تجزیه و تحلیل مانیتورهای crt. تاریخچه ایجاد مانیتورهای CRT - CRT با ماسک شکاف (Slot Mask)

امروزه رایج ترین نوع مانیتورها مانیتورهای CRT (لوله پرتو کاتدی) هستند. همانطور که از نام آن پیداست، همه این مانیتورها بر اساس یک لوله اشعه کاتدی - یک لوله پرتو کاتدی (CRT) هستند. CRT مخفف عبارت Cathode Ray Terminal است که دیگر مربوط به یک گوشی نیست، بلکه مربوط به یک دستگاه مبتنی بر آن است.

فناوری مورد استفاده در این نوع مانیتور توسط دانشمند آلمانی فردیناند براون در سال 1897 توسعه یافت. و در ابتدا به عنوان یک ابزار ویژه برای اندازه گیری جریان متناوب، یعنی برای یک اسیلوسکوپ ایجاد شد.

طراحی CRT - مانیتور.

مهمترین عنصر مانیتور یک کینسکوپ است که به آن لوله پرتو کاتدی نیز می گویند (به پیوست A، شکل 1 مراجعه کنید). کینسکوپ از یک لوله شیشه ای مهر و موم شده تشکیل شده است که داخل آن خلاء وجود دارد، یعنی تمام هوا خارج می شود. یکی از انتهای لوله باریک و بلند است - این گردن است و دیگری - پهن و نسبتاً صاف - صفحه نمایش است. در قسمت جلویی، قسمت داخلی شیشه لوله با فسفر پوشانده شده است. ترکیبات کاملاً پیچیده بر اساس فلزات خاکی کمیاب - ایتریوم، اربیوم و غیره به عنوان فسفر برای CRT های رنگی استفاده می شود. فسفر ماده ای است که هنگام بمباران با ذرات باردار نور ساطع می کند. توجه داشته باشید که گاهی اوقات فسفر را فسفر می نامند، اما این درست نیست، زیرا. فسفر استفاده شده در پوشش CRT هیچ ربطی به فسفر ندارد. علاوه بر این، فسفر در نتیجه تعامل با اکسیژن اتمسفر هنگامی که به P 2 O 5 اکسید می شود "درخشش" می کند و "درخشش" برای مدت زمان کمی رخ می دهد.

برای ایجاد یک تصویر در یک مانیتور CRT، از یک تفنگ الکترونی استفاده می‌شود، که از آنجا جریانی از الکترون‌ها تحت اثر میدان الکترواستاتیک قوی بیرون می‌آید. از طریق یک ماسک یا رنده فلزی، روی سطح داخلی صفحه شیشه ای مانیتور که با نقاط فسفری چند رنگ پوشانده شده است، می افتند. جریان الکترون (پرتو) را می توان در سطوح عمودی و افقی منحرف کرد، که تضمین می کند که به طور مداوم به کل میدان صفحه برخورد می کند. تیر با استفاده از یک سیستم منحرف کننده منحرف می شود (به پیوست A، شکل 2 مراجعه کنید). سیستم های انحرافی به دو دسته زینی حلقوی و زینی شکل تقسیم می شوند. دومی ترجیح داده می شود زیرا سطح کاهش تابش ایجاد می کند.

سیستم انحراف شامل چندین سلف واقع در گردن کینسکوپ است. با کمک یک میدان مغناطیسی متناوب، دو سیم پیچ انحراف پرتو الکترونی را در صفحه افقی و دو سیم پیچ دیگر در صفحه عمودی ایجاد می کنند.

تغییر در میدان مغناطیسی تحت تأثیر یک جریان متناوب که از سیم پیچ ها می گذرد و طبق قانون خاصی تغییر می کند (این معمولاً تغییر ولتاژ دندانه اره در طول زمان است) رخ می دهد ، در حالی که سیم پیچ ها به پرتو جهت دلخواه را می دهند. مسیر پرتو الکترونی روی صفحه به صورت شماتیک در ضمیمه B نشان داده شده است، شکل. 3. خطوط یکپارچه مسیر فعال پرتو هستند، خط نقطه نقطه معکوس است.

فرکانس انتقال به یک خط جدید فرکانس اسکن افقی (یا افقی) نامیده می شود. فرکانس انتقال از گوشه پایین سمت راست به گوشه بالا سمت چپ فرکانس اسکن عمودی (یا عمودی) نامیده می شود. دامنه پالس های اضافه ولتاژ روی سیم پیچ های اسکن افقی با فرکانس افقی افزایش می یابد، بنابراین این گره یکی از پرتنش ترین مکان ها در سازه و یکی از منابع اصلی تداخل در محدوده فرکانس وسیع است. توان مصرفی گره های اسکن افقی نیز یکی از فاکتورهای جدی است که در طراحی نمایشگرها در نظر گرفته می شود.

پس از سیستم انحراف، جریان الکترون در مسیر خود به سمت جلوی لوله از تعدیل کننده شدت و سیستم شتاب دهنده عبور می کند که بر اساس اصل اختلاف پتانسیل عمل می کنند. در نتیجه، الکترون ها انرژی بیشتری به دست می آورند که بخشی از آن صرف درخشش فسفر می شود.

الکترون ها به لایه فسفر برخورد می کنند، پس از آن انرژی الکترون ها به نور تبدیل می شود، یعنی. جریان الکترون ها باعث درخشش نقاط فسفر می شود. این نقاط درخشان فسفر تصویری را که در مانیتور خود می بینید تشکیل می دهند. به عنوان یک قاعده، در یک مانیتور CRT رنگی از سه تفنگ الکترونی استفاده می شود، برخلاف یک تفنگ منفرد که در نمایشگرهای تک رنگ استفاده می شود، که اکنون عملاً تولید نمی شوند.

مشخص است که چشم انسان به رنگ های اصلی واکنش نشان می دهد: قرمز (قرمز)، سبز (سبز) و آبی (آبی) و ترکیب آنها که تعداد بی نهایت رنگ را ایجاد می کند. لایه فسفر که جلوی لوله پرتو کاتدی را می پوشاند از عناصر بسیار کوچکی تشکیل شده است (بقدری کوچک که چشم انسان همیشه نمی تواند آنها را تشخیص دهد). این عناصر فسفری رنگ های اولیه را بازتولید می کنند، در واقع سه نوع ذرات چند رنگی وجود دارد که رنگ آنها با رنگ های اصلی RGB مطابقت دارد (از این رو نام گروه عناصر فسفری - سه گانه است). همانطور که در بالا ذکر شد، فسفر تحت تأثیر الکترون های شتاب دار که توسط سه تفنگ الکترونی ایجاد می شوند شروع به درخشش می کند. هر یک از سه تفنگ مربوط به یکی از رنگ های اصلی است و پرتوی از الکترون ها را به ذرات مختلف فسفر می فرستد که درخشش رنگ های اصلی با شدت های مختلف ترکیب شده و در نتیجه تصویری با رنگ مورد نیاز تشکیل می شود. به عنوان مثال، اگر ذرات فسفر قرمز، سبز و آبی را فعال کنید، ترکیب آنها یک رنگ سفید ایجاد می کند (پیوست B، شکل 4 را ببینید).

برای کنترل یک لوله پرتو کاتدی، الکترونیک کنترل نیز مورد نیاز است که کیفیت آن تا حد زیادی کیفیت نمایشگر را تعیین می کند. به هر حال، این تفاوت در کیفیت الکترونیک کنترل ایجاد شده توسط تولید کنندگان مختلف است که یکی از معیارهایی است که تفاوت بین مانیتورهایی را با یک لوله اشعه کاتدی مشخص می کند.

هر تفنگ یک پرتو الکترونی (یا جریان یا پرتو) ساطع می کند که بر عناصر فسفر رنگ های مختلف (سبز، قرمز یا آبی) تأثیر می گذارد. یک پرتو الکترونی در نظر گرفته شده برای عناصر فسفر قرمز نباید روی فسفر سبز یا آبی تأثیر بگذارد. برای دستیابی به چنین عملی، از یک ماسک مخصوص استفاده می شود که ساختار آن به نوع کینسکوپ های سازنده های مختلف بستگی دارد که گسستگی (راستر) تصویر را تضمین می کند. CRT ها را می توان به دو دسته تقسیم کرد - سه پرتو با آرایش مثلثی تفنگ های الکترونی و با آرایش مسطح تفنگ های الکترونی. این لوله ها از ماسک های شکاف و سایه استفاده می کنند، البته درست تر است که بگوییم همه آنها ماسک سایه هستند. در عین حال، لوله هایی با آرایش مسطح تفنگ های الکترونی، کینسکوپ با خود همگرایی پرتوها نیز نامیده می شوند، زیرا تأثیر میدان مغناطیسی زمین بر روی سه پرتو مسطح تقریباً یکسان است و هنگام تغییر موقعیت لوله نسبی است. به میدان زمین، نیازی به تنظیمات اضافی نیست.

رایج ترین انواع ماسک ها ماسک های سایه هستند و در دو نوع "ماسک سایه" (ماسک سایه) و "ماسک شکاف" (ماسک شکاف) وجود دارند.

ماسک سایه رایج ترین نوع ماسک است و از زمان اختراع اولین لوله های تصویر رنگی مورد استفاده قرار گرفته است. سطح کینسکوپ ها با ماسک سایه معمولاً کروی (محدب) است. این کار به گونه ای انجام می شود که پرتو الکترونی در مرکز صفحه و در امتداد لبه ها ضخامت یکسانی داشته باشد.

ماسک سایه از یک صفحه فلزی با سوراخ های گرد تشکیل شده است که تقریباً 25٪ از سطح را اشغال می کند (پیوست B، شکل 5 را ببینید). یک ماسک در مقابل یک لوله شیشه ای با یک لایه فسفر وجود دارد. به عنوان یک قاعده، اکثر ماسک های سایه مدرن از invar ساخته می شوند. Invar (InVar) - آلیاژ مغناطیسی آهن (64٪) با نیکل (36٪). این ماده دارای ضریب انبساط حرارتی بسیار پایینی است، بنابراین حتی اگر پرتوهای الکترونی ماسک را گرم می کنند، بر خلوص رنگ تصویر تأثیر منفی نمی گذارد. سوراخ‌های شبکه فلزی مانند یک دید عمل می‌کنند (البته یک دید دقیق نیست)، این چیزی است که تضمین می‌کند پرتو الکترونی فقط به عناصر فسفری مورد نیاز و فقط در مناطق خاصی برخورد می‌کند. ماسک سایه شبکه‌ای از نقاط یکنواخت (که سه‌گانه نیز نامیده می‌شود) ایجاد می‌کند، که در آن هر نقطه از سه عنصر فسفری رنگ‌های اصلی - سبز، قرمز و آبی - تشکیل شده است که وقتی در معرض پرتوهای تفنگ‌های الکترونی قرار می‌گیرند، با شدت‌های مختلف می‌درخشند. با تغییر جریان هر یک از سه پرتو الکترونی، می توان به رنگ دلخواه یک عنصر تصویر که توسط سه نقطه تشکیل شده است، دست یافت.

یکی از نقاط "ضعیف" مانیتورهای دارای ماسک سایه، تغییر شکل حرارتی آن است. بخشی از پرتوهای تفنگ پرتو الکترونی به ماسک سایه برخورد می کند و در نتیجه باعث گرم شدن و تغییر شکل بعدی ماسک سایه می شود. جابجایی حاصل از سوراخ‌های ماسک سایه منجر به نمایان شدن یک جلوه رنگارنگ صفحه (تغییر رنگ‌های RGB) می‌شود. جنس ماسک سایه تاثیر بسزایی در کیفیت مانیتور دارد. ماده ترجیحی ماسک Invar است.

معایب ماسک سایه به خوبی شناخته شده است: اولاً، این نسبت کوچکی از الکترون است که توسط ماسک منتقل و حفظ می شود (فقط حدود 20-30٪ از ماسک عبور می کند) که نیاز به استفاده از فسفر با خروجی نور بالا دارد. این، به نوبه خود، درخشش تک رنگ را بدتر می‌کند و محدوده رندر رنگی را کاهش می‌دهد، و ثانیاً، اطمینان از همزمانی دقیق سه پرتو که در یک صفحه قرار نمی‌گیرند، زمانی که در زوایای بزرگ منحرف می‌شوند، نسبتاً دشوار است.

ماسک سایه در اکثر مانیتورهای مدرن استفاده می شود - هیتاچی، پاناسونیک، سامسونگ، دوو، ال جی، نوکیا، ویوسونیک.

