Мониторы на электронно-лучевой трубке

Параметры монитора определяются характеристиками электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и качеством элементов, управляющих видеотрактом. Причем основная доля ответственности здесь лежит на ЭЛТ. Нередко на основе одной трубки производители выпускают мониторы для разных ценовых категорий, лишь меняя их электронную начинку. В свою очередь, параметры ЭЛТ во многом зависят от избранной технологии производства. Причем сложность современных технологий производства ЭЛТ такова, что освоить их, а затем и продолжить исследования могут только крупные производители. Именно поэтому изготовителей собственно ЭЛТ во всем мире можно пересчитать по пальцам. Остальные фирмы, выпускающие мониторы, устанавливают на свои изделия уже готовые трубки.

Принципиально конструкция ЭЛТ для мо­нитора совпадает с телевизионным кинеско­пом. В горловине стеклянной колбы, дно ко­торой покрыто слоем люминофора, установ­лена электронная пушка, испускающая по­ток электронов. Такой поток отклоняется в нужном направлении электромагнитным полем отклоняющей системы и затем, про­ходя через теневую маску, установленную перед дном колбы, попадает на люминофор, вызывая его свечение.

В цветных мониторах для формирования изображения применяют отдельные пушки для каждого из основных цветов (красный, зеленый, синий), а слой люминофора составляют из близко расположенных группами по три (так же в сочетании красный, зеленый, синий) точек цветного люминофора.

Для точного попадания в заданную точку люминофора слишком широкий электронный луч необходимо сузить до заданных пределов. Это осуществляется установкой перед люминофорным покрытием теневой маски, имеющей отверстия с размерами, близкими к поперечному размеру единичной точки люминофора. В зависимости от типа маски и характера отверстий различают три основных технологии:

· Трехточечная (дельтовидная) теневая маска

· Апертурная решетка

· Щелевая маска

Каждая из технологий имеет свои преимущества и свои недостатки.

Трехточечная теневая маска относится к наиболее старым техническим решениям, однако она не утра­тила своей актуальности. Физически представляет собой пер­форированный металлический лист, распо­ложенный пе­ред люминофором. Расстояние между группами соседних точек таково, что маскируются все паразитные излуче­ния, обеспечивается попадание луча от каждой электрон­ной пушки в свой люмино­фор. Экран (то есть дно колбы и маска) такой трубки как бы вырезан из гигантской сферы для обеспечения некоторой расходимости лучей. В последнее время за счет улучшения отклоняющих сис­тем удается выпус­кать трубки с практически плоской поверхностью эк­рана. Традиционно считается, что мониторы с трехточечной теневой маской лучше воспроизво­дят текст, имеют высокую контрастность. К недостаткам относят понижен­ную точность цвето­передачи и меньшую яркость. Однако в современных моделях таких трубок от известных про­изводителей эти недостатки сведены к минимуму.

Апертурная решетка обязана своим появлением фирме Sony. Функции маски в ЭЛТ выпол­няют расположенные вертикально сверхтонкие проволочные нити (апертурная решетка). Попе­рек размещают всего две нити, обеспечи­вающие жесткость конструкции. Соответст­венно и люмино­фор на дне колбы располага­ется в виде вер­тикальных чере­дующихся сверхтонких поло­сок разных цве­тов. В результате экран получается как бы вырезанным из огромного верти­кального цилиндра. Особенности техноло­гии позволяют увеличить процент электронов, попадающих на люминофор, и добиться лучшей яркости изображения.

Мониторы с трубками на основе апертурной решетки традиционно привлекают специалистов при работе с графи­кой, требующей ярких и чистых цветов. Однако некоторые профессионалы считают недостатком сравнительно невысо­кую контрастность и наличие двух темных полосок на эк­ране (тень от поперечных проволочек).

Последней по времени разработки явилась технология ще­левой маски, продвигаемая фирмой NEC. Под торговой мар­кой ChromaClear были выпущены ЭЛТ, в которых теневая маска образована продольными щелями. Соседние триады рядов таких щелей смещены по вертикали, образуя решетку с расположением элементов в шахматном порядке. По сути дела, в технологии щелевой маски удалось совместить досто­инства предыдущих конструкций, почти избавившись от их недостатков. Специалисты признают, что решение NEC явля­ется наилучшим для всех групп пользователей.

Традиционно количественным выражением качества изготовления маски и люминофора служит размер так называемого «зерна». Для трехточечной теневой маски принято измерять расстояние между двумя соседними точками люминофора по диагонали. Для апертурной и щелевой масок расстояние меряют по горизонтали. Нормальным сегодня считается шаг 0,28 мм, качественные мониторы имеют шаг 0,25 мм, профессиональные – 0,22 мм. Величина шага заметно сказывается на контрастности и четкости изображения.

Максимальная частота вертикальной развертки монитора может отличаться от максимальной частоты развертки видеокарты обычно в меньшую сторону. То есть, если видеокарта предоставляет возможность работать, скажем, с разрешением 1200х1024 с частотой развертки 100 Гц, то не обязательно, что монитор сможет работать в таком видеорежиме. Нормальной рабочей частотой, не утомляющей глаза, считается частота 85 Гц. Монитор просто обязан обеспечивать эту частоту кадровой развертки в следующих режимах:

· Для 15-дюймового монитора – 800х600 и 1024х768

· Для 17-дюймового монитора – 800х600, 1024х768 и 1200х1024

Важным элементом монитора является его электронный тракт, а ядром электронного тракта является видеоусилитель. Полоса пропускания видеоусилителя фактически определяет возможности монитора по разрешению и кадровой развертке. Она должна обеспечить беспрепятственное прохождение генерируемых видеокартой сигналов. Минимально необходимую полосу пропускания легко рассчитать по необходимым параметрам видеорежима. Для этого нужно перемножить число точек по горизонтали, число точек по вертикали и частоту кадровой развертки, затем умножить все это на 1,3 и разделить на миллион. В результате мы получим необходимую полосу пропускания видеоусилителя для заданного видеорежима в мегагерцах.