Тема 3.1 Вопросы 1. Изучить приведенный ниже материал

Тема 3.1 Устройства формирования и отображения изображений (занятие №137)
Вопросы
1. Изучить приведенный ниже материал
2. Написать конспект и схематически зарисовать конструкцию ЭЛТ-монитора
3. Фото конспекта или документ отправить на e-mail:[email protected]
4. За проделанную работу будет выставлена оценка в журнал.
Конструкция и принцип действия ЭЛТ-монитора (монитор на основе электроннолучевой трубки (CRT (CathodeRayTube) – мониторы))
ЭЛТ-монитор имеет стеклянную трубку, внутри которой вакуум, т.е. весь воздух
удален.
Устройство ЭЛТ цветного изображения:
1 — Электронные пушки.
2 — Электронные лучи.
3 — Фокусирующая катушка.
4 — Отклоняющие катушки.
5 — Анод.
6 — Маска, благодаря которой красный луч попадает на красный люминофор,
и т. д.
7 — Красные, зелёные и синие зёрна люминофора.
8 — Маска и зёрна люминофора (увеличенно).
Рисунок 1 – Конструкция ЭЛТ-монитора
С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором (7).
В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на
основе редкоземельных металлов - иттрия, эрбия и т.п. Люминофор - это вещество, которое
испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами.
Для создания изображения в CRT-мониторе используется электронная пушка(1),
которая испускает поток электронов(2) сквозь металлическую маску или решетку на
внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора(6), которая покрыта разноцветными
люминофорными точками.
Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов
преобразуется в свет, т.е. поток электронов заставляет точки люминофора светиться. В
цветном CRT-мониторе используются три электронные пушки, в отличие от одной пушки,
применяемой в монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся и мало
кому интересны.
Наши глаза реагируют на основные цвета: красный (Red), зеленый (Green) и
синий (Blue) и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов.
Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки, состоит
из очень маленьких элементов.
Рисунок 2 – Схематическое изображение конструкции ЭЛТ-монитора
Качество люминофора определяется составом и свойствами химических элементов,
из которых его получают. В дешевых химических соединениях используются частицы,
которые хотя и высвечиваются при попадании на них электронного пучка, но имеют короткий
период послесвечения.
Высвеченные пиксели экрана должны продолжать светится в течении времени,
которые необходимы электронному лучу, чтобы просканировать весь экран и вернуться снова
для активации данного пикселя при прорисовке уже следующего кадра. Следовательно,
минимальное время после свечения должно быть не меньше периода смены кадров
изображения – 20 мс. При невыполнении этого требования появляется мерцание изображения.
При использовании высококачественных и дорогих материалов такой эффект не наблюдается.
Каждая точка светится ровно столько, сколько необходимо лучу для сканирования всего
экрана. Изображение на экранах, покрытых высококачественным люминофором, кажутся
контрастными, абсолютно чистыми и немерцающими.
Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки,
состоит из очень маленьких элементов, которые воспроизводят основные цвета. Фактически
имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам RGB
(отсюда и название группы из люминофорных элементов – триады). Свет с поверхности
люминофора излучается равномерно во всех направлениях. В результате изображение можно
наблюдать под широким углом с минимальными потерями яркости и четкости.
Для создания изображения в CRT мониторе используется электронная пушка, которая
испускает поток электронов сквозь металлическую маску/решетку на внутреннюю
поверхность стеклянного экрана монитора. Электронный пучок должен обладать
определенной энергией, вызывающей послесвечение точек экрана. Это обеспечивается
соответствующими значениями анодного (высокого) и ускоряющего напряжений электроннолучевой трубки.
ЭЛТ можно разбить на два класса - трехлучевые с дельтаобразным расположением
электронных пушек и с планарным расположением электронных пушек. При этом трубки с
планарным расположением электронных пушек еще называют кинескопами с самосведением
лучей, так как воздействие магнитного поля Земли на три планарно расположенных луча
практически одинаково и при изменении положения трубки относительно поля Земли не
требуется производить дополнительные регулировки.
Покрытие ЭЛТ представляет собой сгруппированные тройками частицы
люминофора, которые при попадании на них заряженных частиц в зависимости от своего
химического состава излучают красный, зеленый, или синий свет.
Поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор
интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В
результате электроны приобретают большую энергию, часть из которой расходуется на
свечение люминофора. Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия
электронов преобразуется в свет, т.е. поток электронов заставляет точки люминофора
светиться. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое видно на
мониторе. Как правило, в современном цветном CRT-мониторе используется три электронных
пушки, расположенные в основании горловины, в отличие от одной пушки, применяемой в
монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся.
Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок
электронов на различные частицы люминофор, чье свечение основными цветами с различной
интенсивностью комбинируется - подняв мощность каждого из трех пучков до максимума,
получается белый свет, за счет смешения всех трех основных цветов, опустив до минимума черная точка на экране. Маска –устройство служащее для того, чтобы электронный луч
каждой пушки попадал на люминофор только одного какого-либо цвета и не возбуждал
другие точки. Конструкция маски зависит от типа кинескопов от разных производителей,
обеспечивающая дискретность(растровость) изображения. От качества изготовления маски
зависят четкость изображения и чистота цветов.