حداقل فاصله بین عناصر فسفری هم رنگ در ردیف های مجاور، نقطه نقطه نامیده می شود و شاخص کیفیت تصویر است (به پیوست B، شکل 6 مراجعه کنید). گام نقطه معمولاً بر حسب میلی متر اندازه گیری می شود. هرچه مقدار نقطه گام کوچکتر باشد، کیفیت تصویر نمایش داده شده در مانیتور بالاتر است. فاصله افقی بین دو نقطه مجاور برابر است با پله نقاط ضرب در 0.866.

ماسک شکاف یک فناوری است که به طور گسترده توسط NEC با نام "CromaClear" پذیرفته شده است. این راه حل در عمل ترکیبی از ماسک سایه و توری دیافراگم است. در این مورد، عناصر فسفر در سلول های بیضوی عمودی قرار دارند و ماسک از خطوط عمودی ساخته شده است. در واقع، نوارهای عمودی به سلول های بیضوی تقسیم می شوند که شامل گروه های سه عنصر فسفر در سه رنگ اصلی است. ماسک شکاف علاوه بر مانیتورهای NEC (جایی که سلول‌ها بیضوی هستند)، در مانیتورهای پاناسونیک با لوله PureFlat (که قبلاً PanaFlat نامیده می‌شد) استفاده می‌شود. توجه داشته باشید که مقایسه مستقیم اندازه گام برای لوله‌های انواع مختلف امکان‌پذیر نیست: گام نقطه‌ها (یا سه‌گانه‌های) لوله ماسک سایه به صورت مورب اندازه‌گیری می‌شود، در حالی که گام مشبک دیافراگم، که در غیر این صورت به عنوان گام نقطه افقی شناخته می‌شود. ، به صورت افقی اندازه گیری می شود. بنابراین، برای همان نقطه نقطه، یک لوله با ماسک سایه تراکم نقطه بالاتری نسبت به لوله با توری دیافراگم دارد. برای مثال، گام راه راه 0.25 میلی متر تقریباً معادل گام نقطه 0.27 میلی متر است.

همچنین در سال 1997م هیتاچی، بزرگترین طراح و سازنده CRT ها، EDP، آخرین فناوری ماسک سایه را توسعه داده است. در یک ماسک سایه معمولی، سه تایی ها کم و بیش به صورت متساوی الاضلاع قرار می گیرند و گروه های مثلثی را ایجاد می کنند که به طور مساوی در سطح داخلی لوله توزیع شده اند. هیتاچی فاصله افقی بین عناصر سه گانه را کاهش داد و در نتیجه سه ضلعی ایجاد کرد که از نظر شکل به یک مثلث متساوی الساقین نزدیکتر هستند. برای جلوگیری از شکاف بین سه‌گانه‌ها، خود نقطه‌ها درازتر شده‌اند و بیضی‌تر از دایره‌ها هستند.

نوع دیگری از لوله وجود دارد که از "شبکه دیافراگم" استفاده می کند. این لوله ها با نام Trinitron شناخته شدند و اولین بار توسط سونی در سال 1982 به بازار معرفی شدند. لوله های توری دیافراگم از یک فناوری اصلی استفاده می کنند، که در آن سه تفنگ پرتو، سه کاتد و سه تعدیل کننده وجود دارد، اما یک تمرکز مشترک وجود دارد (به پیوست B، شکل 7 مراجعه کنید).

مشبک دیافراگم نوعی ماسک است که توسط سازندگان مختلف در فناوری‌های خود برای تولید کینسکوپ‌هایی استفاده می‌شود که نام‌های متفاوتی دارند اما اساساً یکسان هستند، مانند فناوری Trinitron سونی، DiamondTron میتسوبیشی و SonicTron ViewSonic. این راه حل شامل یک شبکه فلزی با سوراخ نیست، همانطور که در مورد ماسک سایه وجود دارد، بلکه شبکه ای از خطوط عمودی است. به جای نقاط با عناصر فسفری از سه رنگ اصلی، مشبک دیافراگم حاوی یک سری رشته‌ها متشکل از عناصر فسفری است که در نوارهای عمودی سه رنگ اصلی مرتب شده‌اند. این سیستم کنتراست تصویر بالا و اشباع رنگ خوبی را فراهم می کند که در کنار هم مانیتورهای لوله ای با کیفیتی را بر اساس این فناوری ارائه می دهند. ماسک مورد استفاده در لوله های سونی (Mitsubishi, ViewSonic) یک فویل نازک است که خطوط عمودی نازکی روی آن خراشیده می شود. روی یک سیم افقی (یک در 15، دو در 17، سه یا بیشتر در 21 اینچ) قرار دارد که سایه آن بر روی صفحه نمایان است.این سیم برای کاهش ارتعاشات استفاده می شود و به آن سیم دمپر می گویند. به وضوح قابل مشاهده است، به خصوص با تصاویر پس زمینه روشن بر روی مانیتور. برخی از کاربران اساسا این خطوط را دوست ندارند، در حالی که برخی دیگر، برعکس، راضی هستند و از آنها به عنوان یک خط کش افقی استفاده می کنند.

حداقل فاصله بین نوارهای فسفری همرنگ را گام نوار می نامند و بر حسب میلی متر اندازه گیری می شود. هرچه مقدار فاصله راه راه کمتر باشد، کیفیت تصویر در مانیتور بالاتر است. با یک توری دیافراگم، فقط اندازه افقی نقطه منطقی است. از آنجایی که عمودی با تمرکز پرتو الکترونی و سیستم انحراف تعیین می شود. مشبک دیافراگم در مانیتورهای ViewSonic، Radius، Nokia، LG، CTX، Mitsubishi و همه مانیتورهای SONY استفاده می شود.

لازم به ذکر است که نمی توان به طور مستقیم اندازه گام را برای لوله های انواع مختلف مقایسه کرد: گام نقطه ها (یا سه گانه) لوله با ماسک سایه به صورت مورب اندازه گیری می شود، در حالی که گام مشبک دیافراگم که در غیر این صورت نقطه افقی نامیده می شود. زمین، به صورت افقی اندازه گیری می شود. بنابراین، برای همان نقطه نقطه، یک لوله با ماسک سایه تراکم نقطه بالاتری نسبت به لوله با توری دیافراگم دارد. به عنوان مثال: گام نواری 0.25 میلی متر تقریباً معادل گام نقطه 0.27 میلی متر است.

هر دو نوع لوله مزایا و حامیان خود را دارند. لوله های سایه ماسک تصویر دقیق و دقیق تری تولید می کنند زیرا نور از سوراخ های لبه تیز ماسک عبور می کند. بنابراین، مانیتورهایی با چنین CRT هایی برای کار فشرده و طولانی مدت با متون و عناصر گرافیکی کوچک، به عنوان مثال، در برنامه های CAD/CAM مناسب هستند. لوله‌های دارای مشبک دیافراگم دارای ماسک بازتری هستند، صفحه را کمتر محو می‌کند و به شما امکان می‌دهد تصویری روشن‌تر و متضاد در رنگ‌های اشباع‌شده دریافت کنید. مانیتورهای دارای این لوله ها برای انتشار دسکتاپ و دیگر برنامه های کاربردی رنگ گرا مناسب هستند. در سیستم‌های CAD، مانیتورهایی با لوله‌ای که از توری دیافراگم استفاده می‌کنند، خوششان نمی‌آید، نه به این دلیل که جزئیات ظریف را بدتر از لوله‌های ماسک سایه بازتولید می‌کنند، بلکه به این دلیل که صفحه نمایشگرهای نوع Trinitron به‌طور عمودی صاف و به صورت افقی محدب است، یعنی . جهت اختصاصی دارد.

همانطور که قبلاً ذکر شد، علاوه بر لوله اشعه کاتدی، الکترونیک کنترلی نیز در مانیتور وجود دارد که سیگنال دریافتی مستقیماً از کارت گرافیک رایانه شخصی شما را پردازش می کند. این الکترونیک باید تقویت سیگنال را بهینه کند و عملکرد تفنگ های الکترونی را که شروع کننده درخشش فسفر است که تصویر روی صفحه را ایجاد می کند، کنترل کند. تصویر نمایش داده شده روی صفحه نمایشگر ثابت به نظر می رسد، اگرچه در واقع اینطور نیست. تصویر روی صفحه در نتیجه فرآیندی بازتولید می شود که در آن درخشش عناصر فسفر توسط یک پرتو الکترونی که به ترتیب از خطوط به ترتیب زیر عبور می کند آغاز می شود: از چپ به راست و از بالا به پایین در صفحه نمایشگر. . این فرآیند خیلی سریع اتفاق می افتد، بنابراین به نظر می رسد که صفحه نمایش دائماً روشن است. تصویر در شبکیه چشم ما حدود 1/20 ثانیه ذخیره می شود. این بدان معناست که اگر پرتو الکترونی به آرامی در سراسر صفحه حرکت کند، می‌توانیم این حرکت را به صورت یک نقطه روشن متحرک مجزا ببینیم، اما وقتی پرتو شروع به حرکت می‌کند و به سرعت حداقل 20 بار در ثانیه خطی روی صفحه می‌کشد، چشمان ما نمی‌توانند حرکت کنند. یک نقطه متحرک را ببینید، اما فقط یک خط یکنواخت را روی صفحه ببینید. اگر اکنون پرتو را در کمتر از 1/25 ثانیه به صورت متوالی بر روی بسیاری از خطوط افقی از بالا به پایین بچرخانیم، یک صفحه روشن یکنواخت با سوسو زدن کمی خواهیم دید. حرکت خود پرتو آنقدر سریع خواهد بود که چشم ما قادر به دیدن آن نخواهد بود. هرچه پرتو الکترونی سریعتر از کل صفحه عبور کند، سوسو زدن تصویر کمتر قابل توجه خواهد بود. اعتقاد بر این است که چنین سوسو زدن با سرعت تکرار فریم (پرتو از تمام عناصر تصویر عبور می کند) تقریباً 75 در ثانیه نامحسوس می شود. با این حال، این مقدار تا حدودی به اندازه مانیتور بستگی دارد. واقعیت این است که نواحی محیطی شبکیه حاوی عناصر حساس به نور با اینرسی کمتر است. بنابراین، سوسو زدن مانیتورهایی با زاویه دید زیاد در نرخ فریم بالا قابل توجه می شود. توانایی الکترونیک کنترل برای تشکیل عناصر تصویر کوچک بر روی صفحه نمایش به پهنای باند (پهنای باند) بستگی دارد. پهنای باند مانیتور متناسب با تعداد پیکسل هایی است که توسط کارت گرافیک کامپیوتر برای تشکیل یک تصویر استفاده می شود.

برخی از پارامترهای تعیین کننده کیفیت مانیتور CRT:

قطر لوله و مورب ظاهری

یکی از پارامترهای اصلی مانیتور CRT اندازه مورب است.لوله ها. به طور مستقیم بین اندازه قطر لوله و اندازه قابل مشاهده، که معمولاً حدود 1 اینچ کوچکتر از قطر لوله است، که تا حدی توسط قاب مانیتور پوشانده شده است، تمایز قائل شوید.

ضریب انتقال نور

ضریب انتقال نور به عنوان نسبت انرژی نور مفید ساطع شده به بیرون به انرژی ساطع شده از لایه فسفری داخلی تعریف می شود. به طور معمول، این نسبت در محدوده 50-60٪ است. هر چه ضریب انتقال نور بیشتر باشد، سطح سیگنال ویدئویی کمتری برای تامین روشنایی مورد نیاز است. با این حال، به دلیل کاهش تفاوت بین مناطق تابشی و غیر تابشی سطح صفحه نمایش، کنتراست تصویر را کاهش می دهد. با ضریب انتقال نور کم، فوکوس تصویر بهبود می یابد، با این حال، سیگنال ویدئویی قوی تر مورد نیاز است و بر این اساس، مدار مانیتور پیچیده تر می شود. مقدار خاص ضریب انتقال نور را می توان در اسناد سازنده پیدا کرد. به طور معمول، مانیتورهای 15 اینچی دارای ضریب انتقال نور در محدوده 56-58٪ و مانیتورهای 17 اینچی - 52-53٪ هستند.

اسکن افقی

دوره رفت و برگشت افقی زمانی است که طول می کشد تا پرتو از سمت چپ به لبه سمت راست صفحه حرکت کند. بر این اساس، متقابل آن فرکانس افقی نامیده می شود و بر حسب کیلوهرتز اندازه گیری می شود. با افزایش نرخ فریم، نرخ نوسازی افقی نیز باید افزایش یابد.

