Na tej stronie poruszymy takie tematy jak: Urządzenia wyjściowe, , Monitory plazmowe, Monitory kineskopowe.
Monitor (wyświetlacz) urządzenie do wizualnego wyświetlania informacji, przeznaczone dla wyświetlacz informacje tekstowe i graficzne.
Charakteryzuje się monitor rozmiar przekątnej, rozdzielczość, wielkość ziarna, maksymalna częstotliwość odświeżania klatki, typ połączenia.
Monitor działa pod kontrolą specjalnego urządzenia sprzętowego - adaptera wideo (kontrolera wideo, karty graficznej), który udostępnia dwa możliwe tryby - tekstowy i graficzny.
W trybie tekstowym ekran jest podzielony (najczęściej) na 25 linii po 80 pozycji w każdej linii (w sumie 2000 pozycji). Każda pozycja (znajomość) może zawierać dowolny symbol tabeli kodów - wielką lub małą literę alfabetu łacińskiego lub rosyjskiego, znak serwisowy („+”, „-”, „.” itp.), pseudografikę symbol, a także obraz graficzny prawie każdego znaku sterującego. Dla każdej znajomości na ekranie program współpracujący z ekranem raportuje do kontrolera wideo tylko dwa bajty - bajt z kodem znaku oraz bajt z kolorem znaku i kodem koloru tła. A kontroler wideo generuje obraz ekran.
W trybie graficznym obraz powstaje w taki sam sposób jak w ekran Telewizor - mozaika, zbiór kropek, z których każda jest pomalowana na ten czy inny kolor. NA ekran w trybie graficznym możesz wyświetlać teksty, wykresy, obrazy itp. A podczas wyprowadzania testów możesz użyć różne czcionki, dowolne rozmiary, czcionki, dowolne rozmiary, kolory, rozmieszczenie liter. W trybie graficznym ekran monitor jest zasadniczo rastrem złożonym z pikseli.
Minimalny element obrazu na ekranie (kropka) nazywany jest pikselem - od angielskiego „element obrazu”...
Liczba punktów poziomych i pionowych, które monitor zdolność do wyraźnego i oddzielnego odtwarzania nazywana jest zdolnością monitora do rozcieńczania. Wyrażenie „rozrzedzenie” monitor Oznacza to, że jest to rozdzielczość 1024x768 monitor może wyprowadzić 1024 poziomych linii po 768 punktów w linii.
Istnieją dwa główne typy monitor: ciekły kryształ i z lampa elektronopromieniowa. Mniej powszechne są monitory plazmowe I monitory z ekranem dotykowym.
Obraz ekranowy monitor kineskopowy tworzone są przez wiązkę elektronów emitowaną przez działo elektronowe, a zasada ich działania jest podobna do zasady działania telewizora. Wiązka ta (wiązka elektronów) jest przyspieszana przez wysokie napięcie elektryczne i pada na wewnętrzną powierzchnię ekranu, pokrytą kompozycją luminoforu, która świeci pod wpływem jego oddziaływania.
Fosfor nanosi się w postaci zestawów kropek trzech podstawowych kolorów - czerwonego (czerwony), zielonego (zielony) i niebieskiego (niebieski). Kolory te nazywane są podstawowymi, ponieważ ich kombinacje (w różnych proporcjach) mogą reprezentować dowolny kolor w widmie. Model koloru, w którym budowany jest obraz na ekranie monitora, nazywa się RGB. Zestawy kropek fosforu są ułożone w trójkątne triady. Triada tworzy piksel – punkt, z którego powstaje obraz.
Odległość pomiędzy środkami pikseli nazywana jest rozstawem plamki monitor. Odległość ta znacząco wpływa na klarowność obrazu. Im mniejszy krok, tym większa klarowność. Zwykle w kolorze monitory podziałka (po przekątnej) wynosi 0,27-0,28 mm. Na tym etapie ludzkie oko postrzega punkty triady jako jeden punkt „złożonego” koloru.
Po przeciwnej stronie rurki Istnieją trzy (w zależności od liczby kolorów podstawowych) działa elektronowe. Wszystkie trzy działa są „celowane” w ten sam piksel, ale każdy z nich emituje strumień elektronów w stronę „własnego” punktu luminoforu.
Aby elektrony mogły bez przeszkód dotrzeć do ekranu, z rurki wypompowuje się powietrze, a pomiędzy pistoletami a ekranem wytwarza się wysokie napięcie elektryczne, przyspieszając elektrony.
Przed ekranem, na drodze elektronów, umieszczona jest maska - cienka metalowa płytka z dużą liczbą otworów umieszczonych naprzeciw punktów fosforowych. Maska zapewnia, że wiązki elektronów trafiają tylko w punkty fosforu o odpowiednim kolorze. Wielkość prądu elektronicznego pistoletów, a co za tym idzie jasność pikseli, jest kontrolowana przez sygnał pochodzący z karty wideo.
Układ odchylający umieszczony jest w części kolby, w której znajdują się działa elektronowe. monitor, co powoduje, że wiązka elektronów przechodzi przez wszystkie piksele jeden po drugim, linia po linii, od góry do dołu, a następnie powraca na początek górnej linii, itd. Liczba linii wyświetlanych na sekundę nazywana jest szybkością skanowania poziomego. Częstotliwość, z jaką zmieniają się klatki obrazu, nazywana jest szybkością klatek.
Ta ostatnia nie powinna być niższa niż 60 Hz, w przeciwnym razie obraz będzie migotał...
Monitory LCD (LCD) mają mniejszą wagę, objętość geometryczną, zużywają o dwa rzędy wielkości mniej energii, nie emitują fal elektromagnetycznych wpływających na zdrowie człowieka, ale są droższe od monitorów z lampa elektronopromieniowa.
Ciekłe kryształy- jest to szczególny stan niektórych substancji organicznych, w którym mają one płynność i zdolność do tworzenia struktur przestrzennych podobnych do krystaliczny.
Ciekłe kryształy mogą zmieniać swoją strukturę i właściwości światło-optyczne pod wpływem napięcia elektrycznego. Zmieniając orientację grup kryształów za pomocą pola elektrycznego i korzystając z wprowadzonych ciekły kryształ rozwiązanie substancji zdolnych do emitowania światła pod wpływem pola elektrycznego, możliwe jest tworzenie wysokiej jakości obrazów, które przekazują ponad 15 milionów odcieni kolorów.
