Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

LCD мониторы, плазменные панели, ЭЛТ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОУ ВПО «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П.КОРОЛЕВА

(национальный исследовательский университет)»

СГАУ

ИНСТИТУТ ПЕЧАТИ

КАФЕДРА ИЗДАТЕЛЬСКОГО ДЕЛА И КНИГОРАСПРОСТРАНЕНИЯ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Информационные технологии в книжном деле»

на тему: «LCD мониторы, плазменные панели, ЭЛТ»

Выполнил: студент гр. ИП 41_з

Алексеева Е.А.

Проверил: Нечитайло С.А.

Оценка:

Самара 2013

Содержание

Введение……………………………………………………………………...…..3

Электронно-лучевые мониторы.……………………………………..….4
LCD мониторы.……………………………………………..…….…....…8
Плазменные панели……………………..……………………..…….….11

Заключение…………………………………………………………....…….….14

Список литературы……………………………………………..…….……..…15

Введение

Монитор — устройство, предназначенное для визуального отображения информации. В качестве монитора в некоторых случаях может применяться и телевизор.

Его можно смело назвать самой важной частью персонального компьютера. С экраном монитора мы постоянно контактируем во время работы. От его размера и качества зависит, насколько будет комфортно нашим глазам. Монитор должен быть максимально безопасным для здоровья по уровню всевозможных излучений. Также он должен обеспечивать возможность комфортной работы, предоставляя в распоряжение пользователя качественное изображение.

До пятидесятых годов компьютеры выводили информацию только на печатающие устройства. Впервые в 1950 году в Кембриджском университете (Англия) электронно-лучевая трубка осциллографа была использована для вывода графической информации на компьютере EDASC (Electronic Delay Storage Automatic Computer). Жидкокристаллические дисплеи были разработаны в 1963 году в исследовательском центре Дэвида Сарнова компании RCA. Разработка плазменных дисплеев, началась еще в 1968 г., базировалась она на применении плазменного эффекта, открытого в Иллинойсском университете в 1966 г.

Целью контрольной работы является рассмотрения принципа работы электронно-лучевых, LCD мониторов, плазменных панелей, а также рассказать об их достоинствах и недостатках.

Электронно-лучевые мониторы

Кинеско́п (от др.-греч. κινέω — «двигаю» и σκοπέω — «смотрю») — электронно-лучевой прибор, преобразующий электрические сигналы в световые. Широко применялся до 1990-х. В названии прибора отразилось слово «кинетика», что связано с движущимися фигурами на экране.

Основные части:

электронная пушка, предназначена для формирования электронного луча, в цветных кинескопах и многолучевых осциллографических трубках объединяются в электронно-оптический прожектор;
экран, покрытый люминофором — веществом, светящимся при попадании на него пучка электронов;
отклоняющая система, управляет лучом таким образом, что он формирует требуемое изображение. (рис 1.)

Существующие сегодня мониторы отличаются устройством, размером диагонали экрана, частотой обновления картинки, стандартами защиты и многим другим. Первые электронно-лучевые мониторы были векторными. В мониторах этого типа электронный пучок создает линии на экране, перемещаясь непосредственно от одного набора координат к другому. Из-за этого нет необходимости разбивать экран на пиксели. Позднее появились мониторы с растровым сканированием. В них электронный пучок сканирует экран слева направо и сверху вниз, пробегая каждый раз всю поверхность экрана. Следующим шагом в развитии электронно-лучевых мониторов стало цветное изображение, для получения которого необходимо было использовать не один, а три электронных пучка. Каждый из них высвечивал определенные точки на поверхности дисплея.

Именно эти мониторы получили наибольшее распространение.

