Основні характеристики моніторів

Плазмові монітори

Плазмові монітори містять такі самі компоненти, що й CRT-монітор, але зображення формується за допомогою плазмових екранів, основаних на використанні електричного розряду в плазмі.

Комірки плазмових екранів, як і рідкокристалічних, створюються накладанням один на одного двох скляних пластин, на які нанесено перпендикулярно одна до одної борозенки-електроди (рис.15.9 а). Але простір між скляними пластинами заповнюється не рідкими кристалами, а інертним газом (наприклад, аргоном чи неоном) або їх сумішшю.

Під дією високочастотної напруги, подаваної на електроди, у прилеглій до електрода газовій ділянці виникає електричний розряд (рис.15.9 б). Плазма газового розряду випромінює світло в ультрафіолетовому діапазоні, що спричиняє світіння частинок люмінофора, у діапазоні видимих кольорів. Кожен піксель на екрані працює як звичайна флуоресцентна лампа (її ще називають лампою денного світла).

Рисунок 15.9. Плазмовий монітор: а - структура екрана; б - розряд у комірці:

1 - скляна пластина; 2 - ізолятор; 3- аргонеонова суміш; 4 - горизонтальний електрод; 5 - вертикальний електрод; 6 - електроди; 7 - розряд; 8 - люмінофори

Кожен піксель плазмового екрана містить три комірки з червоним, зеленим і синім люмінофорами. Інтенсивність кольору в кожній комірці залежить від величини розряду, що дозволяє одержувати різні кольори пікселя.

Основні характеристики моніторів:

- розмір екрана по діагоналі;

- форма екрана;

- тип маски (тільки для CRT-моніторів);

- крок точки;

- роздільна здатність;

- кут огляду;

- яскравість;

- коефіцієнт контрастності;

- інерційність;

- інтерфейс і розніми;

- частота регенерації;

- режим розгорнення;

- підтримання Plug&PIay;

- споживана потужність;

- відповідність стандартам ТСО.

Діагоналлю екрана монітора, як і телевізора, називають відстань між лівим нижнім і правим верхнім кутами екрана. Цю відстань вимірюють у дюймах (позначають символом ").

Однак для CRT-моніторів під діагоналлю екрана виробники зазвичай вказують розмір діагоналі електронно-променевої трубки. Оскільки трубку укладено в корпус, розмір екрана стає трохи меншим від розміру трубки (деякі виробники вказують обидва розміри). Так, для монітора 17" (43,18 см) дійсний розмір екрана становить 40,55 см. Рідкокристалічні чи плазмові монітори чорного поля майже не мають, тому реальний розмір екрана цих типів моніторів, якщо розмір діагоналі екрана однаковий із CRT- монітором, більший.

Стандартні монітори ПК - це монітори з діагоналями 15" і 17". Для професійної роботи з графікою використовують монітори з діагоналями 19", 21" чи 22".

Найбільші розміри (70" і більше) мають плазмові монітори.

Характеристика форми екрана має сенс тільки для CRT-моніторів (екрани LCD-моніторів і плазмових моніторів - плоскі). Екран CRT-монітора може бути сферичним, циліндричним чи плоским. Сферичні екрани (екрани з опуклою поверхнею) через невисоку якість зображення тепер не використовують (вони збереглися тільки в старих комп'ютерах). У циліндричних екранах (плоских по вертикалі і круглих по горизонталі) усунуто найбільш характерні недоліки сферичних екранів, але все-таки найвищу якість зображення, потрібну для професійної роботи з графікою, забезпечують монітори з плоскими екранами.

Різні типи масок для CRT-моніторів мають свої переваги і недоліки. Трубки з тіньовою і щілинною масками забезпечують більш точне і деталізоване зображення, оскільки світло проходить через отвори в масці з чіткими краями. Тому такі монітори доцільно використовувати для інтенсивної і тривалої роботи з текстами та дрібними елементами графіки (наприклад, для розв'язання прикладних задач автоматизованого проектування). Трубки з апертурними ґратами мають більш ажурну маску, що менше заслоняє екран і дозволяє одержати яскравіше контрастне зображення насиченого кольору. Монітори з такими трубками добре підходять для настільних видавничих систем та розв'язання прикладних задач, орієнтованих на роботу з кольоровими зображеннями.

