Файл: Характеристики и типы мониторов для персональных компьютеров.(История создания первого монитора ).pdf

Введение

Предметом данной курсовой является монитор. Сегодня компьютерная техника используется во всех отраслях нашей жизни. Во многих профессиях, городах, на разных континентах общаются друг с другом с помощью компьютера. Персональный компьютер помогает при обучении языкам и наукам, помогает решать массу проблем и вопросов. Неотъемлемой частью персонального компьютера является монитор. Монитор-это высокотехнологическое устройство для принятия изображений, созданных видеоадаптером компьютера. С монитором мы взаимодействуем постоянно в процессе пользования. От его характеристик зависит наше здоровье и комфортность восприятия глаз. Мониторы могут воспроизводить графические изображения отличного качества, видеофильмы, рисунки наполненные информацией. На сегодняшний день существует множество разных видов мониторов с разными характеристиками. Каждый пользователь может подобрать индивидуальный монитор для своей сферы использования и настроить его под себя. В целом, мониторы приняли виртуальное окно в современном мире.

Цель курсовой работы – ознакомится и проанализировать основные виды мониторов, сравнить характеристики. Рассмотреть все возможные инновационные технологии, применяемые в первых в истории мониторах, а так же в мониторах, используемых на сегодняшний день.

В качестве основных задач данной курсовой работы выделим следующее:

- изучить историю создания первого монитора

- проанализировать и выделить основное использование мониторов

-сравнить характеристики и выявить для потребителя качественный монитор

Предметом данного исследования являются мониторы для персонального компьютера.

1. МОНИТОР КАК ОБЪЕКТ ИЗУЧЕНИЯ.

1.1 История создания первого монитора.

Монитор является электронно-отображающим дисплеем как для персонального компьютера так и для отдельных систем теле вещания, систем видео слежения и мониторинга систем безопасности. Монитор включает в себя:

• Устройство отображения.
• Электросхемы.
• Корпус.

Устройство отображения информации в современных мониторах, как правило, тонкопленочный транзистор с жидкокристаллическим дисплеем, в то время как старые мониторы используют электронно-лучевую трубку, глубиной в зависимости от размера экрана.

---

История создания ЭЛТ-мониторов можно считать 1855^[1] году. В то время немецким стеклодувом Генрихом Гейслером было сделано, на первый взгляд, не относящееся к монитором изобретение. Он создал вакуумный стеклянный сосуд.

Через несколько лет после этого изобретения один немецкий ученый, математик, физик, друг Генриха Гейслера, - Юлиус Плюккер впаял в вакуумный сосуд два электрода и подал на них напряжение. В результате возникшей разности потенциала, от одного электрода к другому пошел ток, стремящийся выровнять разность потенциалов. Под действием тока в вакуумной трубке возникло свечение , характер которого зависел от глубины вакуума.

Свечение вызывалось столкновением атомов, оставшихся в сосуде газов, с электронами, идущими от электрода с большим потенциалом к электрону с меньшим потенциалом. Так как электрон с большим потенциалом называется катодом, а с меньшим потенциалом – анодом, то поток электронов, излучаемый катодом получил название – катодные лучи.

В 1903 году Артур Венельт поместил в трубку цилиндрический электрод с отрицательным, относительно катода, потенциалом. Изменение потенциала позволяло менять интенсивность катодных лучей и тем самым яркость свечения люминофора.

В 1906 году М. Дикман и Г. Глаге доработали трубку Брауна и ввели возможность управления током, подаваемым на электромагниты. В результате они смогли отображать на экране не просто изменение тока от времени, а конкретные фигуры. В том же году они получили патент на использование трубки Брауна для передачи изображений букв и штрихов.

Электронно-лучевые трубки оказались незаменимыми в различных приборах, таких как осциллографы, позволяющих исследовать быстропротекающие процессы. Но на этом область их применения не ограничивалась. Возможность формирования изображения с помощью электронно-лучевых трубок заинтересовала множество ученых во всем мире, и вскоре стали появляться все более и более совершенные устройства.

В ней использовалось целых три электронно-лучевые трубки. Однако только одна из них отображала информацию, две других представляли собой оперативную память, позволившую избавиться от громоздких, трудоемких и опасных ртутных линий задержки.

