Монітори на електронно-променевій трубці

CRT-монітори (Cathode Ray Tube - катодна променева трубка) дуже схожі на телевізори з кінескопами. У них такий самий принцип формування сигналу – спрямований електронний пучок, потрапляючи на екран, покритий люмінофором викликає його світіння. Цей тип моніторів дозволяє створювати зображення з максимальною контрастністю, яскравістю і насиченістю. Їхні недоліки – високе споживання електроенергії і шкода для здоров'я (електромагнітне випромінювання).

CRT-монітори містять такі основні компоненти:

- електронно-променеву трубку;

- електронну схему керування;

- кнопки керування;

- розніми або з'єднувальні кабелі;

- корпус.

Електронно-променева трубка (рис. 15.1) - це скляна трубка, що нагадує велику колбу з пробкою без повітря усередині.

Рисунок 15.1. CRT-монітор:

1 - скляна трубка; 2 - маска; 3 - піксел; 4 - електронний пучок;

5 - екран з люмінофором; 6 - електронні гармати; 7 - відхильна система

У вузькій частині трубки розміщено електронну гармату, що складається з катода, нагрівника і фокусувальної системи. Широка частина є екраном, на який виводиться зображення.

Раніше екран монітора був злегка опуклим, але тепер усі моделі моніторів виготовляються з плоским екраном. Внутрішню частину екрана покрито зернистою речовиною, що випускає світло під час бомбардування його зарядженими частинками (такі речовини називають люмінофорами). Різні люмінофори випускають кольори різної довжини хвилі (червоний, зелений, синій) або білий колір.

Електронна гармата випромінює під час нагрівання пучок електронів, що проходять через модулятор, який регулює інтенсивність цього пучка електронів і зумовлену цим яскравість зображення. Відхильна система дозволяє змінювати напрям пучка.

Коли пучок електронів досягає шару люмінофора, він викликає світіння в тому місці люмінофора, на яке потрапив.

Двокольорові монітори (чорно-білі) містять люмінофор, що випускає білий колір (іноді люмінофор випускає, наприклад, зелений колір).

Електронно-променева трубка кольорового монітора має три електронні пушки з окремими схемами керування.

На внутрішню поверхню екрана нанесено люмінофори трьох видів, що випускають основні кольори моделі RGB: червоний, зелений і синій.

Оскільки пучок для кожного кольору має потрапляти тільки на свій люмінофор, перед шаром люмінофора розміщується екран, названий маскою, з отворами, розміри яких близькі до розмірів окремого зерна люмінофора.

Найпоширеніші типи масок (рис.15.2)у моніторах:

- тіньова маска (shadow mask);

- щілинна маска (slot mask);

- апертурні ґрати (aperture grill).

Рисунок 15.2. Типи масок (тіньова, апертурна, щілинна)

Тіньова маска - це найпоширеніший тип масок для СRТ-моніторів.

Тіньова маска (shadow mask) - застосовується з часу винаходу перших кольорових кінескопів. Поверхня у кінескопів з тіньовою маскою зазвичай сферичної форми (опукла). Це зроблено для того, щоб електронний промінь у центрі екрана й по краях мав однакову товщину. Тіньова маска створює грати з однорідними точками (ще званими тріади), де кожна така точка складається з трьох люмінофорних елементів основних кольорів - зеленого, червоного і синього - які світяться з різною інтенсивністю під впливом променів з електронних гармат.

Тіньова маска створює ґрати з однорідними точками, кожна така точка складається з трьох люмінофорних елементів (тріад) основних кольорів - зеленого, червоного і синього, які світяться з різною інтенсивністю під впливом променів, випромінюваних з електронних гармат.

Рисунок 15.3. Люмінофор для тіньової маски

Тіньова маска складається з металевої сітки, розміщеної перед частиною скляної трубки.

Більшість сучасних тіньових масок виготовляють з інвару (сплаву заліза і нікелю), що вирізняється низьким коефіцієнтом температурного розширення. Отвори в металевій сітці слугують за приціл. Саме цим забезпечується влучення електронного променя тільки на потрібні люмінофорні елементи і тільки у визначені ділянки.

Недоліки тіньової маски: це мале співвідношення пропускаються і затримуваних маскою електронів (20-30% проходить через маску).

Мінімальна відстань між люмінофорними елементами однакового кольору в сусідніх рядках називається кроком крапок (dot pitch) та є індексом якості зображення. Крок точок зазвичай вимірюється в міліметрах (мм).

Рисунок 15.4. Формування світлової плями в СRТ з тіньовою маскою

У трубках з апертурною гратами застосовується технологія, де є три променеві гармати, три катоди й три модулятори, але при цьому є одне загальне фокусування.

Рисунок 15.5. Формування світлової плями в СRТ з апертурною маскою

Замість точок з люмінофорними елементами трьох основних кольорів апертурні ґрати містять серію ниток з люмінофорних елементів у вигляді вертикальних смужок трьох основних кольорів.

Мінімальна відстань між смугами люмінофора (для червоного, зеленого і синього кольору) однакового кольору називається кроком смуг (strip pitch) і вимірюється в міліметрах (мм). Чим менше значення кроку смуг, тим вища якість зображення на моніторі.

Така система забезпечує високу контрастність зображення і достатню насиченість кольорів. Маска в цьому разі являє собою тонку фольгу, на якій зроблено подряпини у вигляді тонких вертикальних ліній. Вона тримається на горизонтальному (на одному в 15-дюймовому моніторі, на двох у 17-дюймовому, на трьох і більше у 21-дюймовому) дротику. Цей дротик застосовують для гасіння коливань. Його добре видно, особливо на світлому фоні зображення на моніторі.

Щілинна маска являє собою комбінацію тіньової маски і апертурних грат. У щілинній масці зерна люмінофора розміщено у вертикальних еліптичних комірках, а маску побудовано з вертикальних ліній. Вертикальні смужки розділено на еліптичні комірки, що містять групи з трьох люмінофорних елементів кольорів RGB.

Рисунок 15.6. Формування світлової плями в СRТ з щілинною маскою

Кадр у CRT-моніторі формується по рядках і починається в лівому верхньому куті екрана. Після закінчення рядка пучок електронної гармати переходить на початок наступного рядка (горизонтальне розгорнення). Після закінчення заповнення кадру пучок повертається в лівий верхній кут екрана і починає формувати наступний кадр (вертикальне розгорнення).

Електронна схема підсилює сигнали, що надходять від відеокарти, керує горизонтальним і вертикальним розгорненнями, а також містить контролер меню, робота з яким виконується за допомогою кнопок керування монітора. Ці кнопки дозволяють регулювати яскравість і контрастність, зміщувати екран у горизонтальному чи вертикальному напрямах, збільшувати чи зменшувати розміри зображення на екрані, а також виконувати інші, залежні від моделі монітора, дії.

Монітор має розніми або кабель для підключення до відеокарти, що знаходиться в системному блоці, та кабель електроживлення.

Електронно-променеву трубку й електронну схему керування укладено в корпус.

Оскільки монітор під час роботи дуже нагрівається, у корпусі передбачено численні невеликі отвори для вентиляції.

Дата добавления: 2013-12-12