3.1.4. Мониторы и экранные фильтры

Монитор (дисплей) предназначен для вывода на экран тексто­вой и графической информации.

Мониторы могут быть сконструированы на основе электрон­но-лучевых трубок (ЭЛТ) или плоских панелей, изготовленных на основе жидких кристаллов, плазменных элементов и др. Конст­руктивные особенности мониторов совпадают с таковыми в те­левизионных кинескопах (см. гл. 2).

К основным характеристикам мониторов относятся: размер экрана. Выпускают мониторы с диагональю экрана 14, 15, 17, 19, 21, 22 дюйма. Монитор — не телевизор, пользователю приходится сидеть сравнительно близко к экрану, поэтому экран в 17 дюймов считается оптимальным;

тип теневой маски у цветных ЭЛТ. В зависимости от типа тене­вой маски и характера отверстий различают три основных вида ЭЛТ: точечная (дельтавидная), апертурная и щелевая. Считается, что трубки с щелевыми масками являются оптимальными для всех групп пользователей;

режимы работы (текстовый и графический). Текстовый режим работает быстро даже на самых медленных компьютерах. В графи­ческом режиме на экран выводится изображение в виде прямо­угольной сетки точек, цвет и оттенок каждой из которых задается компьютером отдельно. В графическом режиме на экран можно выводить тексты, графики, рисунки и т.д. Для работы в операци­онной среде Windows необходимы именно такие мониторы;

цветность (черно-белые и цветные). Различают еще композит­ные монохромные мониторы с зеленым, янтарным и черно-бе- лым изображением. Такие мониторы обеспечивают высококаче­ственное воспроизведение как символьной, так и графической информации;

глубина цвета, число цветов или полутонов в монохромном изображении (от 256 до 16,7 млн);

разрешающая способность мониторов измеряется числом то­чек на экране монитора по горизонтали и вертикали. Современ­ные мониторы могут поддерживать разрешения от 640 х 480 точек до 1600x 1200 точек и более, причем режим разрешения можно менять с клавиатуры. Высокая разрешающая способность нужна прежде всего в графическом режиме и связана непосредственно с размером точек (пикселей): чем меньше точка, тем выше разре­шающая способность. В хорошем мониторе размеры пикселей со­ставляют 0,28 мм, но есть мониторы с точкой диаметром 0,27 и 0,26 мм. Следует отметить, что разрешающая способность мони­тора не зависит от размеров экрана;

частота смены кадров рекомендуется 60... 100 Гц, так как более высокая частота кадров снижает качество изображения. Частота 72 Гц и ниже сопровождается мерцанием экрана и приводит к преждевременному утомлению.

В качестве потребительских характеристик часто используется такое понятие, как low radiation — низкий уровень излучения, или LR. Индекс LR говорит о том, что монитор может использо­ваться без защитного экрана.

Для снижения электрического потенциала на поверхности экра­на наносят специальные проводящие антистатические покрытия, которые в документации обозначают сокращенно AS — anti-static.

Другой вид покрытий позволяет устранить отражение окружа­ющих предметов в стекле экрана, которые мешают при работе. Эти покрытия называются антиотражающими (AR, anti-reflection). В последнее время для получения антиотражающих покрытий ис­пользуют тонкий слой диоксида кремния, на котором методом травления получают профилированные горизонтальные канавки, ослабляющие отражение внешних предметов.

Мониторы характеризуются степенью плоскостности экрана: чем экран более плоский, тем меньше искажаются на нем геомет­рические фигуры. Более плоские экраны обладают также лучши­ми антибликовыми свойствами вследствие действия обычных за­конов отражения.

Различают два основных типа кинескопов: со сферической и цилиндрической кривизной. Поверхность экрана кинескопа пред­ставляет собой сегмент, в первом случае вырезанный из сферы, а во втором — из вертикального цилиндра. На 14-дюймовых мони­торах применяются сферические экраны. Кинескопы со сфери­ческими экранами минимальной степени кривизны называют труб­ками с плоским квадратным экраном, или FST (flat square tube). Происхождение названия связано с тем, что углы у этих кинеско­пов не скругленные, а прямые.

Трубки с апертурной решеткой (trinitron, diamondtron, sonic- tron) имеют экран действительно плоский по вертикали. При этом радиус их кривизны по горизонтали примерно равен радиусу кри­визны трубок FST. Идеально плоскими по всем направлениям яв­ляются ЭЛТ фирмы Panasonic, которые получили название panaflat.

В последнее время появились мониторы с укороченной труб­кой, с плоским экраном, с переменным шагом апертурной ре­шетки, с уменьшенным до 0,22 мм размером ячеек люминофора.

Растет, несмотря на высокие цены, популярность мониторов на основе плоских жидкокристаллических (ЖК) дисплеев LCD (liquid crystal display), что объясняется их компактностью, абсо­лютной безвредностью, плоским изображением и отсутствием гео­метрических искажений.

