arvutiriistvarai loeng11.pdf
DESCRIPTION
ArvutiriistvaraI loeng11.pdfTRANSCRIPT
-
1Toomas Plank, 2005
FKEF.02.128
6. mai 2005
Arvutiriistvara IComputer Hardware Principles
lektor Toomas Plank
Toomas Plank, 2005
FKEF.02.128
6. mai 2005
Arvutimonitorid
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Sissejuhatus Kineskoopkuvarid Vedelkristallkuvarid (LCD) Plasmakuvarid Tulevikutehnoloogiad
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Kineskoopkuvari tphimte
Phikomponendiks on elektronkiiretoru (CRT ingl Cathode Ray Tube) See on hust thjaks pumbatud klaastoru. Elektronkiiretoru hes
otsas asub kiirete elektronide allikas elektronkahur, mis saadab vlja elektronkiire (vrvilisel monitoril kolm elektronkiirt)
Elektronkiiretoru teises otsas on luminofoorigakaetud ekraan
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Kineskoopkuvari tphimte
Elektronkiire suunamiseks kasutatakse magnetvlja ostsillograafides elektrivlja
Sobiva tugevuse ja suunaga magnetvli tekitatakse mhiste (ja magnetite) abil
See ekraani punkt, millele parajasti langeb elektronkiir, hakkab elektronide energia arvel kiirgama valgust.
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Elektronkahur Elektronkahuri tphimte
Traadist voolu lbilaskmisel see soojeneb ja kuumutab katoodi
Soojuse toimel emiteeritakse katoodist elektronide pilv
Kiirendusanoodi ja katoodi vaheline elektrivli paneb elektronid ekraani suunas liikuma
Fokusseerimisanoodmuudab elektronide kiirte joa peeneks elektronkiireks
-
2Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Kallutusmhised (ostsil-lograafis kallutusplaadid)
Kallutusmhiste tphimte Pingestamata kallutusmhiste
korral tabab elektronkiir ekraani keskkohta
Mhistele rakendatud pinge tekitab magnetvlja, mis sunnib elektronkiirt tsentrist krvale kalduma
Sobivalt valitud pingega saavutame kiire sihtkohaks soovitava pikseli
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Shadow mask
Shadow Mask on aukudega metallplaat, mille lesandeks on lasta punase kiire kahurist tulevatel elektronidel juda
ainult punase luminofooriga kaetud pinnaosadeni, rohelise kiire kahurist tulevatel elektronidel juda
ainult rohelise luminofooriga kaetud pinnaosadeni,
sinise kiire kahurist tulevatel elektronidel juda ainult sinise luminofooriga kaetud pinnaosadeni.
Shadow Mask asub kineskoobis vahetult luminofooriga kaetud ekraani ees.
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Shadow Mask Punktide kineskoobi ekraanil vahelist kaugust
nimetatakse punkti sammuks (dot pitch). 17-tollise monitori Shadow Mask koosneb umbes 1,3
miljonist ringikujulisest avast (circular). Piklike aukudega maski nimetatakse Slot Mask
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Apertuurvretphimte
Tavalises CRT monitoris tidab sama lesannet Shadow Mask
Apertuurvre on Trinitron monitoris vertikaalsetesttraatidest koosnev vre.
Elektronkahurist tulev kiir maskitakse enneluminofoorideni judmist.
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Punane, roheline, sinine Kasutades punast, rohelist ja sinist vrvi on
vimalik saada kik teised inimsilmale tajutavad vrvitoonid
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Vaatame nidet:
-
3Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Luminofoorid
Luminofoorid on ained, mis sobiva energiaga elektronidega ergastamisel kiirgavad valgust
Kuvarites valitakse luminofoorid, mis kiirgavad punast, rohelist vi sinist valgust
Mida suurem hulk elektrone luminofooritabas, seda intensiivsemalt luminofoorhelendab
Neid kolme vrvi kombineerides on vimalik saada kik inimsilmale tajutavad vrvitoonid
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Olulised parameetrid Displei tehnoloogia Hetkel on valida CRT, LCD ja
PDP tehnoloogiate vahel Kaabli tehnoloogia
VGA ja DVI on hetkel enimkasutatavateks tehnoloogiateks Nhtav ala (iseloomustav parameeter on diagonaali
suurus) Aspect ratio ja orientatsioon
landscape vi portree Eraldusvime Rastritihedus (punkti tolli kohta) Vrskendussagedus Vrvikvaliteet Vimsustarve
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Rastritihedus Rastritihedus
Mdetakse hikutes punkti tolli kohta
Punktisamm Mdetakse tollides
vi millimeetrites Rhtsamm Pstsamm
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Vrskendussagedus (Vertical Refresh rate)
Vrskendussagedus nitab, mitu korda sekundis hte punktirida le kirjutatakse
Tpilised vrskendussagedused jvad vahemikku 50Hz160Hz.
Horisontaalne vrskendus-sagedus (Horizontal refreshrate) nitab, kui kiiresti liigutakse reas pikslilt pikslile
Tpilised vrskendussagedused jvad vahemikku 24 kHz 115 kHz.
