Crt (CT) monitors: dizains, darbības princips, plusi un mīnusi. Monitori CRT monitori ar ligzdas masku

Naktīs nevarēju aizmigt pavasara blūza dēļ, un, lai novērstu uzmanību no skumjām domām, sāku nākt klajā ar dažādiem izgudrojumiem. Un tā es izdomāju, kā izveidot miniatūru CRT monitoru. CRT - jo principā es mīlu lampu tehnoloģiju un vēl jo vairāk informācijas parādīšanas ierīci. Pirmkārt, es jums parādīšu rezultātu.

Siltā caurule Debian lxde

Miniatūrs CRT monitors, kura izmērs ir tikai 1 cm! Un tas ir ļoti vienkārši izdarāms, un to var izdarīt ikviens! Aiziet!

No idejas...

Patiesībā idejas būtība ir vienkārša. Vecajās VHS kasešu videokamerās parasts mazs kineskops darbojas kā skatu meklētāja displejs. Un reiz žurnālā “Radio” redzēju rakstu par to, kā no šī kineskopa uztaisīt televizoru. Un tad naktī domāju: ja var uztaisīt televizoru, tad var uztaisīt monitoru!

Atcerieties: ja jums rodas lieliska ideja, izmantojiet to Google! Noteikti tas nonāca kādam citam!

Kameras skatu meklētājs

Siltā caurule DOS

Šie attēli ir ņemti no šīs vietnes. Acīmredzot arī jūs interesē, kā to izdarīt?

Ideja ir ļoti vienkārša un triviāla. Vecos laikos nebija tādas mazo LCD displeju attīstības, it īpaši krāsaino, un tad valdīja lampa. Veco kameru skatu meklētājā ir CRT (Cathode Ray Tube), un interesanti ir tas, ka to darbina (caurules ķēdes izpratnē) ar mazu un nopērkamu 5 V spriegumu (var paņemt, piemēram, no USB). Arī pašreizējais patēriņš ir zems. Labākā daļa ir tāda, ka šim ekrānam ir nepieciešams tikai salikts video signāls kā ieeja. Kompozītu video signālu nodrošina mūsu videomagnetofons, DVD atskaņotājs, kameras, gandrīz katra kamera, Nokia N900, Nokia N9 tālruņi (citu vārdā nevaru runāt - nezinu), dažas videokartes. Interesantākais ir tas, ka saliktu video signālu var iegūt pat no VGA videokartes, izmantojot diezgan vienkāršu shēmu

VGA-video pārveidotāja shēma

Kā redzat, radošumam paveras milzīgas iespējas. Tagad mums ir jāsaprot, kā to visu izdarīt.

Ko darīt un kurš vainīgs?

Lai izveidotu šādu miniatūru displeju, mums būs nepieciešama veca VHS videokamera, taisnas rokas un viens 75 omu rezistors (pēc izvēles). Plus labs garastāvoklis, lodāmurs, multimetrs, brīvais laiks un vēlme.
Par kameru gribu teikt, ka kameras ar krāsainu attēlu skatu meklētājā mums uzreiz neder. Varat nekavējoties noraidīt kameras, kurām ir sānu ekrāns. Jo vecāka kamera, jo labāk. Visvairāk garšo kameras ar leņķisko skatu meklētāju vai profesionālas kameras. Viņiem parasti ir diezgan liels displejs.
Tālāk sniegtie norādījumi nav universāli! Jums var nākties ieslēgt smadzenes, meklēt dokumentāciju, iebāzt ierīces dažādos mezglos, bet tas var notikt tāpat kā man.
Es vēlos atzīmēt, ka pašā skatu meklētājā var būt tikai attēla caurule, un “smadzenes” var būt galvenajā korpusā, taču man paveicās.

Tātad, jums izdevās iegūt videokameru. Vai neizdevās? Pūt uz Avits, slandas, āmuriem, ebays, krāmu tirgiem, ir daudz šīs lietas par santīmiem! Mēs pieņemsim, ka jūs to sapratāt. Fotoaparātu man iedeva viens no maniem labiem LJ draugiem, kurš uzreiz saprata triku un pasniedza to man Panasonic NV-S600EN.

Kamera pirms eksperimentiem

Kamerai nebija ne akumulatora, ne barošanas avota, un kopumā nebija zināms, vai tā darbojas. Pirmkārt, es to izjaucu. Es nevaru dot universālus norādījumus: atskrūvējiet to, ko var atskrūvēt, atveriet visus aizkarus, atskrūvējiet visas skrūves. Ir jēga sākt analīzi no tās puses, kas ir pretēja kasetei. Tādā veidā mana kamera tika sadalīta divās daļās, otrajā bija plāksteris ar skatu meklētāju, bet otrā bija kamera ar tērauda iekšām. Es noņēmu šalli no otras puses, skatu meklētāja, un plastmasas gabalu noņēmu pavisam. Pilnībā izjaukt kameru vēl nevajadzētu, jo... Mums joprojām ir nepieciešams tās sniegums.
Es ievietoju komutācijas paneli atpakaļ sākotnējā slotā.

Slēdža dēlis

Skatu meklētājs pēc tā atvienošanas mani pārbiedēja: no tā iznāca desmit(!) vadi. Septiņas krāsas un trīs pelēkas, bet pēc izjaukšanas izrādījās, ka 7 krāsas aizgāja uz pogām, kas atrodas uz skatu meklētāja korpusa (zoom). Mēs droši noņemam šīs pogas. Mēs iegūstam šādus pētersīļus:

Skatu meklētājs ar trim pelēkiem vadiem, vienu melnu zemējuma vadu un tālummaiņas pogas rindu

Skatu meklētājā ir interesanti skatīties iekšā. Es neaprakstīšu tā struktūru; es domāju, ka jūs pats varat atrast aprakstu, ja vēlaties.

Ar atvērtu vāku, skats no augšas

Es noņēmu pašu "acs" kā nevajadzīgu, lai gan es to izmantoju laiku pa laikam. Pats ekrāns mums atgādina vecos melnbaltos televizorus, kādus mūsdienu paaudze pat nav redzējusi.

Miniatūrs ekrāns

Kā jūs droši vien uzminējāt, mums būs trīs vadi, kas ved uz displeju: kopīgs vads, +5 volti un pats saliktais video signāls. Atliek noteikt, kurš ir kurš.

Datorurķēšana ir interese, kā arī visu ierīču elektrifikācija

Pārfrāzējot slaveno teicienu, dosimies tālāk. Mūsu uzdevums tagad ir atrisināt trīs pelēko vadu mīklu: kurš, kur, kāpēc un kāpēc. Vienkāršākais ir atrast kopējo vadu. Man trūka akumulatora, bet tā kontakti bija izlīpuši uz āru. Mēs paņemam multimetru numura sastādīšanas režīmā, ar vienu galu pieskarieties šo kontaktu mīnusam (man tie bija parakstīti), bet ar otru mēs skatāmies uz mūsu trīs vadu kontaktiem gar savienotāju. Viens zvanīja - tas nozīmē kopīgu vadu.
Jāatzīmē, ka hipotētiski akumulatora jaudu var atsaistīt; šajā gadījumā jums ir jāskatās uz kopējo vadu atbilstoši shēmai kameras iekšpusē; parasti visi ekrāni un plašie daudzstūri "zvana" ar to.
Tagad atkal saliksim kameru kopā! Tie. Mēs to nemontējam gluži, bet tā, lai darbotos visas elektriskās sastāvdaļas. Man tas izskatījās šādi

Elektriski saliekama kamera

Lai noteiktu pārējos divus signālus, kamerai bija jāpieslēdz strāva. Tā kā fotoaparāts palika bāreņos, tad baroju to no rūpnieciskā barošanas bloka, kuru pieslēdzām tieši pie akumulatora kontaktiem. Kamera piekrita strādāt normāli, tikai ar jaudas parametriem 6V, 6A. Pirms tam palaišanas laikā tas mirgoja gaismas diode, ekrāns, saraustīja dzinēju un izslēdzās. Pieņemu, ka tur visi elektrolīti ir izžuvuši. Pēc tam, kad mēs novedām straumi līdz tik astronomiskiem apmēriem, tā sāka darboties un nekarājās.

