مقدمه
مونیتور های کامپیوتر های امروزی
مونیتورهای کامپیوتر رد واقع از نمونه‌های قدیمی و منسوخ شده پایانه رادیو تله تلیپ منتج شده و جای آنها را گرفته اند. نمایشگرهای اولیه که فقط می توانستند متن را به صورت تک رنگ نشان دهند امروزه به مونیتورهای پیشرفته ای تبدیل شده اند که می توانند تصاویر بلادرنگ زنده ای با تفکیک پذیری بالا و تعداد رنگهای بی سابقه را نشان دهند.
رشد انفجاری کامپیوتر های قابل حمل نیاز به کسب اطلاعات در مورد عملکرد و تعمیر نمایشگر های تک رنگ و رنگی و کریستال مایع LCD مسطح را تشدید کرده است.
اصول عملکرد مونیتورهای مبتنی بر لامپ های اشعه کاتدی
مونیتورهای مبتنی بر لامپ های اشعه کاتدی CRT در واقع از شگفتیهای دنیای مهندسی می باشد. اگر چه در دهه‌های اخیر قطعات و اجزای تشکیل دهنده این دستگاهها پیشرفتهای تلویزیونی پیروی می کنند که از سال 1950 بدون تغییر باقیمانده است.
به ط.ر کلی می توان عملکرد مونیتور را به 5 قسمت مجزا تفکیک کرد.
قسمتهای مزبور عبارتند از CRT. مدار راه انداز ویدئو مدل راه انداز عمودی. ولتاژ بالا و منبع تغذیه.
تعریف CRT
لامپ اشعه کاتدی یا(CRT) در اصل لوله ای است که داخل آن خلأ ایجاد شده است.
یک سر CRT به صورت لوله ای طویل با گردن باریک می باشد در حالی که سر دیگر آن پهن و تقریباً مسطح است.
سطح داخلی نمای جلویی CRT با فسفر پوشانده شده است در سمت نازک لامپ قطعه‌ای به نام کاتد وجود دارد، که انرژی به آن اعمال شده، و درجه حرارت آن به میزان زیادی بالا می رود. کاتد در دمای بالا الکترون آزاد می کند. اگر ولتاژ مثبت بسیار زیادی به صفحه جلویی CRT اعمال شود. الکترونهای آزاد شده از کاتد (با بار منفی) شتاب گرفت به سمت صفحه می کنند.
اگر الکترونها با سرعت زیاد حرکت کنند به فسفر موجود در سطح داخلی نمای جلویی برخورد کنند نور ایجاد می شود.
با کنترل جهت و شدت جریان الکترونها که به سطح صفحه هدایت می شوند. تصویر قابل مشاهده ای ایجاد خواهد شد. پیکسلها کوچکترین بخش قابل کنترل تصویر بر روی صفحه نمایش را تذشکیل می دهند.
انواع CRT
الف: CRT تک رنگ
مونیتورهای تک رنگ از یک نوع فسفر منفرد و یک دست پوشیده شده‌اند. که معمولاً نور ایجاد شده توسط آنها سفید کهربایی و یا سبز می باشد.
ب: CRT رنگی
در CRT رنگی از سه نوع فسفر با رنگهای قرمز، آبی، سبز استفاده شده که به صورت مثلث قرار گرفته اند.
در مونیتورهای رنگی هر یک زا این مجموعه ها معرف یک پیکسل می باشند. هر چند که در هر پیکسل سه نقطه قرار دارد.
اگر هر یک از نقاط قرمز و سبز و آبی با یک تفنگ الکترونی مجزا شوند می توان طیف وسیعی از رنگهای مختلف را ایجاد کرد کیفیت تصویر رنگی که به این ترتیب ایجاد شود به نزدیک بودن فاصله سه نقطه مزبور بستگی دارد. هز چه نقاط نزدیکتر باشند تصویر یکپارچه تر به نظر خواهد رسید.
فاصله نقطه ای به فاصله ای گفته می شود که فاصله بین دو نقطه مجماور هم در یک پیکسل باشد نمایشگرهایی که فاصله نقطه ای آنها 31% میلی متر یا کمتر باشد معمولاً تصویری با کیفیت قابل قبول ارائه می کند.
پوشش مشبک و شیاردار
پوشش مشبک در واقع صفحه فلزی سوراخ‌دار نازکی است که درست در پشت سطح فسفریCRTهای رنگی قرار می گیرد.