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Vrvikvaliteet (Color Depth)
Vrvikvaliteet nitab, mitut bitti kasutatakse he piksli kuvamisel ehk mitut erinevat tooni on vimalik ekraanil tekitada
Erinevate monitoride puhul on saadud toone erineval hulgal:
232 = 4 294 967 29632
224 =16 777 21624
216 = 65 5361628 = 256824 = 164Erinevate vrvitoonide arvVrvikvaliteet bittides
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Kumer vs tasane monitor Kallim Odavam
Parem kvaliteet Vhem moonutusi
-
4Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Kaabli tehnoloogia: VGA
1: Punane vlja 2: Roheline vlja 3: Sinine vlja 4: Kasutamata 5: Maandus 6: Punane tagasi (maandus) 7: Roheline tagasi (maandus) 8: Sinine tagasi (maandus) 9: 10: Snkro tagasi (maandus) 11: Monitori ID 0 sisse 12: Monitori ID 1 sisse vi andmed displeilt 13: Horisontaalne snkro vlja 14: Vertikaalne snkro 15: Monitori ID 3 sisse vi andmete takt
1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Kaabli tehnoloogia: DVI
DVI Digital Video Interface
Parem pildi kvaliteet
Parem signaali vastuvtt
Tpne automaatne seadistus
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Monitoride eraldusvimete de-facto standardid
levaade video-monitoride eraldusvimetest ja eraldusvimete de-facto standarditest:
VGA 640 x 480 (4:3) SVGA 800 x 600 (4:3) XGA 1024 x 768 (4:3) WXGA 1280 x 768 (15:9) SXGA 1280 x 1024 (5:4) SXGA+ 1400 x 1050 (4:3) WSXGA 1680 x 1050 (16:10) UXGA 1600 x 1200 (4:3) UXGAW 1900 x 1200 (1.58:1) QXGA 2048 x 1536 (4:3) QVGA 320 x 240 (4:3)(quarter VGA)
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
CRT seaded
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
LCD monitor
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
LCD monitor LCD fsikalised alused
Valgust saab polariseerida Vedelkristallid juhivad valgust ja
suudavad valguse polarisatsioonitasandit muuta
Elektrilisel teel saab vedelkristalli struktuuri muuta
On olemas materjale, mis on hteaegu lbipaistvad ja juhivad elektrit
Vedelkristallid nemaatilisesfaasis
-
5Arvutiriistvara I FKEF.02.128
LCD ise ei kiirga valgust
Kasutatakse fluorestseeruvaid torusid LCD kohal, krval vi taga
Valge difusioonipaneel LCD taga suunab valguse ringi ja hajutab htlaselt laiali
Liikudes edasi lbi filtrite ja vedelkristalli lheb le poole valgusest kaduma.
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Passiivmaatriks Passiivmaatriksis kasutatakse lihtsat vret
pingestamaks konkreetset ekraanipikselit. Klaasplaatidele kantakse lbipaistavast
juhtivast materjalist triibud. Vedelkristall paigutatakse klaasplaatide
vahele, plaatide vlisklgedele kantakse polariseeriv kile.
Konkreetse pikseli sissellitamiseks rakendatakse pinge he vre tulba ja teise vre rea vahele.
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Aktiivmaatriks
Aktiivmaatriks LCD ehitatakse tavaliselt hukeste kilede transistore (Thin Film Transistor) kasutades.
Konkreetse pikseli poole prdumisel llitatakse sisse sobiv rida ja siis saadetakse laeng vajalikule tulbale.
Kuna kik teised tulbad on vlja llitatud, siis juab laeng ainult ige pikselini.
Kui soovime vrvilist pilti, siis kasutatakse punast, rohelist ja sinist filtrit alampikselitevrvimiseks.
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Ka LCD monitori puhul saadakse vrviline pilt kolme phivrvi -- punase, rohelise ja sinise -- kombineerimise teel
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
LCD tehnoloogial on mitmeid variatsioone
Super twisted nematics (STN), Dual scan twisted nematics (DSTN), Ferroelectric liquid crystal (FLC) Surface stabilized ferroelectric liquid crystal
(SSFLC).
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
LCD-monitori seaded
-
6Arvutiriistvara I FKEF.02.128
LCD-monitori seaded
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
LCD ja CRT vrdlus
1600x12001920x1440
20''21''1600x120020.1''
1920x14401280x102419''
1600x120018''19''1280x102418.1''
1280x102417''
1024x7681280x10241600x1200
16''17''1024x76815''
Kineskoopmonitorilahutus
Kineskoopmonitorinhtav ala
Kineskoopmonitoridiagonaal
LCD lahutus
LCD diagonaal
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Dataprojektor Algselt kasutati data-projektoreid
loenguruumides. Tnasel peval on kaasaskantavad
projektorid arvestatavaks alternatiiviks laiekraantelerite ja plasmaekraanide krval kodukinolahenduste loomisel.
