Раздел 3 Видеоподсистема эвм

1. Классификация и структура дисплеев

Дисплеи – наиболее распространенный в настоящее время вид пу. Они обеспечивают удобную форму взаимодействия оператора и эвм.

Дисплеи можно классифицировать по следующим признакам.

1. По характеру отображаемых изображений:

• алфавитно-цифровые дисплеи (текстовые);

• графические дисплеи (в том числе и сюжетные);

• комбинированные (универсальные) дисплеи.

2. По воспроизводимым цветам:

• монохромные (воспроизводят 2 цвета);

• полутоновые (воспроизводятся оттенки серого);

• цветные.

3. По способу формирования изображения на экране:

• векторные (электронный луч движется по контурам изображения);

• растровые (электронный луч движется по строкам).

4. С точки зрения наличия интеллекта:

• простые;

• интеллектуальные (содержат в своем составе МП для управления формированием изображения).

Структурная схема типового дисплея

Функциональная схема типового дисплея представлена на рис.5.1.

Основной частью дисплея является монитор. Он обеспечивает отображение информации. Существую две разновидности мониторов – на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ) и мониторы с плоским экраном.

Буферная память обеспечивает согласование временных характеристик ЭВМ и монитора. Она позволяет работать дисплею относительно автономно при формировании строки, кадра или нескольких кадров. Клавиатура используется для ввода кодовой информации в ЭВМ, либо в буферную память дисплея. Клавиши делятся на кодо-информационные и функциональные. С помощью последних происходит управление дисплеем.

Интерфейс обеспечивает связь дисплея с ЭВМ. Блок управления производит адресацию ячеек буферной памяти. Синхронизатор выполняет тактирование работы блоков дисплея. С помощью гасящих импульсов производится гашение обратного хода луча ЭЛТ. Посредством синхронизирующих импульсов производится синхронное управление электронным лучом в соответствии текущим значением видеосигналом. Формирователь видеосигнала производит преобразование цифрового кода, содержащегося в буферной памяти в аналоговое напряжение.

К ак правило, дисплей может работать в автономном и комплексном режимах.

В первом случае дисплей не взаимодействует с ядром ЭВМ. Он непрерывно отображает содержимое буферной памяти или осуществляет функцию ввода информации в нее с клавиатуры.

При переходе в комплексный режим дисплей выполняет 3 функции: вывод информации из буферной памяти на монитор, ввод информации с клавиатуры в ЭВМ и вывод информации из ЭВМ в буферную память.

2. Мониторы с элт

Структурная схема монитора с электронно-лучевой трубкой представлена на рис.5.2.

Н а катод подается напряжение накала. В результате разогрева термокатод эмиттирует облако электронов. Под действием напряжения первого анода (порядка 600 В) электроны ускоряются, вытягиваются в пучок вдоль горловины ЭЛТ, то есть движутся по направлению к экрану. Посредством фокусирующего электрода электроны фокусируются в узкий пучок. Дальнейший путь к экрану обеспечивается напряжением на втором аноде (1012 кВ). Экран монитора изнутри покрыт слоем люминофора. Электронный луч ударяет по люминофору и вызывает его свечение. В месте попадания луча на экране возникает яркая светящаяся точка.

Второй анод образован графитовым покрытием стенок раструба ЭЛТ. Внутри трубки – вакуум. Яркостью световой точки можно управлять с помощью модулятора. Если увеличивать потенциал на модуляторе, то точка на экране будет светится ярче. Развертка луча по экрану производится с помощью строчной и кадровой катушки. Они надеты на ЭЛТ в начале раструба. Электрические токи, протекающие в катушках, обеспечиваются соответствующими генераторами. Генераторы синхронизируются в соответствии с видеосигналом поступающими на них синхронизирующими импульсами.

С помощью видеоусилителя видеосигнал усиливается и подается на модулятор. При осуществлении кадровой и строчной развертки модулированный электронный луч будет сканировать экран так, как это показано на рис.5.3.

Электроды: катод, модулятор, первый анод и фокусирующий электрод, образуют электронную пушку. Цветной кинескоп содержит 3 электронные пушки. В отличие от монохромного монитора экран в цветном кинескопе мозаичный. Мозаика образована тремя точками - RGB (красный, зеленый, синий – Red, Green, Blue), называемых пиксель (pixel) или триада (см. рис.5.4).

Р асстояние между соседними пикселями составляет доли миллиметров. Способ организации цветного монитора можно представить следующим образом: электронный луч, управляемый соответствующей пушкой должен попадать в свою точку. Это достигается путем расположения перед экраном металлической теневой маски, в которой на против каждого пикселя сделано отверстие. При этом часть электронного луча, проходящего сквозь отверстие, оседает на маске, то есть теряется часть его энергии. Для обеспечения необходимой яркости свечения пикселя необходимо поднять уровень напряжения на втором аноде до 24 кВ. Возросшая напряженность внутри ЭЛТ совместно с высокой частотой развертки порождает рентгеновское излучение, что неблагоприятно влияет на здоровье операторов.

3. Формат сигналов и параметры растрового монитора

Основными сигналами растровых мониторов являются видеосигналы и управляющие сигналы. На рис.5.5. представлено изображение, формируемое двумя соседними строчками, а на временных диаграммах приведен ток в строчной катушке и напряжение видеосигнала при формировании данной картинки.