Мінімальну відстань між люмінофорними елементами однакового кольору називають кроком точки (dot pitch), що є показником якості зображення CRT-моніторів з тіньовою маскою, а також LCD-моніторів і плазмових моніторів. Чим менше значення кроку точки, тим вища якість відтвореного на моніторі зображення. Зазвичай у моніторах крок точки змінюється від 0,28 мм (для найдешевших моделей) до 0,21 мм (для професійних моделей).

Мінімальна відстань між двом комірками у разі використання щілинної маски називають щілинним кроком (slot pitch), а мінімальну відстань між смугами люмінофора однакового кольору в апертурних ґратах - кроком смуги (strip pitch). Не можна прямо порівнювати розмір кроку для трубок різних типів: крок точок (чи тріад) трубки з тіньовою маскою вимірюють по діагоналі, тоді як крок апертурних ґрат (горизонтальний крок точок) - по горизонталі. Тому за однакового кроку точок трубка з тіньовою маскою має більшу щільність точок, ніж трубка з апертурними ґратами. Наприклад крок смуги 0,25 мм приблизно еквівалентнй кроку точки 0,27 мм.

Для LCD-дисплеїв крок точки зазвичай дорівнює 0,5...0,4 мм, а для плазмових дисплеїв - 0,8...1 мм.

Сучасні монітори забезпечують мінімальну роздільну здатність 800x600 пікселів (CRT-монітори - 1280x1024 пікселів і більше). Максимальну роздільну здатність CRT-монітора можна визначити, розділивши видимий розмір екрана (по горизонталі та вертикалі) на крок точки, щілинний крок чи крок смуги. Так, максимальна роздільна здатність монітора 17" із щілинною маскою і кроком точок 0,25 мм та розміром використовуваної ділянки екрана 320x240 мм дорівнює 1478x1109 пікселів.

Максимальна роздільна здатність монітора з такими самими параметрами й апертурними ґратами по горизонталі становить 1280 пікселів (по вертикалі роздільна здатність такої трубки обмежена тільки фокусуванням променів).

LCD-монітори і плазмові монітори мають одну роздільну здатність, названу «рідною» (native), що відповідає максимальній фізичній роздільній здатності здатності CRT-моніторів.

Ця роздільна здатність визначається кількістю пікселів, що для LCD-монітора і плазмових моніторів фіксована. Наприклад, якщо такий монітор має роздільну здатність 1024x768 пікселів, то це означає, що на кожному з 768 рядків розміщено 1024 електродів, тобто пікселів. При цьому є можливість використовувати і більш низьку роздільну здатність. Для цього є два способи.

За першим способом (центруванням) для одержання зображення використовують тільки ту кількість пікселів, яка потрібна для формування зображення з нижчою роздільною здатністю. У результаті зображення займає не весь екран, а тільки його середину, тобто навколо зображення утворюється широка чорна рамка.

Другий спосіб називають розтяганням. Суть його в тому, що для відтворення зображення з нижчою, ніж «рідна», роздільна здатність, використовуються всі пікселі, тобто зображення займає весь екран. Однак через те, що зображення розтягується на весь екран, виникають незначні спотворення і погіршується різкість.

Яскравість монітора визначають силою світла на одиницю площі. Силу світла вимірюють у канделах - кд (від англ. candle - свіча). Оскільки збільшення яскравості CRT-моніторів приводить до збільшення випромінювання, то ці монітори зазвичай мають яскравість не більше 150...200 кд/м². Таких обмежень позбавлені як LCD-монітори, так і плазмові, тому їх яскравість вища. Так, яскравість LCD-моніторів дорівнює 150...200 кд/м², а яскравість плазмових моніторів може досягати 700 кд/м².