Для электронно-лучевых (CRT) мониторов существуют свои характеристики, которые либо улучшают работу с компьютером, либо ухудшают ее. Одной из основных характеристик такого монитора является частота обновления экрана. Для электронно-лучевых мониторов достаточной частотой обновления экрана считается 85 Гц. Эта величина показывает сколько раз в секунду будет обновляться картинка на экране. Если эта скорость маленькая, то глаза начинают улавливать мерцание экрана и из-за этого быстро устают. Самой лучшей частотой обновления экрана считается 100 Гц, если она больше, то человеческий глаз уже не воспринимает разницы между 100 Гц и 200 Гц. Еще для работы с компьютером очень важно разрешение экрана. Ведь если разрешение слишком мало, то значки на экране очень большие и не умещаются на дисплее, а если слишком большое разрешение, то иконки и знаки слишком маленькие. Из-за этого глаза быстро устают. Ниже приводится таблица рекомендуемых и максимальных разрешений.

Таблица 1

*Разрешение показывает, сколько точек располагается по вертикали и сколько по горизонтали. Здесь по горизонтали располагается 800 точек, а по вертикали – 600.

Так же существует еще один параметр монитора – это «шаг маски» или «зерно». Дело в том, что в цветных мониторах и телевизорах экран изнутри покрыт мельчайшими частицами люминофора трех цветов – красного, зеленого и синего свечения. Три расположенных рядом частицы образуют триаду. Если рассмотреть в лупу экран, светящийся белым светом, мы увидим, что на самом деле светятся частицы трех цветов, которые сливаются в белый. Все остальные цвета получаются за счет триады и интенсивности их свечения, например если светится только красный и зеленый элемент триады, то мы видим желтый цвет. Для управления свечением отдельных элементов триады используются три электронных луча, обегающие все триады с частотой развертки. Что бы каждый луч попадал точно на свой элемент триады, над люминофорным покрытием экрана помещается специальная сетка, попадая на которую луч отклоняется точно на свой элемент триады.

В результате мы видим, что экран цветного монитора, в отличие от монохромного, где покрытие люминофором сплошное и однородное, имеет зернистую структуру. Размер этих «зерен» отвечает за то, насколько четким будет изображение – чем меньше «зерно», тем изображение четче и наоборот. Первые цветные мониторы имели размер «зерна» - 0, 42 мм. С появлением графических режимов высокого разрешения использовать такие мониторы стало невозможно: мелкие детали, например, тонкие вертикальные полосы, стали рябить и переливаться всеми цветами радуги. Позже появились трубки с «зерном» 0,31 мм, а затем и 0,28 мм. Сегодня самое распространенное значение – 0,27 мм, но в более дорогих моделях применяют трубки с еще меньшей зернистостью – 0,2-0,24 мм.

Очень важным параметром монитора является безопасность. Если бы не применялись специальные меры безопасности, то монитор награждал бы нас различными вредными для здоровья излучениями. Электронно-лучевая трубка монитора создает, например, рентгеновское излучение. Но в современных мониторах оно незначительно, так как надежно экранируется. А ведь совсем недавно в продаже было очень много защитных экранов, что для старых мониторов вовсе не роскошь, а средство защиты. Как и любой электроприбор, монитор создает также электромагнитное излучение. Кроме того, он создает также электростатическое поле, которое способствует оседанию пыли на лице, шее, руках. Это может вызывать у человека аллергические реакции. К счастью, сейчас защита от этих вредных воздействий стала более совершенной, так как был принят ряд стандартов. Если на мониторе есть надпись или наклейка ТСО 03 (стандарт 2003 года), то с ним можно работать, не опасаясь за своё здоровье (в разумных пределах)

