Шпаргалка по "Цифровому устройству"

Для защиты пользователя от фронтального излучения экран выполняется не просто из стекла, а из композитного стекловидного материала с добавками свинца и других металлов.

41. Жидкокристаллические  дисплеи, принцип  работы и особенности

      Принцип действия

      Кристалл  ЖКД изготавливается из вещества цианофенил, который находится в жидком состоянии. Его молекулы обладают свойством анизотропии. Кристаллы состоят из длинных молекул, чувствительных к электростатическим и электромагнитным полям и способны поляризовать свет, то есть кристаллы-поляроиды пропускают только ту составляющую света, вектор электромагнитной индукции которой лежит в плоскости, параллельной оптической плоскости поляроида. Для остальной составляющей светового потока поляроид будет непрозрачным.

          Аппаратная реализация цвета в ЖК-дисплее

ЖКД является пассивным устройством, он только управляет  проходящим или отраженным от него световым потоком. Поэтому ЖКД требует  внешней подсветки. В качестве внешнего источника чаще всего используются флуорисцентные лампы с холодным потоком или электролюминесцентные панели. Конструктивно подсветка реализуется либо сзади экрана, либо сбоку. В портативных компьютерах в целях экономии источника питания используются ЖКД без подсветки, работающие в отраженном свете. Потери мощности в самом ЖКД в виде тепла незначительны и составляют единицы Ватт. 

42. STN-технологии в конструкции ЖК дисплея, назначение.

     Большое влияние на качество изображения  оказывает угол скручивания ориентации кристалла (торсионный угол). Применяемая  технология STN (super twisted neumatic) позволяет увеличивать торсионный угол внутри ЖКД с 90 градусов до 270 градусов, что обеспечивает лучшую контрастность изображения. Особенно это заметно в мониторах с большими размерами экрана. Поэтому, в них часто используются две STN. Такая конструкция называется DSTN. Одна DSTN ячейка состоит из двух STN ячеек, молекулы которых поворачиваются в противоположные стороны, в результате, свет, проходящий через DSTN в запертом состоянии, теряет большую часть своей энергии и, таким образом, контрастность изображения повышается, улучшается разрешающая способность. К STN ячейкам часто добавляется третья оптическая составляющая, представляющая два тонких слоя полимерной пленки, которые улучшают цветопередачу изображения в монохромных мониторах. Такие ячейки называются TSTN.

 

43. TFT-пленки в конструкции ЖК-дисплея, назначение

     Серьезной проблемой ЖКД является инерционность  экрана при отображении динамической картинки. Оно улучшается с помощью  применения активной матрицы отображающих элементов, то есть используются усилительные элементы (транзисторы), которые уменьшают собственную емкость ячеек, при этом уменьшаются постоянные времени более, чем в пять раз. Следует отметить, что яркость каждого пикселя остается неизменной на всем интервале времени до обновления кадра, поэтому для ЖКД мониторов достаточной является частота смены кадров, равная 60 Гц. Реализация активных матриц связана с применением тонкопленочных полевых транзисторов (TFT). Часто ЖКД называют TFT- дисплеем, хотя TFT это только часть ЖКД.

      В каждой активной матрице ЖКД, в каждом субпикселе располагается TFT транзистор. Его толщина составляет 0,01 мкм. На сегодняшний день технология их изготовления очень сложна, и процент выхода годных изделий не велик. Цветной монитор с разрешением 800*600 пикселей содержит 1440000 отдельных транзисторов. Производители устанавливают нормы на предельное количество неработающих транзисторов в ЖКД. Как правило, это количество составляет что-то около пяти.

   Транзисторы изготавливаются из прозрачных материалов, что позволяет световому потоку проходить сквозь них. Такое свойство TFT позволяет располагать транзисторы на тыльной стороне дисплея, на стеклянной панели, которая несет на себе жидкие кристаллы. В результате конструкция пикселя такова: в стеклянной пластине в один слой, примыкая друг к другу, сконцентрированы три цветных фильтра (RGB), каждым субпиксельным элементом управляет встроенный TFT транзистор. Это означает, что если разрешение монитора 1280*1024, то он содержит 3840*1024 транзисторов и субпиксельных элементов.

   Несмотря  на сложность конструкции, размер пикселя  достаточно мал и составляет около 0,28 мм? И ведутся работы по дальнейшему  уменьшению. Главным сдерживающим фактором в повышении разрешении является создание соответствующего размера светофильтра. Применяется процесс фотолитографии. Они способны воспроизводить шкалу TrueColor

  Достоинства  ЖКД: 

• Экономичность. Потребление энергии на 70% меньше, чем у ЭЛТ.
• Нет значительного ЭМ- излучения.
• По сравнению с ЭЛТ пульсации незначительны.
• Легкие, меньшего объема, большая видимая область экрана.
• Нет проблем с фокусировкой.
• ЖКД эргономичны.

Недостатки  ЖКД:

• Худшая, чем у ЭЛТ цветопередача. Поэтому их не используют верстальщики.

Высокая цена. 

44. Аппаратная реализация цвета в ЖК-дисплее

      Экран ЖКД представляет собой массив пикселов. Основой дисплея (см. рисунок) являются 2 слоя – 2 стеклянные панели, между  которыми заключён слой жидких кристаллов. На плоскостях панелей имеются бороздки, которые сообщают кристаллам необходимую ориентацию. Направления бороздок на 2-х пластинах взаимно перпендикулярны (см. рисунок). При включении напряжения молекулы поворачивают вектор электрических и магнитных полей в световой волне на некоторый угол в плоскости, перпендикулярной направлению распространения света. Чтобы это изменение стало заметно для невооружённого глаза, в конструкцию дисплея встроены 2 поляризационных фильтра. Они пропускают только ту компоненту светового потока, у которой ось поляризации соответствует заданной. Естественно, что проходящая часть потока будет составлять лишь некоторую долю от общего потока.

