РЕФЕРАТ
Пояснительная записка к дипломному проекту: 116 страниц, 12 рисунков, 20 таблиц, 24 источника, 12 приложений, 3 листачертежей формата А1.
Объект исследований: монитор на ЭЛТ.
Предмет исследования: усовершенствование характеристик видеотерминальных устройств (дисплея).
В первом разделе рассмотрены общие принципы работы видеомониторов, их компоненты, описаны виды видеотерминальных устройств и произведена их классификация.
Во втором разделе выполнено усовершенствование монітора утем введения схемы автоматической регулировки яркости. Рассмотрена работа фоторезисторов.
В третьем разделе выполнено технико-экономическое обоснование объекта разработки.
В четвертом разделе проведены расчеты отопления, вентиляции, природного и искусственного освещения, полученные значения сопоставлены с нормативными.
ВИДЕОТЕРМИНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, ДИСПЛЕЙ, МОНИТОР, ФОТОРЕЗИСТОР, ЭЛЕКТРОННОЛУЧЕВАЯ ТРУБКА, LCD-МОНИТОР
СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОСНОВЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВИДЕОТЕРМИНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
1.1 Интерфейсы мониторов
1.2 Анализ ЭЛТ-мониторов
1.3 Анализ LCD – мониторов
1.4 Плазменные дисплеи
1.5 Перспективы развития видеотерминальных устройств
2 УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВИДЕОТЕРМИНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
2.1 Фоторезисторы
2.1.1 Устройство, характеристики, принцип действия фоторезисторов
2.1.2 Полупроводниковый фотодетектор
2.2 Усовершенствование монитора на ЭЛТ
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОБЪЕКТА РАЗРАБОТКИ
4 ОХРАНА ТРУДА
4.1 Требования к производственным помещениям
4.1.1 Окраска и коэффициенты отражения
4.1.2 Освещение
4.1.3 Параметры микроклимата
4.1.4 Шум и вибрация
4.1.5 Электромагнитное и ионизирующее излучения
4.2 Эргономические требования к рабочему месту
4.3 Режим труда
4.4 Расчет освещенности
4.5. Расчет вентиляции
4.6 Расчет уровня шума
ВЫВОДЫ
СПИСОК ССЫЛОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
АЦП – аналого-цифровой преобразователь
ВТ - видеотерминал
ЖК - жидкокристалический
МПС – микропроцессорная система
ОЗУ – оперативное запоминающее устройство
ПЗУ – постоянное запоминающее устройство
ПО- программное обеспечение
ПС – программные средства
ФР - фоторезистор
ЦП – центральный процессор
ЦПУ – центральное процессорное устройство
ЭЛТ – электронно-лучевая трубка
ВВЕДЕНИЕ
Тема дипломной работы – «Усовершенствование характеристик видеотерминальных устройств (дисплеев)», которая является предметом исследования.
Целью настоящей работы является изучение особенностей различных технических и эксплуатационных характеристик дисплеев, а также попытка проанализировать примеры улучшения их характеристик.
В соответствии с поставленной целью выдвигаются конкретные задачи, которые решаются в ходе исследования:
- проанализировать технологические особенности видеотерминальных устройств, существующих в настоящее время;
- дать их сравнительную характеристику;
- рассмотреть примеры улучшения характеристик видеотерминальных устройств.
Практическая ценность работы заключается в возможности использования полученных материалов исследования в практических курсах учебных заведений технической направленности.
Дисплей, или монитор, является неотъемлемой частью практически любого персонального компьютера. Тип монитора, его качество и функциональные возможности не только влияют на эффективность использования компьютера, но и определяют уровень используемого программного обеспечения. Нельзя не сказать о том, что через монитор пользователь получает не только полезную информацию от компьютера, но и “побочные эффекты” в виде электромагнитных излучений в различных частотных диапазонах. Далеко не благотворно сказывается на зрении нечеткость, нерезкость или мерцание изображения, только после продолжительной работы, проявляясь в виде утомления, рези в глазах, головной боли и т.д. Следует отметить, что работа с некачественным монитором может привести к необратимым последствиям в организме.
Таким образом, тема, выбранная для дипломной работы, действительно заслуживает внимания. Изучение и систематизация технических и эксплуатационных характеристик видеотерминальных устройств является актуальным не только в теоретическом отношении, но и в плане применения передовых технологий в быту, учебных заведениях, государственных организациях и на промышленных предприятиях.
1 ОСНОВЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВИДЕОТЕРМИНАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
1.1 Интерфейсы мониторов
Приступая к анализу технологических особенностей мониторов, представляется необходимым обратиться к рассмотрению различных интерфейсов, используемых в настоящее время.
