Пристрої відображення інформац

РЕФЕРАТ

На тему «Пристрої відображення інформації»

1. Класифікація та характеристики пристроїв відображення

Пристрої відображення інформації (ПВІ) широко використовуються для виведення алфавітно-цифрової та графічної інформації, відображення довідкових даних по об'єктах контролю та управління технологічними процесами. Пристрої відображення інформації дозволяють надавати людині інформацію у найсприятливішому вигляді типу текстів, таблиць, рисунків, діаграм. Висока швидкодія більшості пристроїв відображення дозволяє використовувати їх у реальному масштабі часу.

Пристрої відображення можна класифікувати:

а) за методом використання;

б) за часом поновлення інформації;

в) за використанням символів;

г) за технічною реалізацією.

Так, за методом використання ПВІ поділяються на групові та індивідуальні. Групові ПВІ є пристроями колективного використання, вони мають великий розмір екрана, розвинуте математичне забезпечення функціональних можливостей. Такі пристрої встановлюють в диспетчерських пунктах або залах керування польотами і дозволяють взаємодіяти з інформацією значній кількості операторів. Пристрої індивідуального використання відрізняються малими габаритами, вони призначені для взаємодії з одним або двома операторами.

В залежності від характеру задач можливі два режими поновлення інформації. Перший режим дозволяє відслідковувати відображення безперервно в режимі реального часу, а другий дозволяє дискретне відображення через певні проміжки часу. Робота ПВІ в реальному масштабі часу має на увазі наявність такого спостереження оператором візуальної інформації, коли забезпечується її повне сприйняття. В другому випадку інформація надається оператору з затримкою. Припустимість затримки визначається швидкістю протікання процесів в інформаційній системі.

За використанням символів поділ проводиться на алфавітно-цифрові, графічні та мнемонічні. За конкретною технічною реалізацією поділ ПВІ ведеться на пристрої на основі: електронно-променевих трубок безпосереднього відображення; електронно-променевих трубок з проектуванням на екран; газорозрядних, електролюмінісцентних, квантових та інших пристроїв індикації.

До основних характеристик пристроїв відображення інформації відносяться:

Швидкодія;

Об'єм інформації, що відображається;

Спосіб відображення інформації;

Параметри зображення;

Метод зв'язку з ЕОМ.

Швидкодія ПВІ характеризується швидкістю поновлення інформації на екрані ПВ, періодичністю зміни цієї інформації, часом накопичення даних для відображення кадру та максимальною частотою надходження запитів на відображення.

Об'єм інформації, що відображається, оцінюється загальним об'ємом даних, що одночасно відображаються, числом окремих пристроїв відображення та кількістю операторів, які одночасно працюють з ПВІ.

Спосіб відображення інформації характеризується методом кодування інформації, символікою, що використовується, та форматами даних.

До параметрів зображення відносять яскравість, контрастність, роздільну здатність. Метод зв'язку з ЕОМ визначається інтерфейсом.

2. Засоби відображення інформації

До засобів відображення інформації відносять електронно-променеві трубки, електролюмінісцентні панелі, газорозрядні індикатори та панелі, електролюмінесцентні індикатори, рідкокристалічні індикатори.

Електронно-променева трубка являє собою електронний прилад, в якому електронний промінь, що випромінюється катодом, фокусується в поперечному перерізі до розмірів крапки на екрані, покритому люмінесцентним матеріалом. Найбільш просто побудовані ЕПТ з електростатичним відхиленням (рисунок 1).

Рисунок 1 - Структура електронно-променевої трубки

ЕПТ складаються з скляної (або металевої) колби, що розширюється від вузької горловини до екрана. В колбу вставляється електронна гармата, яка розташована в горловині колби і складається з катода, керуючого електрода, прискорювальних та фокусувальних електродів, відхиляючих пластин та інших елементів.

Електронна гармата випромінює з поверхні катода, вкритого окисною плівкою, потік електронів. Цей потік ініціюється шляхом нагрівання поверхні катода за допомогою спеціального підігрівача. Інтенсивність потоку електронів регулюється потенціалом керуючого електрода, який, як правило, є від'ємним по відношенню до потенціалів на прискорювальних електродах ПЕрі, ПРЕ2. Цей же електрод визначає коефіцієнт підсилення вхідного сигналу в проміжку керуючого електрода -- першого прискорювального електрода:

М= - Vnp/Uynp

Керуючий електрод є по суті модулятором електронного потоку, що випромінюється катодом. Ця модуляція здійснюється сигналом, який необхідно відобразити на екрані ЕПТ.

