Некоторые конкретные компьютерные мониторы



Предыдущая | Следующая

Некоторые конкретные компьютерные мониторы
При работе с компьютерным монитором вы превращаетесь в телевизионного техника. Если неисправность не очевидна, вам потребуется документация. За последние несколько лет на рынке появилось множество цветных мониторов с различной разрешающей способностью.
После появления компьютера IBM PC, имеющего разъемы расширения, компьютеры не ограничиваются одним конкретным монитором. В семействах IBM PC и Macintosh видеогенератор не располагается на материнской плате, а смонтирован на дочерней плате, которая вставляется в разъем расширения. В результате пользователи могут легко сменить монитор, приобретя более современную плату.
В компьютере допускается переключение с монохроматического монитора на цветной. В последующем вы можете перейти от дешевого цветного монитора к более качественному монитору с повышенной разрешающей способностью. К сожалению, у новых мониторов имеется один недостаток — их ремонт оказывается более сложным.
В сущности, мониторы по-прежнему напоминают цветной телевизор. Поэтому для их ремонта требуется соответствующая аппаратура и документация.
Рассмотрим несколько подробнее два типа мониторов, которые приобрели наибольшую популярность. Речь идет о мониторе VGA и универсальном (multiscan) мониторе. Плата адаптера VGA может работать с монохроматическими и цветными мониторами, а универсальный монитор обычно имеет цветную ЭЛТ.
Монитор VGA. Монитор VGA обеспечивает получение изображений с высокой разрешающей способностью и большим числом цветов. Он рассчитан на подключение только к плате адаптера VGA. Однако плата VGA может эмулировать сигналы адаптеров CGA и EGA и подавать их в монитор в такой форме, которая обеспечивает формирование изображения. Это позволяет использовать прикладные программы, рассчитанные на адаптеры CGA и EGA. ш
Блок-схема типичного монитора VGA показана на рис. 23.16. Она похожа на предыдущие, но имеет некоторые отличия. Частота сигнала кадровой синхронизации находится в обычном диапазоне от 60 до 70 Гц. Однако частота импульса строчной синхронизации, имеющего размах 5 В, составляет 31480 Гц, что вдвое выше обычной частоты 15750 Гц. Следовательно, строки строчной развертки на экране формируются в два раза быстрее и их число в два раза больше. Именно в этом скрыта одна из причин высокой разрешающей способности монитора VGA.
Входные аналоговые видеосигналы R, G и В обеспечивают бесконечное число уровней. Каждому цвету , соответствует определенный уровень. Схемы ограничивают число уровней и позволяют выводить 256 цветов из общей палитры в 256 К цветов. В случае цифровых сигналов R, G и В число уровней и выводимых цветов намного меньше.
Плата VGA генерирует аналоговые сигналы, поэтому не нужно демодулировать цвета, как в других видеосистемах. После усиления сигналы просто подаются в схемы драйверов и гашения, в котором они объединяются с сигналом гашения. Сигналы гашения формируются из входных сигналов с помощью фазового детектора и схем выходного каскада строчной развертки. После прохождения входных схем видеосигналы с амплитудой 30 В подаются на три катода цветной ЭЛТ.
Сигналы синхронизации остались цифровыми, так как нет необходимости превращать их в аналоговую форму. На рис. 23.17 представлена входная интерфейсная схема монитора VGA. Аналоговые видеосигналы R, G и В с амплитудой 0,3 В подаются на контакты 4, 5 и 1. На рис. 23.20 показана схема сигнала синего цвета; схемы сигналов для двух других цветов аналогичны.
Цифровые сигналы синхронизации с амплитудой 5 В подаются на контакты 6 и 2. Их можно проверить с помощью осциллографа или пикового вольтметра. Если сигналы имеются, компьютер исправен.
Сигналы R, G и В подаются вначале на усилитель, а затем поступают в сигнальный процессор, усилитель гашения, на видеовыход и цветную ЭЛТ. Все три цветовых сигнала проходят по своим трактам. Когда сигналы достигают выходного усилителя, они имеют величину около 20 В. В схеме видеовыхода они усиливаются до 30 В и подаются на управление электронной пушкой соответствующего цвета.
Два сигнала синхронизации смешиваются в интерфейсной схеме и подаются на сепаратор синхронизации. Оттуда сигнал кадровой синхронизации поступает в схемы кадровой развертки, а сигнал строчной синхронизации — в схемы строчной развертки.