Darba kamera

Es nevarēju liegt sev prieku pārbaudīt kameras un paša displeja veiktspēju, tāpēc viņi pieslēdza kamerai televizoru un skatījās uz visa veida uzrakstiem uz ekrāna.

Mans segvārds

Ekrāna attēls fotoattēlā nebija labs, taču varu apliecināt, ka tas ir nevainojams!
Labi, izklaidējāmies, pārliecinājāmies, ka viss darbojas, un tad devāmies ceļā. Tagad mums ir jānoskaidro, kur mēs iegūstam pārtiku. Mēs pārslēdzam multimetru uz līdzstrāvas sprieguma mērīšanas režīmu, savienojam vienu kontaktu ar kopējo vadu un ieduram pārējos divos vados. Ja viena vada jauda ir aptuveni 1,5–1,7 V, visticamāk, tas ir video signāls. Uz otra vada būs aptuveni 5 V (jums jāsaprot, ka tas var būt 4,8 V, kā manā gadījumā). Rezultātā mēs visu uzzīmējam uz papīra un iegūstam šādu savienojuma shēmu.

Savienojuma shēma

Pēc visa tā mēs izjaucam visu konstrukciju un sākam montēt jaunu.

Jauna dzīve vecam displejam

Tā kā displeja barošanas avots bija 5V, tika nolemts to barot no USB. Gribu pievilt dažus, kas cer, ka visur būs 5V. Izlasot līdzīgas rokasgrāmatas par izstrādājumu izgatavošanu no displejiem, nonācu pie secinājuma, ka displeja barošanas avotam nav jābūt 5 V! Tas varētu būt 6 vai 12. Tāpēc esiet uzmanīgi!
Bet manā gadījumā viss ir kārtībā. Lodējiet USB kabeli un barojiet to no lādētāja.

Vilna uz ekrāna

Ekrānā vajadzētu redzēt pazīstamu kažokādu.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka, neskatoties uz trūcīgajām strāvām, tur ir augstsprieguma transformators! Un nevajag bāzt rokas trubiņā, citādi būs bardaks!!! Pirms ieslēgšanas es apdomīgi visu paslēpju korpusā.

Pēc veiksmīgas palaišanas ir vērts pārbaudīt līnijas ieejas pretestību. Kad displejs ir izslēgts, mēs izmērām pretestību starp kopējo vadu un ievades vadu. Ja tas ir vienāds ar 75 omi, mēs nomierinamies un izlaižam šo darbību. Manā gadījumā tas bija 1 kOhm. Lai saskaņotu līniju, starp kopējo vadu un signāla vadu ir nepieciešams pielodēt 75 omu rezistors. Principā darbība nav kritiska, bet mana videokarte un dažas citas video izejas atteicās rādīt bez atbilstošas ​​pretestības. Protams, labāk ir pielodēt rezistoru pēc iespējas tuvāk, bet es visu izdarīju komutācijas panelī.

Rezistors 75 omi, izmērs 0805

Man pa rokai nebija tulpju-mātītes savienotāja, tāpēc savā atkritumu tvertnē atradu SCART savienotāju, izjaucu to un pielodēju pie šalles iekšpusē. Es izmantoju savu Nokia N9 ar Debian kā video avotu.

Struktūra ir samontēta, viss ir skaidrs, es jūs nemaldinu

Viss darbojas uzreiz pēc savienojuma. Man nav Nokia vietējā kabeļa, un es izmantoju veikalā pirktu par 200 rubļiem. Viss sākās uzreiz.

Darbvirsma uz mikromonitora

Ja godīgi, šo un ieraksta sākumā esošo foto nofotografēt bija ļoti grūti, stundu pavadīju eksperimentējot ar gaismu, slēdža ātrumu, diafragmu utt. Bet rezultāts ir brīnišķīgs. Tiešraidē ir vēl labāk! Ir arī ļoti jautri skatīties video no šāda ekrāna.

Kā ar datoru?

Ar datoru tas nav tik vienkārši. Problēmas risināšanai ir vairākas iespējas. Viens no tiem ir iegādāties VGA uz S-VIDEO adapteri, tas maksā nieka santīmus, otrs variants ir lodēt pašam, es iedevu diagrammu augstāk. Trešā iespēja ir izmantot videokartes ar S-VIDEO izeju, piemēram:

Es atradu videoklipus starpstāvā

Videokartei ir apaļš savienotājs, kas līdzīgs ps/2. Nepieciešams arī atbilstošs adapteris, kas nāk komplektā ar videokarti. Fotoattēlā tas karājas kreisajā pusē. Tā kā nebiju plānojis savu videokarti nomainīt pret šo veco, tad vienkārši izmēģināju, kā tā izskatīsies.

Mana darbvirsma lielā datorā

Tas tiek dublēts arī mikromonitorā

Uzmanīgs lasītājs pamanīs, ka ir parādījušies daži lauki. Atļauju (visu) maiņa nekādā veidā neietekmēja to pieejamību. Nav ne jēgas, ne vēlēšanās izprast to parādīšanās iemeslus. Tas, ka strādā, ir konstatēts, atgriežam videokarti savā vietā.

Sveiki. Mans uzvārds ir “Kopā”

Nobeigumā gribu teikt, ka šim amatam nav praktiskas nozīmes vai es to neredzu. Displejam ir pietiekama izšķirtspēja, lai tajā pat nolasītu tekstus, taču tas ir tik mazs, ka bez optiskās sistēmas tajā neko nav iespējams izšķirt.
Iespējams, ja to būtu iespējams pieslēgt kā trešo monitoru, tur varētu parādīt kādu noderīgu informāciju, bet es atkal nezinu, kāpēc.

Tātad būtībā šī ir jautra izklaide, kuru varat demonstrēt saviem bērniem, draugiem un draudzenēm. Izskatās iespaidīgi, kad paņem telefonu, ievieto vadu un ekrānā parādās attēls :).

Cilvēki izmanto šos skatu meklētājus nakts redzamības ierīču izgatavošanai. Piemēram šeit
1. www.doityourselfgadgets.com/2012/04/night-vision.html (angļu valodā)
2. tnn-hobby.ru/proekt-vyihodnogo-dnya/kak-videt-v-temnote.html (krievu valodā)

Daži ražo valkājamu displeju:
rc-aviation.ru/forum/topic?id=1283

Ja vēlaties, varat izgatavot virtuālās realitātes brilles, bet man ir maza ideja, kā atdalīt video signālu bez daudz hemoroīdiem. Tātad tas viss ir izklaide un nekas vairāk.

Paldies biedram frīmenam par kameru un manai sievai par pacietību :).

Sveiki, mana emuāra lasītāji, kurus interesē CRT monitors. Centīšos šo rakstu padarīt interesantu ikvienam, gan tiem, kas to palaiduši garām, gan tiem, kuriem šī ierīce patīkami asociējas ar pirmo personālā datora apgūšanas pieredzi.

Mūsdienās datoru displeji ir plakani un plāni ekrāni. Bet dažās mazbudžeta organizācijās var atrast arī milzīgus CRT monitorus. Ar tiem saistīts vesels laikmets multimediju tehnoloģiju attīstībā.

CRT monitori savu oficiālo nosaukumu ieguva no termina "katodstaru lampa" krievu valodas saīsinājuma. Angļu valodas ekvivalents ir frāze Cathode Ray Tube ar atbilstošo saīsinājumu CRT.

Pirms datoru parādīšanās mājās šo elektrisko ierīci mūsu ikdienā pārstāvēja CRT televizori. Savulaik tos pat izmantoja kā displejus (go figure). Bet vairāk par to vēlāk, bet tagad nedaudz sapratīsim CRT darbības principu, kas ļaus mums runāt par šādiem monitoriem nopietnākā līmenī.

CRT monitoru attīstība

Katodstaru lampas izstrādes un pārveidošanas par CRT monitoriem ar pienācīgu ekrāna izšķirtspēju vēsture ir pilna ar interesantiem atklājumiem un izgudrojumiem. Sākumā tās bija tādas ierīces kā osciloskopi un radara radaru ekrāni. Tad televīzijas attīstība mums deva ierīces, kas bija ērtākas skatīšanai.