اسکن عمودی

اسکن عمودی تعداد به روز رسانی های تصویر استدر صفحه نمایش در ثانیه، به این پارامتر نرخ فریم نیز می گویند.

هرچه مقدار اسکن عمودی بالاتر باشد، تأثیر تغییر قاب که خود را در سوسو زدن صفحه نمایش نشان می دهد، کمتر برای چشم قابل توجه است. اعتقاد بر این است که در فرکانس 75 هرتز، سوسو زدن تقریباً برای چشم غیرقابل تشخیص است، اما استاندارد VESA عملکرد در فرکانس 85 هرتز را توصیه می کند.

وضوح

وضوح با تعداد پیکسل ها و تعداد خطوط مشخص می شود. به عنوان مثال، وضوح مانیتور 1024 در 768 نشان می دهد که تعداد نقاط در هر خط 1024 و تعداد خطوط 768 است.

یکنواختی

یکنواختی با ثبات روشنایی در کل سطح تعیین می شودصفحه نمایش. بین "یکنواختی روشنایی" و "یکنواختی سفید" تمایز گذاشته شده است. معمولا مانیتورها در قسمت های مختلف صفحه نمایش روشنایی متفاوتی دارند. نسبت روشنایی در نواحی با حداکثر و حداقل مقدار روشنایی را یکنواختی توزیع روشنایی می گویند. یکنواختی سفید به عنوان تفاوت در روشنایی رنگ سفید (هنگام نمایش یک تصویر سفید) تعریف می شود.

عدم همگرایی پرتوها

اصطلاح "عدم همگرایی پرتوها" به معنای انحراف قرمز و آبی از سبز مرکزی است. چنین انحرافی از به دست آوردن رنگ های خالص و تصویر واضح جلوگیری می کند. بین عدم کاهش استاتیک و پویا تمایز قائل شوید. اولین مورد به عدم همگرایی سه رنگ در کل سطح صفحه نمایش اشاره دارد که معمولاً با خطاهایی در مونتاژ لوله پرتو کاتدی همراه است. عدم همگرایی پویا با خطا در لبه ها با تصویر واضح در مرکز مشخص می شود.

خلوص و وضوح تصویر

وضوح و وضوح تصویر بهینه زمانی حاصل می شود که هر یک از پرتوهای RGB دقیقاً در نقطه مناسب به سطح برخورد کند، که با یک رابطه دقیق بین تفنگ الکترونی، سوراخ های ماسک سایه و نقاط فسفر تضمین می شود. جابجایی پرتو، جابجایی مرکز تفنگ به جلو یا عقب و انحراف پرتو ناشی از میدان های مغناطیسی خارجی همگی می توانند بر وضوح و وضوح تصویر تأثیر بگذارند.

مور- این یک نوع نقص است که توسط چشم به عنوان لکه های تصویر موج دار مرتبط با تعامل نادرست بین ماسک سایه و پرتو اسکن درک می شود. فوکوس و موآر تنظیمات مربوط به مانیتورهای CRT هستند، بنابراین مقداری موآر با فوکوس خوب قابل قبول است.

عصبانی شدن

جیتر معمولاً به عنوان تغییرات نوسانی در تصویر درک می شود.با فرکانس بالای 30 هرتز آنها می توانند ناشی از لرزش سوراخ های ماسک مانیتور باشند که به ویژه ممکن است به دلیل اتصال زمین نامناسب باشد. در فرکانس های کمتر از 30 هرتز، اصطلاح "شنا" و زیر 1 هرتز - "دریفت" استفاده می شود. لرزش خفیف در همه مانیتورها وجود دارد. مطابق با استاندارد ISO، انحراف نقطه مورب بیش از 0.1 میلی متر مجاز نیست.

تغییر شکل ماسک

همه مانیتورهای ماسک سایه به دلیل اعوجاج حرارتی ماسک در معرض درجاتی از اعوجاج هستند. انبساط حرارتی ماده ای که ماسک از آن ساخته شده است منجر به تغییر شکل آن و در نتیجه جابجایی سوراخ های ماسک می شود.

ماده ترجیحی ماسک Invar است، آلیاژی که ضریب انبساط خطی پایینی دارد.

پوشش صفحه نمایش

در حالی که مانیتور در حال استفاده است، سطح مانیتور در معرض شدید قرار می گیردبمباران الکترونی، که می تواند بار الکتریسیته ساکن ایجاد کند. این به این واقعیت منجر می شود که سطح صفحه نمایش مقدار زیادی گرد و غبار را "جذب" می کند و علاوه بر این، هنگامی که کاربر صفحه شارژ شده را با دست لمس می کند، تخلیه الکتریکی ضعیف می تواند به طور ناخوشایندی "کلیک کند". برای کاهش پتانسیل سطح صفحه نمایش، پوشش های ضد الکتریسیته رسانای خاصی روی آن اعمال می شود که در مستندات با علامت اختصاری AS - anti-static نشان داده شده است.

هدف بعدی از پوشش حذف انعکاس اجسام اطراف در شیشه صفحه است که در عملکرد اختلال ایجاد می کند. اینها به اصطلاح پوشش های ضد انعکاس (ضد انعکاس، AR) هستند. برای کاهش اثر بازتاب، سطح صفحه نمایش باید مات باشد. یکی از راه‌های بدست آوردن چنین سطحی، حکاکی کردن شیشه برای به دست آوردن یک انعکاس چشمگیر، بلکه یک بازتاب منتشر است (پراکنده بازتابی است که در آن نور فرودی نه در یک زاویه برخورد، بلکه در همه جهات منعکس می‌شود). با این حال، در این حالت، نور عناصر فسفر نیز به طور پراکنده ای پراکنده می شود، تصویر تار می شود و روشنایی خود را از دست می دهد. اخیراً برای به دست آوردن پوشش های ضد انعکاس، از یک لایه نازک از دی اکسید سیلیکون استفاده می شود که روی آن شیارهای افقی پروفیلی حک می شود و از ورود انعکاس اجسام خارجی به میدان دید کاربر (در موقعیت معمولی نزدیک نمایشگر) جلوگیری می کند. در این حالت، چنین پروفایلی از شیارها انتخاب می شود تا تضعیف و پراکندگی سیگنال مفید حداکثر باشد.

یکی دیگر از عوامل نامطلوب که با پردازش صفحه با آن مقابله می شود، تابش خیره کننده از منابع نور خارجی است. برای کاهش این اثرات، یک لایه دی الکتریک با ضریب شکست کم که بازتابش پایینی دارد، روی سطح مانیتور اعمال می شود. به این گونه پوشش ها ضد تابش یا ضد هالاسیون (ضد تابش، AG) می گویند.معمولاً از پوشش های چند لایه ترکیبی استفاده می شود که محافظت در برابر چندین عامل مزاحم را ترکیب می کند. پاناسونیک پوششی ساخته است که از تمام انواع پوشش های توصیف شده استفاده می کند و نام آن AGRAS (ضد تابش نور، ضد انعکاس، ضد الکتریسیته ساکن) است. برای افزایش شدت نور مفید عبوری بین شیشه صفحه نمایش و لایه با ضریب انعکاس کم، یک لایه انتقال اعمال می شود که دارای ضریب شکست متوسط ​​بین شیشه و لایه بیرونی است (اثر روشنایی) که همچنین دارای خواص رسانایی برای حذف بار استاتیکی است.

گاهی اوقات از ترکیبات دیگری از پوشش ها استفاده می شود - ARAG (ضد انعکاس، ضد تابش نور) یا ARAS (ضد انعکاس، ضد استاتیک). در هر صورت پوشش ها تا حدودی از روشنایی و کنتراست تصویر می کاهند و بر بازتولید رنگ تاثیر می گذارند، اما راحتی کار با مانیتور که از استفاده از روکش ها به دست می آید، جبران کننده این کاستی هاست. با بررسی انعکاس یک منبع نور خارجی با مانیتور خاموش و مقایسه آن با انعکاس شیشه معمولی می توانید وجود یک پوشش ضد انعکاس را به صورت بصری بررسی کنید.

وجود پوشش های ضد تابش و ضد الکتریسیته ساکن برای مانیتورهای مدرن به یک امر عادی تبدیل شده است و برخی از تفاوت ها در کیفیت پوشش ها که اثربخشی آنها و میزان اعوجاج تصویر مرتبط با ویژگی های تکنولوژیکی را تعیین می کند تأثیر کمی بر انتخاب مدل دارد.

مانیتور کامپیوتر شخصی یک جزء واقعا مهم برای هر نوع کامپیوتری است.

بدون مانیتور هیچ راهی برای ارزیابی کامل مشخصات و همچنین عملکردها و قابلیت های نرم افزار ارائه شده وجود ندارد زیرا هیچ نوع اطلاعاتی به صورت بصری نمایش داده نخواهد شد. فقط از طریق مانیتور مورد استفاده می توانید تا 100٪ اطلاعات را دریافت کنید.

در حال حاضر، مانیتورهای لوله اشعه کاتدی دیگر رایج و رایج نیستند. این تکنیک فقط در کاربران نادری قابل مشاهده است. CRT ها با موفقیت جایگزین نمایشگرهای کریستال مایع شده اند.

با وجود این وضعیت، نیاز به درک تمام مزایا و تفاوت های ظریف تجهیزات تولید شده وجود دارد، زیرا تنها در این صورت می توان از محصولات قدیمی قدردانی کرد و درک کرد که چرا آنها ارتباط خود را از دست داده اند. آیا واقعاً فقط اندازه بزرگ و وزن بیش از حد، مصرف انرژی بالا و تشعشعات بالقوه مضر برای کاربران است؟

مانیتورهای قدیمی CRT چگونه بودند؟

تمام مانیتورهای CRT را می توان به سه نوع تقسیم کرد.

1. مانیتورهای CRT با ماسک سایه. این گزینه یکی از محبوب ترین و واقعاً شایسته تولید کنندگان بود. این تکنیک یک مانیتور محدب داشت.
2. LT با توری دیافراگم که شامل چندین خط عمودی است.
3. مانیتور با ماسک شکاف.

چه مشخصات فنی مانیتورهای CRT باید در نظر گرفته شود؟ چگونه می توان فهمید که تکنیک کاربرد آن چقدر ارزشمند است؟

1. مورب صفحه نمایش. این پارامتر معمولاً از گوشه های مخالف از قسمت های بالا و پایین در نظر گرفته می شود: گوشه پایین سمت راست - بالا سمت چپ. مقدار باید در اینچ اندازه گیری شود. در اکثر موارد، مدل ها دارای مورب 15 و 17 اینچ بودند.
2. اندازه دانه صفحه نمایش مانیتورآ. در این مورد، قرار است سوراخ های مخصوصی که در ماسک تفکیک رنگ مانیتور در فواصل معین قرار دارد در نظر گرفته شود. اگر این فاصله کمتر است، می توانید روی بهبود کیفیت تصویر حساب کنید. اندازه دانه باید فاصله بین نزدیکترین سوراخ ها را نشان دهد. به همین دلیل، می توانید روی نشانگر زیر تمرکز کنید: یک مشخصه کوچکتر، گواه کیفیت بالای نمایشگر رایانه است.
3. مصرف برق b با وات اندازه گیری می شود.
4. نوع پوشش نمایشگر
5. وجود یا عدم وجود صفحه محافظ. محققان علمی موفق شده اند ثابت کنند که تشعشعات تولید شده برای سلامت انسان مضر است. به همین دلیل، مانیتورهای CRT با محافظ ویژه ای عرضه شدند که می تواند شیشه، فیلم، مش باشد. وظیفه اصلی تمایل به کاهش سطح تشعشع بود.

