ЭЛТ-мониторы (CRT) еще ремонтируем.

ЭЛТ-мониторы (CRT) еще ремонтируем.

Принципы работы ЭЛТ-мониторов.
Элементом, формирующим изображение в ЭЛТ-мониторе (рис. 1), является электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). По своей сути это стеклянная колба, внутри которой вакуум (рис. 2). Электронная пушка формирует пучок электронов (электронный луч), который направляется в сторону экрана, покрытого изнутри люминофором. При столкновении электронов с люминофором последний начинает излучать свет, — чем больше энергия пучка, тем ярче свечение. Отклоняющая система направляет пучок электронов так, что он сканирует весь экран, строка за строкой. Поскольку скорость сканирования очень большая, глаз в силу своей инерционности воспринимает изображение как стабильное.

Рис. 1. Блок-схема ЭЛТ-монитора

Рис. 2

В цветных ЭЛТ-мониторах слой люминофора с внутренней стороны экрана состоит из мельчайших элементов трех цветов (R,G,B). Для упрощения схем управления цветная ЭЛТ имеет три электронных пушки соответственно основным цветам. Чтобы обеспечить попадание каждого из этих трех пучков электронов только на свои элементы люминофора и исключить попадание на соседние перед люминофором помещают маску с отверстиями. Таким образом, даже если пучок электронов слегка отклонится от намеченной траектории, он все равно не сможет засветить „чужой” элемент люминофора.
Всего было разработано несколько типов масок. Идеального решения не существует, и каждый тип имеет свои как сильные, так и слабые стороны. В зависимости от того, какие задачи будут решаться на компьютере, следует выбрать и монитор с соответствующей маской.

Теневая маска (Shadow Mask). В этом случае отверстия имеют круглую форму и располагаются напротив точечных элементов люминофора (рис. 3). Точки люминофора трех цветов, в свою очередь, формируются в триады. Расстояние по диагонали между триадами — шаг точки маски (Dot Pitch). Чем он меньше, тем выше качество изображения. У современных мониторов это значение лежит в пределах от 0,25 (самые лучшие модели) до 0,30 мм, в среднем — 0,28 мм.
         К достоинствам ЭЛТ данного типа можно отнести высокую четкость изображения, к недостаткам — невысокие яркость и сочность цветов. Обычно мониторы с ЭЛТ данного типа используются для работы с текстом, компьютерного моделирования (CAD/CAM-приложения).

Рис. 3

Подавляющее большинство теневых масок изготавливаются из инвара (Invar) — сплав железа и никеля.

              Апертурная решетка (Aperture Grid). Это альтернативная технология, призванная повысить яркость и сочность цветов. Такая маска состоит из вертикальных струн (рис. 4). Люминофор, расположенный в просвете между струнами решетки, нанесен тонкими вертикальными полосками. Расстояние по горизонтали между полосками люминофора одного цвета называется шагом полосы (Strip Pitch) или шагом апертурной решетки (Aperture Grid Pitch). Чем меньше его значение, тем выше качество изображения. У современных мониторов оно колеблется от 0,23 до 0,27 мм.

Абсолютно плоские модели часто имеют переменный шаг, скажем, 0,23 мм в центре и 0,25 мм по краям. За счет того, что площадь струн по сравнению с площадью теневой маски заметно меньше, большее число электронов из пучка достигают люминофора, вызывая яркое, насыщенное свечение. Но поскольку лучи разделяются только по вертикали, мониторы, использующие ЭЛТ с апертурной решеткой, несколько хуже справляются с отображением мелких деталей, например, текста малого размера. Основное их предназначение — дизайн, верстка, работа с графикой.

Следует подчеркнуть две особенности, присущие мониторам с апертурной решеткой. Во-первых, они плоские как минимум в вертикальном направлении, во-вторых, на экранах таких мониторов всегда присутствуют одна или две (в зависимости от размера диагонали монитора) горизонтальные тонкие линии. Это не дефект изображения, а тень от горизонтальной проволоки, поддерживающей и стабилизирующей вертикальные струны.

Рис. 4

              Технология щелевой маски (Slot Mask). Это попытка совместить лучшие качества теневой маски и апертурной решетки. ЭЛТ с щелевой маской по яркости и сочности цветов приближаются к трубкам с апертурной решеткой, а по четкости не уступают традиционным изделиям с теневой маской.

Щелевая маска (рис. 5) содержит отверстия прямоугольной (или овальной) формы. Напротив них располагаются элементы люминофора, также имеющие прямоугольную (или овальную) форму.
       Расстояние по горизонтали между элементами люминофора одного цвета — щелевой шаг (Slot Pitch). У современных мониторов оно колеблется от 0,21 до 0,27 мм. Но нельзя напрямую сравнивать размер шага для ЭЛТ разных типов: шаг точки (в случае теневой маски) измеряется по диагонали, а шаг апертурной решетки и шаг щелевой маски — по горизонтали.

Следовательно, при одинаковом шаге (именно его так любят указывать производители) трубка с теневой маской имеет примерно в 1,1…1,2 раза большую плотность элементов люминофора.
Мониторы, использующие ЭЛТ с щелевой маской — оптимальное решение для задач компьютерного моделирования (CAD/CAM-приложения) и работы с текстом.

Рис. 5. Щелевая маска

Плоские электронно-лучевые трубки.

Основное преимущество ЭЛТ с плоским экраном — минимизация геометрических искажений изображения.
           Существуют два подхода при проектировании мониторов с плоским экраном:

 - в первом случае плоской является только наружная поверхность экрана ЭЛТ. Плюсы такого решения — простота схем управления (нет практически никаких отличий от обычных мониторов), минусы — визуальные эффекты (кажется, что изображение вогнуто, ведь экран фактически — линза).
 - второй подход подразумевает, что плоскими являются как наружная, так и внутренняя поверхности экрана. При этом полностью отсутствует эффект линзы, но появляются другие проблемы: пучок электронов при сканировании строки проходит разное расстояние (по краям экрана больше, нежели в центре), да и его падение осуществляется под разными углами. Частично это решается усложнением схем управления, но все равно четкость изображения по краям (особенно в углах экрана) несколько хуже, чем в центре. Тем не менее, в подавляющем большинстве современных плоских мониторов применяется именно этот тип ЭЛТ.

Если говорить об использовании того или иного типа маски, то следует отметить, что разные производители создавали свои изделия с привлечением различных решений.
Так, Samsung в своих Infinite Flat Tube использовали традиционную теневую маску, а Sony, ViewSonic, NEC/Mitsubishi разработали плоские ЭЛТ на основе апертурной решетки (у этих трубок есть одна интересная особенность — переменный шаг решетки: в центре он меньше, чем по краям — слева и справа), Panasonic, Hitachi и LG, в свою очередь, опирались на технологию щелевой маски.
      Естественно, плоские трубки, выполненные на основе различных технологий, сохранили все особенности своих „выпуклых” предшественников.