Ja runājam konkrēti par personālajiem datoru displejiem, kas pieejami plašam lietotāju lokam, tad pirmās Monikas titulu droši vien vajadzētu piešķirt vektordispleju stacijai IBM 2250. Tā tika izveidota 1964. gadā komerciālai lietošanai kopā ar System/360 sēriju. dators.

IBM ir izstrādājusi daudzus uzlabojumus datoru aprīkošanai ar monitoriem, tostarp pirmo video adapteru dizainu, kas kļuva par mūsdienu jaudīgo standartu prototipu attēliem, kas tiek pārraidīti uz displeju.

Tātad 1987. gadā tika izlaists VGA (Video Graphics Array) adapteris, kas darbojās ar izšķirtspēju 640x480 un malu attiecību 4:3. Šie parametri palika pamata lielākajai daļai ražoto monitoru un televizoru līdz pat platekrāna standartu parādīšanās. CRT monitoru evolūcijas laikā to ražošanas tehnoloģijā ir notikušas daudzas izmaiņas. Bet es vēlos atsevišķi izcelt šos punktus:

Kas nosaka pikseļa formu?

Zinot, kā darbojas kineskops, mēs varam izprast CRT monitoru funkcijas. Elektronu lielgabala izstarotais stars tiek novirzīts ar indukcijas magnētu, lai precīzi trāpītu īpašiem caurumiem maskā, kas atrodas ekrāna priekšā.

Tie veido pikseļus, un to forma nosaka krāsaino punktu konfigurāciju un iegūtā attēla kvalitātes parametrus:

• Klasiski apaļie caurumi, kuru centri atrodas parastā vienādmalu trīsstūra virsotnēs, veido ēnu masku. Matrica ar vienmērīgi sadalītiem pikseļiem nodrošina maksimālu kvalitāti līniju reproducēšanas laikā. Un ideāli piemērots biroja dizaina lietojumprogrammām.
• Lai palielinātu ekrāna spilgtumu un kontrastu, Sony izmantoja diafragmas atvēruma masku. Tur punktu vietā mirdzēja blakus esošie taisnstūra bloki. Tas ļāva maksimāli izmantot ekrāna laukumu (Sony Trinitron, Mitsubishi Diamondtron monitori).
• Šo divu tehnoloģiju priekšrocības bija iespējams apvienot rievotā režģī, kur atveres izskatījās kā iegareni taisnstūri, kas noapaļoti augšā un apakšā. Un pikseļu bloki nobīdījās viens pret otru vertikāli. Šī maska ​​tika izmantota NEC ChromaClear, LG Flatron, Panasonic PureFlat displejos;

Taču ne tikai pikseļa forma noteica monitora priekšrocības. Laika gaitā tā izmēri sāka spēlēt izšķirošu lomu. Tas svārstījās no 0,28 līdz 0,20 mm, un maska ​​ar mazākiem, blīvākiem caurumiem ļāva uzņemt augstas izšķirtspējas attēlus.

Svarīga un, diemžēl, patērētājam pamanāma īpašība palika ekrāna atsvaidzes intensitāte, kas izteikta attēla mirgošanā. Izstrādātāji centās visu iespējamo, un pamazām jutīgo 60 Hz vietā redzamā attēla maiņas dinamika sasniedza 75, 85 un pat 100 Hz. Pēdējais rādītājs jau ļāva strādāt ar maksimālu komfortu un acis gandrīz nenogura.

Turpinājās darbs pie kvalitātes uzlabošanas. Izstrādātāji neaizmirsa par tādu nepatīkamu parādību kā zemas frekvences elektromagnētiskais starojums. Šādos ekrānos šo starojumu elektronu lielgabals vērš tieši pret lietotāju. Lai novērstu šo trūkumu, ir izmantotas visdažādākās tehnoloģijas un izmantoti dažādi aizsargekrāni un aizsargpārklājumi ekrāniem.

Arī monitoru drošības prasības ir kļuvušas stingrākas, kas atspoguļotas pastāvīgi atjauninātajos standartos: MPR I, MPR II, TCO"92, TCO"95 un TCO"99.

Monitoru profesionāļi uzticas

Darbs pie pastāvīgas multivides video aprīkojuma un tehnoloģiju uzlabošanas laika gaitā noveda pie augstas izšķirtspējas digitālā video rašanās. Nedaudz vēlāk parādījās plāni ekrāni ar enerģijas taupīšanas LED lampu fona apgaismojumu. Šie displeji ir sapņa piepildījums, jo tie:

• vieglāks un kompaktāks;
• raksturīgs zems enerģijas patēriņš;
• daudz drošāk;
• nebija mirgošanas pat zemākās frekvencēs (ir cita veida mirgošana);
• bija vairāki atbalstīti savienotāji;

Un nespeciālistiem bija skaidrs, ka CRT monitoru ēra ir beigusies. Un šķita, ka pie šīm ierīcēm vairs nebūs atgriešanās. Taču daži profesionāļi, kuri pārzina visas jauno un veco ekrānu funkcijas, nesteidzās atbrīvoties no augstas kvalitātes CRT displejiem. Patiešām, saskaņā ar dažiem tehniskajiem parametriem tie nepārprotami pārspēja savus LCD konkurentus:

• lielisks skata leņķis, kas ļauj nolasīt informāciju no ekrāna malas;
• CRT tehnoloģija ļāva parādīt attēlus jebkurā izšķirtspējā bez kropļojumiem, pat izmantojot mērogošanu;
• šeit nav mirušo pikseļu jēdziena;
• Pēcattēla inerces laiks ir niecīgs:
• gandrīz neierobežots parādīto toņu klāsts un satriecoša fotoreālistiska krāsu atveide;

Tieši pēdējās divas īpašības deva CRT displejiem iespēju vēlreiz sevi pierādīt. Un tie joprojām ir pieprasīti starp spēlētājiem un, jo īpaši, starp speciālistiem, kas strādā grafiskā dizaina un fotoattēlu apstrādes jomā.

Šeit ir garš un interesants stāsts par vecu labu draugu, ko sauc par CRT monitoru. Un, ja jums joprojām ir kāds no tiem mājās vai jūsu uzņēmumā, varat to izmēģināt vēlreiz un atkārtoti novērtēt tā īpašības.

Ar to es atvados no jums, mani dārgie lasītāji.

CRT monitora dizains

Lielākā daļa mūsdienās izmantoto un ražoto monitoru ir veidoti uz katodstaru lampām (CRT). Angļu valodā - Cathode Ray Tube (CRT), burtiski - katodstaru lampa. Dažreiz CRT tiek atšifrēts kā katodstaru terminālis, kas vairs neatbilst pašai caurulei, bet gan uz tās balstītajai ierīcei. Katodstaru tehnoloģiju 1897. gadā izstrādāja vācu zinātnieks Ferdinands Brauns, un tā sākotnēji tika radīta kā īpašs instruments maiņstrāvas mērīšanai, tas ir, osciloskops. Katodstaru lampa jeb kineskops ir vissvarīgākais monitora elements. Kineskops sastāv no noslēgtas stikla spuldzes, kuras iekšpusē ir vakuums. Viens no kolbas galiem ir šaurs un garš - tas ir kakls. Otrs ir plats un diezgan plakans ekrāns. Ekrāna iekšējā stikla virsma ir pārklāta ar fosforu. Par krāsu CRT fosforu izmanto diezgan sarežģītas kompozīcijas, kuru pamatā ir retzemju metāli - itrijs, erbijs u.c.. Fosfors ir viela, kas izstaro gaismu, kad tiek bombardēta ar lādētām daļiņām. Ņemiet vērā, ka dažreiz fosforu sauc par fosforu, taču tas nav pareizi, jo fosforam, ko izmanto CRT pārklājumā, nav nekā kopīga ar fosforu. Turklāt fosfors spīd tikai mijiedarbības rezultātā ar atmosfēras skābekli, oksidējoties līdz P2O5, un mirdzums nav ilgs (starp citu, baltais fosfors ir spēcīga inde).