مزایای نمایشگرهای CRT

علیرغم ویژگی ها و مشخصات مانیتورهای CRT، می توان از مزایای محصولات قدیمی پیشنهادی قدردانی کرد:

• مدل های CRT می توانند با عینک های استریو سوئیچینگ (شاتر) کار کنند. در عین حال، حتی پیشرفته ترین نمایشگرهای LCD نیز چنین مهارتی را کسب نکرده اند. اگر فردی بخواهد متوجه شود که یک ویدیوی استریو سه بعدی کامل چقدر می تواند همه کاره و کامل باشد، بهتر است مدل CRT را که 17 اینچی خواهد بود ترجیح دهد. با این رویکرد، می توانید 1500 - 4500 روبل را برای خرید اختصاص دهید، اما فرصت لذت بردن از سه بعدی در تعویض عینک های استریو را دارید. مهمترین چیز این است که با تمرکز بر داده های گذرنامه تجهیزات منتشر شده، ویژگی های آن را بررسی کنید: وضوح باید 1024x768 باشد. نرخ فریم - از 100 هرتز. اگر این داده ها رعایت نشود، خطر سوسو زدن تصویر استریو وجود دارد.
• یک مانیتور CRT با یک کارت گرافیک مدرن می تواند تصاویری با وضوح های مختلف از جمله خطوط نازک و حروف مورب را با موفقیت نمایش دهد. این ویژگی به وضوح فسفر بستگی دارد. صفحه نمایش ال سی دی تنها در صورتی متن را به درستی و با دقت بازتولید می کند که رزولوشن برابر با تعداد ردیف ها و ستون های خود مانیتور LCD، وضوح استاندارد باشد، زیرا سایر نسخه ها توسط الکترونیک فناوری مورد استفاده درون یابی می شوند.
• مانیتورهای CRT با کیفیت بالا می‌توانند ویژگی‌های پویا (گذرا) را خوشحال کنند و به شما امکان می‌دهند از تماشای صحنه‌های پویا در بازی‌ها و فیلم‌ها لذت ببرید. انتظار می رود که بتواند با موفقیت و به راحتی تاری ناخواسته را از جزئیات تصویر که به سرعت تغییر می کنند، حذف کند. این را می توان با تفاوت های ظریف زیر توضیح داد: زمان پاسخ گذرا فسفر CRT با توجه به معیار کاهش روشنایی کامل به چند درصد نمی تواند از 1-2 میلی ثانیه تجاوز کند. نمایشگرهای LCD دارای پاسخ گذرا بین 12 تا 15 میلی‌ثانیه هستند که 2، 6، 8 میلی‌ثانیه یک شیرین کاری صرفاً تبلیغاتی است، در نتیجه می‌توان قطعات با تغییر سریع را در صحنه‌های پویا روغن کاری کرد.
• مانیتورهای CRT که این معیارهای بالا را برآورده می کنند و به درستی با رنگ تنظیم می شوند، می توانند بازتولید رنگ صحیح صحنه های مشاهده شده را تضمین کنند. این ویژگی توسط هنرمندان و طراحان قدردانی می شود. مانیتورهای LCD نمی توانند با بازتولید رنگ کامل راضی باشند.

معایب نمایشگرهای CRT

• ابعاد بزرگ.
• سطح بالای مصرف انرژی.
• وجود تشعشعات الکترومغناطیسی مضر.

این امکان وجود دارد که نمایشگرهای LCD از نظر ویژگی های فنی با CRT مطابقت داشته باشند، زیرا تولید کنندگان مدرن سعی می کنند راحتی و عملی بودن و عملکرد را در محصولات ارائه شده ترکیب کنند.

زمان آن فرا رسیده است که تلویزیون ها و مانیتورهای مبتنی بر فناوری اشعه کاتدی تقریباً به طور کامل از قفسه فروشگاه ها ناپدید شده اند. به یاد بیاورید که اینها دستگاه های بسیار حجیمی هستند که تقریباً نیمی از میز کامپیوتر را اشغال کرده اند. اکنون ضخامت آنها به ندرت از 10 سانتی متر تجاوز می کند و سپس فقط با در نظر گرفتن روشنایی لامپ.

تعجب آور نیست که بسیاری با خیال راحت فراموش کرده اند که مانیتور CRT چیست. اما بیهوده! اگر فقط به این دلیل که از برخی جهات حتی از مدرن ترین همتایان کریستال مایع جلوتر است.

نحوه کار مانیتورهای CRT

ابتدا توضیحی در مورد مخفف آن می دهیم. بنابراین، اصطلاح "CRT" به معنای یک پرتو کاتدی یا همانطور که قبلاً اشاره کردیم، یک لوله کاتدی (از انگلیسی CRT - Cathode Ray-Tube) است. به عنوان یک قاعده، با کلمه "لوله" اکثر مردم یک سیلندر را بدون دیواره در انتهای آن تصور می کنند. در مورد مانیتور CRT، لازم به ذکر است که در این مورد چنین نمایشی اشتباه است. زیرا شکل لوله در آن دور از استوانه است و از یک طرف به یک صفحه منبسط می شود. این سطح قسمت شیشه ای جلویی است که تصاویر روی آن شکل گرفته است. قسمت داخلی این ناحیه با ماده خاصی - فسفر - پوشیده شده است. ویژگی منحصر به فرد آن این است که وقتی جریانی از ذرات باردار به آن برخورد می کند، به طور طبیعی به یک درخشش تبدیل می شوند.

بنابراین، مانیتور CRT دستگاهی است که در آن پرتوهای پرتوهای الکترونی تصویری را در داخل صفحه می‌کشند. به لطف درخشش فسفر، شخص آن را می بیند.

در طرف دیگر فلاسک بلوکی از الکترودها به نام تفنگ وجود دارد. آنها هستند که جریان ذرات را ایجاد می کنند.

به عبارت دیگر، یک مانیتور CRT از یک لوله شیشه ای، الکترودهای تفنگ و یک مدار کنترل تشکیل شده است.

اصل عملیات

همانطور که می دانید، با مخلوط کردن سه رنگ سبز، قرمز و آبی در یک نسبت مشخص، می توانید سایر موارد از جمله سایه ها را بدست آورید. در نمایشگرهای رنگی، کل سطح داخلی صفحه از نقاطی تشکیل شده است که به طور مشروط به سه تایی (هر بلوک 3 تایی) گروه بندی شده اند. هر کدام از آنها می توانند در یکی از رنگ های اصلی بدرخشند. همچنین سه الکترود وجود دارد که هر کدام نقاط "خود" را روشن می کند. به ترتیب خاصی با نورپردازی و عبور دادن آنها بر روی صفحه، می توان یک تصویر رنگی تشکیل داد. به هر حال، در دستگاه های تصویر سیاه و سفید، تنها یک تفنگ وجود دارد.

برای کنترل جریان ذرات از انحراف الکترومغناطیسی استفاده می شود و جهت اولیه حرکت آنها به دلیل اختلاف پتانسیل ایجاد می شود.

از آنجایی که اطمینان از صحت برخورد پرتو به نقطه آن از نظر فنی بسیار دشوار است ، از یک راه حل ویژه - ماسک استفاده می شود. به طور نسبی، این یک توری سوراخ شده بین صفحه نمایش و اسلحه ها است. ماسک ها انواع مختلفی دارند. تا حدی، آنها مسئول ویژگی های صفحه نمایش (شفافیت، شکل نقطه-پیکسل) هستند.

از آنجایی که درخشش فسفر پس از برخورد ذره بسیار سریع کاهش می‌یابد، لازم است دائماً تصویر را بازسازی کنید. هم استاتیک و هم پویا. بنابراین، اشعه ها ده ها بار در ثانیه یک تصویر را ترسیم می کنند. این اسکن فریم معروف هرتز است. هرچه فرکانس بالاتر باشد، سوسو زدن کمتر قابل توجه است.

در حال حاضر، تعمیر مانیتورهای CRT برای استفاده بعدی به عنوان بخشی از یک سیستم کامپیوتری غیرعملی است، زیرا فناوری LCD مدرن امیدوارکننده تر است. استثنا استفاده خاص است.

از سال 1902، بوریس لوویچ رزینگ با لوله براون کار می کند. در 25 ژوئیه 1907 برای اختراع "روش انتقال الکتریکی تصاویر در فواصل" درخواست داد. پرتو در لوله توسط میدان های مغناطیسی اسکن شد و سیگنال با استفاده از یک خازن که می توانست پرتو را به صورت عمودی منحرف کند، مدوله شد (روشنایی تغییر کرد) و در نتیجه تعداد الکترون هایی که از طریق دیافراگم به صفحه عبور می کنند تغییر می کند. در 9 می 1911، در جلسه انجمن فنی روسیه، رزینگ انتقال تصاویر تلویزیونی از اشکال هندسی ساده و دریافت آنها را با پخش بر روی صفحه نمایش CRT نشان داد.

در آغاز و اواسط قرن بیستم، ولادیمیر زوریکین، آلن دومونت و دیگران نقش مهمی در توسعه CRT داشتند.

دستگاه و اصل کار

اصول کلی

دستگاه کینسکوپ سیاه و سفید

در یک بالون 9 یک خلاء عمیق ایجاد می شود - ابتدا هوا به بیرون پمپ می شود، سپس تمام قطعات فلزی کینسکوپ توسط یک سلف گرم می شود تا گازهای جذب شده آزاد شود، از یک گیرنده برای جذب تدریجی هوای باقی مانده استفاده می شود.

برای ایجاد یک پرتو الکترونی 2 ، از وسیله ای به نام تفنگ الکترونی استفاده می شود. کاتد 8 توسط یک رشته گرم می شود 5 ، الکترون ساطع می کند. برای افزایش انتشار الکترون ها، کاتد با ماده ای با عملکرد کم پوشانده می شود (بزرگترین تولید کنندگان CRT از فناوری های ثبت شده خود برای این کار استفاده می کنند). با تغییر ولتاژ در الکترود کنترل ( تعدیل کننده) 12 می توانید شدت پرتو الکترونی و بر این اساس، روشنایی تصویر را تغییر دهید (مدل هایی با کنترل کاتد نیز وجود دارد). علاوه بر الکترود کنترل، تفنگ CRT های مدرن حاوی یک الکترود متمرکز است (تا سال 1961، فوکوس الکترومغناطیسی در کینسکوپ های خانگی با استفاده از یک سیم پیچ فوکوس استفاده می شد. 3 هسته 11 طراحی شده برای تمرکز یک نقطه روی صفحه کینسکوپ به یک نقطه، یک الکترود شتاب دهنده برای شتاب بیشتر الکترون های درون تفنگ و آند. پس از خروج از تفنگ، الکترون ها توسط آند شتاب می گیرند 14 که یک پوشش متالایزه شده از سطح داخلی مخروط کینسکوپ است که به الکترود تفنگی به همین نام متصل است. در کینسکوپ های رنگی با صفحه نمایش الکترواستاتیک داخلی به آند متصل می شود. در تعدادی از کینسکوپ های مدل های اولیه، مانند 43LK3B، مخروط از فلز ساخته شده بود و به خودی خود نشان دهنده آند بود. ولتاژ در آند در محدوده 7 تا 30 کیلو ولت است. در تعدادی از CRTهای اسیلوگرافی کوچک، آند تنها یکی از الکترودهای تفنگ الکترونی است و با ولتاژهایی تا چند صد ولت تغذیه می شود.

بعد، پرتو از سیستم انحراف عبور می کند 1 ، که می تواند جهت پرتو را تغییر دهد (شکل یک سیستم انحراف مغناطیسی را نشان می دهد). در CRT های تلویزیونی، از یک سیستم انحراف مغناطیسی استفاده می شود زیرا زوایای انحراف بزرگی را فراهم می کند. در اسیلوسکوپ های CRT از یک سیستم انحراف الکترواستاتیک استفاده می شود زیرا پاسخ سریع تری را ارائه می دهد.

پرتو الکترونی به صفحه نمایش برخورد می کند 10 پوشیده شده با فسفر 4 . از بمباران توسط الکترون ها، فسفر می درخشد و یک نقطه به سرعت در حال حرکت با روشنایی متغیر تصویری را روی صفحه ایجاد می کند.

فسفر از الکترون ها بار منفی می گیرد و انتشار ثانویه شروع می شود - فسفر خود شروع به انتشار الکترون می کند. در نتیجه کل لوله بار منفی پیدا می کند. برای جلوگیری از این اتفاق، در کل سطح لوله یک لایه آکواداگ متصل به یک سیم مشترک وجود دارد - یک مخلوط رسانا بر اساس گرافیت ( 6 ).

کینسکوپ از طریق لیدها متصل می شود 13 و سوکت فشار قوی 7 .

در تلویزیون های سیاه و سفید، ترکیب فسفر به گونه ای انتخاب می شود که به رنگ خاکستری خنثی می درخشد. در پایانه های ویدئویی، رادارها و غیره، فسفر اغلب زرد یا سبز می شود تا خستگی چشم کاهش یابد.