Większość Monitory LCD wykorzystuje cienką warstwę ciekłe kryształy, umieszczony pomiędzy dwiema szklanymi płytkami. Ładunki przenoszone są poprzez tzw. matrycę pasywną – siatkę niewidocznych nitek, poziomych i pionowych, tworzących punkt obrazu na przecięciu nici (nieco rozmyty ze względu na przenikanie ładunków do sąsiednich obszarów cieczy) .
Stanowisko monitory plazmowe bardzo podobne do pracy lamp neonowych, które wykonane są w postaci rurki wypełnionej gazem obojętnym o niskim ciśnieniu. Wewnątrz rurki umieszczona jest para elektrod, pomiędzy którymi zapala się wyładowanie elektryczne i następuje jarzenie. Ekrany plazmowe powstają w wyniku wypełnienia przestrzeni pomiędzy dwiema szklanymi powierzchniami gazem obojętnym, takim jak argon lub neon.
Następnie na szklanej powierzchni umieszcza się małe przezroczyste elektrody i przykłada do nich napięcie o wysokiej częstotliwości. Pod wpływem tego napięcia w obszarze gazowym sąsiadującym z elektrodą następuje wyładowanie elektryczne. Plazma wyładowań gazowych emituje światło w zakresie ultrafioletu, co powoduje, że cząsteczki luminoforu świecą w zakresie widzialnym dla człowieka. Tak naprawdę każdy piksel na ekranie działa jak zwykła lampa fluorescencyjna.
Wysoka jasność, kontrast i brak drgań to duże zalety takich monitorów monitory. Ponadto kąt w stosunku do tego, pod jakim można zobaczyć normalny obraz monitory plazmowe– 160° w porównaniu do 145° jak w przypadku Monitory LCD. Z wielką godnością monitory plazmowe jest ich żywotność. Średnia żywotność bez utraty jakości obrazu wynosi 30 000 godzin. To trzy razy więcej niż zwykle lampa elektronopromieniowa. Jedyną rzeczą, która ogranicza ich powszechne zastosowanie, jest koszt.
Typ monitora - z ekran dotykowy . Tutaj komunikacja z komputerem odbywa się poprzez dotknięcie palcem określonego miejsca na wrażliwym ekranie. Spowoduje to wybranie żądanego trybu z menu pokazanego na ekranie monitor.
Z przodu ekranu i z elektrodami adresowymi biegnącymi wzdłuż jego tylnej strony. Wyładowanie gazowe wytwarza promieniowanie ultrafioletowe, które z kolei inicjuje widzialne świecenie luminoforu. W kolorowych panelach plazmowych każdy piksel ekranu składa się z trzech identycznych mikroskopijnych wnęk zawierających gaz obojętny (ksenon) i posiadających dwie elektrody, przednią i tylną. Po przyłożeniu do elektrod silnego napięcia plazma zacznie się poruszać. Jednocześnie emituje światło ultrafioletowe, które uderza w luminofory w dolnej części każdej wnęki. Fosfory emitują jeden z kolorów podstawowych: czerwony, zielony lub niebieski. Następnie kolorowe światło przechodzi przez szybę i dociera do oka widza. Zatem w technologii plazmowej piksele działają jak świetlówki, jednak tworzenie z nich paneli jest dość problematyczne. Pierwszą trudnością jest rozmiar piksela. Subpiksel panelu plazmowego ma objętość 200 µm x 200 µm x 100 µm, a na panelu należy ułożyć kilka milionów pikseli, jeden do jednego. Po drugie, elektroda przednia powinna być jak najbardziej przezroczysta. W tym celu stosuje się tlenek indu i cyny, ponieważ jest on przewodzący i przezroczysty. Niestety panele plazmowe mogą być tak duże, a warstwa tlenku tak cienka, że gdy przez rezystancję przewodników przepływają duże prądy, nastąpi spadek napięcia, który znacznie zmniejszy i zniekształci sygnały. Dlatego konieczne jest dodanie pośrednich przewodów łączących wykonanych z chromu - znacznie lepiej przewodzi prąd, ale niestety jest nieprzezroczysty.
Na koniec musisz wybrać odpowiednie luminofory. Zależą od wymaganego koloru:
Te trzy luminofory wytwarzają światło o długości fal od 510 do 525 nm dla koloru zielonego, 610 nm dla koloru czerwonego i 450 nm dla koloru niebieskiego. Ostatnim problemem pozostaje adresowanie pikseli, gdyż jak już widzieliśmy, aby uzyskać wymagany odcień, należy zmienić intensywność koloru niezależnie dla każdego z trzech subpikseli. Na panelu plazmowym o rozdzielczości 1280x768 pikseli znajduje się około trzech milionów subpikseli, co daje sześć milionów elektrod. Jak możesz sobie wyobrazić, nie jest możliwe ułożenie sześciu milionów ścieżek w celu niezależnej kontroli subpikseli, dlatego ścieżki muszą zostać zmultipleksowane. Przednie tory są zwykle ułożone w linie ciągłe, a tylne w kolumnach. Elektronika wbudowana w panel plazmowy za pomocą matrycy ścieżek wybiera piksel, który ma zostać oświetlony na panelu. Operacja przebiega bardzo szybko, dzięki czemu użytkownik niczego nie zauważa – podobnie jak skanowanie wiązką na monitorach CRT.