Впервые уровень электромагнитного излучения был ограничен пределами, безопасными для человека, в стандарте MPR II. В следующих стандартах они были ужесточены. Начиная со стандарта ТСО 95 к монитору предъявляются экологические и эргономические требования. Начиная со стандарта ТСО 99, также накладываются жесткие требования к качеству изображения по параметрам яркости, контрастности, мерцанию и свойствам антибликового покрытия экрана. Монитор должен иметь возможность регулировки параметров изображения. Кроме того, монитор также обязан соответствовать европейским стандартам пожарной и электрической безопасности. Еще одна характеристика ЭЛТ-мониторов – это несведение лучей. Этот термин означает отклонение электронных лучей красного и синего цвета от центрирующего зеленого. Такое отклонение препятствует получению чистых цветов и четкого изображения. Различают статическое и динамическое несведение. Статическое несведение это несведение трех цветов по всей поверхности экрана, которое обычно возникает из-за ошибки при сборке электронно-лучевой трубки. Динамическое несведение это несведение трех цветов по краям и четком изображении в центре. Так же в мониторе важно экранное покрытие и форма экрана (сферическая или плоская, которая меньше искажает изображение). Экраны электронно-лучевых мониторов могут иметь различные покрытия, улучшающие качество изображения и потребительские свойства монитора. Электронно-лучевые мониторы сегодня – довольно совершенные и недорогие устройства. У них отличная яркость и контрастность изображения, низкая цена, а, следовательно, и доступность. Но есть у них и минусы. Это довольно большие вес и габариты, значительное энергопотребление и вредное излучение.

LCD мониторы

Жидко-кристалические (в переводе с англ. Liquid crystal display (LCD)). Первые жидкокристаллические материалы были открыты более 100 лет назад австрийским ученым Ф. Ренитцером.

Устройство

Конструктивно дисплей состоит из ЖК-матрицы (стеклянной пластины, между слоями которой и располагаются жидкие кристаллы), источников света для подсветки, контактного жгута и обрамления (корпуса), чаще пластикового, с металлической рамкой жёсткости. (Рис. 2)

Каждый пиксель ЖК-матрицы состоит из слоя молекул между двумя прозрачными электродами, и двух поляризационных фильтров, плоскости поляризации которых (как правило) перпендикулярны. Если бы жидких кристаллов не было, то свет, пропускаемый первым фильтром, практически полностью блокировался бы вторым фильтром.

Поверхность электродов, контактирующая с жидкими кристаллами, специально обработана для изначальной ориентации молекул в одном направлении. В TN-матрице эти направления взаимно перпендикулярны. Эта структура преломляет свет таким образом, что до второго фильтра плоскость его поляризации поворачивается и через него свет проходит уже без потерь. Если не считать поглощения первым фильтром половины неполяризованного света, ячейку можно считать прозрачной.

Если же к электродам приложено напряжение, то молекулы стремятся выстроиться в направлении электрического поля, что искажает винтовую структуру. При этом силы упругости противодействуют этому, и при отключении напряжения молекулы возвращаются в исходное положение. При достаточной величине поля практически все молекулы становятся параллельны, что приводит к непрозрачности структуры. Варьируя напряжение, можно управлять степенью прозрачности.

Если постоянное напряжение приложено в течение долгого времени, ЖК структура может деградировать из-за миграции ионов. Для решения этой проблемы применяется переменный ток или изменение полярности поля при каждой адресации ячейки.

Во всей матрице можно управлять каждой из ячеек индивидуально, но при увеличении их количества это становится трудновыполнимо, так как растёт число требуемых электродов. Поэтому практически везде применяется адресация по строкам и столбцам.

Таким образом, полноценный монитор с ЖК-дисплеем состоит из высокоточной электроники, обрабатывающей входной видеосигнал, ЖК-матрицы, модуля подсветки, блока питания и корпуса с элементами управления. Именно совокупность этих составляющих определяет свойства монитора в целом, хотя некоторые характеристики важнее других.

Преимущества ЖК-мониторов

малые размер и масса в сравнении с ЭЛТ
нет видимого мерцания, дефектов фокусировки лучей, помех от магнитных полей, проблем с геометрией изображения и четкостью, в отличие от ЭЛТ
энергопотребление в зависимости от модели, настроек и выводимого изображения может, как совпадать с ЭЛТ и плазменных экранов сравнимых размеров, так и быть до пяти раз ниже.
энергопотребление на 95 % определяется мощностью ламп подсветки или светодиодной матрицы подсветки ЖК-матрицы.

