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纯平显示器

发布日期:2020-06-26 16:05 作者:扑克之星6up

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  纯平显示器是一种使用阴极射线管(Cathode Ray Tube)的显示器。纯平显示器相对于平面显示器最大的优势就是边角显示。由于平面直角显示器(也就是平时所说的超平显示器)显像屏不是纯平的,在边角显示区会出现图形扭曲,特别是对于文字表现不够理想,黑白交替时“呼吸效应”较明显。而纯平显示器由于对这方面的优化使得变焦显示扭曲程度变的很小。

  阴极射线管主要有五部分组成:电子枪(Electron Gun),偏转线圈(Defiection coils),荫罩(Shadow mask),荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳。它是目前应用最广泛的显示器之一,CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超过的优点,而且现在的CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少。

  图像纯平是一种所谓的“纯平”显示器,只不过是在普通球面显示器的屏幕前再加一层平玻璃,看上去是“纯平”的,但清晰度、分辨率、点距刷新率一点也没改变,其价位也相对较低。这种纯平的带宽只有100赫兹。由于受此限制,其分辨率难以达到1600×1200。当分辨率调到1280×1024以上后,屏幕的刷新频率就已经达不到100赫兹了,于是,屏幕会出现闪动,并对视力产生损害。

  物理纯平是真正的纯平,以VIEWSONIC(优派)、CTX为代表,采用的是SONY的技术,分辨率可以达到1600×1200。由于这种显示器的带宽有200赫兹,其刷新频率仍然很高,所

  以显示屏的稳定性很好,显示的界面图像也是真正纯平的。但缺点在于价格非常昂贵

  物理纯平技术由LG推出,目前出现在市场上的LG“未来窗”以及“未来窗XP”采用的都是物理纯平技术。和视觉纯平显示器相比,物理纯平的显示屏是绝对平面的,生产技术上更为先进,显示更加清晰真实,即使从侧面来看,也不会出现图像显示变形的问题,同时较好地解决了眩光问题,长时间使用也不会感到眼睛疲劳。

  纯平显示器相对于平面显示器最大的优势就是边角显示。由于平面直角显示器(也就是我们所说的超平显示器)显像屏不是纯平的,在边角显示区会出现图形扭曲,特别是对于文字表现不够理想,黑白交替时“呼吸效应”较明显。而纯平显示器由于对这方面的优化使得变焦显示扭曲程度变的很小,“呼吸效应”也有非常明显的改善,加上价格和平面显示器价格差价也不大,所以用户大多选择显示效果更好的纯平显示器。

  CRT(阴极射线管)显示器的核心部件是CRT显像管,其工作原理和我们家中电视机的显像管基本一样,我们可以把它看作是一个图像更加精细的电视机。经典的CRT显像管使用电子枪发射

  高速电子,经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度,最后高速电子击打屏幕上的磷光物质使其发光,通过电压来调节电子束的功率,就会在屏幕上形成明暗不同的光点形成各种图案和文字。

  这首先有赖于荧光粉层,在荧光屏上涂满了按一定方式紧密排列的红、绿、蓝三种颜色的荧光粉点或荧光粉条,称为荧光粉单元,相邻的红、绿、蓝荧光粉单元各一个为一组,学名称之为像素。每个像素中都拥有红、绿、蓝(R、G、B)三原色,根据三原色理论,这就有了形成千变万化色彩的基础。然而,怎样把这三原色混合成丰富的色彩呢?