پرتوهای الکترونی هر سه تفنگ الکترونی همگرا بوده و به جای فسفرهخای موجود در صفحه نمایش، بر روی سوراخهای این صفحه مشبک متمرکز می شود.
سوراخهای میکروسکوپی موجود بر روی این صفحه مشبک در واقع روزنه ای را تشکیل میدهند که پرتو الکترونی ازطریق آن می تواند فقط بر نقطه فسفری مربوط به خود بتابد و جلوی الکترونهای دیگر گرفته شده و خلوص رنگ حفظ می شود. طراحی بعضی از لامپهای اشعه کاتدی (CRT) به گونه ای است که جای پوشش مشبک از پوشش شیاردار استفاده می شود.
این صفحه از رشته سیمهای موازی تشکیل شده است که به صورت عمودی در پشت صفحه نمایش فسفری قرار می گیرد. در این نوع (CRT)ها فاصله بین شیارها مئشخصه‌های پوشش شیاردار را تعریف می کند این نوع طراحی در CRT تک رنگ استفاده نمی شود زیرا رنگ تمام فسفرهای موجود بر روی صفحه یکسان است.
همگرایی
حرکت هر سه پرتوی الکترونی بر روی صفحه نمایش به صورت همزمان صورت می گیرد همگرایی پرتوهای مزبور بر روی سوراخهای پوشش مشبک صورت می پذیرد خلوص رنگ در تصویر ایجاد شده بر روی صفحه نمایش به میزان زیادی بره همگرایی باعث سایه های رنگی در تصویر خواهد شد.
عدم همگرایی د رمرکز صفحه معمولاً نباید از 45% میلی متر بیشتر باشد میزان معمول این خطا در کل صفحه نمایش در حدود 65% میلی متر است. اعداد بزرگتر نشنان دهنده ضعف بیشتر در همگرایی است.
امواج بشکه ای و بالشتکی
سطح جلویی بیشتر لامپ های اشعه کاتدی محدب است اما تصاویر کاملاً مسطحیم باشند. وقتی تصویری مربعی بر روی صفحهای منحنی شکل تشکبل شود اعواج ایجاد خواهدشد.
اگر کناره های تصویر رو به خارج انحنا پیدا کنند یعنی محدب شوند تصویر حالت شبکه ای پیدا می کند. سایر خطوط تصویر ممکن است از انحنای خطوط کناری پیروی کنند.
میزان انحراف نباید از 3-2 میلی متر بیشتر باشد
پویش افقی و پویش عمودی
مفهوم پویش: برای درک مفهوم پویش باید بدانید که تصاویر در مونیتورها به چه ترتیب ظاهر می شوند. تصاویر مونیتورها در مونیتورها به چه ترتیب ظاهر می شوند.تصاویر مونیتورها در واقع به صورت خطوط افقی پیکسل ها تشکیل می شوند که از گوشه فوقانی وچپ تصویر شروع شده اند. با حرکت پرتو الکترونی در طول هر خط هر یک از پیکسل ها با شدت متفاوتی تحریک می شوند شدت مزبور به داده های موجود در ram ویدوئی مربوطه بستگی دارد که بر روی برد آداپتور ویدوئی قرار گرفته است. با کامل شدن هر خط پرتو الکترونی خاموش خواهد شد. سپس پرتو الکترونی به ابتدای خط افقی بعدی هدایت می شود، در اینحالت می توان خط افقی جدیدی را ترسیم کرد. این روند تا ترسیم تمام خطوط افقی ادامه می یابد به این ترتیب پرتو الکترونی به گوشه پایین و راست تصویر خواهد رسید با کامل شدن تصویر پرتو الکترونی بار دیگر خاموش خواهد شد
پهنای باند
ساده ترین تعریف پهنای باند عبارت است از: حداکثر سرعت نگارش پیکسل ها بر روی مونیتور.پهنای باند برای نمایشگرهای VGA در حدود 30 مگاهرتز است.
تموج سرزنش و انحراف
هدایت پرتوهای الکترونی در سرتاسر صفحه نمایش از طریق ایجاد میدان مغناطیسی متغییر صورت می پذیرد میدان مغناطیسی توسط سیم پیچهای انحراف افقی و انحراف عمدی ایجاد می شود که از یکدیگر مجزا بود. و بروی ؟ CRT قرار دارند.
