Электронно-лучевые мониторы. Устройство и характеристики.

Устройство прибора:

Основным элементом монитора является кинескоп, называемый также электронно-лучевой трубкой. Кинескоп представляет собой герметичную стеклянную трубку из которой удален воздух (вакуум). Один из концов трубки узкий и длинный - это горловина, в которой находится электронная пушка. Другой - широкий и достаточно плоский - это экран. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором (luminophor). 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 (электронами). Между электронной пушкой и экраном находится управляющая система (электромагниты).

Непосредственно на экран с внешней стороны наносятся многослойное антибликовое и антистатическое покрытия, первое из которых минимизирует количество бликов, не ухудшая при этом фокусировку монитора, и уменьшает электромагнитное излучение, а второе — предотвращает накопление электростатического заряда, что обеспечивается напылением специального химического состава.

Принцип действия:

Электронная пушка испускает потоки электронов, траектория которых изменяется благодаря воздействию электромагнитов управляющего устройства и они попадают в заданную часть экрана монитора, вызывая свечение люминофора, нанесенного на этот экран. После отклоняющей системы 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.

Отклоняющая система состоит из нескольких катушек индуктивности, размещенных у горловины кинескопа. С помощью переменного магнитного поля две катушки создают отклонение пучка электронов в горизонтальной плоскости, а другие две - в вертикальной.
Изменение магнитного поля возникает под действием переменного тока, протекающего через катушки и изменяющегося по определенному закону (это, как правило, пилообразное изменение напряжения во времени), при этом катушки придают лучу нужное направление.

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.

Электронный луч проходит последовательно по всем точкам экрана слева направо и сверху вниз. Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов преобразуется в свет, т.е. поток электронов заставляет точки люминофора светиться. Эти светящиеся точки формируют изображение, Луч должен двигаться с такой скоростью, чтобы точки не успевали погаснуть.

Время горизонтального перемещения луча от левого до правого края экрана называется периодом горизонтальной развертки. Величина, обратно пропорциональная этому периоду, называется частотой горизонтальной развертки, (названия «частота строчной развертки») и измеряется в килогерцах (кГц).

Вертикальная развертка, или частота кадров. Монитор с электронно-лучевой трубкой обновляет изображение на экране десятки раз в секунду. Это число называется частотой вертикальной развертки, или частотой обновления экрана, и измеряется в герцах (Гц). Практически все современные мониторы мультичастотные, то есть обладают способностью настраиваться на произвольные значения частот синхросигналов из некоторого заданного диапазона, например 30-84 кГц для строчной и 50-120 Гц для кадровой развертки.

Рекомендуется работать на частоте не ниже 85 Гц, для того, чтобы меньше напрягался зрительный аппарат человека.

Цветное изображение на ЭЛТ – мониторе построено на принципе смешивания основных цветов: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue). Их комбинации создают бесконечное число цветов. Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки, состоит из очень маленьких элементов (человеческий глаз не всегда может их различить). Используются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам RGB (отсюда и название группы из люминофорных элементов - триады).

У цветного монитора имеются три электронные пушки с отдельными схемами управления, а на поверхность экрана нанесен люминофор трех основных цветов: красный (Red, R), зеленый (Green, G), синий (Blue, B). Четкость изображения на мониторе тем выше, чем меньше размеры точек люминофора на внутренней поверхности экрана. Обычно говорят не о размерах самих точек, а о расстоянии между ними (dot pitch). Этот параметр для различных моделей мониторов может лежать в диапазоне от 0,41 до 0,19 мм. Нормальным уровнем для стандартного монитора считается 0,23-0,26 мм. Заметим, что нельзя напрямую сравнивать размер шага для трубок разных типов: шаг точек (или триад) трубки с теневой маской измеряется по диагонали, в то время как шаг апертурной решетки, иначе называемый горизонтальным шагом точек, - по горизонтали.