زاویه انحراف پرتو

زاویه انحراف پرتو CRT حداکثر زاویه بین دو موقعیت ممکن پرتو الکترونی در داخل لامپ است که در آن یک نقطه درخشان هنوز روی صفحه قابل مشاهده است. نسبت قطر (قطر) صفحه نمایش به طول CRT به زاویه بستگی دارد. برای CRT های اسیلوگرافی معمولا تا 40 درجه است که با نیاز به افزایش حساسیت پرتو به اثرات صفحات انحرافی همراه است. برای اولین کینسکوپ های تلویزیون شوروی با صفحه گرد، زاویه انحراف 50 درجه بود، برای کینسکوپ های سیاه و سفید نسخه های بعدی 70 درجه بود، از دهه 60 به 110 درجه افزایش یافت (یکی از اولین کینسکوپ ها - 43LK9B). کینسکوپ های رنگی داخلی دارای 90 درجه هستند.

با افزایش زاویه انحراف پرتو، ابعاد و جرم کینسکوپ کاهش می یابد، اما توان مصرفی گره های اسکن افزایش می یابد. در حال حاضر، استفاده از کینسکوپ های 70 درجه در برخی مناطق احیا شده است: در مانیتورهای VGA رنگی اکثر مورب ها. همچنین، زاویه 70 درجه همچنان در کینسکوپ های سیاه و سفید با اندازه کوچک (مثلاً 16LK1B) استفاده می شود، جایی که طول آنچنان نقش مهمی ایفا نمی کند.

تله یونی

از آنجایی که ایجاد خلاء کامل در داخل یک CRT غیرممکن است، برخی از مولکول های هوا در داخل آن باقی می مانند. هنگام برخورد با الکترون ها یون هایی از آنها تشکیل می شود که با داشتن جرم چندین برابر جرم الکترون ها عملاً منحرف نمی شوند و به تدریج فسفر مرکز صفحه را می سوزانند و به اصطلاح نقطه یونی را تشکیل می دهند. برای مبارزه با این تا اواسط دهه 60. از یک تله یون استفاده شده است که یک اشکال عمده دارد: نصب صحیح آن یک عملیات نسبتاً پر زحمت است و اگر اشتباه نصب شود، تصویر وجود ندارد. در آغاز دهه 60. روش جدیدی برای محافظت از فسفر ایجاد شد: آلومینیومی کردن صفحه، که همچنین امکان دو برابر کردن حداکثر روشنایی کینسکوپ را فراهم می کرد و نیاز به تله یون ناپدید شد.

تاخیر در اعمال ولتاژ به آند یا مدولاتور

در تلویزیونی که اسکن افقی آن بر روی لامپ ها انجام می شود، ولتاژ در آند کینسکوپ تنها پس از گرم شدن لامپ خروجی اسکن افقی و دیود دمپر ظاهر می شود. درخشش کینسکوپ تا این لحظه زمان دارد تا گرم شود.

ورود مدارهای تمام نیمه هادی به گره های اسکن افقی مشکل سایش سریع کاتدهای کینسکوپ را به دلیل ولتاژ اعمال شده به آند کینسکوپ همزمان با روشن شدن ایجاد کرده است. برای مبارزه با این پدیده، گره های آماتوری ایجاد شده اند که تأخیر در تامین ولتاژ به مدولاتور آند یا کینسکوپ ایجاد می کنند. جالب است که در برخی از آنها با وجود اینکه برای نصب در تلویزیون های تمام نیمه هادی در نظر گرفته شده اند، از لوله رادیویی به عنوان عنصر تاخیری استفاده شده است. بعداً تلویزیون های صنعتی شروع به تولید کردند که در ابتدا چنین تاخیری ارائه شد.

اسکن کنید

برای ایجاد یک تصویر روی صفحه، پرتو الکترونی باید دائماً با فرکانس بالا - حداقل 25 بار در ثانیه - از روی صفحه عبور کند. این فرآیند نامیده می شود جارو کردن. روش های مختلفی برای اسکن یک تصویر وجود دارد.

اسکن شطرنجی

پرتو الکترونی تمام صفحه را به صورت ردیفی طی می کند. دو گزینه وجود دارد:

• 1-2-3-4-5-… (اسکن پیشرو)؛
• 1-3-5-7-… سپس 2-4-6-8-… (درهم شده).

وکتور باز کردن

پرتو الکترونی در امتداد خطوط تصویر حرکت می کند.

کینسکوپ های رنگی

دستگاه کینسکوپ رنگی. 1 - تفنگ های الکترونی. 2 - پرتوهای الکترونی. 3 - کویل فوکوس. 4 - انحراف سیم پیچ. 5 - آند. 6 - ماسکی که به دلیل آن پرتو قرمز به فسفر قرمز برخورد می کند و ... 7 - دانه های قرمز، سبز و آبی فسفر. 8 - ماسک و دانه های فسفر (بزرگ شده).

یک کینسکوپ رنگی با سیاه و سفید تفاوت دارد زیرا دارای سه تفنگ است - "قرمز" ، "سبز" و "آبی" ( 1 ). بر این اساس، بر روی صفحه نمایش 7 سه نوع فسفر به ترتیب استفاده می شود - قرمز، سبز و آبی ( 8 ).

فقط پرتوی از تفنگ قرمز به فسفر قرمز برخورد می کند، فقط پرتو سبز به فسفر سبز و غیره برخورد می کند. ماسک (6 ). در کینسکوپ های مدرن، ماسک از Invar ساخته می شود، یک گرید فولادی با ضریب انبساط حرارتی کمی.

انواع ماسک

دو نوع ماسک وجود دارد:

• ماسک سایه واقعی که به دو صورت وجود دارد:
  • ماسک سایه برای کینسکوپ ها با آرایش دلتا شکل از تفنگ های الکترونی. اغلب، به ویژه در ادبیات ترجمه شده، از آن به عنوان شبکه سایه یاد می شود. در حال حاضر در اکثر کینسکوپ های مانیتور استفاده می شود. کینسکوپ های تلویزیونی با ماسکی از این نوع در حال حاضر تولید نمی شوند، با این حال، چنین کینسکوپ هایی را می توان در تلویزیون های سال های گذشته یافت (59LK3Ts، 61LK3Ts، 61LK4Ts).
  • ماسک سایه برای کینسکوپ با آرایش مسطح تفنگ های الکترونی. همچنین به عنوان توری شکاف دار شناخته می شود. در حال حاضر، در اکثریت قریب به اتفاق کینسکوپ های تلویزیونی (25LK2Ts، 32LK1Ts، 32LK2Ts، 51LK2Ts، 61LK5Ts، مدل های خارجی) استفاده می شود. تقریباً هرگز در کینسکوپ های مانیتور یافت نمی شود، به استثنای مدل های Flatron.
• جلوپنجره دیافراگم (Mitsubishi Diamondtron). این ماسک بر خلاف انواع دیگر از تعداد زیادی سیم تشکیل شده است که به صورت عمودی کشیده شده اند. تفاوت اساسی این نوع ماسک در این است که پرتو الکترونی را محدود نمی کند، بلکه آن را متمرکز می کند. شفافیت مشبک دیافراگم حدود 85 درصد در مقابل 20 درصد برای ماسک سایه است. کینسکوپی با چنین ماسکی هم در مانیتور و هم در تلویزیون استفاده می شود. در دهه 70 در اتحاد جماهیر شوروی (به عنوان مثال، 47LK3Ts) تلاش هایی برای ایجاد چنین کینسکوپ هایی انجام شد.
• کینسکوپ های رنگی از نوع خاصی جدا هستند - کروموسکوپ های تک پرتو، به ویژه، 25LK1Ts. با توجه به دستگاه و اصل عملکرد، آنها به طور قابل توجهی با سایر انواع کینسکوپ های رنگی متفاوت هستند. علیرغم مزایای آشکار، از جمله کاهش مصرف انرژی، قابل مقایسه با یک کینسکوپ سیاه و سفید با قطر یکسان، چنین کینسکوپ ها توزیع گسترده ای دریافت نکرده اند.

در بین این ماسک ها هیچ پیشرو مشخصی وجود ندارد: ماسک سایه خطوط با کیفیت بالا را ارائه می دهد، ماسک دیافراگم رنگ های اشباع بیشتر و کارایی بالایی را ارائه می دهد. Slotted مزایای سایه و دیافراگم را با هم ترکیب می کند، اما مستعد مویر است.

انواع توری راه های اندازه گیری پله روی آنها

هرچه عناصر فسفر کوچکتر باشند، لوله قادر به تولید کیفیت تصویر بالاتری است. نشانگر کیفیت تصویر است مرحله ماسک.

• برای توری سایه، فاصله ماسک فاصله بین دو نزدیکترین سوراخ ماسک است (به ترتیب فاصله بین دو عنصر فسفری همرنگ).
• برای توری های دیافراگم و شکاف، فاصله ماسک به عنوان فاصله افقی بین شکاف های ماسک (به ترتیب فاصله افقی بین نوارهای عمودی یک فسفر همرنگ) تعریف می شود.

در CRT های مانیتور مدرن، گام ماسک در سطح 0.25 میلی متر است. کینسکوپ های تلویزیونی که از فاصله دورتری مشاهده می شوند، از مراحلی در حد 0.8 میلی متر استفاده می کنند.

همگرایی پرتوها

از آنجایی که شعاع انحنای صفحه تا بی نهایت در کینسکوپ های تخت بسیار بیشتر از فاصله آن تا سیستم نوری-الکترونی است و بدون استفاده از اقدامات خاص، نقطه تلاقی پرتوهای یک کینسکوپ رنگی در فاصله ثابت از تفنگ های الکترونی، لازم است اطمینان حاصل شود که این نقطه دقیقاً در سطح ماسک سایه قرار دارد، در غیر این صورت ثبت اشتباه سه جزء رنگی تصویر ایجاد می شود که از مرکز صفحه به سمت لبه ها افزایش می یابد. برای جلوگیری از این اتفاق، لازم است پرتوهای الکترونی به درستی جابجا شوند. در کینسکوپ‌ها با چیدمان تفنگ‌ها به شکل دلتا، این کار توسط یک سیستم الکترومغناطیسی ویژه انجام می‌شود که به طور جداگانه توسط دستگاهی کنترل می‌شود که در تلویزیون‌های قدیمی، برای تنظیمات دوره‌ای در یک واحد جداگانه - واحد اختلاط - قرار می‌گرفت. در کینسکوپ هایی با آرایش مسطح تفنگ ها، تنظیم با استفاده از آهنرباهای مخصوصی که در گردن کینسکوپ قرار دارد، انجام می شود. با گذشت زمان، به‌ویژه برای کینسکوپ‌هایی با آرایش مثلثی تفنگ‌های الکترونی، هم‌گرایی مختل می‌شود و نیاز به تنظیم اضافی دارد. اکثر شرکت های تعمیرات کامپیوتری خدمات بازسازی پرتو مانیتور را ارائه می دهند.

مغناطیس زدایی

در کینسکوپ های رنگی لازم است که مغناطش باقیمانده یا تصادفی ماسک سایه و صفحه الکترواستاتیکی که بر کیفیت تصویر تأثیر می گذارد، حذف شود. مغناطیس زدایی به دلیل ظاهر شدن در حلقه به اصطلاح مغناطیس زدایی رخ می دهد - یک سیم پیچ انعطاف پذیر حلقوی با قطر زیاد که روی سطح کینسکوپ قرار دارد - یک پالس یک میدان مغناطیسی میرا شده به سرعت در حال تغییر. برای اینکه این جریان پس از روشن شدن تلویزیون به تدریج کاهش یابد، از ترمیستورها استفاده می شود. بسیاری از مانیتورها، علاوه بر ترمیستورها، دارای یک رله هستند که در پایان فرآیند مغناطیس زدایی کینسکوپ، برق این مدار را قطع می کند تا ترمیستور خنک شود. پس از آن، می‌توانید با استفاده از یک کلید ویژه، یا بیشتر اوقات، یک فرمان خاص در منوی مانیتور، این رله را فعال کرده و در هر زمان بدون خاموش کردن و روشن کردن برق مانیتور، دوباره مغناطیس‌زدایی کنید.

Trinescope

Trinescope طرحی است متشکل از سه کینسکوپ سیاه و سفید، فیلترهای نور و آینه های نیمه شفاف (یا آینه های دو رنگ که عملکرد آینه های نیمه شفاف و فیلترها را ترکیب می کنند) که برای به دست آوردن یک تصویر رنگی استفاده می شود.