Pierwszy prototyp wyświetlacza plazmowego pojawił się w 1964 roku. Został zaprojektowany przez naukowców z Uniwersytetu Illinois, Bitzera i Slottowa, jako alternatywa dla ekranu CRT system komputerowy Platon. Ten wyświetlacz był monochromatyczny i nie wymagał dodatkowej pamięci ani kompleksów obwody elektroniczne i był wysoce niezawodny. Jego przeznaczeniem było głównie wyświetlanie liter i cyfr. Nigdy jednak nie zdążył zostać zrealizowany jako monitor komputerowy, bo dzięki pamięć półprzewodnikowa, które pojawiły się pod koniec lat 70., monitory CRT okazały się tańsze w produkcji. Ale panele plazmowe, ze względu na małą głębokość obudowy i duży ekran stały się powszechne w postaci tablic informacyjnych na lotniskach, dworcach kolejowych i giełdach. IBM był mocno zaangażowany w panele informacyjne iw 1987 roku były student Bitzera, dr Larry Weber, założył firmę Plasmaco, która rozpoczęła produkcję monochromatycznych wyświetlaczy plazmowych. Pierwszy kolorowy wyświetlacz plazmowy o przekątnej 21 cali został wprowadzony przez firmę Fujitsu w 1992 roku. Został on opracowany wspólnie z biurem projektowym Uniwersytetu Illinois i NHK. W 1996 roku Fujitsu kupiło firmę Plasmaco wraz ze wszystkimi jej technologiami i urządzeniami oraz wprowadziło na rynek pierwszy komercyjnie udany panel plazmowy na rynku – Plasmavision z ekranem o przekątnej 42 cali i rozdzielczości 852 x 480 ze skanowaniem progresywnym. Rozpoczęła się sprzedaż licencji innym producentom, z których pierwszym był Pioneer. Następnie, aktywnie rozwijając technologię plazmową, Pioneer, być może bardziej niż ktokolwiek inny, odniósł sukces w dziedzinie plazmy, tworząc wiele doskonałych modeli plazmy.
Przy całym oszałamiającym sukcesie komercyjnym paneli plazmowych jakość obrazu była początkowo, delikatnie mówiąc, przygnębiająca. Kosztowały niewiarygodne sumy pieniędzy, ale szybko zdobyły rzeszę fanów tym, że różniły się korzystnie od potworów CRT o płaskiej obudowie, która umożliwiała zawieszenie telewizora na ścianie i rozmiarach ekranu: 42 cale po przekątnej w porównaniu do 32 ( maksymalna dla telewizorów CRT). Jaka była główna wada pierwszych monitorów plazmowych? Fakt jest taki, że mimo całej kolorystyki obrazu zupełnie nie radziły sobie z płynnymi przejściami kolorów i jasności: ta ostatnia rozpadała się na stopnie o postrzępionych krawędziach, co na ruchomym obrazie wyglądało podwójnie fatalnie. Można się tylko domyślać, dlaczego powstał taki efekt, o którym, jak gdyby zgodnie z umową, nie napisano ani słowa w mediach, które chwaliły nowe płaskie wyświetlacze. Jednak po pięciu latach, kiedy zmieniło się kilka generacji plazmy, kroki zaczęły pojawiać się coraz rzadziej, a w pozostałych wskaźnikach jakość obrazu zaczęła gwałtownie rosnąć. Ponadto oprócz paneli 42-calowych pojawiły się panele 50” i 61”. Rozdzielczość stopniowo rosła i gdzieś w czasie przejścia na 1024 x 720 wyświetlacze plazmowe były, jak mówią, w najlepszym wydaniu. Niedawno plazma pomyślnie przekroczyła nowy próg jakości, wchodząc do uprzywilejowanego kręgu urządzeń Full HD. Obecnie najpopularniejsze rozmiary ekranów to 42 i 50 cali po przekątnej. Oprócz standardowych 61", pojawił się rozmiar 65", a także rekordowy 103". Jednak prawdziwy rekord dopiero nadejdzie: Matsushita (Panasonic) ogłosiła niedawno panel 150"! Ale to, podobnie jak modele 103" (swoją drogą znana amerykańska firma Runco produkuje plazmę tej samej wielkości na bazie paneli Panasonic), jest rzeczą nie do zniesienia, zarówno w dosłownym, jak i jeszcze bardziej dosłownym znaczeniu (waga, cena ).
Po prostu coś skomplikowanego.
O wadze wspomniano nie bez powodu: panele plazmowe dużo ważą, zwłaszcza duże modele. Wynika to z faktu, że panel plazmowy, poza metalową obudową i plastikową obudową, wykonany jest głównie ze szkła. Szkło jest tu konieczne i niezastąpione: zatrzymuje szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe. Z tego samego powodu nikt nie produkuje świetlówek z tworzywa sztucznego, tylko ze szkła.
Cała konstrukcja ekranu plazmowego to dwie tafle szkła, pomiędzy którymi znajduje się komórkowa struktura pikseli złożona z triad subpikseli - czerwonej, zielonej i niebieskiej. Ogniwa wypełnione są materiałem obojętnym, tzw. gazy „szlachetne” - mieszanina neonu, ksenonu, argonu. Prąd elektryczny przepływający przez gaz powoduje jego świecenie. Zasadniczo panel plazmowy to matryca maleńkich lamp fluorescencyjnych sterowanych przez komputer wbudowany w panel. Każda komórka pikselowa jest rodzajem kondensatora z elektrodami. Wyładowanie elektryczne jonizuje gazy, zamieniając je w plazmę – czyli elektrycznie obojętną, silnie zjonizowaną substancję składającą się z elektronów, jonów i cząstek obojętnych. W rzeczywistości każdy piksel jest podzielony na trzy subpiksele zawierające czerwony (R), zielony (G) lub niebieski (B) fosfor: Zielony: Zn2SiO4:Mn2+ / BaAl12O19:Mn2+ Czerwony: Y2O3:Eu3+ / Y0.65Gd0.35BO3:Eu3 Niebieski : BaMgAl10O17:Eu2+ Te trzy luminofory wytwarzają światło o długości fali od 510 do 525 nm dla koloru zielonego, 610 nm dla koloru czerwonego i 450 nm dla koloru niebieskiego. W rzeczywistości pionowe rzędy R, G i B są po prostu podzielone na osobne komórki poziomymi przewężeniami, co sprawia, że konstrukcja ekranu jest bardzo podobna do kineskopu z maską zwykłego telewizora. Podobieństwo do tego ostatniego polega na tym, że wykorzystuje fosfor w tym samym kolorze, który pokrywa komórki subpikselowe od wewnątrz. Tylko luminofor fosforowy zapala się nie wiązką elektronów, jak w kineskopie, ale promieniowaniem ultrafioletowym. Aby uzyskać różnorodne odcienie kolorów, intensywność światła każdego subpiksela jest kontrolowana niezależnie. W telewizorach CRT odbywa się to poprzez zmianę natężenia przepływu elektronów, w „plazmie” – za pomocą 8-bitowej modulacji impulsowo-kodowej. Całkowita liczba kombinacji kolorów w tym przypadku sięga 16 777 216 odcieni.