  通过电子枪(Electron gun)来解决这个问题,没错,电子枪就好像手枪一样,可以发射,不过发射的不是子弹,而是非常高速的电子束。其工作原理是由灯丝加热阴极,阴极发射电子,然后在加速极电场的作用下,经聚焦极聚成很细的电子束,在阳极高压作用下,获得巨大的能量,以极高的速度去轰击荧光粉层。这些电子束轰击的目标就是荧光屏上的三原色。为此,电子枪发射的电子束不是一束,而是三束,它们分别受电脑显卡R、 G、 B三个基色视频信号电压的控制,去轰击各自的荧光粉单元。受到高速电子束的激发,这些荧光粉单元分别发出强弱不同的红、绿、蓝三种光。根据空间混色法(将三个基色光同时照射同一表面相邻很近的三个点上进行混色的方法)产生丰富的色彩,这种方法利用人们眼睛在超过一定距离后分辨力不高的特性,产生与直接混色法相同的效果。用这种方法可以产生不同色彩的像素,而大量的不同色彩的像素可以组成一张漂亮的画面,而不断变换的画面就成为可动的图像。很显然,像素越多,图像越清晰、细腻,也就更逼真。可是,怎样用电子枪来同时激发这数以万计的像素发光并形成画面呢?画面是如何形成的科学家们想到了一个很聪明的办法,其原理是利用了人们眼睛的视觉残留特性和荧光粉余辉作用,这就是即使只有一支电

  子枪,只要三支电子束可以足够快地向所有排列整齐的像素进行激发,还是可以看到一幅完整的图像的。现在的CRT显示器中的电子枪能发射这三支电子束,然后以非常非常快的速度对所有的像素进行扫描激发。

  要形成非常高速的扫描动作,还需要偏转线圈(Deflection coils)的帮助,通过它,可以使显像管内的电子束以一定的顺序,周期性地轰击每个像素,使每个像素都发光,而且只要这个周期足够短,也就是说对某个像素而言电子束的轰击频率足够高,就会看到一幅完整的图像。这种电子束有规律的周期性运动叫扫描运动。

  理解了三原色,可以用这样一个原理来制作彩色显示器呀。今天的色彩丰富的CRT显示器正是由这个三原色原理制造出来的。刚才提到,三原色的选择在原则上是任意的,但是通过实验研究发现,人们的眼睛对红、绿、蓝三种颜色反应最灵敏,而且它们的配色范围比较广,用这三种颜色可以随意配出自然界中的大部分颜色,因此在CRT显示器中,选用红、绿、蓝三种颜色作为三原色,还分别用R、G、B三个字母来表示。现在问题来了,怎样可以把这三原色的光表现出来呢,需要一个机电装置来完成这一表现过程。

  因为有大量排列整齐的像素需要激发,必然要求有规律的电子枪扫描运动才显得高效,通常实现扫描的方式很多,如直线式扫描,圆形扫描,螺旋扫描等等。其中,直线式扫描又可分为逐行扫描隔行扫描两种,相信大家都经常听到,事实上,在CRT显示系统中两种都有采用。逐行扫描是电子束在屏幕上一行紧接一行从左到右的扫描方式,是比较先进的一种方式。而隔行扫描中,一张图像的扫描不是在一个场周期中完成的,而是由两个场周期完成的。在前一个场周期扫描所有奇数行,称为奇数场扫描,在后一个场周期扫描所有偶数行,称为偶数场扫描。无论是逐行扫描还是隔行扫描,为了完成对整个屏

  幕的扫描,扫描线并不是完全水平的,而是稍微倾斜的,为此电子束既要作水平方向的运动,又要作垂直方向的运动。前者形成一行的扫描,称为行扫描,后者形成一幅画面的扫描,称为场扫描。

  有了扫描,就可以形成画面,然而在扫描的过程中,怎样可以保证三支电子束准确击中每一个像素呢?这就要借助于荫罩(Shadow mask),它的位置大概在荧光屏后面(从荧光屏正面看)约10mm处,厚度约为0.15mm的薄金属障板,它上面有很多小孔或细槽,它们和同一组的荧光粉单元即像素相对应。三支电子束经过小孔或细槽后只能击中同一像素中的对应荧光粉单元,因此能够保证彩色的纯正和正确的会聚,所以才可以看到清晰的图像。

  至于画面的连续感,则是由场扫描的速度来决定的,场扫描越快,形成的单一图像越多,画面就越流畅。而每秒钟可以进行多少次场扫描通常是衡量画面质量的标准,我们通常用帧频场频(单位为Hz,赫兹)来表示,帧频越大,图像越有连续感。我们知道,24Hz场频是保证对图像活动内容的连续感觉,48Hz场频是保证图像显示没有闪烁的感觉,这两个条件同时满足,才能显示效果良好的图像。其实,这就跟动画片的形成原理是相似的,一张张的图片快速闪过人的眼睛,就形成连续的画面,就变成动画。