Недостатки

в отличие от ЭЛТ, могут отображать чёткое изображение лишь в одном («штатном») разрешении. Остальные достигаются интерполяцией с потерей чёткости. Причем слишком низкие разрешения (например, 320×200) вообще не могут быть отображены на многих мониторах.
многие из ЖК-мониторов имеют сравнительно малый контраст и глубину чёрного цвета. Повышение фактического контраста часто связано с простым усилением яркости подсветки, вплоть до некомфортных значений. Широко применяемое глянцевое покрытие матрицы влияет лишь на субъективную контрастность в условиях внешнего освещения.
из-за жёстких требований к постоянной толщине матриц существует проблема неравномерности однородного цвета— на некоторых мониторах есть неустранимая неравномерность передачи яркости , связанная с использованием блоков линейных ртутных ламп.
фактическая скорость смены изображения также остаётся ниже, чем у ЭЛТ и плазменных дисплеев. Технология overdrive решает проблему скорости лишь частично.
зависимость контраста от угла обзора
массово производимые ЖК-мониторы плохо защищены от повреждений. Особенно чувствительна матрица, незащищённая стеклом. При сильном нажатии возможна необратимая деградация.
существует проблема дефектных пикселей. Предельно допустимое количество дефектных пикселей, в зависимости от размеров экрана, определяется в международном стандарте ISO 13406-2 (в России — ГОСТ Р 52324-2005). Стандарт определяет 4 класса качества ЖК-мониторов. Самый высокий класс — 1, вообще не допускает наличия дефектных пикселей. Самый низкий — 4, допускает наличие до 262 дефектных пикселей на 1 миллион работающих.
пиксели ЖК-мониторов деградируют, хотя скорость деградации наименьшая из всех технологий отображения, за исключением лазерных дисплеев, вообще не подверженных ей.

Плазменные панели

Газоразрядный экран (также широко применяется термин «плазменная панель») — устройство отображения информации, монитор, основанный на явлении свечения люминофора под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в ионизированном газе (плазме).

Конструкция

Плазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключенных между двумя параллельными стеклянными пластинами, внутри которых расположены прозрачные электроды, образующие шины сканирования, подсветки и адресации. Особенности конструкции:

суб-пиксель плазменной панели обладает следующими размерами 200 мкм * 200 мкм * 100 мкм;
передний электрод изготовляется из оксида индия и олова, поскольку он проводит ток и максимально прозрачен.
при протекании больших токов по довольно большому плазменному экрану из-за сопротивления проводников возникает существенное падение напряжения, приводящее к искажениям сигнала, в связи с чем добавляют промежуточные проводники из хрома, несмотря на его непрозрачность;
для создания плазмы ячейки обычно заполняются газом - неоном или ксеноном (реже гелий и/или аргон, или, чаще, их смеси).

Химический состав люминофора:

Зелёный:Zn₂SiO₄:Mn²⁺/BaAl₁₂O₁₉:Mn²⁺;+ / YBO₃:Tb / (Y, Gd) BO₃:Eu
Красный: Y₂O₃:Eu³⁺/ Y_0,65Gd_0,35BO₃:Eu³⁺
Синий: BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺

Принцип действия

Работа плазменной панели состоит из трех этапов:

инициализация, в ходе которой происходит упорядочивание положения зарядов среды и её подготовка к следующему этапу (адресации).
адресация, происходит подготовка пикселя к подсвечиванию.
подсветка, на шину сканирования подается положительный, а на шину подсветки отрицательный импульс, равный 190 В.

Один цикл «инициализация — адресация — подсветка» образует формирование одного подполя изображения. Складывая несколько подполей можно обеспечивать изображение заданной яркости и контраста. В стандартном исполнении каждый кадр плазменной панели формируется сложением восьми подполей.

Таким образом, при подведении к электродам высокочастотного напряжения происходит ионизация газа или образование плазмы. В плазме происходит емкостной высокочастотный разряд, что приводит к ультрафиолетовому излучению, которое вызывает свечение люминофора: красное, зелёное или синее. Это свечение, проходя через переднюю стеклянную пластину, попадает на экран.