Jak powstaje światło. Podstawą każdego panelu plazmowego jest sama plazma, czyli gaz składający się z jonów (atomów naładowanych elektrycznie) i elektronów (cząstek naładowanych ujemnie). W normalnych warunkach gaz składa się z elektrycznie obojętnych, tj. cząstek pozbawionych ładunku.
Jeśli wprowadzisz do gazu dużą liczbę wolnych elektronów, przepuszczając przez niego prąd elektryczny, sytuacja zmieni się radykalnie. Swobodne elektrony zderzają się z atomami, „wybijając” coraz więcej elektronów. Bez elektronu równowaga zmienia się, atom zyskuje ładunek dodatni i zamienia się w jon.
Kiedy prąd elektryczny przepływa przez powstałą plazmę, ujemnie i dodatnio naładowane cząstki zbliżają się do siebie.
Pośród całego tego chaosu cząsteczki nieustannie się zderzają. Zderzenia „wzbudzają” atomy gazu w plazmie, powodując uwolnienie przez nie energii w postaci fotonów w widmie ultrafioletowym.
Kiedy fotony uderzają w luminofor, cząstki tego ostatniego ulegają wzbudzeniu i emitują własne fotony, ale będą one już widoczne i przybiorą postać promieni świetlnych.
Pomiędzy szklanymi ścianami znajdują się setki tysięcy ogniw pokrytych luminoforem, który świeci na czerwono, zielono i niebiesko. Pod widoczną szklaną powierzchnią – na całej długości ekranu – znajdują się długie, przezroczyste elektrody wyświetlacza, izolowane od góry warstwą dielektryka, a od dołu warstwą tlenku magnezu (MgO).
Aby proces był stabilny i sterowalny, konieczne jest zapewnienie w kolumnie gazu wystarczającej liczby wolnych elektronów oraz odpowiednio wysokiego napięcia (ok. 200 V), które wymusi zbliżenie strumieni jonów i elektronów.
Aby jonizacja nastąpiła natychmiast, oprócz impulsów sterujących, na elektrodach znajduje się ładunek szczątkowy. Sygnały sterujące dostarczane są do elektrod przewodami poziomymi i pionowymi, tworząc siatkę adresową. Ponadto przewody pionowe (wyświetlacza) są ścieżkami przewodzącymi na wewnętrznej powierzchni szkło ochronne od przodu. Są przezroczyste (warstwa tlenku cyny zmieszana z indem). Poziome (adresowe) przewodniki metalowe znajdują się z tyłu ogniw.
Prąd przepływa od elektrod wyświetlacza (katod) do płytek anodowych, które są obrócone o 90 stopni względem elektrod wyświetlacza. Warstwa ochronna służy do uniknięcia bezpośredniego kontaktu z anodą.
Pod elektrodami wyświetlacza znajdują się wspomniane już ogniwa pikselowe RGB, wykonane w formie maleńkich pudełek, pokrytych od wewnątrz kolorowym luminoforem (każde „kolorowe” pudełko – czerwone, zielone lub niebieskie – nazywane jest subpikselem). Poniżej komórek znajduje się struktura elektrod adresowych ustawionych pod kątem 90 stopni w stosunku do elektrod wyświetlacza i przechodzących przez odpowiednie subpiksele kolorów. Dalej znajduje się poziom ochronny elektrod adresowych, zakryty tylną szybą.
Przed uszczelnieniem wyświetlacza plazmowego do przestrzeni pomiędzy ogniwami pod niskim ciśnieniem wtryskiwana jest mieszanina dwóch gazów obojętnych – ksenonu i neonu. Aby zjonizować określone ogniwo, wytwarza się różnicę napięcia pomiędzy elektrodami wyświetlacza i adresowymi, umieszczonymi naprzeciw siebie nad i pod ogniwem.
W rzeczywistości struktura prawdziwych ekranów plazmowych jest znacznie bardziej złożona, a fizyka procesu wcale nie jest taka prosta. Oprócz opisanej powyżej siatki matrycowej istnieje inny typ - współrównoległy, który zapewnia dodatkowy przewodnik poziomy. Ponadto najcieńsze metalowe ścieżki są powielane, aby wyrównać potencjał tego ostatniego na całej długości, co jest dość znaczące (1 m lub więcej). Powierzchnia elektrod pokryta jest warstwą tlenku magnezu, która pełni funkcję izolacyjną i jednocześnie zapewnia emisję wtórną w przypadku bombardowania dodatnimi jonami gazu. Istnieją również różne typy geometria rzędów pikseli: prosta i „waflowa” (komórki oddzielone są podwójnymi pionowymi ściankami i poziomymi mostkami). Elektrody przezroczyste mogą być wykonane w formie podwójnego T lub meandera, gdy sprawiają wrażenie splecionych z elektrodami adresowymi, chociaż znajdują się w różnych płaszczyznach. Istnieje wiele innych chwytów technologicznych mających na celu zwiększenie wydajności ekranów plazmowych, która początkowo była dość niska. W tym samym celu producenci zmieniają skład gazu w ogniwach, w szczególności zwiększają zawartość procentową ksenonu z 2 do 10%. Nawiasem mówiąc, mieszanina gazów w stanie zjonizowanym sama lekko się świeci, dlatego też, aby wyeliminować zanieczyszczenie widma luminoforów tym blaskiem, w każdym ogniwie instaluje się miniaturowe filtry świetlne.
Ostatnim problemem pozostaje adresowanie pikseli, gdyż jak już widzieliśmy, aby uzyskać wymagany odcień, należy zmienić intensywność koloru niezależnie dla każdego z trzech subpikseli. Na panelu plazmowym o rozdzielczości 1280x768 pikseli znajduje się około trzech milionów subpikseli, co daje sześć milionów elektrod. Jak możesz sobie wyobrazić, nie jest możliwe ułożenie sześciu milionów ścieżek w celu niezależnej kontroli subpikseli, dlatego ścieżki muszą zostać zmultipleksowane. Przednie tory są zwykle ułożone w linie ciągłe, a tylne w kolumnach. Elektronika wbudowana w panel plazmowy za pomocą matrycy ścieżek wybiera piksel, który ma zostać oświetlony na panelu. Operacja przebiega bardzo szybko, dzięki czemu użytkownik niczego nie zauważa – podobnie jak skanowanie wiązką na monitorach CRT. Sterowanie pikselami odbywa się za pomocą trzech rodzajów impulsów: początkowego, podtrzymującego i tłumiącego. Częstotliwość wynosi około 100 kHz, chociaż istnieją pomysły na dodatkową modulację impulsów sterujących częstotliwościami radiowymi (40 MHz), co zapewni bardziej równomierną gęstość wyładowań w słupie gazu.