Attēla izveidošanai CRT monitorā tiek izmantots elektronu lielgabals, no kura spēcīga elektrostatiskā lauka ietekmē tiek izstarota elektronu plūsma. Caur metāla masku vai režģi tie nokrīt uz stikla monitora ekrāna iekšējās virsmas, kas ir pārklāta ar daudzkrāsainiem fosfora punktiem. Elektronu plūsmu (staru) var novirzīt vertikālā un horizontālā plaknē, kas nodrošina, ka tā konsekventi sasniedz visu ekrāna lauku. Siju novirza ar novirzes sistēmas palīdzību. Noviržu sistēmas iedala seglu-toroidālās un seglu formas. Pēdējie ir vēlami, jo tiem ir samazināts radiācijas līmenis.

Noviržu sistēma sastāv no vairākām induktivitātes spolēm, kas atrodas kineskopa kaklā. Izmantojot mainīgu magnētisko lauku, divas spoles novirza elektronu staru horizontālajā plaknē, bet pārējās divas - vertikālajā plaknē. Magnētiskā lauka izmaiņas notiek maiņstrāvas ietekmē, kas plūst cauri spolēm un mainās saskaņā ar noteiktu likumu (tas, kā likums, ir zāģa zoba sprieguma izmaiņas laika gaitā), savukārt spoles piešķir staram vēlamo virziens. Nepārtrauktas līnijas ir aktīvais stara gājiens, punktētā līnija ir pretēja.

Pārejas biežumu uz jaunu līniju sauc par horizontālo (vai horizontālo) skenēšanas frekvenci. Pārejas biežumu no apakšējā labā stūra uz augšējo kreiso sauc par vertikālo (vai vertikālo) frekvenci. Pārsprieguma impulsu amplitūda uz horizontālās skenēšanas spolēm palielinās līdz ar līniju frekvenci, tāpēc šis mezgls izrādās viena no visvairāk noslogotajām struktūras daļām un viens no galvenajiem traucējumu avotiem plašā frekvenču diapazonā. Horizontālo skenēšanas vienību patērētā jauda ir arī viens no nopietnajiem faktoriem, kas tiek ņemts vērā, izstrādājot monitorus. Pēc novirzīšanas sistēmas elektronu plūsma ceļā uz caurules priekšējo daļu iet caur intensitātes modulatoru un paātrināšanas sistēmu, kas darbojas pēc potenciālu starpības principa. Rezultātā elektroni iegūst lielāku enerģiju (E=mV2/2, kur E-enerģija, m-masa, v-ātrums), kuras daļa tiek tērēta fosfora spīdumam.

Elektroni ietriecas fosfora slānī, pēc tam elektronu enerģija tiek pārvērsta gaismā, tas ir, elektronu plūsma liek luminofora punktiem mirdzēt. Šie mirdzošie fosfora punkti veido attēlu, ko redzat savā monitorā. Parasti krāsu CRT monitorā tiek izmantoti trīs elektronu pistoles, pretstatā vienam pistolei, ko izmanto vienkrāsainos monitoros, kurus mūsdienās ražo reti.

Ir zināms, ka cilvēka acis reaģē uz primārajām krāsām: sarkanu (sarkanu), zaļu (zaļu) un zilu (zilu) un to kombinācijām, kas rada bezgalīgu skaitu krāsu. Fosfora slānis, kas klāj katodstaru lampas priekšpusi, sastāv no ļoti maziem elementiem (tik maziem, ka cilvēka acs tos ne vienmēr var atšķirt). Šie fosfora elementi atveido primārās krāsas, patiesībā ir trīs veidu daudzkrāsainas daļiņas, kuru krāsas atbilst primārajām RGB krāsām (tātad arī fosfora elementu grupas nosaukums - triādes).

Fosfors sāk spīdēt, kā minēts iepriekš, paātrinātu elektronu ietekmē, ko rada trīs elektronu lielgabali. Katrs no trim lielgabaliem atbilst vienai no pamatkrāsām un sūta elektronu staru uz dažādām fosfora daļiņām, kuru primāro krāsu mirdzums ar dažādu intensitāti tiek apvienots, veidojot attēlu ar vēlamo krāsu. Piemēram, ja jūs aktivizējat sarkanās, zaļās un zilās fosfora daļiņas, to kombinācija veidos baltu.

Lai vadītu katodstaru lampu, nepieciešama arī vadības elektronika, kuras kvalitāte lielā mērā nosaka monitora kvalitāti. Starp citu, tieši dažādu ražotāju radītās vadības elektronikas kvalitātes atšķirība ir viens no kritērijiem, kas nosaka atšķirību starp monitoriem ar vienādu katodstaru lampu.

Tātad katrs lielgabals izstaro elektronu staru (vai straumi, vai staru), kas ietekmē dažādu krāsu (zaļu, sarkanu vai zilu) fosfora elementus. Ir skaidrs, ka elektronu stars, kas paredzēts sarkanā fosfora elementiem, nedrīkst ietekmēt zaļo vai zilo fosforu. Lai panāktu šo darbību, tiek izmantota speciāla maska, kuras struktūra ir atkarīga no dažādu ražotāju attēla lampu veida, nodrošinot attēla diskrētumu (rasterizāciju). CRT var iedalīt divās klasēs - trīsstaru ar delta formas elektronu lielgabalu izvietojumu un ar plakanu elektronu lielgabalu izvietojumu. Šajās caurulēs tiek izmantotas šķēlumu un ēnu maskas, lai gan precīzāk būtu teikt, ka tās visas ir ēnu maskas. Šajā gadījumā lampas ar plakanu elektronu lielgabalu izvietojumu sauc arī par attēla lampām ar pašsaplūstošiem stariem, jo ​​Zemes magnētiskā lauka ietekme uz trim plaknē izvietotiem stariem ir gandrīz identiska un kad caurules novietojums attiecībā pret Zemes staru kūli. lauka izmaiņas, papildu korekcijas nav nepieciešamas.

CRT veidi

Atkarībā no elektronu lielgabalu atrašanās vietas un krāsu atdalīšanas maskas dizaina mūsdienu monitoros tiek izmantoti četri CRT veidi:

CRT ar ēnu masku (Shadow Mask)

CRT ar ēnu masku (Shadow Mask) ir visizplatītākā lielākajā daļā monitoru, ko ražo LG, Samsung, Viewsonic, Hitachi, Belinea, Panasonic, Daewoo, Nokia. Ēnu maska ​​ir visizplatītākais masku veids. Tas ir izmantots kopš pirmo krāsu attēla lampu izgudrošanas. Attēlu caurulēm ar ēnu masku virsma parasti ir sfēriska (izliekta). Tas tiek darīts tā, lai elektronu staram ekrāna centrā un malās būtu vienāds biezums.

Ēnu maska ​​sastāv no metāla plāksnes ar apaļiem caurumiem, kas aizņem aptuveni 25% no laukuma. Masku novieto stikla caurules priekšā ar fosfora slāni. Parasti lielākā daļa mūsdienu ēnu masku ir izgatavotas no invar. Invar (InVar) ir magnētisks dzelzs sakausējums (64%) ar niķeli (36%). Šim materiālam ir ārkārtīgi zems termiskās izplešanās koeficients, tāpēc, lai arī elektronu stari silda masku, tas negatīvi neietekmē attēla krāsu tīrību. Caurumi metāla sietā darbojas kā tēmēklis (lai gan ne precīzs), kas nodrošina, ka elektronu stars trāpa tikai vajadzīgajos fosfora elementos un tikai noteiktos apgabalos. Ēnu maska ​​veido režģi ar vienādiem punktiem (saukti arī par triādēm), kur katrs šāds punkts sastāv no trim pamatkrāsu - zaļās, sarkanās un zilās - fosfora elementiem, kas elektronu lielgabalu staru ietekmē mirdz ar dažādu intensitāti. Mainot strāvu katrā no trim elektronu stariem, jūs varat sasniegt patvaļīgu attēla elementa krāsu, ko veido punktu triāde.