Жидкий кристалл представляет собой вещество, которое обла­дает свойствами как жидкости (текучестью), так и твердых крис­таллов (например, анизотропией — различным светопропускани- ем через разные грани). Есть жидкие кристаллы, через отдельные грани которых свет практически не проходит. Такие кристаллы называют нематическими. Они-то и нашли применение в LCD.

ЖК-элемент помимо кристаллов включает в себя прозрачные электроды и поляризаторы. В отсутствие электрического поля мо­лекулы жидких кристаллов беспрепятственно пропускают свет. Если же к прозрачным электродам приложено напряжение, молекулы в кристаллах разворачиваются таким образом, что кристалл ста­новится непрозрачным.

В настоящее время существуют два основных способа актива­ции ЖК-элементов: прямой (или пассивный) и косвенный (или активный).

В пассивной матрице ЖК-элементов выбранная точка изобра­жения активируется подачей напряжения на соответствующие прозрачные адресные проводники-электроды строки и столбца. Такая конструкция не позволяет достичь высокого контраста изоб­ражения, так как электрическое поле возникает не только в точке пересечения адресных проводников, но и на всем пути распрост­ранения тока, вследствие чего образуется вуаль от слабой под­светки соседних элементов.

В активной матрице ЖК-элементов каждой точкой изображения управляет свой электронный переключатель на основе тонкопле­ночных полевых транзисторов (thin film transistor — TFT), распо­ложенных в точке пересечения адресных проводников. При этом вуаль полностью исчезает, а контраст достигает значения от 50:1 до 100:1.

Наряду с монохромными в последнее время широко использу­ются и цветные дисплеи. У цветных дисплеев каждый пиксель со­стоит из 3...4 отдельных подпикселей, покрытых тонкими свето­фильтрами разных цветов.

К существенным недостаткам LCD относятся высокая цена, сравнительно низкая точность цветопередачи, ограниченный угол обзора и др. Следует отметить, что дисплеи на жидких кристаллах работают с цифровыми сигналами, а видеокарты имеют аналого­вый выход, поэтому приходится осуществлять двойное преобразо­вание цифра-аналог-цифра, что вносит дополнительные иска­жения.

Основными производителями мониторов, имеющих высокую кон­курентоспособность, являются такие фирмы, как IBM Thinkpad, Toshiba, HP, Compaq, Sony, Nokia, LG, Samsung, Daewoo.

Работа лучевых мониторов сопровождается мягким рентге­новским и ультрафиолетовым излучениями, возникновением элек­тромагнитных полей, которые отрицательно влияют на здоровье человека. Для защиты от излучений необходимы экранные фильтры.

Фильтры бывают сеточные, пленочные и стеклянные.

Сеточные фильтры практически не защищают от электромаг­нитного излучения, более того, они снижают контрастность изо­бражения, но хорошо защищают от бликов внешнего освещения.

Пленочные фильтры не защищают от статического электриче­ства, почти не защищают от бликов, но повышают контрастность изображения, почти полностью поглощают ультрафиолетовое из­лучение и снижают уровень рентгеновского излучения. Новые фильтры polaroid защищают глаза также и от бликов.

Стеклянные фильтры бывают нескольких модификаций:

с заземлением, снимающие статический заряд, ослабляющие электромагнитные поля, ультрафиолетовое излучение, повыша­ющие контрастность изображения — это наиболее популярные фильтры;

«полная защита» (типа ergo star), устраняющие статические поля, ультрафиолетовое и рентгеновское излучение, практически не дающие бликов и повышающие контрастность изображения, но дорогие.

На долю монитора приходится половина всей стоимости ком­пьютера, а в некоторых моделях стоимость монитора может в два- три раза превышать стоимость электронной начинки системного блока и всех периферийных устройств вместе взятых.

Наиболее широк ассортимент мониторов фирм Samsung, Viewsonic, Sony, LG, Daewoo.

Таблица 3.2 Основные параметры мониторов различных марок Параметры	Ponder	Compaq Р920	Sony
Размер по диагонали, дюймы	15	17	19
Тип монитора	На основе ЭЛТ
Частота развертки, Гц	110	110	85
Разрешающая способность,	768x 1024	1600x 1200	768x 1024
пиксели
Тип кинескопа	Diamondtron NF	Sonictron	Trinitron FD
Надежность, тыс. ч	75	70	75
Наработка на отказ, тыс. ч	38	25	25
Экономичность, Вт • ч	95,8	130	130
Масса, кг	29,7	30	36
Размер пикселя, мм	0,24	0,28	0,28

Практически все мониторы соответствуют требованиям без­опасности ТСО — 99.

Характеристика мониторов наиболее конкурентоспособных марок представлена в табл. 3.2.

Для контроля качества мониторов используется широко рас­пространенная компьютерная программа Nokis monitor test. Эта программа последовательно выводит тестовые изображения. В слу­чае появления изображения низкого качества недостаток должен устраняться стандартными средствами регулировки. Если это не удается, монитор считается браком.