W rzeczywistości sterowanie oświetleniem pikseli ma charakter dyskretnej modulacji szerokości impulsu: piksele świecą dokładnie tak długo, jak trwa impuls pomocniczy. Jego czas trwania przy kodowaniu 8-bitowym może przyjąć odpowiednio 128 dyskretnych wartości, uzyskuje się tę samą liczbę stopni jasności. Czy to może być powód dzielenia się podartych gradientów na etapy? Plazma późniejszych generacji stopniowo zwiększała rozdzielczość: 10, 12, 14 bitów. Najnowsze modele Runco Full HD wykorzystują 16-bitowe przetwarzanie sygnału (prawdopodobnie także kodowanie). Tak czy inaczej kroki zniknęły i, miejmy nadzieję, nie pojawią się ponownie.
Stopniowo udoskonalano nie tylko sam panel, ale także algorytmy przetwarzania sygnału: skalowanie, konwersję progresywną, kompensację ruchu, tłumienie szumów, optymalizację syntezy kolorów itp. Każdy producent plazmy ma swój własny zestaw technologii, częściowo powielając inne pod innymi nazwami, ale częściowo własne. Dlatego prawie wszyscy korzystali z algorytmów skalowania DCDi i adaptacyjnej konwersji progresywnej firmy Faroudja, a niektórzy zamawiali oryginalne rozwiązania (na przykład Vivix firmy Runco, Advanced Video Movement firmy Fujitsu, Dynamic HD Converter firmy Pioneer itp.). W celu zwiększenia kontrastu dokonano korekty struktury impulsów sterujących i napięć. Aby zwiększyć jasność, w kształcie ogniw wprowadzono dodatkowe zworki, które zwiększają powierzchnię pokrytą fosforem i zmniejszają oświetlenie sąsiednich pikseli (Pioneer). Stopniowo rosła rola „inteligentnych” algorytmów przetwarzania: wprowadzono optymalizację jasności klatka po klatce, system dynamicznego kontrastu i zaawansowane technologie syntezy kolorów. Korekty oryginalnego sygnału dokonywano nie tylko w oparciu o charakterystykę samego sygnału (jak ciemna lub jasna była bieżąca scena lub jak szybko poruszały się obiekty), ale także na poziomie oświetlenia otoczenia, które było monitorowane za pomocą wbudowanego w fotosensorze. Dzięki zaawansowanym algorytmom przetwarzania udało się osiągnąć fantastyczny sukces. Tym samym Fujitsu, poprzez algorytm interpolacji i odpowiednie modyfikacje procesu modulacji, osiągnęło wzrost liczby gradacji kolorów w ciemnych fragmentach do 1019, co znacznie przekracza możliwości ekranu przy tradycyjnym podejściu i odpowiada czułości ludzki układ wzrokowy (technologia przetwarzania wielogradacyjnego o niskiej jasności). Ta sama firma opracowała metodę oddzielnej modulacji parzystych i nieparzystych poziomych elektrod sterujących (ALIS), którą następnie zastosowano w modelach Hitachi, Loewe itp. Metoda ta dała większą przejrzystość i zmniejszyła postrzępienie nachylonych konturów nawet bez dodatkowe przetwarzanie, w związku z czym w specyfikacjach modeli plazm, które ją wykorzystywały, pojawiła się nietypowa rozdzielczość 1024 × 1024. Rozdzielczość ta była oczywiście wirtualna, ale efekt okazał się bardzo imponujący.
Plazma to wyświetlacz, który podobnie jak telewizor CRT nie wykorzystuje zaworów świetlnych, ale emituje już zmodulowane światło bezpośrednio przez triady fosforowe. To w pewnym stopniu upodabnia plazmę do lamp elektronopromieniowych, które są tak dobrze znane i sprawdziły się na przestrzeni kilkudziesięciu lat.
Plazma ma zauważalnie szersze pokrycie przestrzeni barw, co można również wytłumaczyć specyfiką syntezy kolorów, którą tworzą „aktywne” pierwiastki fosforowe, a nie przepuszczanie strumienia świetlnego lampy przez filtry świetlne i zawory świetlne.
Ponadto zasoby plazmy wynoszą około 60 000 godzin.
Duży rozmiar ekranu + zwartość + brak migoczącego elementu; - Obraz w wysokiej rozdzielczości; - Płaski ekran bez zniekształceń geometrycznych; - Kąt widzenia 160 stopni we wszystkich kierunkach; - Na mechanizm nie mają wpływu pola magnetyczne; - Wysoka rozdzielczość i jasność obrazu; - Dostępność wejść komputerowych; - Format klatki 16:9 i tryb skanowania progresywnego.
W zależności od rytmu pulsującego prądu przepływającego przez ogniwa, kontrolowana niezależnie intensywność świecenia każdego subpiksela będzie różna. Zwiększając lub zmniejszając intensywność blasku, możesz stworzyć różnorodne odcienie kolorów. Dzięki tej zasadzie działania panelu plazmowego możliwe jest uzyskanie wysoka jakość obrazy bez zniekształceń kolorystycznych i geometrycznych. Słabym punktem jest stosunkowo niski kontrast. Wynika to z faktu, że ogniwa muszą być stale zasilane prądem o niskim napięciu. W przeciwnym razie wydłuży się czas reakcji pikseli (ich świecenie i blaknięcie), co jest niedopuszczalne.
Elektroda przednia powinna być możliwie przezroczysta. W tym celu stosuje się tlenek indu i cyny, ponieważ jest on przewodzący i przezroczysty. Niestety panele plazmowe mogą być tak duże, a warstwa tlenku tak cienka, że gdy przez rezystancję przewodników przepływają duże prądy, nastąpi spadek napięcia, który znacznie zmniejszy i zniekształci sygnały. Dlatego konieczne jest dodanie pośrednich przewodów łączących wykonanych z chromu - znacznie lepiej przewodzi prąd, ale niestety jest nieprzezroczysty. Plazma boi się niezbyt delikatnego transportu. Zużycie energii elektrycznej jest jednak dość znaczne ostatnie pokolenia Udało się go znacznie zmniejszyć, eliminując jednocześnie hałaśliwe wentylatory chłodzące.