Коефіцієнт контрастності зображення показує, у скільки разів змінюється його яскравість у разі зміни рівня відеосигналу від максимального до мінімального і виражають відношенням. Найвищий коефіцієнт контрастності плазмових моніторів - 3000:1. Ця характеристика для CRT-моніторів дорівнює 500:1, для LCD-моніторів - 130:1. Нормальна робота монітора забезпечується значенням контрастності, що не нижче за 250:1.

LCD-монітори не задовольняють цю умову, оскільки дуже важко повністю блокувати проходження світла від джерела через панель.

Кут огляду монітора відраховується від перпендикуляра до площини екрана по горизонталі та вертикалі. Максимальним кутом огляду вважається такий кут, за якого контрастність зменшується до співвідношення 10:1 порівняно з величиною, обмірюваною в точці, безпосередньо розміщеній над поверхнею екрана. Кут огляду значущий тільки для LCD-монітора, оскільки його максимальне значення для CRT-моніторів і плазмових моніторів дорівнює 160°... 170°. Цей кут у LCD-моніторах з пасивними матрицями не перевищує зазвичай 45°. Активна матриця дозволяє збільшити кут огляду в деяких моделях до 120°.

Час переведення пікселя з одного стану в другий (наприклад, від чорного кольору до білого) називають інерційністю. Ця характеристика має велике значення в тому разі, якщо зображення на екрані дисплея часто змінюється (наприклад, у комп'ютерних іграх чи під час перегляду фільмів на комп'ютері). Найменші значення інерційності мають CRT-монітори (10 мс). Інерційність CRT-дисплея з активною матрицею дорівнює 25...70 мс (300 мс для пасивної матриці), а інерційність плазмових моніторів - 15...30 мс.

За способом передавання сигналів (інтерфейсом) між відеокартою і монітором розрізняються цифрові й аналогові монітори.

У цифрових моніторах кольоровий сигнал RGB передається в дискретному (цифровому) вигляді по окремому провіднику.

Аналогові монітори працюють з відеокартами стандартів VGA, SVGA і т. ін. Вони здатні підтримувати роздільну здатність 640x480 пікселів і більше. У цих моніторах сигнал передається через зміну напруги.

В усіх сучасних CRT-моніторах використовується аналоговий інтерфейс,

а в LCD-моніторах і плазмових моніторах - цифровий інтерфейс (фактичним стандартом є цифровий візуальний інтерфейс DVI - Digital Visual Interface).

Однак більшість LCD-моніторів мають убудований аналоговий інтерфейс для підключення до найбільш поширених аналогових виходів відеоадаптерів. Інтерфейс DVI передбачає можливість передавання, крім цифрових даних, також аналогових сигналів у CRT-моніторах.

Для сумісної роботи відеокарти і монітора потрібне тимчасове узгодження переданих елементів зображення - синхронізація.

Відеокарта формує два сигнали синхронізації, один з яких формує горизонтальну частоту рядків (у кілогерцах), а другий - вертикальну частоту повторення кадрів (у герцах). Частоту повторення кадрів часто називають частотою регенерації. Око людини сприймає зміну зображень як рухоме зображення в тому разі, коли частота зміни зображень не нижча за 20...25 Гц (тому в телебаченні використовують саме ці частоти). Однак для роботи з монітором на близькій відстані до екрана таких частот недостатньо, оскільки чим вища частота кадрів, тим стійкіше зображення.

Для CRT-моніторів час світіння люмінофорних елементів дуже малий, тому електронний промінь має проходити через кожний елемент люмінофорного шару досить часто, щоб не було помітно мерехтіння зображення. Якщо частота такого обходу екрана стає меншою за 70 Гц, то інерційності зорового сприйняття буде недостатньо для того, щоб зображення не мерехтіло, тому мінімально безпечною частотою кадрів вважається 75 Гц. Дослідження показали, що якщо частота вертикального розгорнення вища за 110 Гц, людина вже не помічатиме ніякого мерехтіння зображення.