  显示器的纯平化无疑是CRT彩显今后发展的主题,自1998年三星、Sony、LG等公司就先后推出真正平面的显像管。但直到 1999年才成为显示器发展的重头戏。这种显像管在水平和垂直方向上均实现了真正的平面,使人眼在观看时的聚焦范围增大,失真反光都被减少到了最低限度,因此看起

  来更加逼真舒服。目前市场上的纯平面显像管有Sony的平面珑,LG的未来窗,三星的丹娜以及三菱的纯平面钻石珑等。

  显像管的内部磷光层与外层之间有一层玻璃相隔,电子枪打出的电子束再透过玻璃,由于光的折射就会产生扭曲现象,在看到之后就会产生很强的内凹感。现在Sony平面珑的内部磷光层不再是纯平的,而是根据人眼的视觉误差计算出最佳弯曲率,通过玻璃反射后,使发光点与人的视线恰好融为一条直线,从而消除了内凹现象。

  使用这款显像管的产品很多,MAG 796FD就是其中之一,该产品采用0.24mm的超精细视频带宽高达203MHz,最大分辨率1600x1200,行频30—100KHz场频50—160Hz同770T一样。

  中强(CTX)采用全平面特丽珑技术的极平系列显示器CTXPR711F,最大分辨率1600x1200,支持高密度电子枪及聚焦椭圆,修正技术可产生光点,0.24mm光栅距,配合新型电路设计,令画面细致异常,其行频30—95Hz。场频50—160Hz带宽202.5MHz,同样通过严格的TCO认证。

  索尼的E200同样采用了全平面特丽珑显像管,0.24mm超微细光栅距。最高分辨率1600x1200,行频30—85KHz,场频48—120Hz。1280x1024时可达到75Hz的刷新频率。

  ADI近期主推的G710是采用纯平面特丽珑显像管的17英寸彩显之一,其显示面积达到16英寸。0.24mm光栅距,在75hz的刷新频率下达到1600x1200的分辨率,支持功能完善的OSD调节,该款产品也通过TCO认证。

  LG的未来窗是最早推向市场的纯平面产品。该产品没有采用荫栅式结构,而是采用了沟状拉伸式荫罩板,减少了垂直方向上对电子束的阻碍,该显像管还采用了4 倍动态电子枪,弥补了非动态电子枪及普通动态电子枪的不足,能够减少光点的垂直长度,从而消除摩尔纹的产生,并提高光点的水平长度,以防止屏幕四个边角处的水平分辨率降低,其代表产品LG 795FT。795FT,最大可视面积16.02英寸,0.24mm沟状点距最大分辨率1600x1200,行频30—96KHz,场频50— 160Hz,带宽203MHz,通过TCO认证。

  三菱的平面显示管在保持原钻石珑优点的基础上,做了许多改进。其表面采用高透光性能的光学镀膜,防静电涂层处理,最新设计的改进型P-NXPBF精确进一步提高了全屏聚焦特性,使图象更加细腻清晰,内置的数字信号处理器能够产生标准的波形。对直线信号产生弯曲的畸变现象从几何特性上进行补偿。其独有的玻璃强化工艺使钻石珑玻壳比传统玻壳重量减轻了10%,而强度得到极大提高。钻石珑系列显像管玻壳的正面屏幕玻璃的厚度之薄已制作到可以对产生的视觉误差达到忽略不计的程度。此外,三菱公司为了提高CRT的寿命和亮度,采用在阴极氧化钪真空喷镀钨涂层工艺,不但延长了CRT的寿命,而且使阴极电流强度比传统工艺制作的阴极电流强度提高了2倍,PROT710显示器是三菱在主流领域的主打产品,采用的就是纯平面钻石珑显像管,0.25mm栅距,最高分辨率1600X1200。这时可提供65Hz的刷新频率,不过建议您使用1280X1024的分辨率,这时可提供高达75Hz的刷新频率,其视频带宽达到130MHz。