W dzisiejszych czasach prawie każdy dokonuje wyboru na rzecz telewizorów z płaskim ekranem. Jednostki wielkogabarytowe zajmujące połowę pokoju należą już zdecydowanie do przeszłości. Telewizory z płaskim ekranem produkowane są dziś przy użyciu dwóch głównych technologii: plazmowej i ciekłokrystalicznej.
Spróbujmy to rozgryźć konstruktywnie: plazma czy LCD, co jest lepsze? Oprzyjmy debatę na podstawach naukowych.
Obecnie plazma i ciekłe kryształy zbliżają się do siebie pod względem głównych cech. Jeśli wcześniej różnica między nimi była dość zauważalna, teraz LCD zyskuje większą przekątną, a plazma ją zwiększa. Co więc wybrać do zakupu?
Różnica LCD i plazmy
Telewizor LCD
Monitory LCD działają w oparciu o następującą zasadę działania. Cząsteczki w działaniu prąd elektryczny poruszać się w przestrzeni. Światło przechodząc przez warstwę kryształów lub opóźniane przez nie, dostaje się do filtra świetlnego. W rezultacie powstają piksele składające się z trzech subpikseli: zielonego, niebieskiego i czerwonego. Ta kombinacja pikseli jest w stanie stworzyć na ekranie obraz w znanej nam formie.
Telewizor oparty na panelu plazmowym
Telewizory plazmowe działają na następującej zasadzie. Wszystkie piksele składają się z mikrolamp z gazem (neonowym i ksenonowym). Są też trzy kolory (czerwony, zielony, niebieski). Stożki zawierające gaz są podłączone do elektrod dostarczających napięcie. Poziom napięcia określa jasność lamp. Obraz plazmowy uzyskuje się dzięki różnicy w stopniu oświetlenia ekranu, co tworzy odcienie odbierane przez oko.
główne parametry
Plazma czy LCD co jest lepsze?
1. Rozmiary ekranu.
Ekrany plazmowe nigdy nie są mniejsze niż 32 cale. Minimalny rozmiar monitora LCD można porównywać z ekranem zegarek na rękę. Jednocześnie dziś panele LCD są już produkowane w bardzo dużych rozmiarach, które praktycznie nie ustępują plazmie. Dlatego tutaj musisz wybrać na podstawie wymiarów pomieszczenia, w którym planujesz zainstalować telewizor. Być może LCD jest pod tym względem bardziej uniwersalny.
2. Kąt widzenia
Kąt widzenia plazmy wynosi co najmniej 170 stopni. Panele LCD są oczywiście gorsze pod tym względem. Nowe modele LCD zbliżają się już do plazmy pod względem kąta obrotu, jednak im większy kąt, tym mniejszy kontrast okazuje się obraz. Dlatego też należy tutaj rozpoznać zalety plazmy.
3. Szybkość reakcji pikseli.
Tutaj pod względem ogólnych parametrów liderem jest plazma, w której wyładowania gazowe działają niemal natychmiast. Kryształy poruszają się wolniej. Jednak w najnowsze modele Czas włączenia wyświetlacza LCD został skrócony do 1 milisekundy, co doprowadziło do wirtualnej eliminacji rozmycia obrazu.
4. Kontrast obrazu.
Ekrany plazmowe wytwarzają obrazy o większym kontraście niż monitory LCD. Plazma charakteryzuje się bezpośrednim promieniowaniem, co daje bogaty i jasny obraz. Matryca LCD może symulować światło lamp, ale go nie emituje. Dlatego obraz na ekranie LCD jest bardziej miękki. To kwestia gustu konsumenta.
5. Jednorodność oświetlenia panelu.
Ekrany plazmowe są oświetlane równomiernie dzięki jednorodności wszystkich komórek ekranu. W LCD efekt ten jest trudniejszy do osiągnięcia ze względu na jakość lamp podświetlających. Ponadto wraz ze wzrostem jasności monitory LCD tracą kontrast. Zaletą jest plazma.
6.Zużycie energii.
Plazma zużywa dwa razy więcej energii niż telewizor LCD. Wynika to z problemu odprowadzania ciepła, co wymaga dodatkowej pracy wentylatora. Pod tym względem LCD jest znacznie bardziej opłacalny dla konsumenta.
7. Żywotność.
Plazmę projektuje się średnio na 30 tys. godzin, LCD na ok. 60 tys. Niektórzy producenci oferują modele o żywotności do 100 tysięcy godzin.
Wyniki: plazma czy lcd, co jest lepsze
Plazma wygrywa pod wieloma względami: jest bezpieczna dla zdrowia, obraz nie migocze, jasność i kontrast są wysoki poziom, szeroki kąt widzenia. Oczywistą wadą jest wysokie zużycie energii Panele LCD są bardziej opłacalne ekonomicznie, ponieważ oszczędzają energię. Ponadto są zaprojektowane z myślą o znacznie dłuższej żywotności i są tańsze w wymianie części.
W zasadzie teraz obie technologie są tak rozwinięte, że praktycznie nie są gorsze od siebie pod względem jakości. Trudno jednoznacznie powiedzieć: plazma czy LCD, co jest lepsze. Wybór zależy od konkretnych potrzeb konsumenta i subiektywnych preferencji.
Rozwój wyświetlaczy plazmowych, który rozpoczął się w 1968 roku, opierał się na wykorzystaniu efektu plazmy, odkrytego na Uniwersytecie Illinois w 1966 roku.
Teraz zasada działania monitora opiera się na technologii plazmowej: wykorzystuje się efekt świecenia gazu obojętnego pod wpływem prądu elektrycznego (w podobny sposób, jak działają lampy neonowe). Należy pamiętać, że potężne magnesy wchodzące w skład emiterów dźwięku dynamicznego umieszczonych obok ekranu nie wpływają w żaden sposób na obraz, gdyż w urządzeniach plazmowych (podobnie jak w LCD) nie ma czegoś takiego jak wiązka elektronów, a jednocześnie czas wszystkie elementy CRT, na które wpływają wibracje.
