Принцип действия мониторов с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ)

ЭЛТ представляет собой электронный вакуумный прибор в стеклянной колбе, в горловине которой находится электронная пушка, а на дне – экран, покрытый люминофором. Нагреваясь, электронная пушка испускает поток электронов, которые с большой скоростью двигаются к экрану. Поток электронов (электронный луч) проходит через фокусирующие и отклоняющие пластины и специальную металлическую сетку. Фокусирующие пластины сжимают поток электронов в тонкий пучок, а отклоняющие пластины направляют пучок в нужную точку экрана. Под воздействием ударов электронов люминофор излучает свет, который видит пользователь, сидящий перед экраном монитора. В ЭЛТ используется три слоя люминофора: красный, зеленый и синий. Для выравнивания потоков электронов используется специальная металлическая сетка - теневая маска, имеющая щели или отверстия, которые разделяют красный, зеленый и синий люминофоры на группы по три точки каждого цвета. Качество изображения определяется типом используемой теневой маски; на резкость изображения влияет расстояние между группами люминофоров (шаг маски или шаг расположения точек). Сетка может создавать электрическое поле, которое тормозит электроны и уменьшает их скорость, может даже полностью ″запереть″ трубку, не пропустить поток электронов в сторону экрана. Период сканирования по горизонтали определяется скоростью перемещения луча поперек экрана. В процессе развертки (перемещения по экрану) луч воздействует на те элементарные участки люминофорного покрытия экрана, в которых должно появиться изображение. Интенсивность луча постоянно меняется, в результате чего изменяется яркость свечения соответствующих участков экрана. В местах экрана, которые должны оставаться темными, трубка запирается и электронный луч не доходит до поверхности экрана. Поскольку свечение исчезает очень быстро, электронный луч должен вновь и вновь пробегать по экрану, возобновляя его. Электронный луч движется очень быстро, прочерчивая экран строками слева направо и сверху вниз по траектории. Этот процесс называется возобновлением или регенерацией изображения. В большинстве мониторов частота регенерации, которую еще называют частотой вертикальной развертки, во многих режимах приблизительно равна 85 Гц, т.е., изображение на экране обновляется 5 раз в секунду. Снижение частоты регенерации приводит к мерцанию экрана, которое очень быстро утомляет глаза. Следовательно, чем выше частота регенерации, тем комфортнее себя чувствует пользователь. Но при этом частота регенерации должна соответствовать частоте видеоадаптера, иначе изображение на экране не появится, а монитор может выйти из строя.

В зависимости от формы напряжения, подаваемого на отклоняющие пластины и способы его получения, различаются растровая, матричная и векторная развертки.

Растровая развертка представляет собой набор сплошных горизонтальных линий, заполняющих весь экран. Она формируется с помощью аналоговых приборов – генераторов пилообразного напряжения, отдельно для строк и отдельно для кадров. Данный вид развертки применяется в телевидении.

Матричная развертка во внешнему виду похожа на растровую. Но формируется она с помощью цифровых схем через цифро-аналоговые преобразователи. В данном случае электронный луч перемещается на экране не непрерывно, а скачками – от одного пикселя к другому. поэтому луч не рисует линию, а высвечивает матрицу точек-пикселей.

Векторная развертка используется для рисования сложных фигур с помощью сплошных линий разной формы. Управление вертикальным и горизонтальным отклонением луча осуществляется с помощью генераторов, каждый из которых настроен на прорисовку определенного графического примитива.