  IFT丹娜纯平面显像管是三星的杰作,所谓IFT,就是真正平面的意思。这种显像管采用了屏幕外表面为平面,内表面为球形曲面的补偿技术,以便避免光流折射造成的图像凹陷。内表面曲率的确定根据Snell公式的计算确定每一点的位置,内面向外凸,屏幕中央玻璃薄,边缘玻璃厚,画面从垂直到水平方向上都是平的。表面涂层采SmartIII (超级磷光涂层)技术,使显示器的对比度提高了45%以上,增加了30%以上的亮度,以至于表现出来的图像也更加细腻,色彩更加锐利逼真而且层次分明,显示面大大减弱了反光,自然不失真的色彩让使用者眼睛更加轻松,其主打产品900ITF 700IFT是丹娜显像管的“宠儿”,这两款显示器除尺寸上前者为19英寸后者为17英寸外,其他技术指标完全一样,0.24mm点距,在76Hz的刷新频率最大分辨率可达1600X1200,其最大带宽205MHz,行频30—96KHz,场频50—160Hz,可支持9300K到 5000K的色温调节,与苹果机联用时,可达到在75Hz的刷新频率下1280x1024的分辨率。

  像素是指屏幕能独立控制其颜色与亮度的最小区域。分辨率是指显示器屏幕的单位面积上有多少个基本

  像素点。他们是图像清晰程度的标志,也是描述分辨能力大小的物理量。对于电子显示器件,常用单位面积上的扫描线数和两光点之间的距离来表示分辨率。他们取决于场频行频的组合,可用X方向(行的点数)和Y方向(一屏多少行)来表示,如640*480、720*348、1024*768及1024*1024等。

  点距(DOT PITCH)是指荫罩板上两个最接近的同色荧光点之间的直线距离。点距是显像管最重要的技术参数之一,他的单位为毫米。点距越小越好,点距越小,显示器显示图形越清晰,显示器的档次越高。

  用显示区域的宽和高分别除以点距,既得到显示器的垂直和水平方向最高可以显示的点数。以现在主流的17英寸显示器的点距为例(.25MM)它水平方向最多可以显示1280个点,垂直方向最多可以显示1024个点 ,超过这个模式屏幕上的像素会互相干扰,图像就会变的模糊不清。

  栅距(BAR PITCH)是指荫栅式显像管平行的光栅之间的距离采用栅荫式显像管的好处有两点,一是显像管长时间工作栅距不会变形,使用多年不会出现画质的下降;二是荫栅式设计可以透过更多的光线,能够达到更高的亮度和对比度,令图像色彩更加鲜艳;逼真自然。

  刷新率是指显示屏幕刷新的速度,它的单位是赫兹。刷新频率越低,图像闪烁和抖动的越厉害,眼睛观看时疲劳的越快。刷新频率越高,图像显示就越自然、越清晰。刷新率又分水平刷新率和垂直刷新率。水平刷新率又叫行频,他是显示器每秒内水平扫描的次数,单位是千赫兹。垂直刷新率也叫场频,单位是赫兹,它是由水平刷新率和屏幕分辨率所决定的,垂直刷新率表示屏幕的图像每秒钟重复描绘多少次,也就是指每秒钟屏幕刷新的次数,一般来说,垂直刷新率最好不要低于80赫兹。

  带宽是指每秒钟电子枪扫描过图像点的个数,以兆赫兹为单位。带宽越高则表明了显示器电路可以处理的频率范围越大,显示器性能越好。高的带宽能处理更高的频率,显示的图像质量更好。带宽的计算公式为:带宽=水平分辨率*垂直分辨率*最大刷新率*1.5 (不同厂商的参数标准略有不同)。如一台显示器它支持1024*768*85,那么它的带宽就是1024*768*85*1.5=100.2MHZ。目前,110MHZ左右的显示器带宽已成为一个默认的基本标准,而一些更高水准的显示器要达到200HZ以上。

  屏幕尺寸指显像管实际屏幕尺寸,最大可视面积指显像管的屏幕显示的可见图像部分的面积。屏幕大小通常以对角线的长度衡量,以英寸为单位(1英寸=2.54厘米)。一般显示器的最大可视面积都会小于屏幕尺寸,譬如15英寸显示器的最大可视面积为13.8英寸。