Схемы кадровой развертки. В схему кадровой развертки монитора (рис. 23.18) входят генератор кадровой развертки, формирователь импульсов, операционный усилитель и выходной каскад кадровой развертки. Частота свободных колебаний генератора составляет около 60 Гц. Сепаратор синхронизации подает в генератор импульс кадровой синхронизации, который заставляет генератор работать синхронно с компьютером. Частота импульсов синхронизации составляет от 60 до 70 Гц. Генератор работает с такой частотой, которую определяют схемы платы адаптера. Ранее отмечалось, что чем выше частота кадровой развертки, тем меньше заметно мерцание изображения.

Выход генератора подается на формирователь импульсов для придания им правильной формы, затем он поступает на операционный усилитель и выходной каскад кадровой развертки. Выходной сигнал имеет амплитуду около 48 В и требуемую частоту. Он поступает в отклоняющую систему, которая заставляет электронные лучи перемещаться по экрану сверху вниз и быстро возвращаться вверх.
Схемы строчной развертки. Эти схемы действуют аналогично, но работают на более высокой частоте. Сепаратор подает сигнал синхронизации на строчный фазовый детектор, который выделяет сигнал строчной синхронизации. Выход детектора синхронизирует генератор свободных колебаний с входной частотой 31480 Гц от платы адаптера. Генератор строчной развертки начинает работать синхронно с компьютером.
После этого сигнал строчной развертки поступает в схему выходного каскада. В ней формируются два сигнала. Один из них, с амплитудой около 1000 В, подается в отклоняющую систему, электромагнитное поле которой перемещает три электронных луча поперек экрана. В результате совместного действия сигналов кадровой и строчной разверток на экране образуется растр.
Кроме того, сигнал с амплитудой около 1000 В подается в схему высокого напряжения. Она усиливает импульс, выпрямляет его и формирует ускоряющее напряжение 26 кВ, которое подается на анод ЭЛТ.
Трубки для мониторов VGA. Разрешающую способность монитора определяют полоса пропускания видеоусилителей, фокусировка и шаг точек. Полоса, или скорость включения и выключения пикселей, определяется частотами видеосигнала, которые обрабатываются схемами. Цветная ЭЛТ может легко обрабатывать видеочастоты, которые подаются в монитор.
Фокусировка определяется качеством ЭЛТ. Важно, чтобы электронная пушка могла образовать узкий луч, который фокусируется в крошечное пятно на поверхности экрана. Это достигнуто в большей части современных цветных ЭЛТ, особенно рассчитанных на получение изображений с высокой разрешающей способностью.
Очень важную роль играет шаг точек. Ранее было показано, что чем меньше размеры точек люминофора и чем ближе они друг к другу, тем выше разрешающая способность. Но чем лучше шаг точек, тем дороже ЭЛТ и весь монитор. Сейчас предлагаются различные модели мониторов VGA. Трубки с шагом 0,41—0,51 мм дешевле трубок, имеющих шаг 0,21—0,31 мм. За исключением различного шага точек в остальном мониторы VGA довольно похожи друг на друга.
Универсальный монитор. При разработке универсального монитора ставилась задача создать монитор, который совместим с максимальным числом плат адаптеров. Например, типичный универсальный монитор работает с платами RGB, CGA, EGA и VGA. Между этими платами есть два существенных различия. Во-первых, в них действуют различные частоты строчной развертки. Во-вторых, имеются отличия в сигналах цветов. Универсальный монитор рассчитан на адаптацию ко всем этим системам. Схема универсального монитора поЛучилась довольно громоздкой, а его ремонт сложным.
Строчная развертка. Наиболее сложная часть схемы та, которая работает с различными частотами строчной развертки (или сканирования по горизонтали). В ней предусмотрена адаптация к различным видеовходам. Видеосхемы преобразуют все типы информации в одну форму, которую монитор может обрабатывать и выводить.
В схемах развертки имеется много компонентов, которые влияют на частоту сканирования. Любое изменение частоты в фиксированной схеме обычно вызывается отказом компонента. Например, изменение компонента, который выключает частоту строк, вызывает пропадание высокого напряжения и монитор не работает. Следовательно, когда схема рассчитывается на работу с несколькими частотами, нужно быть очень внимательным. При отказе компонента диагностика оказывается очень запутанной.
На рис. 23.19 показана блок-схема универсального монитора. Универсальный монитор рассчитан на работу с четырьмя базовыми частотами: 15750 Гц обычного телевизора, 21800 Гц для адаптеров CGA и EGA, 24000 и 31480 Гц для адаптера VGA.