کاربرد

کینسکوپ ها در سیستم های تصویربرداری شطرنجی استفاده می شوند: انواع مختلف تلویزیون، مانیتور، سیستم های ویدئویی. CRT های اسیلوگرافی اغلب در سیستم های نمایش وابستگی عملکردی استفاده می شوند: اسیلوسکوپ ها، وبلسکوپ ها، همچنین به عنوان یک دستگاه نمایش در ایستگاه های رادار، در دستگاه های با هدف خاص. در سالهای شوروی از آنها به عنوان کمک بصری در مطالعه طراحی دستگاه های پرتو الکترونی به طور کلی استفاده می شد. CRTهای چاپ کاراکتر در تجهیزات مختلف برای اهداف خاص استفاده می شوند.

تعیین و علامت گذاری

تعیین CRT های داخلی از چهار عنصر تشکیل شده است:

• عنصر اول: عددی که مورب یک صفحه مستطیلی یا گرد را در سانتی متر نشان می دهد.
• عنصر دوم: هدف از CRT، به ویژه، LK - کینسکوپ تلویزیون، LM - کینسکوپ مانیتور، LO - لوله اسیلوسکوپ.
• عنصر سوم: عددی که شماره مدل یک لوله معین را با قطر معین نشان می دهد.
• عنصر چهارم: حرفی که رنگ درخشش صفحه را نشان می دهد، به ویژه، C - رنگ، B - درخشش سفید، I - درخشش سبز.

در موارد خاص، عنصر پنجم ممکن است به نام اضافه شود که حاوی اطلاعات اضافی است.

مثال: 50LK2B - کینسکوپ سیاه و سفید با قطر صفحه نمایش 50 سانتی متر، مدل دوم، 3LO1I - یک لوله اسیلوسکوپ با قطر صفحه درخشش سبز 3 سانتی متر، مدل اول.

تاثیر سلامتی

تابش الکترومغناطیسی

این تابش توسط خود کینسکوپ ایجاد نمی شود، بلکه توسط یک سیستم منحرف کننده ایجاد می شود. لوله های با انحراف الکترواستاتیک، به ویژه لوله های اسیلوسکوپ، آن را تابش نمی کنند.

در کینسکوپ های مانیتور، برای سرکوب این تابش، سیستم انحراف اغلب با فنجان های فریت پوشانده می شود. کینسکوپ های تلویزیونی به چنین محافظی نیاز ندارند، زیرا بیننده معمولاً در فاصله بسیار بیشتری از تلویزیون نسبت به مانیتور می نشیند.

تابش یونیزه کننده

دو نوع پرتوهای یونیزان در کینسکوپ وجود دارد.

اولین مورد خود پرتو الکترونی است که در واقع جریانی از ذرات بتا با انرژی کم (25 کو ولت) است. این تشعشع به بیرون نمی رود و خطری برای کاربر ایجاد نمی کند.

دومین مورد، bremsstrahlung اشعه ایکس است که زمانی رخ می دهد که صفحه با الکترون بمباران می شود. برای کاهش خروجی این تابش به خارج به مقادیر کاملاً ایمن، شیشه با سرب دوپ می شود (به زیر مراجعه کنید). با این حال، در صورت خرابی تلویزیون یا نمایشگر، که منجر به افزایش قابل توجه ولتاژ آند می شود، سطح این تابش ممکن است به مقادیر قابل توجهی افزایش یابد. برای جلوگیری از چنین شرایطی، واحدهای اسکن افقی مجهز به گره های حفاظتی هستند.

در تلویزیون‌های رنگی داخلی و خارجی که قبل از اواسط دهه 1970 تولید شده‌اند، ممکن است منابع بیشتری از تابش اشعه ایکس وجود داشته باشد - تریودهای تثبیت‌کننده که به موازات کینسکوپ متصل شده‌اند و برای تثبیت ولتاژ آند و در نتیجه اندازه تصویر کار می‌کنند. تریودهای 6S20S در تلویزیون‌های Raduga-5 و Rubin-401-1 و GP-5 در مدل‌های اولیه ULPCT استفاده می‌شوند. از آنجایی که شیشه سیلندر چنین تریودی بسیار نازکتر از یک کینسکوپ است و با سرب آلیاژی ندارد، منبع پرتو ایکس بسیار شدیدتر از خود کینسکوپ است، بنابراین در یک صفحه فولادی مخصوص قرار می گیرد. . مدل‌های بعدی تلویزیون‌های ULPCT از روش‌های دیگر تثبیت ولتاژ بالا استفاده می‌کنند و این منبع اشعه ایکس مستثنی می‌شود.

سوسو زدن

مانیتور Mitsubishi Diamond Pro 750SB (1024x768، 100 هرتز) با سرعت 1/1000 ثانیه عکس‌برداری شده است. روشنایی به طور مصنوعی بالا است. روشنایی واقعی تصویر را در نقاط مختلف صفحه نمایش می دهد.

پرتو یک مانیتور CRT که تصویری را روی صفحه تشکیل می دهد، باعث درخشش ذرات فسفر می شود. قبل از تشکیل فریم بعدی، این ذرات زمان بیرون رفتن دارند، بنابراین می توانید "سوسو زدن صفحه" را مشاهده کنید. هرچه نرخ فریم بالاتر باشد، سوسو زدن کمتر قابل توجه است. فرکانس پایین منجر به خستگی چشم می شود و برای سلامتی مضر است.

اکثر تلویزیون های تیوب اشعه کاتدی دارای 25 فریم در ثانیه هستند که با در هم آمیختگی، 50 میدان (نیم فریم) در ثانیه (هرتز) است. در مدل های مدرن تلویزیون، این فرکانس به طور مصنوعی به 100 هرتز افزایش می یابد. هنگام کار در پشت صفحه نمایشگر، سوسو زدن شدیدتر احساس می شود، زیرا فاصله چشم ها تا کینسکوپ بسیار کمتر از هنگام تماشای تلویزیون است. حداقل نرخ تازه سازی توصیه شده مانیتور 85 هرتز است. مدل های اولیه مانیتورها به شما اجازه نمی دهند با نرخ تازه سازی بیش از 70-75 هرتز کار کنید. سوسو زدن CRT را می توان به وضوح با دید محیطی مشاهده کرد.

تصویر مبهم

تصویر روی لوله اشعه کاتدی در مقایسه با سایر انواع صفحه نمایش تار است. اعتقاد بر این است که تصاویر تار یکی از عوامل موثر در خستگی چشم در کاربر است.

در حال حاضر (2008)، در کارهایی که نیازی به بازتولید رنگ ندارند، از نظر ارگونومی، مانیتورهای LCD که از طریق یک کانکتور دیجیتال DVI متصل می شوند، مطمئنا ارجحیت دارند.

ولتاژ بالا

CRT از ولتاژ بالا استفاده می کند. ولتاژ باقیمانده صدها ولت، اگر اقدامی انجام نشود، می‌تواند برای هفته‌ها در مدارهای CRT و "تسمه" باقی بماند. بنابراین مقاومت های تخلیه به مدارها اضافه می شود که در عرض چند دقیقه بعد از خاموش شدن تلویزیون کاملا ایمن می شود.

برخلاف تصور رایج، ولتاژ آند یک CRT به دلیل قدرت کم مبدل ولتاژ نمی تواند یک فرد را بکشد - فقط یک ضربه ملموس وجود خواهد داشت. با این حال، اگر فردی دچار نقص قلبی باشد، می تواند کشنده باشد. همچنین می‌تواند به طور غیرمستقیم باعث آسیب، از جمله مرگ شود، زمانی که فرد با بیرون کشیدن دست، سایر مدارهای تلویزیون و مانیتور حاوی ولتاژهای بسیار خطرناک را لمس کند - و چنین مدارهایی در همه مدل‌های تلویزیون و مانیتورهایی که از CRT استفاده می‌کنند وجود دارد.

مواد سمی

هر وسیله الکترونیکی (از جمله CRT) حاوی موادی است که برای سلامتی و محیط زیست مضر است. از جمله: شیشه سرب، ترکیبات باریم در کاتدها، فسفر.

از نیمه دوم دهه 60، قسمت خطرناک کینسکوپ با یک باند ضد انفجار فلزی ویژه پوشانده می شود که به شکل یک ساختار تمام فلزی مهر و موم شده یا در چندین لایه نوار زخمی شده است. چنین بانداژی امکان انفجار خود به خود را حذف می کند. در برخی از مدل‌های کینسکوپ، از یک فیلم محافظ نیز برای پوشاندن صفحه استفاده شد.

علیرغم استفاده از سیستم های حفاظتی، در صورت شکستن عمدی کینسکوپ، افراد مورد اصابت ترکش قرار نگیرند. در این راستا، هنگام از بین بردن دومی، برای ایمنی، ابتدا shtengel را می شکنند - یک لوله شیشه ای تکنولوژیکی در انتهای گردن زیر یک پایه پلاستیکی، که از طریق آن هوا در حین تولید پمپ می شود.

CRT ها و کینسکوپ های کوچک با قطر صفحه نمایش یا مورب تا 15 سانتی متر خطری ندارند و مجهز به دستگاه های ضد انفجار نیستند.

graphecon

لوله تلویزیون فرستنده تصاویر نور را به سیگنال های الکتریکی تبدیل می کند.

مونوسکوپ یک لوله اشعه کاتدی فرستنده است که یک تصویر منفرد گرفته شده مستقیماً روی فوتوکاتد را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. برای انتقال تصویر نمودار تست تلویزیونی استفاده شد.

Kadroscope یک لوله پرتو کاتدی با یک تصویر قابل مشاهده است که برای تنظیم اسکنرها و تمرکز پرتو در تجهیزات با استفاده از لوله های پرتو کاتدی بدون تصویر قابل مشاهده (گرافکن ها، مونوسکوپ ها، پتانسیلوسکوپ ها) طراحی شده است. کادروسکوپ دارای یک پین اوت و ابعاد اتصال شبیه به لوله اشعه کاتدی مورد استفاده در تجهیزات است. همچنین CRT اصلی و فریمسکوپ با توجه به پارامترها با دقت بسیار بالایی انتخاب شده و تنها به صورت مجموعه عرضه می شود. هنگام راه اندازی، به جای لوله اصلی، یک فریمسکوپ متصل می شود.

در دایره المعارف سراسر جهان الکترونیک

دستگاه های نمایش

مانیتورها

دستگاه‌های نمایش اطلاعات عمدتاً شامل مانیتورها و همچنین دستگاه‌های متمرکز بر حل وظایف چندرسانه‌ای یا ارائه هستند: دستگاه‌هایی برای تشکیل تصاویر سه‌بعدی (استریوسکوپی) و پروژکتورها.

مانیتور مهم ترین وسیله برای نمایش اطلاعات کامپیوتر است. انواع مانیتورهای مدرن بسیار متنوع هستند. با توجه به اصل عملکرد، تمام مانیتورهای رایانه شخصی را می توان به دو گروه بزرگ تقسیم کرد:

بر اساس یک لوله اشعه کاتدی (CRT)، به نام کینسکوپ.

صفحه تخت که عمدتاً بر اساس کریستال های مایع ساخته شده است.

مانیتورهای مبتنی بر CRT

مانیتورهای مبتنی بر CRT رایج ترین دستگاه های نمایشگر هستند. فناوری مورد استفاده در این نوع مانیتور سال ها پیش توسعه یافت و در ابتدا به عنوان ابزاری ویژه برای اندازه گیری جریان AC ایجاد شد. برای یک اسیلوسکوپ

طراحی مانیتور CRT یک لوله شیشه ای است که داخل آن خلاء وجود دارد. در قسمت جلویی، قسمت داخلی شیشه لوله با فسفر پوشانده شده است. ترکیبات کاملاً پیچیده بر اساس فلزات خاکی کمیاب - ایتریوم، اربیوم و غیره به عنوان فسفر برای CRT های رنگی استفاده می شود.فسفر ماده ای است که هنگام بمباران با ذرات باردار نور ساطع می کند. برای ایجاد تصویر در مانیتور CRT، از تفنگ الکترونی استفاده می شود که جریانی از الکترون ها را از طریق یک ماسک فلزی یا توری روی سطح داخلی صفحه شیشه ای مانیتور که با نقاط فسفری چند رنگ پوشانده شده است، ساطع می کند. الکترون ها روی لایه فسفر می افتند و پس از آن انرژی الکترون ها به نور تبدیل می شود، یعنی جریان الکترون ها باعث درخشش نقاط فسفر می شود. این نقاط درخشان فسفر تصویر روی مانیتور را تشکیل می دهند. به عنوان یک قاعده، در یک مانیتور CRT رنگی از سه تفنگ الکترونی استفاده می شود، برخلاف یک تفنگ منفرد که در نمایشگرهای تک رنگ استفاده می شود.