Прискорювальний електрод надає електронному потокові швидкості, достатньої для ефективного бомбардування люмінесцентного матеріалу з його засвічуванням в зоні бомбардування. Для того щоб електронний потік дозволяв формувати на екрані ЕПТ чіткі зображення, потрібно забезпечити його фокусування перед падінням на екран. Таку функцію забезпечує електростатична лінза, що складається з першого прискорювального електрода та фокусувального електрода ФЕ, відстань між якими А1 та потенціали впливають на розмір світлового елемента (крапки) на екрані ЕПТ.

Після фокусування необхідно забезпечити відхилення світлового елемента по екрану як в горизонтальному, так і в вертикальному напрямках. Таке відхилення в сукупності з відповідною модуляцією кожного з елементів дає можливість отримати на екрані ЕПТ відображення інформації, яка надходить на керуючий електрод. Забезпечує відхилення спеціальна відхиляюча система з 4-х попарно ортогональних пластин.

Для ЕПТ статичного типу потенціал катода дорівнює нулю, керуючого електрода - від мінус 100В до плюс 2В, першого прискорювача на рівні 400 - 500В, фокусуючого електрода від 0 до 400В -500В, на другому прискорювачі - до 15кВ.

Окрім електростатичного відхилення електронних променів застосовується також магнітне, яке має дещо гірші характеристики порівняно з електростатичними, проте використовується частіше.

Газорозрядні прилади з'явились в 40 - 50 роках нашого сторіччя у вигляді неонових сигнальних індикаторних ламп змінного струму. Однак з появою газорозрядного індикатора постійного струму, ці прилади досягли бурхливого розвитку у вигляді матричних панелей. Принцип роботи газорозрядного індикатора ґрунтується на тому, що при переході електрона з верхнього енергетичного рівня атома на більш низький, або втраті електрона атомом, газ випромінює світло. При втраті одного електрона більшістю атомів газу говорять про те, що газ іонізований (атоми перетворились на іони). Станом іонізації управляють за допомогою енергії зовнішнього електричного поля, що достатня для виведення електрона з поля атома. Ця енергія забезпечується подачею напруги на певні електроди між якими знаходиться газ. Існує багато схем газорозрядних приладів. Найбільш типова з них складається з двох скляних пластин, одна з яких прозора (рис.2). Простір між пластинами заповнюється газовою сумішшю, а на поверхні пластин напиляються провідники. При подачі на провідники напруги газ починає іонізуватися і при певному значенні напруги виникає світловий розряд. Колір світлового розряду визначається газом заповнення.

Рисунок 2 - Конструкція газорозрядної комірки

Електролюмінесцентні панелі. Першим прикладом використання явища люмінесценції стали матричні електролюмінесцентні поперечні панелі. Конструкція такої панелі (рисунок 3) складається з двох електродів, типу катода та анода, між якими нанесено люмінесцентний шар з порошку сульфату цинку (ZnS) та марганцю (Мп). На поверхню люмінесцентного шару наноситься порошкова мідь, яка виступає активатором формування люмінофорних комірок.

Рисунок 3 - Конструкція електролюмінесцентної панелі

При прикладанні до електродів постійної напруги на поверхні кожної люмінофорної гранули формується напівпровідниковий перехід, який починає випромінювати світло. Яскравість цього світла залежить від величини напруги та яскравості люмінофора. Деяке збільшення характеристик яскравості досягається в конструкції коли порошок замінюється на люмінофорну плівку, яка нанесена на скляну підкладку. Плівка також виготовляється з сульфату цинку (ZnS), марганцю (Мп) та міді (Од). Характерна напруга, що прикладається до пари електродів знаходиться на рівні 50В.

Рідкокристалічні індикатори. Рідкокристалічні індикатори відрізняються від люмінесцентних та газорозрядних індикаторів тим, що не випромінюють світла та не вимагають додаткового зовнішнього підсвічування. Вони працюють на принципі модулятора шляхом пропускання та відбивання світла. Регулювання потоку світла досягається тим, що рідкокристалічна комірка розміщується на шляху світлового потоку, а її коефіцієнт оптичного пропускання змінюється за рахунок подачі електричного поля. Рідкий кристал зовнішньо нагадує звичайну рідину, але подібно електролюмінесцентному кристалу має впорядковану структуру у вигляді витягнутих молекул.

Конструктивно рідкокристалічний індикатор (рис.4) являє собою скляний резервуар, обидві стінки якого мають провідникове покриття. Всередині цього резервуару знаходиться кристалічна рідина.