  在的显示器上一般都会提供色温调节功能,这是由于不同区域的人眼睛对颜色的识别略有差别,所以销售在不同地区显示器都要将颜色调节到适合这一地区的人的使用,调节色温就是为了完善这些功能。

  亮度是指显示器荧光屏上荧光粉发光的总能量与其接受的电子束能量之比。所以某一点的光输出正比于电子束电流、高压及停留时间3者的乘积。简单的讲,亮度是控制荧光屏发亮的等级。

  对比度是指荧光屏画面上最大亮度与最小亮度之比。一般显示器最起码应有30:1的对比度。

  荧光屏上的荧光粉电子束停止轰击后,其光辉并不会立即消失,而是要经历一个逐步消失的过程,在这个过程中观察到的光辉称之为余辉。

  对于计算机用户来讲,最亲近的莫过于显示器了,可以说它是计算机系统不可或缺的组成部分。目前大家常用的还是CRT显示器,而CRT显示器也极易出现故障,那么如何才能检查

  答:计算机显示器出现黑屏是用户在使用计算机中经常遇到的问题。其实,只要稍对计算机硬件中主板、CPU、内存、显示卡等几大部件有一定的了解,非元器件的损坏的简单故障完全可以自己动手排除。出现这种情况,你可以按照以下的维修步骤和方法进行分析和简单的维修:

  1. 检查主机电源是否工作;电源风扇是否转动?用手移到主机机箱背部的开关电源的出风口,感觉有风吹出则电源正常,无风则是电源故障:主机电源开关开启瞬间键盘的三个指示灯(NumLock、CapsLock、ScrollLock)是否闪亮一下?是,则电源正常;、硬盘指示灯是否亮?亮,则电源正常。因为电源不正常或主板不加电,显示器没有收到数据信号,显然不会显示。

  2.检查显示器是否加电;显示器的电源开关是否已经开启?显示器的电源指示灯是否亮?显示器的亮度电位器是否关到最小?显示器的高压电路是否正常?用手移动到显示器屏幕是否有咝咝声音、手背汗毛是否竖立?

  可以拔下插头检查一下,D形插口中是否有弯曲、断针、有大量污垢,这是许多用户经常遇到的问题。在连接D形插口时,由于用力不均匀,或忘记拧紧插口固定螺丝,使插口接触不良,或因安装方法不当用力过大使D形插口内断针或弯曲,以致接触不良等。

  显示卡或插槽是否因使用时间太长而积尘太多,以至造成接触不良;显示卡上的芯片是否有烧焦、开裂的痕迹;因显示卡导致黑屏时,计算机开机自检时会有一短四长的嘀嘀声提示。

  安装显示卡时,要用手握住显示卡上半部分,均匀用力插入槽中,使显示卡的固定螺丝口与主机箱的螺丝口吻合,未插入时不要强行固定,以免造成显卡扭曲。如果确认安装正确,可以取下显示卡用酒精棉球擦一下插脚或者换一个插槽安装。如果还不行,换一块好的显卡试一下。

  5.检查其他的板卡(包括声卡、解压卡视频捕捉卡)与主板的插槽接触是否良好。

  注意检查硬盘的数据线、电源线接法是否正确?更换其他板卡的插槽,清洁插脚。这一点许多人往往容易忽视。一般认为,计算机黑屏是显示器部分出问题,与其他设备无关。实际上,因声卡等设备的安装不正确,导致系统初始化难以完成,特别是硬盘的数据线、电源线插错,也容易造成无显示的故障。

  把内存条重新插拔一次,或者更换新的内存条。如果内存条出现问题,计算机在启动时,会有连续四声的嘀嘀声。

  故障分析与维修方法:显示的内容完整,表明场扫描电路、视频放大电路、 高压电路都基本工作正常,可能损坏的电路是行扫描电路、电源电路。检查维修方法如下:

