Мониторы на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ – мониторы)

Электронно-лучевая трубка (ЭЛТ, или CRT, Cathode Ray Tube) обеспечивает формирование изображения на ”дне” (экране) герметичной стеклянной колбы. ЭЛТ, используемые в современных мониторах, имеют следующие основные элементы:

- электронные пушки (по одной на каждый цвет RGB-триады или одну, но испускающую три пучка);

- отклоняющую систему, то есть набор электронных ”линз”, формирующих пучок электронов;

- маску, обеспечивающую точное попадание электронов от пушки каждого цвета в ”свои” точки экрана;

-слой люминофора, формирующий изображение при попадании электронов в точку соответствующего цвета.

Электронная пушка состоит из подогревателя, катода, испускающего поток электронов, и модулятора, ускоряющего и фокусирующего электроны. В современных кинескопах применяются оксидные катоды, в которых электроны испускаются эмиссионным покрытием из редкоземельных элементов, нанесенным на никелевый колпачок с расположенной внутри него нитью накала. Подогреватель обеспечивает нагревание катода до температуры 850-880 °C, при которой происходит испускание (эмиссия) электронов с поверхности катода. Остальные электроды трубки используются для ускорения и формирования пучка электронов. Соответственно каждая из трех электронных пушек создает пучок электронов для формирования своего цвета. Поток электронов на пути к люминофору проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов; отклоняющая система изменяет направление потока электронов таким образом, что они достигают нужного места на экране, проходя через теневую маску, попадают на флюоресцирующую поверхность и формируют на нем изображение (активизированный электронным лучом участок экрана испускает свет, видимый глазом). Такая технология называется эмиссионной.

Экран монитора изнутри покрыт люминофором - веществом, испускающим свет при бомбардировке его заряженными частицами. В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов (иттрия, эрбия и т.п.). За слоем люминофора расположена теневая маска, представляющая собой матрицу, состоящую из гнезд-триад, определенной структуры и формы (зависящей от конкретной технологии изготовления). Каждое такое гнездо состоит из трех элементов (точек, полос или других структур), формирующих RGB-триаду, в которой основные цвета располагаются настолько близко друг к другу, что отдельные элементы неразличимы для глаза.

Цвета на мониторе (как и на телевизионном экране) получаются аддитивным (суммарным) смешением трех основных цветов — RGB, то есть красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Эта триада, смешанная с одинаковой интенсивностью, дает нам белый цвет, а для того, чтобы добиться цветовых оттенков, интенсивность каждого из этих цветов дозируется в необходимой пропорции.

Основным параметром монитора на ЭЛТ ( как и для других мониторов) является разрешающая способность. Разрешающая способность характеризует качество воспроизведения изображения монитором. Разрешающая способность характеризуется числом точек или, пикселов (Dot) на число строк (Line). Например, разрешение монитора 1024×768 означает возможность различить до 1024 точек по горизонтали при числе строк до 768. Разрешающая способность зависит от конструкции экрана, параметров видеосигнала и электронных цепей.

Под шагом точки (величиной ”зерна”) монитора понимается расстояние между соседними точками одного цвета. С этим параметром обычно связывается физически достижимая разрешающая способность, а следовательно

и качество той или иной модели монитора.

Заметим, однако, что размер шага для трубок разных типов нельзя сравнивать напрямую: шаг точек (или триад) электронно-лучевой трубки с трехточечной теневой маской измеряется по диагонали, а шаг щелевой маски или апертурной решетки — по горизонтали. Поэтому при одинаковом шаге трубка с теневой маской имеет большую плотность точек по горизонтали, чем трубка с щелевой маской или апертурной решеткой. Так, 0,27 мм Dot Pitch равны примерно 0,22 мм шага по горизонтали, а с учетом конфигурации триад и полосок в других типах масок монитор с трехточечной теневой маской и шагом 0,27 мм Dot Pitch эквивалентен по разрешению монитору с щелевой маской на 0,26 мм Slot Pith (то есть меньшим примерно на 0,01) или монитору с апертурной решеткой 0,25 Strip Pitch (меньшим на 0,02).

Для получения высокого разрешения высококачественным должен быть видеосигнал. Электронные цепи должны обработать его таким образом, чтобы обеспечить правильные уровни и сочетания фокусировки, цвета, яркости и контраста. На максимально поддерживаемое монитором разрешение напрямую влияет частота горизонтальной развертки электронного луча, измеряемая в килогерцах (кГц). Время горизонтального перемещения луча от левого до правого края экрана называется периодом горизонтальной развертки. Величина, обратно пропорциональная этому периоду, называется частотой горизонтальной развертки, или просто горизонтальной разверткой (иногда встречаются названия ”частота строчной развертки”, ”строчная частота”). Например, для монитора с разрешением 1024×768 пикселов горизонтальная развертка обратно пропорциональна времени, за которое луч сканирует 1024 пиксела. При увеличении разрешающей способности за тот же период времени луч должен ”отсканировать” большее число пикселов. При увеличении частоты кадров также должна быть увеличена частота.

Частота регенерации (обновления) экрана — важный параметр, определяющий, как часто ”перерисовывается” все изображение. Монитор с электронно-лучевой трубкой обновляет изображение на экране десятки раз в секунду. Это число называется частотой вертикальной развертки, или частотой кадровой развертки, и измеряется в герцах (Гц). Если частота обхода экрана становится меньше 70 Гц, то инерционности зрительного восприятия будет недостаточно для того, чтобы изображение не мерцало. Обычно при частотах выше 75 Гц мерцание незаметно для глаза (режим без мерцания). Однако стандарт VESA рекомендует работу на частоте 85 Гц, считая это важным потребительским показателем эргономичности монитора.

Заметим, что значение частоты регенерации зависит не только от используемого разрешения или электрических параметров монитора, но и от возможностей видеоадаптера.

На сегодняшний день, несмотря на большие габаритные размеры, потребляемую мощность, и другие недостатки у мониторов на базе ЭЛТ, у них остается неоспоримое достоинство – малая инерционность и они незаменимы для воспроизведения изображений с высокими требованиями к динамическим характеристикам.

Поиск по сайту: