顯示器工作原理

1、顯示器工原理第一節(jié)顯示器概況一.顯示器發(fā)展概況顯示器的發(fā)展是伴隨計(jì)算機(jī)的發(fā)展而發(fā)展起來的面由(單色 黃色、琥珀色、紙白發(fā)展到彩色。單色顯示器由單色發(fā)展到多灰度 個灰 度）單色顯示器， 單色顯示器而后發(fā)展為 vga 多頻單色顯示器，彩色顯示 器最初只有 4 色，很快發(fā)展到 8 色 16 色 64 色 2n 顏色。（從理論上講顏色是無限的）目前大螢?zāi)豢傻綌?shù)萬種顏色。在解析度方面：從低解析度(320200) 到中解析度 640200 640350 640400,到高解析度 640480 800600 1024768, 發(fā)展到超高解析 度 12801024 1280128016001280 以上。顯示

2、方式為 cgaega（ ega enhanced graphic adaptor vga video graphic svga video graphic 8514 tvga xga ，visa 等。輸入訊號從分離式的 ttl 發(fā)展為模擬訊號（analog在掃描頻率方面：行掃描（又稱水平掃描）從單一頻率到多頻自動跟蹤，其 掃描範(fàn)圍從 到 120khz 甚至更高,場掃描頻率從 50hz 到 120hz ,甚至更高。在映象管方面：從黑白映象管發(fā)展到彩色映象管，從三槍到單槍，從曲面發(fā) 展到平面角映象管點(diǎn)玻璃體上色點(diǎn)之間的距離稱為點(diǎn)距 以上,很快 發(fā)展為 0.39mm 0.21mm, 甚至更小象管點(diǎn)距

3、越小示器的解析度越高象管的*越貴。 顯示器解析度的高低除了與映象管的點(diǎn)距有關(guān)外與顯示介面又稱彩色顯 示控制卡，現(xiàn)在都作在主機(jī)板上）有關(guān)，即顯示控制卡的解析度。映象管的尺寸大小向兩個方向發(fā)展：大螢?zāi)话l(fā)展到 20 英寸以上，小螢?zāi)恍?到 9 寸以下。在電路方面分離元件 到區(qū)域性採用積體電路如行場振蕩採用積體 電路 到顯示器各組成部分（電源掃描電路、同步訊號處理電路 訊號處理 電路等）均有部分電路採用了積體電路；從小規(guī)模積體電路 中規(guī)模積體電路 大規(guī)模積體電路 到超大規(guī)模積體電路（ ）以及微電腦的應(yīng)用。在元器件方面：是從電子管 電晶體從大型元件 小型元件超小型元 件（電阻、電容、電感、積體電路等）採

4、用貼片技術(shù)，使得體積更小，提高了可 靠性。顯示器在應(yīng)用方面：也越來越廣泛而且在向高科技領(lǐng)域發(fā)展，如計(jì)算機(jī)輔助 設(shè) 電腦輔助生產(chǎn)製） 系統(tǒng)、高檔微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和空中遙感繪圖分析多*等。下面用原理方塊圖說明顯示器的發(fā)展概況，如圖 所示：二：顯示器種類顯示器主要分兩大類：一是平板式顯示器，主要包括液晶顯示器、等離子顯 示器空熒光顯示器致發(fā)光顯示器等中液晶顯示器在膝上型電腦中得 到了極其廣泛的應(yīng)用。二是陰極射線管 crt 顯示器。本書只介紹這類顯示器。陰極射線管顯示器的分類方法有幾種，下面作具體 說明：1、按顯示顏色分類可分為單色顯示器和彩色顯示器兩種。單色顯示器螢?zāi)凰@示字元 或圖形的顏色取決于映象管

5、玻璃體所涂熒光粉 的顏色有綠色(green )黃色（ 珀色（ 白色（ white 該類顯示器稱為多灰度單色顯示器。單色顯示器 12 英寸14 英寸 的，還有超小 vga 多頻單色顯示器，這類顯示器體積小、重量輕、影象清晰， 最適用于戶外或流動性強(qiáng)的工作場合色顯示器由于*便宜經(jīng)很受銀行和 郵電部門的歡迎。彩色顯示器所採用的彩色映象管有蔭罩管，自會聚管，而蔭罩管已逐漸被淘 汰色顯示器可給出無限種顏色此顯示的圖形效果令人滿意于彩色映 象管的成本高而造成彩色顯示器的*較貴別是 寸以上的大螢?zāi)徊噬@示 器就更貴了。但是近兩年由于市場競爭*大幅度下降。2 按顯示卡分類可分為 5 種。（1） mda 單色顯

6、示器，與之相配合使用的是 ibm pc 微機(jī)和單色顯示適配 display adapter能提供文字方式為 ， 行頻為， 頻為 50hz 而大力神hercules 色顯示適配卡具有圖形顯示功能，解析度為 720350， 后來又有多灰度單色顯示器。3 按掃描頻率分類?？煞譃閱晤l顯示器和多頻顯示器。（1） 單頻顯示器行掃描頻率固定不變。各種型號的顯示器開始都是單頻顯 示器，后來發(fā)展為多頻顯示器。（2） 多頻顯示器，它是目前市場上最流行的顯示器，也是今后顯示器發(fā)展 的方向。4. 按輸入訊號分類可分為兩種。（1）數(shù)字 ttl 顯示器，這種顯示器的輸入訊號是分離式的 ttl 脈沖訊號， 其輸入*訊號最多

7、有 個（r、g、b 兩個顯示顏色為 2=64， n 為 *訊號的個數(shù)為 3 個為 6 個 彩色顯示器就屬于這一類。（2）模擬（ ）顯示器，其 *輸入訊號只有三個模擬訊號。這種顯示 器從理論上講可顯示無窮多的色彩上要受彩色顯示控制卡顯示能力的限 制。這種顯示器是今后發(fā)展的方向。顯示方式見表三、掃描問題對于掃描問題，在這里不講具體電路的工作原理，而是對逐行掃描和隔行掃 描做些介紹便更多人了解什幺叫逐行掃描和隔行掃描什幺電視採用隔行 掃描方式什幺有的顯示器採用逐行掃描的顯示器採用隔行掃描同一 種型號顯示器為什幺既可採用逐行掃描又可採用隔行掃描等。電子束在映象管熒光屏上的有規(guī)律的運(yùn)動叫掃描。電子束在映

8、象管熒光屏上 作水平方向的掃描常叫水平掃描或行掃描章採用行掃描這個術(shù)語子 束在映象管熒光屏上作垂直方向的掃描，通常叫垂直掃描或場掃描。本章採用場掃描這個術(shù)語。顯示器的掃描與電視一樣，掃描方式是從左到右自上而下地掃描。在水平方 向先從左到右進(jìn)行正程掃描著快速從右端回到左端完成一週工作段時(shí)間 稱為“行掃描週期”，其重複頻率叫“行頻” fh 表示。在垂直方向先自上而 下進(jìn)行正程掃描著快速從下端回到上端完成一週作整段時(shí)間稱為“場掃 描週期”。其重複頻率叫“場頻” fv 表示般人的眼睛對低于 的頻率會感 到螢?zāi)辉陂W爍了克服這種閃爍我國電視採用隔行掃描有的顯示器也採用 隔行掃描，我國電視採用 625 行制

9、，在垂直方向上將一幀影象分成 行來傳 送，規(guī)定一秒鐘內(nèi)將影象由上而下地傳 25 遍，傳送一遍叫一幀，因此幀頻是 25hz 。25hz 的掃描頻率對人來講太不適應(yīng)了，于是將 625 行分成兩次傳送， 每次傳送 312.5 行（叫做一場 50hz 。滿足隔行掃描的條件是場頻與行頻之 間要滿足下式關(guān)係：fh =（ n + 1 ）fv假設(shè) fz 表示“幀頻”， 因?yàn)?fv 等于 fz 的兩倍，所以有fh =（ 2n + 1 ）fz實(shí)際掃描過程是連續(xù)不斷的，所謂隔行是指在一幅畫面上，掃描時(shí)間相繼的 兩行是落在相隔一行的空間位置上于逐行掃描幀頻與場頻是一樣的採用 隔行掃描，一幅中的第一場掃描奇數(shù)行（第 1

10、、5、9行掃 描偶數(shù)行（第 2、4、6、8行隔行掃描用示意圖表示，見圖圖中編號 1 2 3表示掃描的時(shí)間順序，兩邊的編號、 表示掃描行的 空間順序（位置正程掃描軌跡，虛線表示逆程掃描軌跡。從圖可見， 第一場掃描了 行開始不久轉(zhuǎn)入垂直逆程 行開始一段之后 轉(zhuǎn)入垂直正程，第二場開始，第 行至第 行，掃描了，第 10 行 結(jié)束。第二場轉(zhuǎn)入逆程，逆程結(jié)束轉(zhuǎn)入第三場。第三場的掃描與第一場完全重合， 第四場的掃描與第二場完全重合。以后重複進(jìn)行。顯示器的掃描頻率與掃描線數(shù)的關(guān)係與電視相同。但顯示器的垂直解析度與 掃描線數(shù)不完全是一個概念。四、顯示方式與行場頻率的關(guān)係在行場掃描問題中已講到我國電視標(biāo)準(zhǔn)行掃描頻

11、率為 ， 掃描頻率 為 50hz 每場的掃描線數(shù)為 線，即行頻/場頻= 15626 =線因?yàn)殡娨晵窀粜袙呙瑁恳粠嬅妫ㄒ环嬅妫┓謨纱螔呙柰?625 線，電 視隔行掃描理論對顯示器完全適用。計(jì)算機(jī)的組成可分成三部分，即計(jì)算機(jī)主機(jī)、顯示系統(tǒng)和電源。原理方框圖 如圖所示。顯示系統(tǒng)包括顯示控制卡和顯示器。顯示控制卡輸送給顯示器的訊號有行、 場同步訊號，以保證顯示畫面的穩(wěn)定有序r（ ttl 或 analog 號）輸 送給顯示器可隨時(shí)觀察計(jì)算機(jī)的工作過程和結(jié)果。顯示卡的晶振頻率（或 2 分 頻，4 分頻等）決定了點(diǎn)頻（點(diǎn)週期的總偏程值決定了每行最高點(diǎn)數(shù) 和垂直行數(shù)，而點(diǎn)頻決定了行場頻率。顯示系統(tǒng)的顯示

12、方式首先（最主要的）是由顯示卡決定行、場掃描頻率，每 行最高可顯示點(diǎn)數(shù)和每場有可顯點(diǎn)的最高行數(shù)還要看顯示器映象管蔭罩 孔的數(shù)目和顯示器熒光屏有效尺寸以及*訊號通道的頻寬是否滿足要求 分析可以看出顯示卡的製作決定了顯示方式，包括：行、場頻率及其訊號極性、 解析度、*訊號（ttl 或 analog 訊號比 cga 卡行頻為 640200,*號 ttl 電平脈沖訊號 色。 vga 標(biāo)準(zhǔn)行頻為 31.5khz ，場頻為， 分度不同的失真問題。由于產(chǎn)生失真的原因不同，又分為 幾何失真和非線性失真兩種。幾何失真是由于物理原因造成的，例如：偏轉(zhuǎn)線圈製作工藝誤差及其安裝誤 差等性失真是由于各元件都存在電阻損耗

13、或元件效能在使用過程中變壞 等原因造成的。所以不能籠統(tǒng)的談?wù)撌д鎲栴}。下面對兩種不同性質(zhì)的失真問題進(jìn)行簡單的 分析。1、 幾何失真幾何失真有枕形失真形失真 種。 光柵幾何失真示意圖見圖。下面從電工學(xué)原理角度講一講偏轉(zhuǎn)線圈的工作原理，以及由偏轉(zhuǎn)線圈引起的 幾何失真轉(zhuǎn)線圈分行偏轉(zhuǎn)線圈和場偏轉(zhuǎn)線圈們分別使電子束作水平和垂 直方向的掃描偏轉(zhuǎn)線圈有電流通過時(shí)就產(chǎn)生磁場子束在磁場作用下就在螢?zāi)簧蠌淖笾劣?，從上到下進(jìn)行反覆掃描。行偏轉(zhuǎn)線圈分上下兩部分，產(chǎn)生垂直方向的磁場，使電子束作水平方向的偏 轉(zhuǎn)，場偏轉(zhuǎn)線圈分左、右兩部分，產(chǎn)生的磁場是水平方向的，使電子束作垂直方 向的偏轉(zhuǎn)果行偏轉(zhuǎn)線圈的磁場彼此不垂直柵就會

14、產(chǎn)生平形四邊形失 真，若磁場不對稱，一邊強(qiáng)一邊弱，光柵就會產(chǎn)生梯形失真。但偏轉(zhuǎn)線圈作好后 就不能改變果失真太嚴(yán)重就得作廢太嚴(yán)重可通過放在偏轉(zhuǎn)線圈周圍的附 加磁性物質(zhì)所產(chǎn)生的附加磁場來修正，使光柵幾何失真限定在規(guī)定範(fàn)圍內(nèi)。由于對幾何失真要求越來越嚴(yán)格，上述辦法已不能滿足需要，所以當(dāng)前最流 行的顯示器都採用電子調(diào)整或通過電路進(jìn)行調(diào)整的方法。2、 非線性失真一般係指行、場掃描引起的失真，即行線性失真和場線性失真。行線性失真 主要原因是由于行輸出管放大倍數(shù)不夠大頻特性不好以及阻尼管轉(zhuǎn)線圈 等都不是理想元件存在電阻損耗等原因造成的般利用行線性調(diào)整線圈進(jìn) 行調(diào)整。但行掃描頻率不斷提高，從 15khz 上升到 120khz，甚至更高，採用固 定不變的線性調(diào)整已不能滿足要求前較