На прообраз монитора в SSEM выводилась информация, содержавшаяся в двух других электронно-лучевых трубках.

---

1.2 Использование мониторов с персональным компьютером.

Первоначально, компьютерные мониторы использовались для обработки данных. Например ЭВМ^[2] SSEM (Manchester Small-Scale Experimental Machine) – манчестерская малая экспериментальная машина, заработавшая в июне 1948 года.

ЭЛТ^[3]-мониторы для вывода информации использовались и в ЭВМ CSIRAC (Council for Scientific and Industrial Research Automatic Computer) - Автоматическом Компьютере Совета по Научным и Промышленным Исследованиям. CSIRAC был разработан в Австралии и заработал в ноябре 1949 года.

В первых компьютерных мониторах использовались электронно-лучевые трубки (ЭЛТ). До начала 1980-х годов, они были известны как «видеотерминалы» и были физически подключены к компьютеру и клавиатуре. Мониторы были монохромными, мерцали, и качество изображения было неудовлетворительным. В 1981 году IBM представила адаптер цветная графики, который мог отображать четыре цвета с разрешением 320 на 200 пикселей. В 1984 году IBM представила расширенный графический адаптер, который был способен отображать 16 цветов и имел разрешение 640 х 350.

ЭЛТ по-прежнему являются стандартом для компьютерных мониторов ЭЛТ - технология остается доминирующей на рынке ПК мониторов в новом тысячелетии, отчасти потому, что она дешевле в производстве, и предлагает угла обзора близкие к 180 градусам. Есть несколько технологий, которые были использованы для реализации жидкокристаллических дисплеев (LCD). На протяжении 1990-х годов основное использование ЖК-технологии, как компьютерных мониторов, было в ноутбуках, где низкое энергопотребление, легкий вес и небольшие физические размеры ЖК оправдывали более высокую цену по сравнению с ЭЛТ. Например, тот же ноутбук предлагался с ассортиментом параметров отображения, на повышение цен: монохромный, пассивный цвет, цвет с активной матрицей (TFT). С ростом объема и производственных мощностей, монохромные и пассивные технологии цвета были исключены из линий производства.

Современные кинескопы по форме экрана делятся на три типа:

• сферический
• цилиндрический
• плоский

У сферических экранов поверхность выпуклая и все пиксели (точки) находятся на равном расстоянии от электронной пушки. Такие ЭЛТ не дороги, изображение, выводимое на них, не очень высокого качества. В настоящее время применяются только в самых дешевых мониторах.

Шаг точки (dot pitch) - это расстояние между точками люминофора одного цвета, которые находятся в разных строках. Поскольку точки в разных рядах смещены, и не находятся друг под другом, расстояние между точками больше, чем расстояние между строками точек. Иногда шаг точки называют зерном кинескопа. Но следует помнить, что шаг точки - это ни в коем случае не размер люминофорной точки, а именно расстояние между точками разных триад. Чем меньше шаг точки, тем более четкое и детализированное изображение может воспроизводить монитор. Но утверждать, что монитор с шагом точки 0,22 лучше, чем монитор с шагом точки 0.25, неверно, так как на качество изображения влияет целый ряд более важных характеристик: точность фокусировки, качество сведения цветов

---

Цилиндрический экран представляет собой сектор цилиндра: плоский по вертикали и закругленный по горизонтали. Преимущество такого экрана — большая яркость по сравнению с обычными плоскими экранами мониторов и меньшее количество бликов. Основные торговые марки — Trinitron и Diamondtron.

Плоские экраны (Flat Square Tube) наиболее перспективны. Устанавливаются в самых совершенных моделях мониторов. Некоторые кинескопы этого типа на самом деле не являются плоскими, но из-за очень большого радиуса кривизны (80 м по вертикали, 50 м по горизонтали) они выглядят действительно плоскими (это, например, кинескоп FD Trinitron компании Sony).

Тип маски.

Существует три типа маски:

• теневая маска;
• апертурная решетка;
• щелевая маска.

Экранное покрытие.