Dataprojektorid kasutavad kahte peamist tehnoloogiat: Vedelkristalldisplei (LCD) Valguse digitaalne ttlemine (DLP digital light
processing)
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
LCD-dataprojektorid Alampikselite triaadide kasutamise asemel,
nagu seda tehakse LCD paneelis, lahutab LCD projektor valge valguse punaseks, siniseks ja roheliseks valguseks ja suunab iga lainepikkuse vastavale LCD paneelile.
Iga LCD paneeli pikselid avatakse/suletakse vastavalt sisendsignaalile ja nende kombineerimisel moodustatakse ekraanile RGB kujutis.
Enne ladustamist vajavad jahutamisaega. LCD projektorite hinnad on juba sna madalad
(mned 800*600 SVGA projektorid saab Eestis ktte ca 15 000 EEK eest .
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
DLP-dataprojektor Teiseks peamiseks tehnoloogiaks on
Texas Instrumentsi poolt loodud valguse digitaalse ttlemise tehnoloogia (DLP).
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Suure diagonaaliga ekraanid
Vajadus suurte ekraanide jrele Kineskoopmonitor ei ole sobiv lahendus, kuna
diagonaali suurenemisega kaasneb ka monitori sgavuse suurenemine. Ehk teisisnu suure ekraaniga monitorid kaaluksid mitu tonni.
Alternatiiviks on plasmaekraan, mille paksus oleks ainult mned tollid (ca 15cm)
Sony plasmaekraan
-
7Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Plasmaekraanid (PDP)
1980ndate lpus arendas IBM vlja plasmaekraani, mis suutis nidata orani teksti ja graafikat mustal taustal.
Toshiba kasutas seda tehnoloogiat oma T3100 ja T3200 seeria slearvutites
Tnapevased plasmaekraanid suudavad kuvada 24-bit ja 32-bit vrvidega TV vi DVD pilte.
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
PDP ja Tartu likool
Plasmamonitoride arendamises osalevad ka Tartu teadlased
Samsungi ja Tartu likooli vahel on koostleping
Fsika Instituudis uuritakse luminofooride, mida saaks kasutada PDPdes
FO gaaslahenduselaboris testitakse materjalide elektronide emissioonikoefitsiendi suurendamise vimalusi
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Surface-conductionElectron-emitter Display
CANON arendab SED tehnoloogiat suurte ekraanide loomiseks, mille pildi kvaliteet ei jks alla CTR monitori pildi kvaliteedile
SED koosneb he klaasplaadi klge kinnitatud elektronide
emitterid emitterite arv vrdub pikselite arvuga teise klaasplaadi peale on kantud luminofoorid plaatide vahel on vaakum plaatide vahekaugus on mne nanomeetri
suurusjrgus
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Surface-conductionElectron-emitter Display
Emitteritele rakendatakse pinge 16-18 V Vljunud elektrone kiirendatakse
klaasplaatide vahele rakendatud 10kV pingega
Prkudes luminofooriga, ergastatakse see ja luminofoor kiirgab valgust
Omadused pilt on terav LCD ja PDPga vrreldes on reaktsiooniaeg
kiirem CRTga vrreldes pole vaja elektronkiirt kallutada Vimsustarve on madal (PDPga vrreldes 33%)
Valguse emiteerimise efektiivsus 5 lm/W
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Painduv displei
Paberisarnane displei (Paper-like display) Kasutab nii monitori
infot saab muuta vastavalt vajadusele AGA voolu vljallitamisel kaob ka pilt
... kui ka paberi positiivseid omadusi usaldusvrsed, mugavad, kaasaskantavad,
lihtsad kasutada AGA peale trkkimist kahjuks ei saa sisu muuta
CANON kasutab elektrophoreetilise ekraani tehnoloogiat (EPD)
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Elektrophoreetilineekraan (EPD)
Mustad toonerilaadsed osakesed paigutatakse hajutatult lbipaistvasse vedelikku
nimetet vedelik paigutatakse kahe painduva plastmasskile vahele
mustade osa-keste asukohta saab muuta elektrivlja abil
PLD on huke, painutatav nagu paber, piisava lahutusvimega
-
8Arvutiriistvara I FKEF.02.128
3D displeid
1. plvkond -- CRT monitorid 2. plvkond -- tasased monitorid (LCD, PDP) 3. plvkond -- painduvast materjalist
monitorid 4. plvkond -- 3D-monitorid
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Loe lisaks:
Laas Toom (2001) Referaat Monitoride ajaloost, tnapevast ja ehitusest. Monitorid.pdf
Valguse digitaalse ttlemise tehnoloogia DLP veebileht http://www.dlp.com/
Arvutiriistvara I FKEF.02.128
Kasutatud kirjandus
http://computer.howstuffworks.com http://www.epanorama.net/counter.php?url=h
ttp://members.iweb.net.au/~pstorr/pcbook/book3/videomon.htm Phil Storrs PC Hardwarebook: PC Video monitors
http://www.devhardware.com/c/a/Video-Cards/Video-Hardware-Part-1/
http://www.meko.co.uk/shadowmask.shtml Canon Technology Highlights
http://www.canon.com/technology/pdf/tech2004e.pdf