در مسیر پرتو الکترونی، معمولاً الکترودهای اضافی وجود دارد: یک مدولاتور که شدت پرتو الکترونی و روشنایی تصویر مرتبط با آن را تنظیم می کند. الکترود متمرکز، که اندازه نقطه نور را تعیین می کند. سیم پیچ های سیستم انحرافی که روی پایه CRT قرار می گیرند، که جهت پرتو را تغییر می دهند. هر متن یا تصویر گرافیکی روی صفحه نمایشگر از بسیاری از نقاط فسفر مجزا تشکیل شده است که به آنها می گویند پیکسل هاو حداقل عنصر تصویر شطرنجی را نشان می دهد.

تشکیل شطرنجی در مانیتور با کمک سیگنال های ویژه دریافت شده توسط سیستم انحراف انجام می شود. تحت تأثیر این سیگنال ها، پرتو در امتداد سطح صفحه نمایش در طول یک مسیر زیگزاگی از گوشه سمت چپ بالا به سمت راست پایین اسکن می شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 4.1. مسیر افقی پرتو توسط یک سیگنال اسکن خطی (افقی) و به صورت عمودی توسط یک اسکن عمودی (عمودی) انجام می شود. انتقال پرتو از منتهی الیه سمت راست خط به سمت چپ منتهی الیه ردیف بعدی (پیش پرتو معکوس به صورت افقی) و از سمت راست منتهی الیه آخرین خط صفحه به سمت چپ منتهی الیه خط اول (سفر پرتو معکوس به صورت عمودی) با استفاده از سیگنال های حرکت معکوس ویژه انجام می شود. به این نوع مانیتورها گفته می شود شطرنجیدر این حالت، پرتو الکترونی به صورت دوره ای صفحه را اسکن می کند و خطوط اسکن با فاصله نزدیک روی آن ایجاد می کند. همانطور که پرتو در امتداد خطوط حرکت می کند، سیگنال ویدئویی اعمال شده به مدولاتور، روشنایی نقطه نوری را تغییر می دهد و تصویری قابل مشاهده روی صفحه را تشکیل می دهد. وضوح یک مانیتور با تعداد عناصر تصویری که می تواند به صورت افقی و عمودی نمایش دهد، مانند 640x480 یا 1024x768 پیکسل تعیین می شود.

برخلاف تلویزیون، که در آن سیگنال ویدئویی که روشنایی پرتو الکترونی را کنترل می‌کند، آنالوگ است، مانیتورهای PC از سیگنال‌های ویدئویی آنالوگ و دیجیتال استفاده می‌کنند. در این راستا، مانیتورهای رایانه شخصی معمولاً به دو دسته تقسیم می شوند آنالوگو دیجیتالاولین دستگاه های نمایشگر رایانه شخصی نمایشگرهای دیجیتالی بودند.

AT مانیتورهای دیجیتالکنترل توسط سیگنال های باینری انجام می شود که فقط دو مقدار دارند: منطقی 1 و منطقی 0 ("بله" و "نه"). سطح یک منطقی مربوط به ولتاژ حدود 5 ولت، سطح صفر منطقی - بیش از 0.5 ولت نیست. از آنجایی که همان سطوح "1" و "0" در سری استاندارد گسترده ریز مدارهای مبتنی بر ترانزیستور ترانزیستور استفاده می شود. منطق (TTL- ترانزیستور منطق ترانزیستور- منطق ترانزیستور ترانزیستور)، مانیتورهای دیجیتال را مانیتورهای TTL می نامند.

اولین مانیتورهای TTL تک رنگ بودند، بعداً مانیتورهای رنگی ظاهر شدند. در مانیتورهای دیجیتال تک رنگ، نقاط روی صفحه فقط می توانند روشن یا تاریک باشند که از نظر روشنایی متفاوت هستند. لوله اشعه کاتدی یک نمایشگر تک رنگ تنها دارای یک تفنگ الکترونی است. از CRT های رنگی کوچکتر است و مانیتورهای تک رنگ را کوچکتر و سبک تر از سایرین می کند. علاوه بر این، یک مانیتور تک رنگ با ولتاژ آند کمتری نسبت به مانیتور رنگی (15 کیلو ولت در مقابل 21 تا 25 کیلو ولت) کار می کند، بنابراین مصرف برق آن بسیار کمتر است (30 وات به جای 80 تا 90 وات برای مانیتورهای رنگی).

در کینسکوپ مانیتور دیجیتال رنگیشامل سه تفنگ الکترونی است: برای قرمز (قرمز)سبز (سبز)و آبی (آبی)رنگ ها با کنترل جداگانه، بنابراین به آن مانیتور RGB می گویند.

مانیتورهای دیجیتال RGB همچنین از حالت تک رنگ با حداکثر 16 سایه خاکستری پشتیبانی می کنند.

مانیتورهای آنالوگو همچنین دیجیتال، رنگی و تک رنگ هستند، در حالی که یک مانیتور رنگی می تواند در حالت تک رنگ کار کند.

دلیل اصلی تغییر به ویدیوی آنالوگ، محدود بودن پالت رنگ یک مانیتور دیجیتال است. سیگنال ویدئویی آنالوگ که شدت پرتو الکترونی را تنظیم می‌کند، می‌تواند هر مقداری در محدوده 0 تا 0.7 ولت داشته باشد. از آنجایی که تعداد این مقادیر بی‌نهایت وجود دارد، پالت نمایشگر آنالوگ نامحدود است. با این حال، آداپتور ویدئو فقط می تواند تعداد محدودی از درجه بندی های سطح سیگنال ویدئویی را ارائه دهد، که در نهایت پالت کل سیستم ویدئویی را به عنوان یک کل محدود می کند.

برای فهمیدن اصل تشکیل یک شطرنجی از مانیتورهای رنگیباید مکانیسم دید رنگی را نشان دهد. نور ارتعاشات الکترومغناطیسی در محدوده مشخصی از طول موج است. چشم انسان قادر به تشخیص رنگ های مربوط به مناطق مختلف طیف تابش مرئی است که تنها بخش کوچکی از کل طیف نوسانات الکترومغناطیسی را در محدوده طول موج 0.4 تا 0.75 میکرون اشغال می کند.

کل تابش طول موج کل محدوده مرئی توسط چشم به عنوان نور سفید درک می شود. چشم انسان دارای سه نوع گیرنده است که مسئول درک رنگ هستند و در حساسیت آنها به امواج الکترومغناطیسی با طول موج های مختلف متفاوت است. برخی از آنها به آبی بنفش، برخی دیگر به سبز و برخی دیگر به قرمز نارنجی واکنش نشان می دهند. اگر نور به گیرنده ها نرسد، چشم انسان سیاهی را درک می کند. اگر همه گیرنده ها به طور یکسان روشن شوند، فرد خاکستری یا سفید را می بیند. وقتی جسمی روشن می شود مقداری از نور از آن منعکس می شود و مقداری جذب می شود. چگالی رنگ با مقدار نور جذب شده توسط یک جسم در یک محدوده طیفی مشخص تعیین می شود. هر چه لایه رنگ متراکم تر باشد، نور کمتری منعکس می شود و در نتیجه تن رنگ (تن) تیره تر می شود.

ویژگی های فیزیولوژیکی بینایی رنگ توسط M.V. Lomonosov مورد مطالعه قرار گرفت. اساس تئوری بینایی رنگ که توسط او ایجاد شده است این واقعیت ثابت شده تجربی است که همه رنگ ها را می توان با افزودن سه شار نور با اشباع بالا به دست آورد، به عنوان مثال قرمز، سبز و آبی که اولیه یا اولیه نامیده می شوند.

معمولاً تابش نور همه گیرنده های چشم انسان را به طور همزمان تحریک می کند. دستگاه بینایی انسان نور را تجزیه و تحلیل می کند و محتوای نسبی پرتوهای مختلف را در آن تعیین می کند و سپس در مغز آنها به یک رنگ واحد سنتز می شوند.

به لطف ویژگی قابل توجه چشم - درک رنگ سه جزیی - فرد می تواند هر یک از سایه های رنگ را تشخیص دهد: اطلاعات کافی فقط در مورد نسبت کمی شدت سه رنگ اصلی وجود دارد، بنابراین نیازی به انتقال مستقیم همه رنگ ها بنابراین، با توجه به ویژگی های فیزیولوژیکی دید رنگ، میزان اطلاعات در مورد رنگ به طور قابل توجهی کاهش می یابد و بسیاری از راه حل های تکنولوژیکی مربوط به ثبت و پردازش تصاویر رنگی ساده می شوند.

یکی دیگر از ویژگی‌های مهم بینایی رنگ، میانگین‌گیری فضایی رنگ است، که در این واقعیت نهفته است که اگر یک تصویر رنگی دارای جزئیات رنگی نزدیک به هم باشد، پس از فاصله‌ای زیاد، رنگ‌های تک تک جزئیات قابل تشخیص نیستند. تمام قسمت های رنگی با فاصله نزدیک به همان رنگ رنگ آمیزی شده اند. با توجه به این خاصیت بینایی، رنگ یک عنصر تصویر در لوله اشعه کاتدی نمایشگر از سه رنگ دانه های فسفر مجاور تشکیل می شود.

این ویژگی‌های دید رنگی در توسعه اصل عملکرد یک مانیتور رنگی CRT استفاده شد. سه تفنگ الکترونی با مدارهای کنترل مستقل در لوله اشعه کاتدی یک نمایشگر رنگی قرار دارند و یک فسفر از سه رنگ اصلی به سطح داخلی صفحه نمایش اعمال می شود: قرمز، آبی و سبز.

برنج. 4.2. طرح تشکیل رنگ بر روی صفحه نمایش مانیتور

روی انجیر 4.2 طرح تشکیل رنگ را روی صفحه نمایشگر نشان می دهد. پرتو الکترونی هر تفنگ نقاط فسفر را تحریک می کند و آنها شروع به درخشش می کنند. نقطه ها متفاوت می درخشند و تصویر موزاییکی را با اندازه های بسیار کوچک هر عنصر نشان می دهند. شدت درخشش هر نقطه به سیگنال کنترل تفنگ الکترونی بستگی دارد. در چشم انسان، نقاطی با سه رنگ اصلی همدیگر را قطع کرده و روی هم قرار می گیرند. با تغییر نسبت شدت نقاط سه رنگ اصلی، سایه دلخواه بر روی صفحه نمایشگر به دست می آید. برای اینکه هر تفنگ جریان الکترون را فقط به نقاط فسفری رنگ مربوطه هدایت کند، هر کینسکوپ رنگی ماسک جداکننده رنگ خاصی دارد.

بسته به محل تفنگ های الکترونی و طراحی ماسک جداسازی رنگ (شکل 4.3)، چهار نوع CRT در مانیتورهای مدرن استفاده می شود:

· CRT با ماسک سایه (Shadow Mask)(شکل 4.3 را ببینید، آ)رایج ترین در اکثر مانیتورهای تولید شده توسط LG، Samsung، Viewsonic، Hitachi، Belinea، Panasonic، Daewoo، Nokia.

· ماسک سایه تقویت شده (EDP) CRT- پیشرفت نقطه نقطه)(شکل 4.3 را ببینید، 6);

· CRT با ماسک شکاف (Slot Mask)(شکل 4.3 را ببینید، که در)،که در آن عناصر فسفر در سلول های عمودی قرار دارند و ماسک از خطوط عمودی ساخته شده است. راه راه های عمودی به سلول های حاوی گروه های سه عنصر فسفر در سه رنگ اصلی تقسیم می شوند. این نوع ماسک توسط NEC و Panasonic استفاده می شود.

· CRT با یک شبکه دیافراگم از خطوط عمودی (Aperture Grill) (به شکل 4.3، d مراجعه کنید). به جای نقاط با عناصر فسفری از سه رنگ اصلی، مشبک دیافراگم حاوی یک سری رشته‌ها متشکل از عناصر فسفری است که در نوارهای عمودی سه رنگ اصلی مرتب شده‌اند. لوله های سونی و میتسوبیشی با استفاده از این فناوری تولید می شوند.

از نظر ساختاری، ماسک سایه یک صفحه فلزی ساخته شده از یک ماده خاص، اینوار، با سیستمی از سوراخ‌های مربوط به نقاط فسفر است که در سطح داخلی کینسکوپ رسوب کرده است. تثبیت دمای شکل ماسک سایه در هنگام بمباران آن توسط پرتو الکترونی با مقدار کمی از ضریب انبساط خطی اینوار فراهم می شود. مشبک دیافراگم توسط سیستمی از شکاف ها تشکیل شده است که عملکرد مشابه سوراخ های ماسک سایه را انجام می دهد.