Viena no vājajām vietām monitoriem ar ēnu masku ir tā termiskā deformācija. Zemāk redzamajā attēlā redzams, kā daļa no elektronu staru lielgabala stariem nonāk pret ēnu masku, kā rezultātā notiek ēnas maskas uzkarsēšana un sekojoša deformācija. Rezultātā ēnu maskas caurumu pārvietošanās rada ekrāna raibuma efektu (RGB krāsu nobīde). Ēnu maskas materiāls būtiski ietekmē monitora kvalitāti. Vēlamais maskas materiāls ir Invar.

Ēnu maskas trūkumi ir labi zināmi: pirmkārt, tā ir neliela elektronu attiecība, ko pārvada un patur maska ​​(tikai apmēram 20-30% iziet cauri maskai), kas prasa izmantot fosforu ar augstu gaismas efektivitāti, un tas savukārt pasliktina mirdzuma vienkrāsainību, samazinot krāsu atveides diapazonu, un, otrkārt, ir diezgan grūti nodrošināt precīzu trīs staru sakritību, kas neatrodas vienā plaknē, kad tie tiek novirzīti lielos leņķos. Shadow mask tiek izmantota lielākajā daļā mūsdienu monitoru - Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, ViewSonic.

Minimālo attālumu starp vienas krāsas fosfora elementiem blakus esošajās rindās sauc par punktu piķi, un tas ir attēla kvalitātes rādītājs. Punktu soli parasti mēra milimetros (mm). Jo mazāka ir punktu augstuma vērtība, jo augstāka ir monitorā reproducētā attēla kvalitāte. Horizontālais attālums starp diviem blakus punktiem ir vienāds ar punkta soli, kas reizināts ar 0,866.

CRT ar vertikālu līniju apertūras režģi (Aperture Grill)

Ir arī cita veida caurule, kurā tiek izmantots apertūras režģis. Šīs caurules kļuva pazīstamas kā Trinitron, un Sony tās pirmo reizi ieviesa tirgū 1982. gadā. Apertūras masīva lampās tiek izmantota oriģināla tehnoloģija, kurā ir trīs staru pistoles, trīs katodi un trīs modulatori, bet ir viens kopējais fokuss.

Diafragmas režģis ir maskas veids, ko izmanto dažādi ražotāji savās tehnoloģijās, lai ražotu attēla lampas, kurām ir dažādi nosaukumi, bet pēc būtības tās ir vienādas, piemēram, Sony Trinitron tehnoloģija, Mitsubishi DiamondTron un ViewSonic SonicTron. Šis risinājums neietver metāla režģi ar caurumiem, kā tas ir ēnu maskas gadījumā, bet tam ir vertikālu līniju režģis. Punktu ar trīs pamatkrāsu fosfora elementiem vietā apertūras režģī ir virkne pavedienu, kas sastāv no fosfora elementiem, kas sakārtoti trīs pamatkrāsu vertikālās svītrās. Šī sistēma nodrošina augstu attēla kontrastu un labu krāsu piesātinājumu, kas kopā nodrošina augstas kvalitātes lampu monitorus, kuru pamatā ir šī tehnoloģija. Maska, ko izmanto Sony (Mitsubishi, ViewSonic) tālruņos, ir plāna folija, uz kuras ir saskrāpētas plānas vertikālas līnijas. Tas tiek turēts uz horizontāla stieples (viens no 15", divi no 17", trīs vai vairāk pa 21 collu), kura ēna ir redzama ekrānā. Šo vadu izmanto vibrāciju slāpēšanai, un to sauc par slāpētāja vadu. Tas ir skaidri redzams, it īpaši ar gaišiem fona attēliem monitorā. Dažiem lietotājiem šīs līnijas principā nepatīk, savukārt citi, gluži pretēji, priecājas un izmanto tos kā horizontālu lineālu.

Minimālo attālumu starp vienas krāsas fosfora sloksnēm sauc par sloksnes piķi un mēra milimetros (sk. 10. att.). Jo mazāka ir svītru augstuma vērtība, jo augstāka ir attēla kvalitāte monitorā. Izmantojot diafragmas atvēruma masīvu, ir jēga tikai horizontālajam punkta izmēram. Tā kā vertikāli nosaka elektronu stara fokusēšana un novirzes sistēma.

CRT ar spraugas masku

Slotu masku plaši izmanto NEC ar nosaukumu CromaClear. Šis risinājums praksē ir ēnu maskas un apertūras režģa kombinācija. Šajā gadījumā fosfora elementi atrodas vertikālās eliptiskās šūnās, un maska ​​ir izgatavota no vertikālām līnijām. Faktiski vertikālās svītras ir sadalītas eliptiskās šūnās, kurās ir trīs fosfora elementu grupas ar trim primārajām krāsām.

Slotu maska ​​tiek izmantota papildus NEC monitoriem (kur šūnas ir eliptiskas) Panasonic monitoros ar PureFlat cauruli (agrāk saukta par PanaFlat). Ņemiet vērā, ka dažāda veida cauruļu piķi nevar tieši salīdzināt: ēnu maskas caurules punktu (vai triādes) soli mēra pa diagonāli, savukārt apertūras masīva soli, ko citādi sauc par horizontālo punktu piķi, mēra horizontāli. Tāpēc ar vienādu punktu soli caurulei ar ēnu masku ir lielāks punktu blīvums nekā caurulei ar apertūras režģi. Piemēram, 0,25 mm svītru solis ir aptuveni vienāds ar 0,27 mm punktu. Arī 1997. gadā Hitachi, lielākais CRT dizainers un ražotājs, izstrādāja EDP, jaunāko ēnu masku tehnoloģiju. Tipiskā ēnu maskā triādes ir izvietotas vairāk vai mazāk vienādi, veidojot trīsstūrveida grupas, kas ir vienmērīgi sadalītas pa caurules iekšējo virsmu. Hitachi ir samazinājis horizontālo attālumu starp triādes elementiem, tādējādi izveidojot triādes, kas pēc formas ir tuvākas vienādsānu trīsstūrim. Lai izvairītos no atstarpēm starp trijām, paši punkti ir iegareni, vairāk atgādinot ovālus, nevis apļus.

Abiem masku veidiem – ēnu maskai un apertūras režģim – ir savas priekšrocības un atbalstītāji. Biroja programmām, tekstapstrādes programmām un izklājlapām piemērotākas ir attēlu caurules ar ēnu masku, kas nodrošina ļoti augstu attēla skaidrību un pietiekamu kontrastu. Darbam ar rastra un vektorgrafikas pakotnēm tradicionāli ieteicamas caurules ar apertūras režģi, kam raksturīgs lielisks attēla spilgtums un kontrasts. Turklāt šo attēla lampu darba virsma ir cilindra segments ar lielu horizontālu izliekuma rādiusu (atšķirībā no CRT ar ēnu masku, kam ir sfēriska ekrāna virsma), kas ievērojami (līdz 50%) samazina atspīduma intensitāti. uz ekrāna.

CRT monitoru galvenās īpašības

Monitora ekrāna diagonāle

Monitora ekrāna diagonāle ir attālums starp ekrāna apakšējo kreiso un augšējo labo stūri, ko mēra collās. Lietotājam redzamā ekrāna laukuma izmērs parasti ir nedaudz mazāks, vidēji 1" nekā klausules izmērs. Pievienotajā dokumentācijā ražotāji var norādīt divus diagonāļu izmērus, redzamo izmēru parasti norādot iekavās vai atzīmējot "Skatāmais izmērs". ”, taču reizēm norādīts tikai viens izmērs - caurules diagonāles izmērs. Par PC standartu ir kļuvuši monitori ar 15" diagonāli, kas aptuveni atbilst 36-39 cm redzamā laukuma diagonālei. Lai strādātu operētājsistēmā Windows, vēlams, lai monitoram būtu vismaz 17" izmērs. Profesionālam darbam ar desktop publishing sistēmām (DPS) un datorizētā dizaina (CAD) sistēmām labāk izmantot 20" vai 21. " monitors.

Ekrāna graudu izmērs

Ekrāna graudu izmērs nosaka attālumu starp tuvākajiem caurumiem izmantotajā krāsu atdalīšanas maskā. Attālumu starp maskas caurumiem mēra milimetros. Jo mazāks ir attālums starp ēnu maskas caurumiem un vairāk caurumu, jo augstāka ir attēla kvalitāte. Visi monitori, kuru graudainība ir lielāka par 0,28 mm, tiek klasificēti kā rupji un ir lētāki. Labāko monitoru graudainība ir 0,24 mm, dārgākajiem modeļiem sasniedzot 0,2 mm.

Monitora izšķirtspēja

Monitora izšķirtspēju nosaka attēla elementu skaits, ko tas spēj reproducēt horizontāli un vertikāli. Monitori ar 19 collu ekrāna diagonāli atbalsta izšķirtspēju līdz 1920*14400 un augstāku.

Uzraudzīt enerģijas patēriņu

Ekrāna pārklājumi

Ekrāna pārklājumi ir nepieciešami, lai tam piešķirtu pretatspīduma un antistatiskas īpašības. Pretatstarojošais pārklājums ļauj monitora ekrānā novērot tikai datora radīto attēlu, nevis nogurdināt acis, novērojot atstarotos objektus. Ir vairāki veidi, kā iegūt pretatstarojošu (neatstarojošu) virsmu. Lētākais no tiem ir kodināšana. Tas piešķir virsmai raupjumu. Tomēr grafika šādā ekrānā izskatās izplūdusi un attēla kvalitāte ir zema. Populārākā metode ir uzklāt kvarca pārklājumu, kas izkliedē krītošo gaismu; Šo metodi ieviesa Hitachi un Samsung. Antistatisks pārklājums ir nepieciešams, lai nepieļautu putekļu pielipšanu ekrānam statiskās elektrības uzkrāšanās dēļ.

Aizsargājošs ekrāns (filtrs)

Aizsargājošam ekrānam (filtram) ir jābūt neaizstājamam CRT monitora atribūtam, jo ​​medicīniskie pētījumi ir parādījuši, ka starojums, kas satur starus plašā diapazonā (rentgena, infrasarkanais un radio starojums), kā arī elektrostatiskos laukus, kas pavada ierīces darbību. monitoru, var ļoti negatīvi ietekmēt cilvēka veselību .

Atbilstoši ražošanas tehnoloģijai aizsargfiltrus iedala sietā, plēvē un stiklā. Filtrus var piestiprināt pie monitora priekšējās sienas, piekārt pie augšējās malas, ievietot speciālā rievā ap ekrānu vai novietot uz monitora.

Tīkla filtri

Tīkla filtri praktiski nenodrošina aizsardzību pret elektromagnētisko starojumu un statisko elektrību un nedaudz pasliktina attēla kontrastu. Tomēr šie filtri labi samazina ārējā apgaismojuma atspīdumu, kas ir svarīgi, ilgstoši strādājot ar datoru.

Filmu filtri

Filmu filtri arī nepasargā no statiskās elektrības, bet ievērojami palielina attēla kontrastu, gandrīz pilnībā absorbē ultravioleto starojumu un samazina rentgena starojuma līmeni. Polarizējošie plēves filtri, piemēram, no Polaroid, var pagriezt atstarotās gaismas polarizācijas plakni un nomākt atspīdumu.

Stikla filtri

Stikla filtri tiek ražoti vairākās modifikācijās. Vienkārši stikla filtri noņem statisko lādiņu, mazina zemfrekvences elektromagnētiskos laukus, samazina ultravioletā starojuma intensitāti un palielina attēla kontrastu. Stikla filtriem kategorijā “Pilna aizsardzība” ir vislielākā aizsargājošo īpašību kombinācija: tie praktiski nerada atspīdumu, palielina attēla kontrastu pusotras līdz divas reizes, novērš elektrostatiskos laukus un ultravioleto starojumu, kā arī ievērojami samazina zemfrekvences magnētisko ( mazāks par 1000 Hz) un rentgena starojums. Šie filtri ir izgatavoti no īpaša stikla.

Priekšrocības un trūkumi

Personālā datora monitors ir patiesi svarīga jebkura veida datora sastāvdaļa.

Bez monitora nav iespējas pilnībā izvērtēt sniegtās programmatūras raksturlielumus, kā arī funkcijas un iespējas, jo vizuāli netiks attēlota viena veida informācija. Tikai ar izmantoto monitoru jūs varat saņemt līdz pat 100% informācijas.

Pašlaik katodstaru lampu monitori vairs nav izplatīti un plaši izplatīti. Šo paņēmienu var redzēt tikai reti lietotāji. CRT ir veiksmīgi aizstājuši LCD monitorus.

Neskatoties uz šo situāciju, ir jāsaprot visas svarīgās ražotās iekārtas priekšrocības un nianses, jo tikai tādā gadījumā kļūst iespējams patiesi novērtēt iepriekšējos produktus un saprast, kāpēc tie zaudējuši savu aktualitāti. Vai tiešām tas ir tikai lielais izmērs un pārmērīgais svars, liels enerģijas patēriņš un lietotājiem potenciāli kaitīgs starojums?

Kādi bija vecie CRT monitori?

Visus CRT monitorus var iedalīt trīs veidos.

1. Katodstaru monitori ar ēnu masku. Šī opcija izrādījās viena no populārākajām un patiesi cienīgākajām ražotāju vidū. Iekārtai bija izliekts monitors.
2. LT ar apertūras režģi, kas ietver vairākas vertikālas līnijas.
3. Monitori ar spraugas masku.

Kādas CRT monitoru tehniskās īpašības ir jāņem vērā? Kā saprast, cik cienīga tehnika ir tās lietošanai?

1. Ekrāna diagonāle. Šo parametru parasti aprēķina no pretējiem stūriem no augšas un apakšas: apakšējais labais stūris – augšējais kreisais. Vērtība jāmēra collās. Vairumā gadījumu modeļiem bija 15 un 17 collu diagonāle.
2. Monitora ekrāna graudu izmērs A. Šajā gadījumā tiek pieņemts, ka ir jāņem vērā īpaši caurumi, kas atrodas monitora krāsu atdalīšanas maskā noteiktos attālumos. Ja šis attālums ir mazāks, varat paļauties uz uzlabotu attēla kvalitāti. Graudu izmēram jānorāda attālums starp tuvākajiem caurumiem. Šī iemesla dēļ varat koncentrēties uz šādu indikatoru: mazāks raksturlielums ir datora displeja augstas kvalitātes pierādījums.
3. Elektrības patēriņš b, mēra W.
4. Displeja pārklājuma veids.
5. Aizsargekrāna esamība vai neesamība. Zinātniskajiem pētniekiem ir izdevies pierādīt, ka radītais starojums ir kaitīgs cilvēka veselībai. Šī iemesla dēļ CRT monitorus sāka piedāvāt ar īpašu aizsardzību, kas var būt stikls, plēve vai siets. Galvenais mērķis bija censties samazināt radiācijas līmeni.

