии напряжения свет проходящий через первый фильтр не пройдёт через второй фильтр. При появлении электрического поля вектор поляризации жидких кристаллов поворачивается на определённый угол. К моменту прохождения луча ко второму поляризатору, его вектор изменяется таким образом, что часть света проходит. То, как много проходит света зависит от угла его поляризации. Чем ближе угол поляризации света соответствует углу поляризации фильтра, тем больше света будет проходить.
Таким образом, если расположить большое число электродов, которые создают различные электрические поля в отдельных местах экрана, то появится возможность, при правильном управлении потенциалами этих электродов, отображать на экране графическую информацию. Электроды помещаются в прозрачный пластик и могут иметь любую форму.
Для вывода цветного изображения необходима подсветка монитора сзади так, чтобы свет проходил через всю матрицу. Цвета в изображении получаются в результате использования трёх фильтров, которые выделяют из излучения источника белого света три основных компонента (RGB). Комбинация трёх основных цветов для каждого пикселя экрана даёт возможность воспроизвести любой цвет.
Существуют 2 основных типа матриц ЖК дисплеев: пассивные и активные.
В пассивной матрице на жидкие кристаллы воздействуют поля самих координатных проводников. (на рисунке, решетки). Ячейкам пассивной матрицы свойственна большая инерционность (время на перестройку структуры молекул жидкокристаллического вещества, к примеру с белого на чёрное), из-за чего на такие дисплеи плохо выводится динамическое изображение.
В активной матрице каждая ячейка управляется транзистором, которым, в свою очередь, управляют через координатные шины. Активные матрицы обеспечивают более высокую контрастность изображения. Данный вид матрицы используется во всех современных дисплеях. Иногда мониторы с таким типом матриц обозначается как TFT мониторы (TFT – тонкоплёночный транзистор).

Плазменные дисплеи

…Которые сделаны в виде трубки, заполненные инертным газом низкого давления. Внутрь трубки помещена пара электродов, межу которыми зажигается электрический разряд и возникает свечение. Плазменные экраны создаются путём заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например аргоном или неоном. Затем на стеклянную поверхность помещают маленькие прозрачные электроды, на которые подаётся высокое частотное напряжение. Под действием этого напряжения в прилегающей к электроду газовой области возникает электрический разряд. Газ на этом этапе из себя представляет плазму. Плазма газового разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне. Ультрафиолетовое свечение воздействует на слой люминофора, в результате чего он начинает светиться в спектре видимым человеческим глазом. Фактически каждый пиксель на экране работает как обычная флуоресцентная лампа. Для получения определённого цвета пикселя, он разбивается на 3 части, каждая из которых в последствие будет отвечать за один из трёх цветов(RGB). К каждому из этих отделов подведены электроды. Управляя этими электродами пиксель приобретает определённый цвет.
В плазменных дисплеях отсутствуют поляризационные фильтры. Благодаря основному принципу формирования изображения, в дисплеях значительно увеличиваются углы обзоров (более 45⁰). Кроме этого при получении изображения нет необходимости использовать вторичные источники света, поскольку свечение происходит благодаря ионизации газа и флуоресцентному слою. Это делает картинку более яркой и насыщенной в сравнении с ЖК мониторами.
Главным недостатком такого типа дисплеев является довольно высокая потребляемая мощность, возрастающая при увеличении диагонали дисплея. Кроме этого плазменным дисплеям свойственно довольно низкая разрешающая способность, обусловленная большим размером элемента изображения. Кроме этого существенным недостатком плазменных дисплеев является довольно ограниченный срок службы. Это связано с тем, что срок службы люминофорного слоя ограничен по времени и в результате длительного использования изображение постепенно тускнеет и становится менее ярким (при постоянном использовании примерно 5 лет).

Модемы

Строгой классификации модемов не существует по причин большого разнообразия как самих модемов, так и сфер применения, а так же режимов их работы. Тем не менее, можно выделить ряд признаков, по которым можно провести условную классификацию. К таким признакам можно отнести:
-область применения;
-метод передачи;
-интеллектуальные возможности;
-конструктивное исполнение;
-поддержка протоколов модуляции, исправление ошибок и сжатие данных.

По области применения современные модемы можно разделить на несколько групп:
1. Для коммутируемых телефонных каналов.
2. Для выделенных телефонных каналов.
3. Для физических соединительных линий:
а) модемы низкого уровня (линейные драйверы) или модемы на короткие расстояния.
б) модемы основной полосы.
4. Для цифровых систем передачи(CSU\DSU)
5. Для сотовых систем связи.
6. Для пакетных радиосетей.

7. Для локальных радиосетей.