در حالت ایده ال میزان انحراف پرتو الکترونی در هر بار عبور از صفحه نمایش باید مساوی باشد به این ترتیب تصویری با ثبات بسیار زیاد ایجاد خواهد شد اما در دنیای واقعی در هر لحظه تغییرات بسیار کوچکی در محل تصویر ایجاد می شود.
اگر چنین تغییراتی در کمتر از 15 ثانیه ایجاد شود به آن لرزش گویند تموج در واقع نوعی تغییر محل تصویر یا اجزای آن می باشد تموج در واقع نوعی تغییر محل تصویر یا اجزای آن می باشد که دوره تناوب آن از 30 ثانیه بیشتر باشد.
به جابجایی تصویر با سرعت معادل یک بار در دقیقه با کمتر انحراف می گویند.
روشنایی
وقتی پرتو الکترونی به فسفر برخورد می کند نور ایجاد می شود روشنایی در واقع میزان نور ایجاد شده در هنگام تشکیل تصویر کامل می باشد روشنایی قابل مشاهده توسط بیشتر مونیتورها 60-50 (FTM) (Foot Lumens) می باشد این مقدار به ولوم تنظیم روشنایی و نیز تعداد نقاط سفید موجود در تصویر بستگی دارد هر چه این عدد بیشتر باشد نشان دهنده روشنایی بیشتر تصویر بوده و هر چه این عدد کمتر باشد تاریک تر بودن تصویر مونیتور را می رساند
تنظیم وسط
وقتی پتانسیومترهای کنترل تنظیم وسط افقی و عمودی در وسط قرار دارند تصویر باید در مرکز نمایشگر قرار گیرد مشخصه های تنظیم وسط نشان می دهد که مرکز تصویر چقدر به مرکز صفحه نمایش نزدیک می باشد.
سیگنال ویدوئی
این مشخصه دامنه و سایر خصوصیات سیگنال ویدوئی آنالوگ در کانال ورودی را نشان می دهد.
سیستم ویدیوئی کامپیوترهای شخصی از دو بخش تشکیل شده است برد آداپتور و خود مونیتور. اداپتور ویدوئی در واقع بخش اصلی سیستم ویدوئی را تشکیل می دهد. دستورها و داده های ویدوئی کامپیوتر از طریق گذرگاه توسعه مربوطه به اداپتور انتقال می یابند برد گرافیکی دادهای بدست آمده را به تصاویر گرفایکی تبدیل کرده و آن را در حافظه ویدویی موجود در کارت گرافیکی ذخیره می کدن.
این حافظه RAM ویدوئی یا VRAM نامیده می شود. سپس برد ویدویی تصویر گرافیکی را به صورت سلسله پالس های همزمانی مترادف با حالت ویدوئی مورد استفاده ترجمه می کند.
مثلا EGA و VGA
دو نوع سیگنال ویدوئی وجود دارد سیگنال ویدوئی TTL و سیگنال ویدوئی آنالوگ
در مونیتور TTL سیگنال رنگ به صورت سطوح منطقی ارائه می شود یعنی مجموعه ای از سطوح منطقی (1و0) مونیتور تک رنگ TTL فقط از یک یا دو خط سیگنال استفاده می شود یکی از خطوط روشن یا خاموش بودن پیکسل و دیگری شدت نور آن را کنترل می کند در نتیجه می توان فسفرهای رنگی را بدو شدت نور مختلف روشن کرد.
مدار راه انداز ویدئو
عمل مدار راه انداز ایناست که شدت پرتو الکترونی را کنترل می کند این مدار باید بتواند سیگنال ویدئو ورودی را به قدری تقویت کند که برای راه اندازه شبکه کنترل ویدئو در CRT مناسب باشد در مورد م ونیتورهای تک رنگی که از ورود سیگنال TTLاستفاده می کنند.
مدار راه انداز ویدئو فقط باید بتواند پرتو الکترونی را قطع و وصل کند ولی در مورد مونیتورهای که با دو ورودی سیگنال TTL کار می کنند یکی از خطوط جریان الکترونها را قطع و وصل کند یکی از خطوط جریان الکترونها را قطع و وصل می کند و دیگری شدت آن را کم و زیاد می کند وجود ورودی دوم برای کنترل شدت روشنایی تنوع تصاویر نمایشگر را کمی افزایش می دهد.