هر دو نوع لوله (ماسک سایه و توری دیافراگم) مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. لوله های سایه ماسک تصویر دقیق و دقیق تری تولید می کنند زیرا نور از سوراخ های لبه تیز ماسک عبور می کند. بنابراین، مانیتورهایی با چنین CRT هایی برای کار فشرده و طولانی مدت با متون و عناصر گرافیکی کوچک توصیه می شود. لوله‌های مشبک دیافراگم ماسک بازتری دارند، صفحه را کمتر محو می‌کنند و به شما امکان می‌دهند تصویری روشن‌تر و متضاد در رنگ‌های اشباع‌شده دریافت کنید. مانیتورهای دارای این لوله ها برای انتشار دسکتاپ و دیگر برنامه های کاربردی رنگ گرا مناسب هستند.

حداقل فاصله بین عناصر فسفری هم رنگ در ماسک های سایه نامیده می شود نقطه پیچ(dot pitch) و شاخص کیفیت تصویر است. گام نقطه معمولاً بر حسب میلی متر اندازه گیری می شود. هرچه مقدار نقطه گام کوچکتر باشد، کیفیت تصویر نمایش داده شده در مانیتور بالاتر است. فاصله متوسط ​​بین نقاط فسفر را دانه می گویند. برای مدل های مختلف مانیتور، این پارامتر دارای مقداری از 0.2 تا 0.28 میلی متر است. در CRT با توری دیافراگم، میانگین فاصله بین نوارها نامیده می شود استریپ پیچ(پیچ باند) و بر حسب میلی متر اندازه گیری می شود. هرچه گام نوار کوچکتر باشد، کیفیت تصویر در مانیتور بالاتر است. شما نمی توانید اندازه گام را برای لوله های انواع مختلف مقایسه کنید: گام نقاط (یا سه تایی) لوله ماسک سایه به صورت مورب اندازه گیری می شود، در حالی که گام مشبک دیافراگم، که در غیر این صورت گام نقطه افقی نامیده می شود، به صورت افقی اندازه گیری می شود. بنابراین، برای همان نقطه نقطه، یک لوله با ماسک سایه تراکم نقطه بالاتری نسبت به لوله با توری دیافراگم دارد. به عنوان مثال: گام نقطه 0.25 میلی متر تقریباً معادل گام نوار 0.27 میلی متر است.

علاوه بر لوله پرتوی کاتدی، مانیتور حاوی قطعات الکترونیکی کنترلی است که سیگنال دریافتی مستقیماً از کارت گرافیک رایانه شخصی را پردازش می کند. این الکترونیک باید تقویت سیگنال را بهینه کرده و عملکرد تفنگ های الکترونی را کنترل کند.

تصویر نمایش داده شده روی صفحه نمایشگر ثابت به نظر می رسد، اگرچه در واقع اینطور نیست. تصویر روی صفحه در نتیجه فرآیندی بازتولید می شود که در آن درخشش عناصر فسفر توسط یک پرتو الکترونی که به طور متوالی از خطوط عبور می کند آغاز می شود. این فرآیند با سرعت بالایی اتفاق می افتد، بنابراین به نظر می رسد که صفحه نمایش دائما روشن است. تصویر برای حدود 1/20 ثانیه در شبکیه چشم ذخیره می شود. این بدان معنی است که اگر پرتو الکترونی به آرامی در سراسر صفحه حرکت کند، چشم آن را به عنوان یک نقطه روشن متحرک درک می کند، اما زمانی که پرتو با سرعت زیاد شروع به حرکت کند و 20 بار در ثانیه یک خط روی صفحه بکشد، چشم می بیند. یک خط یکنواخت روی صفحه نمایش اگر پرتو صفحه را به صورت متوالی در امتداد خطوط افقی از بالا به پایین در کمتر از 1/25 ثانیه اسکن کند، چشم یک صفحه نمایش یکنواخت روشن با سوسو زدن کمی را درک می کند. حرکت خود پرتو آنقدر سریع است که چشم قادر به تشخیص آن نیست. اعتقاد بر این است که سوسو زدن تقریباً با نرخ تکرار فریم (پرتو از تمام عناصر تصویر عبور می کند) حدود 75 بار در ثانیه غیرقابل محسوس می شود.

پیکسل های نورانی صفحه باید برای مدت زمانی که طول می کشد تا پرتو الکترونی کل صفحه را اسکن کند به درخشیدن ادامه دهند و دوباره برگردند تا این پیکسل در هنگام ترسیم فریم بعدی فعال شود. بنابراین، حداقل زمان ماندگاری نباید کمتر از دوره تغییر فریم تصویر باشد، یعنی. 20 میلی‌ثانیه

مانیتورهای CRT دارای موارد زیر هستند ویژگی های اصلی.

اندازه صفحه نمایش مانیتور- فاصله بین گوشه سمت چپ پایین و سمت راست بالای صفحه نمایش، برحسب اینچ اندازه گیری می شود. اندازه صفحه نمایش قابل مشاهده برای کاربر معمولاً تا حدودی کوچکتر است، به طور متوسط ​​1 "، از اندازه گوشی. سازندگان ممکن است دو اندازه مورب را در اسناد همراه نشان دهند، در حالی که اندازه قابل مشاهده معمولاً در پرانتز یا علامت گذاری شده است. اندازه قابل مشاهده"، اما گاهی اوقات فقط یک اندازه نشان داده می شود - اندازه قطر لوله. مانیتورهایی با قطر 15 اینچ به عنوان یک استاندارد برای رایانه های شخصی متمایز هستند که تقریباً با 36 - 39 سانتی متر از قطر قابل مشاهده مطابقت دارد. حوزه. برای ویندوز، داشتن مانیتور حداقل 17 اینچی مطلوب است.

اندازه دانه صفحه نمایشفاصله بین نزدیکترین سوراخ ها در نوع ماسک جداسازی رنگ مورد استفاده را مشخص می کند. فاصله بین سوراخ های ماسک بر حسب میلی متر اندازه گیری می شود. هرچه فاصله بین سوراخ‌های ماسک سایه کمتر باشد و تعداد سوراخ‌ها بیشتر باشد، کیفیت تصویر بهتر است. تمام مانیتورهای با دانه‌بندی بیشتر از 0.28 میلی‌متر به عنوان درشت طبقه‌بندی می‌شوند و هزینه کمتری دارند. بهترین مانیتورها دانه ای 0.24 میلی متری دارند که در گران ترین مدل ها به 0.2 میلی متر می رسد.

وضوحمانیتور با تعداد عناصر تصویری که می تواند به صورت افقی و عمودی نمایش دهد تعریف می شود. مانیتورهای 19 اینچی از رزولوشن 1920 در 14400 و بالاتر پشتیبانی می کنند.

نوع لوله اشعه کاتدیهنگام انتخاب مانیتور باید در نظر گرفته شود. ترجیح داده شده ترین نوع کینسکوپ ها عبارتند از سیاه ترینیترون، سیاه ماتریکس یا بلک پلنار. این نوع مانیتورها دارای پوشش فسفری خاصی هستند.

نظارت بر مصرف برقدر مشخصات فنی آن ذکر شده است. برای نمایشگرهای 14 اینچی مصرف برق نباید از 60 وات تجاوز کند.

روکش های صفحه نمایشبرای دادن خواص ضد انعکاس و ضد الکتریسیته ساکن ضروری است. پوشش ضد انعکاس به شما این امکان را می دهد که فقط تصویر تولید شده توسط کامپیوتر را روی صفحه نمایشگر تماشا کنید و با مشاهده اشیاء بازتابی چشمان خود را خسته نکنید. راه های مختلفی برای به دست آوردن سطح ضد انعکاس (غیر بازتابنده) وجود دارد. ارزان ترین آنها حکاکی است. سطح را زبر می کند. با این حال، گرافیک روی چنین صفحه‌ای تار به نظر می‌رسد، کیفیت تصویر ضعیف است. محبوب ترین روش استفاده از پوشش کوارتز که نور فرودی را پراکنده می کند. این روش توسط هیتاچی و سامسونگ پیاده سازی شده است. یک پوشش ضد الکتریسیته ساکن برای جلوگیری از چسبیدن گرد و غبار به صفحه نمایش به دلیل تجمع الکتریسیته ساکن ضروری است.

صفحه محافظ (فیلتر)باید یکی از ویژگی های ضروری یک مانیتور CRT باشد، زیرا مطالعات پزشکی نشان داده است که پرتوهای حاوی پرتوهای در محدوده وسیع (اشعه ایکس، مادون قرمز و تشعشعات رادیویی)، و همچنین میدان های الکترواستاتیکی که عملکرد مانیتور را همراهی می کنند، می توانند دارای یک تاثیر بسیار منفی بر سلامت انسان

با توجه به تکنولوژی ساخت، فیلترهای محافظ عبارتند از: مش، فیلم و شیشه. فیلترها را می توان به دیواره جلویی مانیتور متصل کرد، روی لبه بالایی آویزان کرد، در شیار مخصوصی در اطراف صفحه نمایش قرار داد یا روی مانیتور قرار داد.

فیلترهای صفحه نمایشعملاً در برابر تشعشعات الکترومغناطیسی و الکتریسیته ساکن محافظت نمی کنند و کنتراست تصویر را تا حدودی بدتر می کنند. با این حال، این فیلترها در کاهش تابش خیره کننده از نور محیط خوب هستند، که هنگام کار طولانی مدت با کامپیوتر مهم است.

فیلترهای فیلمهمچنین در برابر الکتریسیته ساکن محافظت نمی کند، اما کنتراست تصویر را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد، تقریباً اشعه ماوراء بنفش را به طور کامل جذب می کند و سطح تابش اشعه ایکس را کاهش می دهد. فیلترهای فیلم پلاریزه، مانند پولاروید، قادر به چرخش سطح قطبش نور منعکس شده و سرکوب تابش خیره کننده هستند.

فیلترهای شیشه ایدر چندین نسخه تولید شده است. فیلترهای شیشه ای ساده بار استاتیک را حذف می کنند، میدان های الکترومغناطیسی با فرکانس پایین را کاهش می دهند، تشعشعات فرابنفش را کاهش می دهند و کنتراست تصویر را افزایش می دهند. فیلترهای شیشه ای دسته "محافظت کامل" بیشترین ترکیبی از ویژگی های محافظتی را دارند: آنها عملا تابش خیره کننده ایجاد نمی کنند، کنتراست تصویر را یک و نیم تا دو برابر افزایش می دهند، میدان الکترواستاتیک و اشعه ماوراء بنفش را از بین می برند و به طور قابل توجهی کاهش می دهند. فرکانس مغناطیسی (کمتر از 1000 هرتز) و تابش اشعه ایکس. این فیلترها از شیشه مخصوص ساخته شده اند.

نظارت بر امنیت براییک فرد توسط استانداردهای TCO تنظیم می شود: TCO 92، TCO 95، TCO 99، پیشنهاد شده توسط کنفدراسیون اتحادیه های کارگری سوئد. TCO 92، صادر شده در سال 1992، پارامترهای تابش الکترومغناطیسی را تعریف می کند، تضمین خاصی از ایمنی آتش نشان می دهد، ایمنی الکتریکی را تضمین می کند و پارامترهای صرفه جویی در انرژی را تعریف می کند. در سال 1995، استاندارد به طور قابل توجهی گسترش یافت (TSO 95) تا شامل الزامات ارگونومی نمایشگرها شود. در TCO 99، الزامات مانیتورها بیشتر سخت‌تر شده است. به ویژه، الزامات مربوط به تشعشع، ارگونومی، صرفه جویی در انرژی و ایمنی آتش سوزی سخت تر شده است. همچنین الزامات زیست محیطی وجود دارد که حضور مواد و عناصر مختلف خطرناک را در قطعات مانیتور مانند فلزات سنگین محدود می کند.

مانیتور طول عمرتا حد زیادی به دمای گرمایش آن در حین کار بستگی دارد. اگر مانیتور خیلی داغ می شود، می توانید انتظار داشته باشید که عمر کوتاهی داشته باشد. مانیتور، که بدنه آن دارای تعداد زیادی سوراخ تهویه است، بر این اساس به خوبی خنک می شود. خنک کننده خوب از خرابی سریع آن جلوگیری می کند.