Tworzenie obrazu na wyświetlaczu plazmowym następuje w przestrzeni o szerokości około 0,1 mm pomiędzy dwiema szklanymi płytkami wypełnionymi mieszaniną gazów szlachetnych – ksenonu i neonu. Najcieńsze przezroczyste przewodniki, czyli elektrody, są umieszczane na przodzie, przezroczysta płyta, a dopasowane przewody na tylnej płycie. Przykładając napięcie elektryczne do elektrod, można spowodować rozkład gazu w żądanym ogniwie, któremu towarzyszy emisja światła, które tworzy wymagany obraz. Pierwsze panele, wypełnione głównie neonami, były monochromatyczne i miały charakterystyczny pomarańczowy kolor. Problem stworzenia obrazu kolorowego rozwiązano poprzez zastosowanie luminoforów o barwach podstawowych – czerwonej, zielonej i niebieskiej – w triadach sąsiednich komórek i wybranie mieszaniny gazów, która po wyładowaniu emitowała niewidzialne dla oka promieniowanie ultrafioletowe, które wzbudzało luminofory i utworzył widoczny kolorowy obraz (trzy komórki na każdy piksel).
Natomiast tradycyjne ekrany plazmowe na panelach z wyładowaniem DC Istnieje również szereg wad spowodowanych fizyką procesów zachodzących w ten typ komórka bitowa.
Faktem jest, że przy względnej prostocie i możliwości produkcyjnej panelu DC, wrażliwe miejsce są elektrody szczeliny wyładowczej, które podlegają intensywnej erozji. Ogranicza to znacząco żywotność urządzenia i nie pozwala na osiągnięcie dużej jasności obrazu, ograniczając prąd rozładowania. W rezultacie nie jest możliwe uzyskanie wystarczającej liczby odcieni kolorów, zwykle ograniczonej do szesnastu gradacji, i prędkości odpowiedniej do wyświetlania pełnoprawnego obrazu telewizyjnego lub komputerowego. Z tego powodu ekrany plazmowe były powszechnie używane jako tablice wyświetlające informacje alfanumeryczne i graficzne.
Zasadniczo problem można rozwiązać poziom fizyczny poprzez nałożenie dielektrycznej powłoki ochronnej na elektrody wyładowcze. Jednak tak proste rozwiązanie na pierwszy rzut oka radykalnie zmienia zasadę działania całego urządzenia. Zastosowany dielektryk nie tylko chroni elektrody, ale także zapobiega przepływowi prądu wyładowczego. W rzeczywistości układ elektrod pokrytych dielektrykiem tworzy złożony kondensator, przez który przepływają impulsy prądu o czasie trwania około setek nanosekund i amplitudzie kilkudziesięciu amperów w momentach jego ponownego ładowania. Jednocześnie algorytm sterowania staje się bardziej złożony i ma dość wysoką częstotliwość. Częstotliwość powtarzania impulsów o złożonym kształcie może osiągnąć dwieście kiloherców. Wszystko to znacznie komplikuje obwody układu sterowania, ale umożliwia zwiększenie jasności i trwałości ekranu o więcej niż rząd wielkości oraz umożliwia wyświetlanie pełnokolorowych obrazów telewizyjnych i komputerowych przy standardowej szybkości klatek.
Nowoczesne wyświetlacze plazmowe stosowane jako monitory komputerowe (a konstrukcja nie jest warstwowa) wykorzystują tzw. technologię plazmowizji - jest to zestaw komórek, czyli pikseli, które składają się z trzech subpikseli przekazujących kolory - czerwony, zielony i niebieski .
Gaz w stanie plazmy reaguje z fosforem w każdym subpikselze, tworząc kolor (czerwony, zielony lub niebieski). Piksel na wyświetlaczu plazmowym (wyładowczym) przypomina zwykły piksel lampa fluorescencyjna- promieniowanie ultrafioletowe z naładowanego elektrycznie gazu uderza w luminofor i wzbudza go, powodując widoczny blask. W niektórych konstrukcjach luminofor nakłada się na przednią powierzchnię ogniwa, w innych na tył, a przednia powierzchnia staje się przezroczysta. Każdy subpiksel jest indywidualnie sterowany elektronicznie i generuje ponad 16 milionów różnych kolorów.
W nowoczesnych modelach każdy pojedynczy punkt koloru czerwonego, niebieskiego lub zielonego może świecić na jednym z 256 poziomów jasności, co po pomnożeniu daje około 16,7 miliona odcieni połączonego kolorowego piksela (triady). W żargonie komputerowym ta głębia kolorów nazywana jest „True Color” i uważana jest za wystarczającą do oddania obrazu. jakość fotograficzna. Konwencjonalne CRT dają tę samą kwotę. Najnowsza jasność ekranu wynosi 320 cD na metr kwadratowy przy współczynniku kontrastu 400:1. Profesjonalny monitor komputerowy daje 350 cD, a telewizor od 200 do 270 cD na metr kwadratowy przy kontraście 150...200:1.
Ten schemat daje krótki przegląd technologia plazmowa. Elementy diagramu:
Etap wyładowania elektrycznego
Stopień wzbudzenia emitera
Zewnętrzna warstwa szkła
Warstwa dielektryczna
Warstwa ochrony
Wyświetla (odbiera) elektrodę
Powierzchnia rozładunkowa
Promienie ultrafioletowe
Światło widzialne
Bariera barierowa
Fluorescencja (poświata)
Adres Elektroda (na zakrętach)
Warstwa dielektryczna
Wewnętrzna warstwa szkła
Technologię monitorów plazmowych wygodnie jest przedstawić w formie poniższego schematu:
Funkcjonalność monitor plazmowy
Ekran ma następującą funkcjonalność i cechy:
Szeroki kąt widzenia zarówno w poziomie, jak i w pionie (160° lub więcej).
Bardzo szybki czas reakcji (4 µs na linię).
Wysoka czystość kolorów (równoważna czystości trzech podstawowych kolorów monitora CRT).
Łatwość produkcji paneli wielkoformatowych (nieosiągalna w procesie cienkowarstwowym).
Cienki – panel wyładowczy gazu ma grubość około jednego centymetra lub mniej, a elektronika sterująca dodaje kilka centymetrów więcej;
Brak geometrycznych zniekształceń obrazu.
Szeroki zakres temperatur.