Теневая маска состоит из металлической пластины с круглыми отверстиями, которые занимают примерно 25% площади. Находится маска перед стеклянной трубкой с люминофорным слоем. Теневая маска создает решетку с однородными точками (еще называемыми триады), где каждая такая точка состоит из трех люминофорных элементов основных цветов - зеленного, красного и синего - которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Изменением тока каждого из трех электронных лучей можно добиться произвольного цвета элемента изображения, образуемого триадой точек.

Апертурная решетка — это решение не включает в себя металлическую решетку с отверстиями, как в случае с теневой маской, а имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов, апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии.

Щелевая маска—это решение на практике представляет собой комбинацию теневой маски и апертурной решетки. В данном случае люминофорные элементы расположены в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Фактически вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов (красный, синий, зеленый).

Важными параметрами кинескопа являются отражающие и защитные свойства его поверхности. Если поверхность экрана никак не обработана, то он будет отражать все предметы, находящиеся за спиной пользователя, а также его самого что делает использование монитора не комфортным и в некоторой ситуации невозможным из за отраженного света и предметов на экране монитора. Кроме того, поток вторичного излучения, возникающий при попадании электронов на люминофор, может негативно влиять на здоровье человека. Неровный верхний слой призван бороться с отражением. В техническом описании монитора обычно указывается, какой процент падающего света отражается (например, 40%). Слой с различными преломляющими свойствами дополнительно снижает отражение от стекла экрана.

---

Наиболее распространенным и доступным видом антибликовой обработки экрана является покрытие диоксидом кремния^[4]

(Диоксид кремния (silica, Silicon dioxide, кремнезем) - вещество, состоящее из бесцветных кристаллов, обладающих высокой прочностью, твердостью и тугоплавкостью). Диоксид кремния устойчив к воздействию кислот и не взаимодействует с водой .
Это химическое соединение внедряется в поверхность экрана тонким слоем. Если поместить обработанный диоксидом кремния экран под микроскоп, то можно увидеть шершавую, неровную поверхность, которая отражает световые лучи от поверхности под различными углами, устраняя блики на экране. Антибликовое покрытие помогает без напряжения воспринимать информацию с экрана, облегчая этот процесс даже при хорошем освещении. Большинство запатентованных видов защитных покрытий против отражений и бликов основано на использовании диоксида кремния. Некоторые изготовители кинескопов добавляют в покрытие также химические соединения, выполняющие функции антистатиков. В наиболее передовых способах обработки экрана для улучшения качества изображения используются многослойные покрытия из различных видов химических соединений. Покрытие должно отражать от экрана только внешний свет. Оно не должно оказывать никакого влияния на яркость экрана и четкость изображения, что достигается при оптимальном количестве диоксида кремния, используемого для обработки экрана.

Антистатическое покрытие предотвращает попадание пыли на экран. Оно обеспечивается с помощью напыления специального химического состава для предотвращения накопления электростатического заряда. Антистатическое покрытие требуется в соответствии с рядом стандартов по безопасности и эргономике.

Также необходимо отметить, что для защиты пользователя от фронтальных излучений экран кинескопа выполняется не просто из стекла, а из композитного стекловидного материала с добавками свинца и других металлов.

Вес и размеры.

Средний вес 15-дюймовых ЭЛТ-мониторов — 12–15 кг, 17-дюймовых — 15–20 кг, 19-дюймовых — 21–28 кг, 21-дюймовых — 25–34 кг. ЖК-мониторы намного легче — их вес в среднем колеблется от 4 до 10 кг. Большой вес плазменных мониторов обусловлен их крупными размерами, вес 40-42-дюймовых панелей достигает 30 кг и выше. Типичные размеры ЭЛТ-мониторов 

Потребляемая мощность.

ЭЛТ-мониторы в зависимости от размера экрана потребляют от 65 до 140 Вт. В энергосберегающих режимах современные мониторы потребляют в среднем: в режиме «sleep» — 8,3 Вт, в режиме «off» — 4,5 Вт (обобщенные данные по 1260 мониторам, сертифицированным по стандарту «Energy Star^[5]»). Существуют два варианта установки блока питания - внутри корпуса монитора и снаружи. Встроенный блок питания находится внутри корпуса монитора. Внешний блок питания расположен снаружи, вблизи монитора.

---