Аналоговый интерфейс D-Sub является наследием CRT-мониторов. Главный его недостаток - необходимость двойного аналого-цифрового преобразования сигнала (первый раз цифровые данные преобразуются в аналоговый сигнал в видеокарте, а второй - происходит обратное преобразование в мониторе), что, естественно, не способствует улучшению его качества, особенно в больших разрешениях.
В настоящее время он вытесняется цифровым интерфейсом DVI (Digital Video Interface), посредством которого цифровые данные из видеокарты, минуя цепочку АЦП-ЦАП, подается непосредственно на схему управления матрицы LCD-монитора. Изображение передается на монитор без потерь качества из-за преобразования, кроме того, цифровым способом осуществляется и управление монитором, так что пользователь освобождается от довольно сложной и трудоемкой процедуры "тонкой" подстройки параметров изображения. При этом не стоит упускать из виду, что реальное преимущество от использования интерфейса DVI может проявиться только на мониторах с диагональю 20" и выше, только при наличии достаточно качественной видеокарты. В мониторах с диагональю 15"-19" заметного выигрыша в качестве изображения по сравнению с аналоговым интерфейсом не будет.
В настоящее время интерфейс D-Sub устанавливается в LCD-мониторы в основном для обеспечения их совместимости со старыми видеокартами, не имеющими DVI выхода, в первую очередь - системных плат с интегрированным видео. И лишь только самые дешевые бюджетные модели LCD-мониторов используют интерфейс D-Sub в качестве основного и вообще не имеют DVI-входа.
Интерфейс DVI имеет три варианта реализации:
- DVI-D - базовый интерфейс, обеспечивающий только "цифровое" подключение;
- DVI-I - расширенный вариант интерфейса DVI-D, наиболее часто встречающийся в настоящее время. Обеспечивает передачу как цифрового, так и аналогового сигнала, для которого в кабеле выделены специальные линии;
- DVI-A - используется только для передачи аналоговых данных. Физически реализуется в качестве переходника (или, что гораздо реже, кабеля) для подключения к разъему DVI-I.
Кабеля типов DVI-D и DVI-I могут быть двух типов: Single- или DualLink. Кабель первого типа, в соответствии со своим названием, содержит только один канал DVI и обеспечивает разрешение до 1920х1080. Но для новых 30" мониторов, разрешение которых достигло 2560 x 1600 пикселей, пропускной способности кабеля SingleLink явно не хватит, и выход был найден в объединении двух таких интерфейсов в едином варианте - получился интерфейс DualLink. Естественно, и видеокарта должна поддерживать DualLink, т.е. иметь два автономных DVI выхода.
В последнее время применяется новый стандарт передачи видеосигнала HDMI (High-Definition Multimedia Interface). Его достоинством является одновременная передача как видео, так и аудио, что более актуально в бытовой технике.
Что же касается собственно передачи видеосигнала, то в этом отношении HDMI не имеет каких-либо реальных преимуществ перед DVI.
1.2 Анализ ЭЛТ-мониторов
Сегодня наиболее распространенный тип мониторов - это CRT (Cathode Ray Tube) мониторы. Как видно из названия, в основе всех таких мониторов лежит катодно-лучевая трубка - электронно-лучевая трубка (ЭЛТ). CRT расшифровывается как Cathode Ray Terminal, что соответствует уже не трубке, а устройству, на ней основанному.
Используемая в этом типе мониторов технология была разработана немецким ученым Фердинандом Брауном в 1897г. и первоначально создавалась в качестве специального инструмента для измерения переменного тока, то есть для осциллографа.
Конструкция ЭЛТ – монитора.
Самым важным элементом монитора является кинескоп, называемый также электронно- лучевой трубкой (см. приложение А, рис 1.). Кинескоп состоит из герметичной стеклянной трубки, внутри которой находится вакуум, то есть весь воздух удален. Один из концов трубки узкий и длинный - это горловина, а другой - широкий и достаточно плоский - это экран. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором. 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. Заметим, что иногда люминофор называют фосфором, но это не верно, т.к. люминофор, используемый в покрытии ЭЛТ, ничего не имеет общего с фосфором. Более того, фосфор "светится" в результате взаимодействия с кислородом воздуха при окислении до P2O5 и "свечение" происходит небольшое количество времени.
Для создания изображения в ЭЛТ-мониторе используется электронная пушка, откуда под действием сильного электростатического поля исходит поток электронов. Сквозь металлическую маску или решетку они попадают на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов (луч) может отклоняться в вертикальной и горизонтальной плоскости, что обеспечивает последовательное попадание его на все поле экрана. Отклонение луча происходит посредством отклоняющей системы (см. приложение А, рис 2.). Отклоняющие системы подразделяются на седловидно-тороидальные и седловидные. Последние предпочтительнее, поскольку создают пониженный уровень излучения.