CRT monitoru priekšrocības

Neskatoties uz CRT monitoru īpašībām un specifiku, joprojām ir iespējams novērtēt iepriekšējo piedāvāto produktu priekšrocības:

• CRT modeļi var darboties ar pārslēgšanas (aizvara) stereo brillēm. Tomēr pat vismodernākie LCD displeji nav ieguvuši šādu prasmi. Ja cilvēks vēlas atzīmēt, cik daudzpusīgs un perfekts var būt pilnvērtīgs 3D stereo video, vislabāk ir dot priekšroku CRT modelim, kas būs 17 collas. Izmantojot šo pieeju, pirkumam varat atvēlēt 1500 - 4500 rubļus, bet tomēr iegūt iespēju baudīt 3D stereo komutācijas brillēs. Vissvarīgākais ir pārbaudīt, pamatojoties uz izlaistā aprīkojuma pases datiem, tā raksturlielumus: izšķirtspējai jābūt 1024x768. Kadru skenēšanas frekvence – no 100 Hz. Ja šīs detaļas netiek ievērotas, pastāv stereo attēla mirgošanas risks.
• CRT monitors, uzstādot ar modernu videokarti, var veiksmīgi attēlot dažādas izšķirtspējas attēlus, tostarp tievas līnijas un slīpus burtus. Šis raksturlielums ir atkarīgs no fosfora izšķirtspējas. LCD displejs pareizi un efektīvi reproducēs tekstu tikai tad, ja izšķirtspēja būs iestatīta vienāda ar paša LCD monitora rindu un kolonnu skaitu, standarta izšķirtspēja, jo citas versijas interpolēs izmantotās iekārtas elektronika.
• Augstas kvalitātes CRT monitori var jūs iepriecināt ar dinamiskām (pārejošām) īpašībām, ļaujot baudīt dinamiski mainīgu ainu skatīšanos spēlēs un filmās. Tiek pieņemts, ka ir iespējams veiksmīgi un viegli noņemt nevēlamus smērējumus no attēla daļām, kas ātri mainās. To var izskaidrot ar šādu niansi: CRT luminofora pārejas reakcijas laiks nedrīkst pārsniegt 1 - 2 ms atbilstoši pilna spilgtuma samazināšanās kritērijam līdz vairākiem procentiem. LCD displejiem ir pārejoša reakcija 12 - 15 ms, un 2, 6, 8 ms ir tīri reklāmas triks, kā rezultātā dinamiskās ainās var notikt strauji mainīgu detaļu eļļošana.
• CRT monitori, kas atbilst augstiem kritērijiem un ir pareizi pielāgoti krāsām, var garantēt pareizu novēroto ainu krāsu atveidi. Šo īpašību novērtē mākslinieki un dizaineri. LCD monitori nevar jūs iepriecināt ar ideālu krāsu atveidi.

CRT monitoru trūkumi

• Lieli izmēri.
• Augsts enerģijas patēriņa līmenis.
• Kaitīga elektromagnētiskā starojuma klātbūtne.

Iespējams, LCD displeji pēc tehniskajiem parametriem pietuvosies CRT, jo mūsdienu ražotāji cenšas apvienot piedāvātajos produktos ērtības un praktiskumu, funkcionalitāti.

Lielākā daļa mūsdienās izmantoto un ražoto monitoru ir veidoti uz katodstaru lampām (CRT). Angļu valodā - Cathode Ray Tube (CRT), burtiski - katodstaru lampa. Dažreiz CRT tiek atšifrēts kā katodstaru terminālis, kas vairs neatbilst pašai caurulei, bet gan uz tās balstītajai ierīcei. Katodstaru tehnoloģiju 1897. gadā izstrādāja vācu zinātnieks Ferdinands Brauns, un tā sākotnēji tika radīta kā īpašs instruments maiņstrāvas mērīšanai, tas ir, osciloskops.

Katodstaru lampa jeb kineskops ir vissvarīgākais monitora elements. Kineskops sastāv no noslēgtas stikla spuldzes, kuras iekšpusē ir vakuums (galvenās kineskopa konstrukcijas sastāvdaļas parādītas 1. att.). Viens no kolbas galiem ir šaurs un garš - tas ir kakls. Otrs ir plats un diezgan plakans ekrāns. Ekrāna iekšējā stikla virsma ir pārklāta ar fosforu. Par krāsu CRT fosforu izmanto diezgan sarežģītas kompozīcijas, kuru pamatā ir retzemju metāli - itrijs, erbijs u.c.. Fosfors ir viela, kas izstaro gaismu, kad tiek bombardēta ar lādētām daļiņām. Ņemiet vērā, ka dažreiz fosforu sauc par fosforu, taču tas nav pareizi, jo fosforam, ko izmanto CRT pārklājumā, nav nekā kopīga ar fosforu. Turklāt fosfors spīd tikai mijiedarbības rezultātā ar atmosfēras skābekli, oksidējoties līdz P 2 O 5, un mirdzums nav ilgs (starp citu, baltais fosfors ir spēcīga inde).

CRT dizains

1. attēls. Katodstaru lampas konstrukcija.

Attēla izveidošanai CRT monitorā tiek izmantots elektronu lielgabals, no kura spēcīga elektrostatiskā lauka ietekmē tiek izstarota elektronu plūsma. Caur metāla masku vai režģi tie nokrīt uz stikla monitora ekrāna iekšējās virsmas, kas ir pārklāta ar daudzkrāsainiem fosfora punktiem.
Elektronu plūsmu (staru) var novirzīt vertikālā un horizontālā plaknē, kas nodrošina, ka tā konsekventi sasniedz visu ekrāna lauku. Siju novirza ar novirzīšanas sistēmas palīdzību (skat. 2. att.). Noviržu sistēmas iedala seglu-toroidālās un seglu formas. Pēdējie ir vēlami, jo tiem ir samazināts radiācijas līmenis.

Novirzes sistēmas projektēšana

2. attēls. CRT novirzes sistēmas konstrukcija.

Noviržu sistēma sastāv no vairākām induktivitātes spolēm, kas atrodas kineskopa kaklā. Izmantojot mainīgu magnētisko lauku, divas spoles novirza elektronu staru horizontālajā plaknē, bet pārējās divas - vertikālajā plaknē.
Magnētiskā lauka izmaiņas notiek maiņstrāvas ietekmē, kas plūst cauri spolēm un mainās saskaņā ar noteiktu likumu (tas, kā likums, ir zāģa zoba sprieguma izmaiņas laika gaitā), savukārt spoles piešķir staram vēlamo virziens. Elektronu stara ceļš uz ekrāna shematiski parādīts attēlā. 3. Nepārtrauktas līnijas ir aktīvais staru kūļa ceļš, punktētā līnija ir apgrieztā līnija.

Elektronu stara ceļš

3. attēls. Elektronu stara slaucīšanas diagramma.

Pārejas biežumu uz jaunu līniju sauc par horizontālo (vai horizontālo) skenēšanas frekvenci. Pārejas biežumu no apakšējā labā stūra uz augšējo kreiso sauc par vertikālo (vai vertikālo) frekvenci. Pārsprieguma impulsu amplitūda uz horizontālās skenēšanas spolēm palielinās līdz ar līniju frekvenci, tāpēc šis mezgls izrādās viena no visvairāk noslogotajām struktūras daļām un viens no galvenajiem traucējumu avotiem plašā frekvenču diapazonā. Horizontālo skenēšanas vienību patērētā jauda ir arī viens no nopietnajiem faktoriem, kas tiek ņemts vērā, izstrādājot monitorus.
Pēc novirzīšanas sistēmas elektronu plūsma ceļā uz caurules priekšējo daļu iet caur intensitātes modulatoru un paātrināšanas sistēmu, kas darbojas pēc potenciālu starpības principa. Rezultātā elektroni iegūst lielāku enerģiju (E = mV 2 /2, kur E ir enerģija, m ir masa, v ir ātrums), kuras daļa tiek tērēta fosfora spīdumam.

Elektroni ietriecas fosfora slānī, pēc tam elektronu enerģija tiek pārvērsta gaismā, tas ir, elektronu plūsma liek luminofora punktiem mirdzēt. Šie mirdzošie fosfora punkti veido attēlu, ko redzat savā monitorā. Parasti krāsu CRT monitorā tiek izmantoti trīs elektronu pistoles, pretstatā vienam pistolei, ko izmanto vienkrāsainos monitoros, kurus mūsdienās ražo reti.

Ir zināms, ka cilvēka acis reaģē uz primārajām krāsām: sarkanu (sarkanu), zaļu (zaļu) un zilu (zilu) un to kombinācijām, kas rada bezgalīgu skaitu krāsu. Fosfora slānis, kas klāj katodstaru lampas priekšpusi, sastāv no ļoti maziem elementiem (tik maziem, ka cilvēka acs tos ne vienmēr var atšķirt). Šie fosfora elementi atveido primārās krāsas, patiesībā ir trīs veidu daudzkrāsainas daļiņas, kuru krāsas atbilst primārajām RGB krāsām (tātad arī fosfora elementu grupas nosaukums - triādes).