Рисунок 4 - Рідкокристалічний індикатор

В певних умовах, молекули рідини розміщуються перпендикулярно скляним пластинам. Якщо на провідникові покриття подати достатню напругу, характер розміщення молекул зміниться і зміниться коефіцієнт світловідбиття. Хоча рідкокристалічні комірки можуть збуджуватись постійним струмом в більшості випадків використовується збудження змінним струмом. Постійний струм швидше зруйновує комірки. На практиці частота перемикання складає 30Гц, хоча при певних умовах можлива робота і на частоті 1кГц.

3. Стандартизація пристроїв відображення на ЕПТ

Стандартизація пристроїв відображення на ЕПТ встановлює принципи взаємодії між складовими частинами ЕОМ та відеопідсистемою в склад якої входять монітор та відеоадаптер. За типом інтерфейсу відеомонітора з відеоадаптером пристрої відображення поділяються на композитні, цифрові та аналогові RGB, за типом відеоадаптера на MDA, CGA, EGA, VGA, SVGA.

Композитні пристрої відображення (дисплеї) мають один аналоговий вхід на який надходить відеосигнал в відеостандартах NTSC (американський стандарт) або PAL - SECAM (Європа, СНГ). Композитні дисплеї застосовувались найчастіше з відеоадаптерами типу MDA та CGA. Вони мають однокольорове зображення (чорно-біле).

Цифрові пристрої відображення мають до шести вхідних ліній за їх допомогою відображаються до 2•n (12) кольорів (де n - кількість вхідних ліній). Цей тип дисплеїв застосовували найчастіше відеоадаптери типу CGA та EGA.

Аналогові пристрої відображення мають три аналогових лінії, кожна з яких управляє своїм кольором (червоним -- R, синім -- В, зеленим -G) електронного променя кольорової ЕПТ. Спектр кольорів на екрані ЕПТ утворюється шляхом зміни интенсивності базових кольорів та їх змішування. Аналоговий RGB дисплей, як правило, використовується з VGA та SVGA відеоадаптерами.

Відеоадаптер типу MDA (monohrome displey adapter) був розроблений для роботи з однокольоровими електронно-променевими трубками. Він мав роздільну здатність 80x25 знакомісць зображення, причому кожне знакомісце забезпечується матрицею 7x9 елементів зображення (крапок зображення, пікселів).

Відеоадаптер типу CGA забезпечував роботу з кольоровими ЕПТ. Кількість кольорів дорівнювала 4. Адаптер CGA дозволяв обробляти кольорову графічну інформацію з роздільною здатністю 320x200 елементів зображення. Окрім графічної CGA монітори можуть відтворювати символьну інформацію для чого мають до 16 кбайт пам'яті відеокартки. Вищевказані відеоадаптери практично не використовуються в сучасних комп'ютерах, їх замінили відеоадаптери реалізовані по стандартах EGA, VGA та SVGA.

Відеоадаптер EGA був поширений на комп'ютерах типу AT, XT та 286. він забезпечує відображення графічно-символьної інформації з 16 кольорами з роздільною здатністю до 640x350 елементів зображення.

Відеоадаптер VGA довгий час був загальноприйнятим для 386 комп'ютерів. Цей відеоадаптер забезпечує підтримку до 256 кольорів, однак може підтримувати і монохромний (однокольоровий) режим. В режимі підтримки 256 кольорів роздільна здатність забезпечується на рівні 320x200 елементів, в той же час режим підтримки 16 кольорів забезпечує роздільну здатність до 640x480 елементів.

Відеоадаптер SVGA дозволяє забезпечувати надвисоку роздільну здатність від 640x480 до 1024x1024 елементів зображення і більше при 256 кольорових відтінках. В основному SVGA адаптер поставляється починаючи з 486 машин.

Кожний відеоадаптер має відповідну програму керування, яка називається драйвером (EGA, VGA, SVGA). Монітори можуть працювати в різних стандартах шляхом використання відповідних драйверів та об'ємів оперативної пам'яті (відеокартка).

Розвиток пристроїв відображення відбувався паралельно розвитку ПК. До появи IBM PC більшість дисплеїв були алфавітно-цифровими. Це означало, що інформація, яка записувалась процессором у відеопам'ять складалась не з пікселів (крапок), а з символів і перетворення цих символів у пікселі здійснювалось самим пристроєм відображення (дисплеєм, відеомонітором). Перші ПК типу IBM PC поставлялись з алфавітно-цифровими дисплеями та відеоадаптером MDA. Роздільна здатність була 80x25 символів з матрицею пикселів 7x9. В подальшому вони були заміщені дисплеями з відеоадаптерами типу CGA та EGA, що забезпечили більш високу роздільну здатність та кольорове зображення.

Страницы: 1, 2, 3