  1.关机断电,静态测量行扫描电路主要元器件有无硬损坏。实测Q502、 Q503、Q505以及外围电路的阻容元器件,均未发现明显异常。

  2.通电测量行扫描电路主要元器件各极电压。当测量行振荡集成电路芯片TDA1180P第1脚电压时,发现由12V上升为18V。TDA1180P第1脚电压是由开关电源提供的,因此,应检查电源电路的工作情况。

  3.检查电源的12V输出电压为18V左右。进一步检查发现,该机的12V稳压电路是由U801(UA7812)担负的,由于U801没有彻底损坏,所以静态测量损坏不明显,换一新品,开机试验故障现象解除。

  有一种比较简单的判别显示器性能的方法是看显示器的视频带宽。作为反映CRT显示器扫描能力的综合性指标,视频带宽在一定程度上代表了CRT显示器的整体性能。一台视频带宽较低的显示器,如果非要把分辨率设到1600×1200,那就像给一个少年压上百十来斤的担子,他也许可以勉强支撑,但肯定会给以后的日子增添无穷的烦恼; 相反,对于一个五大三粗的壮汉来说,百十来斤的担子则往往是负重若轻,自然不会损伤身体。

  实际上,选购电器产品也是如此,需要什么样的性能表现,挑选时就应当满足相应的技术参数。就像盛水的容器,如果想装的水超出它的容积,那么自然会“水满则溢”,适得其反。在显示器中,这种情况往往表现为电子元器件的满负荷,甚至超负荷使用,结果使显示器未老先衰,甚至出现“过劳死”的现象。

  从技术上看,CRT显示器视频带宽可以看做每秒钟所扫描的像素点数的总和,一般采用MHz(兆赫兹)为单位。众所周知,CRT显示器是靠电子束激发屏幕内表面的荧光粉来显示图像的,由于荧光粉被点亮后很快会熄灭,所以电子枪必须循环地不断激发这些点。屏幕分辨率越高,需要扫描的点数就越多,对电子枪扫描频率的要求就更高,视频带宽也因此需要提高。

  一般来说,CRT显示器工作频率范围在电路设计时就已经固定了,主要取决于高频放大部分元件的特性,由于高频电路的设计相对困难,因此成本也较高,同时还会产生一定的辐射。对于CRT显示器而言,高频处理能力越好,视频带宽所能达到的频率越高,图像稳定性也越好。

  CRT显示器对视频带宽的要求,除了分辨率外,还和它的场频有密切的关系。场频是指CRT显示器屏幕每秒钟刷新的次数,又称为垂直扫描频率,一般以Hz赫兹)为单位。由于荧光屏上涂的是中短余辉荧光材料,被电子束激发后会迅速熄灭,为了保证画面稳定,就要求电子枪不断地反复激发荧光粉(场频与图像内容没有关系,即便是静止图像,电子枪也照常刷新)。当场频过低时,人眼会感觉到屏幕有明显的闪烁,图像稳定性差,容易造成眼睛疲劳。一般来讲,CRT显示器屏幕的场频要达到75Hz以上人眼才不易出现闪烁感,但长时间注视必然会让眼睛感到很累。

  此外,视频带宽不仅对显示器寿命和故障率有影响,还对显示器品质有重要影响。如果显示器实际带宽不足以支持用户设定的分辨率和场频,则会使显示的清晰度受到影响,从而影响显示效果。

  从理论上说,显示器对带宽的要求可以用分辨率与场频来计算:带宽要求等于“水平分辨率×垂直分辨率×场频”。但在实际情况中,显像管电子束的扫描为了避免信号在扫描边缘的衰减,保证图像的清晰,其水平扫描的像素数和行扫描频率均要比理论值高一些。所以,在计算带宽的时候还应该除以一个“有效扫描系数”,一般取值为0.6~0.7。按照这个计算方法,分辨率为1024×768、垂直刷新频率85Hz的屏幕设置,所需要的视频带宽约为106MHz。也就是说,能够满足这种显示要求的CRT显示器的视频带宽至少在106MHz以上。目前,高端CRT显示器最高的视频带宽已达到200MHz以上,如美格17英寸CRT显示器中的796FDⅡ和796FDX5的视频带宽都达到了203MHz。


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