Krāsu kombinācijas

Fosfors sāk spīdēt, kā minēts iepriekš, paātrinātu elektronu ietekmē, ko rada trīs elektronu lielgabali. Katrs no trim lielgabaliem atbilst vienai no pamatkrāsām un sūta elektronu staru uz dažādām fosfora daļiņām, kuru primāro krāsu mirdzums ar dažādu intensitāti tiek apvienots, veidojot attēlu ar vēlamo krāsu. Piemēram, ja jūs aktivizējat sarkanās, zaļās un zilās fosfora daļiņas, to kombinācija veidos baltu.

Lai vadītu katodstaru lampu, nepieciešama arī vadības elektronika, kuras kvalitāte lielā mērā nosaka monitora kvalitāti. Starp citu, tieši dažādu ražotāju radītās vadības elektronikas kvalitātes atšķirība ir viens no kritērijiem, kas nosaka atšķirību starp monitoriem ar vienādu katodstaru lampu.

Tātad katrs lielgabals izstaro elektronu staru (vai straumi, vai staru), kas ietekmē dažādu krāsu (zaļu, sarkanu vai zilu) fosfora elementus. Ir skaidrs, ka elektronu stars, kas paredzēts sarkanā fosfora elementiem, nedrīkst ietekmēt zaļo vai zilo fosforu. Lai panāktu šo darbību, tiek izmantota speciāla maska, kuras struktūra ir atkarīga no dažādu ražotāju attēla lampu veida, nodrošinot attēla diskrētumu (rasterizāciju). CRT var iedalīt divās klasēs - trīsstaru ar delta formas elektronu lielgabalu izvietojumu un ar plakanu elektronu lielgabalu izvietojumu. Šajās caurulēs tiek izmantotas šķēlumu un ēnu maskas, lai gan precīzāk būtu teikt, ka tās visas ir ēnu maskas. Šajā gadījumā lampas ar plakanu elektronu lielgabalu izvietojumu sauc arī par attēla lampām ar pašsaplūstošiem stariem, jo ​​Zemes magnētiskā lauka ietekme uz trim plaknē izvietotiem stariem ir gandrīz identiska un kad caurules novietojums attiecībā pret Zemes staru kūli. lauka izmaiņas, papildu korekcijas nav nepieciešamas.

Ēnu maska

Ēnu maska ​​ir visizplatītākais masku veids. Tas ir izmantots kopš pirmo krāsu attēla lampu izgudrošanas. Attēlu caurulēm ar ēnu masku virsma parasti ir sfēriska (izliekta). Tas tiek darīts tā, lai elektronu staram ekrāna centrā un malās būtu vienāds biezums.

Ēnu maskas dizains

5. attēls. Ēnu maskas dizains (palielināts).

Ēnu maska ​​sastāv no metāla plāksnes ar apaļiem caurumiem, kas aizņem aptuveni 25% no laukuma (skat. 5., 6. att.). Masku novieto stikla caurules priekšā ar fosfora slāni. Parasti lielākā daļa mūsdienu ēnu masku ir izgatavotas no invar. Invar (InVar) ir magnētisks dzelzs sakausējums (64%) ar niķeli (36%). Šim materiālam ir ārkārtīgi zems termiskās izplešanās koeficients, tāpēc, lai arī elektronu stari silda masku, tas negatīvi neietekmē attēla krāsu tīrību. Caurumi metāla sietā darbojas kā tēmēklis (lai gan ne precīzs), kas nodrošina, ka elektronu stars trāpa tikai vajadzīgajos fosfora elementos un tikai noteiktos apgabalos. Ēnu maska ​​veido režģi ar vienādiem punktiem (saukti arī par triādēm), kur katrs šāds punkts sastāv no trim pamatkrāsu - zaļās, sarkanās un zilās - fosfora elementiem, kas elektronu lielgabalu staru ietekmē mirdz ar dažādu intensitāti. Mainot strāvu katrā no trim elektronu stariem, jūs varat sasniegt patvaļīgu attēla elementa krāsu, ko veido punktu triāde.

Ēnu maskas dizains 2

6. attēls. Ēnu maskas dizains (vispārējais skats).

Viena no vājajām vietām monitoriem ar ēnu masku ir tā termiskā deformācija. Attēlā 7. attēlā parādīts, kā daži elektronu staru pistoles stari trāpīja ēnas maskai, izraisot ēnas maskas karsēšanu un sekojošu deformāciju. Rezultātā ēnu maskas caurumu pārvietošanās rada ekrāna raibuma efektu (RGB krāsu nobīde). Ēnu maskas materiāls būtiski ietekmē monitora kvalitāti. Vēlamais maskas materiāls ir Invar.

Novirzes sistēmas projektēšana 2

7. attēls. Izlieces sistēmas konstrukcija.

Ēnu maskas trūkumi ir labi zināmi: pirmkārt, tā ir neliela elektronu attiecība, ko pārvada un patur maska ​​(tikai apmēram 20-30% iziet cauri maskai), kas prasa izmantot fosforu ar augstu gaismas efektivitāti, un tas savukārt pasliktina mirdzuma vienkrāsainību, samazinot krāsu atveides diapazonu, un, otrkārt, ir diezgan grūti nodrošināt precīzu trīs staru sakritību, kas neatrodas vienā plaknē, kad tie tiek novirzīti lielos leņķos. Shadow mask tiek izmantota lielākajā daļā mūsdienu monitoru - Hitachi, Panasonic, Samsung, Daewoo, LG, Nokia, ViewSonic.

Ēnu maskas solis

8. attēls. Ēnu maskas solis.

Minimālo attālumu starp vienas krāsas fosfora elementiem blakus rindās sauc par punktu piķi un ir attēla kvalitātes rādītājs (sk. 8. att.). Punktu soli parasti mēra milimetros (mm). Jo mazāka ir punktu augstuma vērtība, jo augstāka ir monitorā reproducētā attēla kvalitāte. Horizontālais attālums starp diviem blakus punktiem ir vienāds ar punkta soli, kas reizināts ar 0,866.

Apertūras režģis

Ir arī cita veida caurule, kurā tiek izmantots apertūras režģis. Šīs caurules kļuva pazīstamas kā Trinitron, un Sony tās pirmo reizi ieviesa tirgū 1982. gadā. Apertūras masīva lampās tiek izmantota oriģināla tehnoloģija, kurā ir trīs staru lielgabali, trīs katodi un trīs modulatori, bet ir viens kopējais fokuss (sk. 9. att.).

Apertūras režģa dizains

9. attēls. Apertūras režģa dizains.

Diafragmas režģis ir maskas veids, ko izmanto dažādi ražotāji savās tehnoloģijās, lai ražotu attēla lampas, kurām ir dažādi nosaukumi, bet pēc būtības tās ir vienādas, piemēram, Sony Trinitron tehnoloģija, Mitsubishi DiamondTron un ViewSonic SonicTron. Šis risinājums neietver metāla režģi ar caurumiem, kā tas ir ēnu maskas gadījumā, bet tam ir vertikālu līniju režģis (skat. 10. att.). Punktu ar trīs pamatkrāsu fosfora elementiem vietā apertūras režģī ir virkne pavedienu, kas sastāv no fosfora elementiem, kas sakārtoti trīs pamatkrāsu vertikālās svītrās. Šī sistēma nodrošina augstu attēla kontrastu un labu krāsu piesātinājumu, kas kopā nodrošina augstas kvalitātes lampu monitorus, kuru pamatā ir šī tehnoloģija. Maska, ko izmanto Sony (Mitsubishi, ViewSonic) tālruņos, ir plāna folija, uz kuras ir saskrāpētas plānas vertikālas līnijas. Tas tiek turēts uz horizontāla stieples (viens no 15", divi no 17", trīs vai vairāk pa 21 collu), kura ēna ir redzama ekrānā. Šo vadu izmanto vibrāciju slāpēšanai, un to sauc par slāpētāja vadu. Tas ir skaidri redzams, it īpaši ar gaišiem fona attēliem monitorā. Dažiem lietotājiem šīs līnijas principā nepatīk, savukārt citi, gluži pretēji, priecājas un izmanto tos kā horizontālu lineālu.

Apertūras režģa slīpums