Модем (модулятор, демодулятор) - это устройство, применяющееся в системах связи и выполняющее функцию модуляции и демодуляции.
Модуляция (лат. мерность, размерность) – процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного модулируемого колебанием под воздействием относительно низкочастотного управляющего модулирующего сигналом. В результате спектр управляющего сигнала переносится в область высоких частот, где передача электромагнитных сигналов по средствам излучения более эффективна. Передаваемая информация закладывается в управляющем сигнале. Роль переносчика информации выполняет высокочастотное колебание, называемое несущим. В качестве несущего могут быть использованы колебания различной формы, однако на практике чаще всего применяется гармонические колебания. В зависимости от того, какой из параметров несущий изменяется, различают виды модуляции:
амплитудная, частотная, фазовая и др.
Подавляющее большинство старых модемов предназначено для использования на коммутированных телефонных каналах. Такие модемы должны уметь работать с автоматическими телефонными станциями (АТС); различать их сигналы и передавать свои сигналы на порт номера. Основное отличие модемов для физических линий от других типов модемов состоит в том, что полоса пропускания физической не ограничена значением 3,1 кГц (телефонная линия). Основным ограничением по передаче в таких модемах является физическая среда, то есть тип кабеля и его возможности.
С точки зрения используемых для передачи сигналов модемы для физических линий могут быть разделены на модемы низкого уровня, которые используют цифровые сигналы, и модемы основной полосы, в которых применяется методы модуляции, аналогичные применяемым в модемах для телефонных каналов. В модемах первой группы (3.а) обычно используются цифровые методы би импульсной передачи, позволяющей формировать импульсные сигналы без постоянной составляющей и часто занимающие более узкую полосу частот, чем исходная цифровая последовательность.
В модемах 3.б группы часто используются различные виды квадратурной амплитудной модуляции, позволяющие радикально сократить требуемую для передачи полосу частот. В результате на одинаковых физических линиях такими модемами может достигаться скорость передачи до 100 Кбит/с, в то время как модемы низкого уровня обеспечивают только 19,2 Кбит/с.
Модемы для цифровых систем передачи обеспечивают подключение к стандартным цифровым каналам (E1/T1 isdn) и поддерживают функции соответствующих канальных интерфейсов.
Модемы для сотовых систем связи отличаются компактностью исполнения и поддержкой специальных протоколов модуляции, а так же исправления ошибок, позволяющих эффективно передавать данные в условиях сотовых каналов с высоким уровнем помех и постоянно изменяющимися параметрами.
Пакетные радио модемы предназначены для передачи данных по радио каналу между мобильными пользователями. Радио канал по своим характеристикам близок к телефонному и организуется с использованием типовых радио станций, настроенных на одну и ту же частоту в УКВ либо в КВ диапазоне. Пакетный радио модем реализует методы модуляции и множественного доступа. Локальные радиосети являются быстродействующей и перспективной технологией дополняющей обыкновенные локальные сети. Ключевым элементом являются специализированные радио модемы. В отличие от пакетных радио модемов такие модемы обеспечивают передачу данных на небольшие расстояния (около 300) метров с довольно высокой скоростью (около 10 Мбит/с).

По методу передачи модемы делятся на асинхронные и синхронные. Как правило синхронные модемы используют 2 выделенные пары проводов (одна для синхронизации, другая для данных), либо использует самосинхронизирующий кодирование – декодирование. Асинхронные модемы позволяют использовать для передачи данных обычные телефонные линии.

Как правило, синхронизация реализуется одним из 2х способов, связанны с тем, как работают тактовые генераторы отправителя и получателя: независимо друг от друга (асинхронно) или согласованно (синхронно). Если передаваемые данные составлены из последовательности отдельный символов то, как правило, каждый символ передаётся независимо от остальных и получатель синхронизируется в начале каждого получаемого символа. Для такого типа связи обычно используется асинхронная передача. Если передаваемые данные образуют непрерывную последовательность символов или байтов, то тактовые генераторы отправителя и получателя должны быть синхронизированы в течении длительного промежутка времени. В этом случае используется синхронная передача.

Асинхронный режим передачи используется главным образом тогда, когда передаваемые данные генерируются в случайный момент времени, на пример пользователем. При такой передаче получающее устройство должно восстанавливать синхронизацию в начале каждого получаемого символа. Это осуществляется с помощью добавления к коду специальных стартовых и стоповых битов.

При синхронном методе передачи осуществляет объединение большого числа символов или байт в отдельные блоки или кадры. При этом информация передаётся как одна цепочка бита (блока) без каких-либо задержек.

Модемы во время сеанса связи могут работать в симплексном, дуплексном или полудуплексном режиме.

Симплексный режим позволяет передавать информацию только в одном направлении, что не даёт отправителю получить информацию подтверждения доставки данных, а это затрудняет саму передачу.

Дуплексный режим позволяет по одной и той-же линии одновременно передавать данные в обоих направлениях. Такая технология позволяет создавать асимметричные режимы передачи, в которых пропускные способности в обоих направлениях будут различны. Полудуплексный режим является компромиссным – в нём в каждый момент времени по линии передаётся информация только в одном направлении, и существует механизм смены направления передачи.

По принципу работы можно выделить следующие виды модемов:

1) аппаратные – все операции преобразования сигнала, поддержка физических протоколов обмена, производится встроенным в модем вычислителем (на пример с цифровым сигнальным процессором (DSP) или контроллером). Также в аппаратном модеме присутствует своё ПЗУ, в котором записано микропрограмма, управляющая модемом.

2) вин-модемы – аппаратные модемы, лишённые ПЗУ с микропрограммой. Микропрограмма такого модема хранится в памяти компьютера, к которому он подключён. Такие модемы работоспособны только при наличии установленных драйверов в операционной системе.

3) полу-программные модемы – модемы, в которых часть функций выполняет компьютер, к которому подключён модем.

4) программные модемы – все операции по кодированию сигнала, проверке на ошибки и управление протоколами реализованы программно и производится центральным процессором компьютера. При этом в модеме находится только аналоговые схемы и преобразователи: АЦП, ЦАП, контроллер интерфейса.

По конструкции различают следующие модемы:

1) внешние

2) групповые

3) внутренние

4) портативные

Дата добавления: 2014-12-23