Яскравість окремого елемента екрана LCD-монітора залишається незмінною протягом усього інтервалу часу між відновленнями картинки. Однак це і недолік LCD-моніторів, оскільки часта зміна зображення (наприклад, під час перегляду фільмів чи відеоігор) позначається на інерційності перемикання пікселів з одного стану в другий, що призводить до спотворення зображень. Частота регенерації LCD-моніторів становить 20...50 Гц, тому для виконання мультимедійних прикладних задач краще використовувати CRT-монітори.

З метою реалізації технології Plug&Play для моніторів асоціація VESA розробила специфікацію DDC, що передбачає обмін інформацією між монітором і комп'ютером з використанням звичайного кабелю, тобто через стандартний VGA-рознім.

Існує декілька версій цього протоколу:

- DDC1 - однобічне передавання даних від монітора до комп'ютера;

- DDC2 (DDC2A, DDC2B, DDC2AB) - двосторонній обмін даними між комп'ютером і монітором.

Монітори Plug&Play дозволяють системі установити оптимальні для конкретної моделі характеристики виведення зображення (частоту кадрового і рядкового розгорнень, кольорову модель тощо).

Споживана потужність СКТ-моніторів суттєво залежить від розміру екрана і може становити від 65 до 140 Вт. В енергозберігаючих режимах CRT-монітори споживають у середньому: у «сплячому» (sleep) режимі - 8,3 Вт, у «вимкненому» (off) режимі - 4,5 Вт. Найбільш ощадними є LCD-монітори, споживана потужність яких лежить у діапазоні 25...70 Вт. Найвища споживана потужність плазмових моніторів - 250...500 Вт.

Істотні характеристики для роботи з моніторами - ергономічні характеристики і характеристики безпеки. Ці характеристики для пристроїв комп'ютера визначаються стандартами ТСО, розробленими Шведською конфедерацією професійних службовців (The Swedish Confederation of Professional Employees). 3 1998 p. усі роботи зі стандартизації виконуються компанією ТСО Development, спеціально створеною конфедерацією для цієї мети.

Для моніторів було випущено кілька стандартів, що змінюють один одного (MPR І, MPR II, ТСО'92, ТСО'95 і ТСО'99). Натепер діє стандарт ТСО'ОЗ, точніше його друга редакція, прийнята в січні 2004 р. Оскільки деякі вимоги до CRT-моніторів і плоскопанельних моніторів (LCD-моніторів і плазмових моніторів) різні, до кожного з них застосовується свій стандарт: до CRT-моніторів - стандарт ТСО'ОЗ CRT Displays, а до плоскопанельних моніторів - стандарт ТСО'ОЗ FPD Displays (Float Panel Displays -плоскопанельні дисплеї).

Стандарти ТСО визначають вимоги до моніторів за такими напрямами: ергономіка (ergonomics), випромінювання (emissions), енергія (energy) і екологія (ecology)

Стандартами ТСО до моніторів визначено такі ергономічні вимоги:

- до геометрії екрана (горизонтальні та вертикальні лінії на екрані мають бути прямими і перпендикулярними одна до одної);

- до яскравості та контрастності;

- до відблисків і відображень на екрані монітора;

- до передавання кольору монітора;

- до стабільності зображення на екрані монітора (тільки для CRT- моніторів).

До випромінювання за стандартом ТСО висунуто такі вимоги:

- до значення електростатичних полів, що генеруються катодом електронно-променевої трубки (тільки для CRT-моніторів);

- до змінних електричних і магнітних полів у моніторі;

- до рівня шуму, спричинюваного монітором.

Енергетичні вимоги - це вимоги до безпеки електричних з'єднань (ізоляції і пожежної безпеки) і енергозбереження: наявність «сплячого» (sleep) режиму, режиму резервування (standby) і режиму «вимикання» (off).

Для екології визначено такі вимоги:

- до граничного змісту шкідливих для здоров'я хімічних елементів (кадмію, ртуті та свинцю);

- до вмісту шкідливих речовин у пластмасах, використовуваних у корпусі та інших деталях монітора;

- до матеріалів, використовуваних у моніторі щодо їх утилізації.

Відповідність монітора стандарту ТСО засвідчується наклейкою з логотипом ТСО.

Дата добавления: 2013-12-12