Преимущества плазменных мониторов:

компактность (глубина не превышает 10 - 15 см) и легкость при достаточно больших размерах экрана (40 - 50 дюймов). Малая толщина - газоразрядная панель имеет толщину около одного сантиметра или менее, а управляющая электроника добавляет еще несколько сантиметров.
высокую скорость обновления (примерно в пять раз лучше, чем у ЖК-панели). Небольшое время отклика (время между посылкой сигнала на изменение яркости пикселя и фактическим изменением).
отсутствие мерцаний, и смазывания движущихся объектов, возникающих при цифровой обработке. Плазменный экран можно снимать видеокамерой, и картинка при этом не дрожит, так как используется другой принцип отображения информации
высокая яркость, контрастность и четкость при отсутствии геометрических искажений. Отсутствие неравномерности яркости по полю экрана.
100 % использование площади экрана под изображение. Большой угол обзора, достигающий 160° и более.
отсутствие рентгеновского и других вредных для здоровья излучений, поскольку не используются высокие напряжения. Невосприимчивость к воздействию магнитных полей.
механическую прочность. Более высокая надежность.
широкий температурный диапазон.

Главными недостатками такого типа мониторов является довольно высокая потребляемая мощность, возрастающая при увеличении диагонали монитора, и низкая разрешающая способность, обусловленная большим размером элемента изображения. Кроме этого, свойства люминофорных элементов быстро ухудшаются, и экран становится менее ярким, поэтому срок службы плазменных мониторов ограничен 10000 часами.

Практически каждый производитель плазменных панелей добавляет к классической технологии некоторые собственные ноу-хау, улучшающие цветопередачу, контрастность и управляемость. В частности, NEC предлагает технологию капсулированного цветового фильтра (CCF), отсекающего ненужные цвета, и методику повышения контрастности за счет отделения пикселей друг от друга черными полосами. В мониторах Pioneer также используются технология Enhanced Cell Structure, суть которой в увеличении площади люминофорного пятна, и новая химическая формула голубого люминофора, который дает более яркое свечение, и, соответственно, повышает контрастность. Компания Samsung разработала конструкцию монитора повышенной управляемости — панель разделена на 44 участка, каждый из которых имеет собственный электронный блок управления.

Заключение

В итоге хочется отметить, что в электронно-лучевых, LCD мониторах и плазменных панелях и есть свои преимущества и недостатки.

На мой взгляд, в качестве экрана с которым работать, я выбираю плазменный монитор. Тем более технологии движутся вперед и недостатки устраняются.

К примеру, компании Sony, Sharp и Philips совместно разрабатывают технологию PALC (Plasma Addressed Liquid Crystal), которая должна соединить в себе преимущества плазменных и LCD экранов с активной матрицей. Дисплеи, созданные на основе данной технологии, сочетают в себе преимущества жидких кристаллов (яркость и сочность цветов, контрастность) с большим углом видимости и высокой скоростью обновления плазменных панелей. В качестве регулятора яркости в этих дисплеях используются газоразрядные плазменные ячейки, а для цветовой фильтрации применяется ЖК-матрица. Технология PALC позволяет адресовать каждый пиксель дисплея по отдельности, а это означает непревзойденную управляемость и качество изображения.

Список литературы

Борзенко, А.Е. IBM PC: устройство, ремонт, модернизация [Текст] / А.Е. Борзенко// Компьютер пресс.- М., 1995.- 298с.
ВикипедиЯ [Электронный ресурс]:- М., 2012 — . — Режим доступа к журналу: http://ru.wikipedia.org/wiki/ЖК-дисплей
ВикипедиЯ [Электронный ресурс]:- М., 2012 — . — Режим доступа к журналу: http://ru.wikipedia.org/wiki/Кинескоп
ВикипедиЯ [Электронный ресурс]:- М., 2012 — . — Режим доступа к журналу: http://ru.wikipedia.org/wiki/Плазменная_панель
Леонтьев, В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера [Текст] / В.П. Леонтьев // ОЛМА Медиа Групп – М., 2009.- 960с.
Сеннов, А.С. Курс практической работы на ПК [Текст] / А.С. Сеннов // БХВ – Петербург – СПб., 2003.- 576с.