Nie ma potrzeby dostosowywania obrazu.
Wytrzymałość mechaniczna monitora plazmowego
Wprowadzenie dwóch nowych konstrukcji technologicznych, rezystora i luminoforu, pozwoliło uzyskać jasność i żywotność ekranu na poziomie wymaganym w praktycznych zastosowaniach. Nowa technologia fotolitograficzna, a także metoda ogłuszania, umożliwiły wykonanie 40-calowego panelu plazmowego z dużą precyzją.
Monitory plazmowe
Rozmiar
Piksele
Dozwalający
Wymiary, mm
Opcje
Monitor CRT
Monitor TFT-LCD
Opcje
Rozdzielczość Pojedyncza rozdzielczość, stała
rozmiar piksela. Tylko w tej rozdzielczości można optymalnie korzystać z monitora
Liczba klatek na sekundę Optymalna częstotliwość 60 Hz,
co wystarczy, aby nie migotać
| Tworzenie obrazu |
Obraz jest tworzony przez fizyczne piksele. Rozstaw pikseli zależy tylko od rozmiaru samych pikseli, ale nie od odległości między nimi. Każdy piksel ma indywidualny kształt, aby zapewnić dobrą ostrość, klarowność i przejrzystość
Obsługiwane są różne rozdzielczości. Monitora można optymalnie używać we wszystkich rozdzielczościach. Ograniczenie narzuca jedynie dopuszczalna częstotliwość regeneracji
Tylko przy częstotliwościach powyżej 75 Hz nie ma wyraźnie zauważalnego migotania
Piksele składają się z grupy kropek lub pasków. Ostrość i klarowność obrazu różnią się w zależności od wielkości ziarna, rozmiaru ekranu i wybranej rozdzielczości
Urządzenia terminali wideo
Kąt widzenia Dzisiaj Kąt widzenia
wynosi 140-170°
Promieniowanie Praktycznie nie jest niebezpieczne
i nie ma promieniowania energetyczno-elektromagnetycznego.
zużycie Poziom zużycia energii
około 70% niższy niż standardowe monitory CRT
Standardowy monitor sferyczny
aplikacje na komputery przenośne. W końcu
czas zaczyna być używany komputery stacjonarne
Świetna recenzja pod dowolnym kątem
Promieniowanie elektromagnetyczne jest zawsze obecne. Zużycie energii w stanie roboczym wynosi około 80-100 W
Standardowy monitor
dla komputerów stacjonarnych
Wniosek. Zapewnia to aktywny wyświetlacz matrycowy najlepsza jakość: dobra wydajność bez bezwładności, rozdzielczość, kontrast i jasność obrazu, ale jest znacznie droższa i złożona. Przykładowo monitor, który może wyświetlić obraz o rozdzielczości 800 x 600 pikseli w trybie SVGA i tylko w trzech kolorach, ma 1 440 000 pojedynczych tranzystorów.
W tabeli 7.6 pokazuje wymiary I rozdzielczość niektórych modeli nowoczesnych monitorów LCD.
Tabela 7.6. Rozmiary i rozdzielczości niektórych monitorów LCD
| Multi Sync LCD 200 NEC |
Proteus 26V Pro Lite 35 Crystal Vision 650 PV114XG-AA
Microvitec 290 x 308 x 172
Liyama 360 x 323 x 180
Taksan 365 x 368 x 150
Wizja pikseli 360 x 450 x 310
umiejętność,
1024 x 768 720 x 400 1024 x 768 1024 x 768 1024 x 768
przekątne,
W monitorach plazmowych (PDP - Plasma Display Panels) obraz powstaje w wyniku wyładowań gazowych w pikselach panelu, którym towarzyszy emisja światła. Strukturalnie panel składa się z trzech szklanych płytek, z których dwie są pokryte cienkimi przezroczystymi przewodnikami: jedna płyta jest pozioma, druga pionowa. Pomiędzy nimi znajduje się trzecia płytka, w której znajdują się otwory przelotowe na przecięciu przewodników dwóch pierwszych płytek; są to piksele. Podczas montażu panelu otwory te wypełnia się gazem obojętnym: neonem lub argonem. Po przyłożeniu napięcia o wysokiej częstotliwości do jednego z pionowo i jednego z poziomo rozmieszczonych przewodników, w otworze znajdującym się na ich przecięciu następuje wyładowanie gazowe.
Plazma wyładowań gazowych emituje światło w ultrafioletowej części widma, co powoduje świecenie cząstek luminoforu w zakresie widzialnym dla człowieka.
Rozdział 7. Urządzenia zewnętrzne komputer
Tak naprawdę każdy piksel na ekranie działa jak zwykła świetlówka (innymi słowy świetlówka).
Przy rozdzielczości 512 x 512 pikseli panel ma wymiary około 200 x 200 mm, przy 1024 x 1024 pikselach - 400 x 400; grubość panelu wynosi około 6-8 mm.
Wysoka jasność i kontrast w połączeniu z brakiem jittera to duże zalety tego typu monitorów. Jednocześnie kąt względem normalnej, pod którym można zobaczyć dobry obraz na monitorach plazmowych, jest znacznie większy niż 45°, jak ma to miejsce w przypadku monitorów LCD. Głównymi wadami tego typu monitorów są dość wysokie zużycie energii, które wzrasta wraz ze wzrostem przekątnej monitora oraz niska rozdzielczość ze względu na duży rozmiar elementu obrazu. Ponadto właściwości elementów fosforowych szybko się pogarszają, a ekran staje się mniej jasny, dlatego żywotność monitorów plazmowych jest ograniczona do 10 000 godzin (co oznacza około 5 lat w warunkach biurowych). Ze względu na te ograniczenia monitory tego typu stosowane są obecnie jedynie podczas konferencji, prezentacji, tablic informacyjnych, czyli tam, gdzie do wyświetlania informacji wymagane są duże rozmiary ekranów. Obecnie trwają prace nad stworzeniem technologii PALC (Plasma Addressed Liquid Crystal), która daje nadzieję na połączenie zalet ekranów plazmowych i LCD z aktywną matrycą, aby efektywnie wykorzystać panele PALC w komputerach.
Monitory plazmowe – koncepcja i rodzaje. Klasyfikacja i cechy kategorii „Monitory plazmowe” 2017, 2018.