        Достижения современной технологии  позволяют создавать электроды  размером в пиксел и меньше. Это позволяет в ЖКД создавать  цветные изображения высокого качества. В дисплее имеются 3 цветных фильтра, выделяющие компоненты RGB. Фильтры соответствуют размеру пиксела. Каждый пиксел состоит из 3-х субпикселов, каждый из которых управляется независимо, а их совокупность позволяет окрашивать пиксель в заданный цвет и таким образом на экране создается рисунок – графический образ. 

45. Жидкокристаллические  дисплеи, достоинства  и недостатки

      Достоинства ЖКД:

      1. Экономичность (потребляет 25-40 Вт, что  на 70% меньше, чем ЭЛТ).

      2. Нет значительного электромагнитного  излучения по сравнению с ЭЛТ.

      3. Легче, меньшего объёма.

      4. Большая видимость экрана.

      5. Эргономичность.

      Недостатки  ЖКД:

1. Худшая, чем у ЭЛТ, цветопередача, поэтому  их не применяют при верстальных      работах.

2. Высокая  цена. 

46. Плазменные дисплеи,  принцип работы, особенности

      Основан на использовании газовой ячейки, то есть 2 стеклянные пластины с нанесёнными  на них вертикальными и горизонтальными  электродами разделены промежутком (~0.1 мм), заполненным инертным газом. Каждый пиксел состоит из 3-х субпикселов, ответственных за формирование 3-х базовых цветов. Каждый субпиксел оформлен в виде отдельной микрокамеры, на стенках которой находится флюоресцирующее вещество одного из базовых цветов. Пикселы находятся в точке пересечения прозрачных управляющих хром-медь-хромовых электродов, образующих прямоугольную сетку. Электроды запитываются переменным током.

        Аппаратная реализация цвета в PDP-дисплее

        В процессе газового разряда  образуется УФ-излучение, которое  воздействует на флуоресцентное  покрытие стенок камер. 97% вредного УФ-излучения поглощается наружным стеклом. В PDP присутствует также магнитное поле, но его величина крайне незначительна.  

47. Аппаратная реализация  цвета в PDP-дисплее

Управление  ячейкой осуществляется 2-мя управляющими сигналами. В начале подаётся подготовительный сигнал, равный половине напряжения поджига. Затем 2-я часть – сигнал поджига, несколько больший половины. При суммировании двух напряжений в ячейке возникает газовый разряд. Во втором полупериоде газовый разряд сохраняется, то есть ячейка обладает эффектом запоминания. В процессе газового разряда образуется достаточно мощное ультрафиолетовое излучение, которое воздействует на флуоресцентное покрытие и вызывает его свечение. Яркость свечения люминофора определяется величиной управляющего напряжения. В современных моделях PDP каждая цветная точка может светиться одним из 256 уровней, а в целом дисплей способен воспроизводить 16,7 миллионов цветов. Такая глубина цвета называется True Color, что считается достаточным для изображения фотографического качества. 

48. Плазменные дисплеи,  достоинства и  недостатки

Главные достоинства PDP:

- Высокая  яркость (больше, чем у ЭЛТ и  ЖКД) – более 500 Кд/м².

- Высокая  контрастность – более 400:1.

Достоинства PDP:

1. Экономичны.

2. Практически  отсутствует электромагнитное излучение.

3. PDP стойки к электромагнитным полям.

4. Можно  делать панели больших размеров (60’ и более).

5. Лёгкие, маленького объёма (~10 см в толщину).

6. Большая  видимая область.

7. Механическая  прочность.

8. Широкий  диапазон рабочих температур.

Недостатки  PDP:

1. Малый  срок службы (~10 000 часов).

2. Требует  относительно высоких напряжений  – десятки Вольт.

3. Недостаточное  разрешение.

5. Потенциальное мерцание экрана из-за импульсного механизма газового разряда.

 

49. Состав большеэкранной системы УОИ,функции входящих узлов

Больше  экранные системы отображения информации находят применение в тех сферах деятельности, где приходится анализировать  большие потоки информации или адресовать информацию широкой аудитории. В  управлении сложными технологическими процессами и чрезвычайными ситуациями, при обучении в тренажерах, для имитации окружающей обстановки, в информационных табло, на вокзалах, аэропортах, для демонстрации фильмов, рекламы в торговых центрах, для представления в концертных залах и на стадионах.

Больше  экранное видео проекционной системы  имеет модульное строение, может  содержать совокупность проекторов, экранов, управление устройств и  вспомогательные принадлежности. Простейшая видео проекционная система состоит  из: проектора, формирующего изображение и экрана, на который изображение проектируется. 

50, 51. Перечислить применяемые  технологии компьютерных  проекторов.

Функции основных узлов проектора, основные параметры.

Проекторы характеризуются:

      Контрастностью

      Разрешением

      Яркостью (мощностью светового потока)

      Весом

      Габаритами

      Энергоемкостью

      Поддерживаемыми стандартами (например, PAL, NTSC, SECAM)

      Числом входов (наличием аудио-  входа) 

Современные проекторы способны обеспечить качественное изображение практически при любых условиях демонстрации. Лучшие образцы проекторов обладают мощным световым потоком (Р) до 12 тыс. ANSI люменов (лм); Обладают высокой контрастностью (K) – до 1000:1, высоким разрешение до 2000´1340.