Частота генератора обычно изменяется с помощью индуктивностей и конденсаторов. Фактическая частота генератора зависит от реактивного сопротивления и активной проводимости. Универсальный монитор переключается путем суммирования и вычитания величин индуктивностей и емкостей в схеме. При включении и отключении компонентов схема изменяет свою частоту. Обычно генератор обеспечивает частоту строк в диапазоне от 15000 до 34000 Гц.
В мониторе предусматриваются схемы, которые определяют входную частоту синхронизации от компьютера и переключают частоту сканирования генератора строчной развертки и его схем.
Видеоинтерфейс. Входная частота синхронизации строк часто может сообщить видеосхемам, какой тип интерфейса необходим для работы. Если, например, входная частота составляет 31480 Гц, то монитор определяет, что плата VGA подает аналоговый RGB-сигнал. Однако в такой ситуации может быть успех или неудача, поэтому в универсальных мониторах часто предусматриваются входные переключатели. Примерами могут служить переключатели аналогового-цифрового сигнала и обычного-специального сигнала. В любом случае схема дешифратора строчной синхронизации обнаруживает частоту строк и посылает кодированный сигнал в схему видеоинтерфейса, сообщая, какой именно тип видеосигнала следует ожидать.
Видеосигнал подается в интерфейсную секцию видеосигнала и синхронизации. Интерфейс реализует три функции. Во-первых, он посылает отрицательный сигнал синхронизации в схемы детектора независимо от полярности входного сигнала. Во-вторых, он действует как цифроаналоговый преобразователь. В зависимости от конкретной ситуации интерфейс преобразует цифровой сигнал в аналоговый или оставляет цифровой сигнал. В-третьих, интерфейс посылает видеосигнал в видеоусилитель. Амплитуда сигнала должна составлять 400 мВ.
Видеосхемы. Схема видеоусилителя получает композитный сигнал гашения от усилителя гашения. Этим гарантируется гашение экрана в течение обратного хода. Видеоусилитель увеличивает ток сигнала и передает сигнал с амплитудой 200 мВ в видеовыход. В видеоусилителе предусмотрено управление контрастом для коррекции изображения. После обработки сигнал поступает в схему видеовыхода.
Схема видеовыхода усиливает сигналы примерно до 40 В и подает на катоды цветной ЭЛТ. Видеоусилитель задает постоянное смещение на катодах ЭЛТ, и она индицирует три сигнала.
Особенности схем строчной развертки. Интерфейс видеосигнала и синхронизации подает входные сигналы синхронизации строк в усилитель синхронизации. Оттуда сигнал синхронизации поступает на две совместно работающие схемы выбора горизонтальной позиции и коррекции длительности импульса развертки. Схемы горизонтальной позиции управляют позицией горизонтальной фазы. Затем управляемый сигнал фазы поступает в схему коррекции длительности импульса.
Схема коррекции длительности импульса выполняет четыре важные функции. Во-первых, она подает в схему строчного фазового детектора сигнал синхронизации с постоянной длительностью импульса. Во-вторых, она посылает в схему дешифратора синхронизации сигнал с переменной длительностью импульса. В-третьих, она формирует импульс с переменный длительностью для схемы управления генератором строчной развертки. Наконец, она образует односекундный коммутирующий импульс для схем гашения растра и управления генератором строчной развертки.

Когда универсальный монитор изменяет режим, эти сигналы действуют следующим образом. При активизации схемы гашения растра экран становится черным. В схему управления генератором строчной развертки подается односекундный импульс и стабилизирует генератор. Дешифратор строчной синхронизации определяет входную частоту синхронизации и выдает несколько коммутирующих напряжений. Коммутирующие напряжения определяют, в каком режиме будет работать монитор. Они подаются в секцию выходного каскада строчной развертки, управления режимом цвета, схему выбора горизонтальной позиции и схему управления размером по вертикали.
Схема управления частотой генератора строчной развертки определяет фактическую частоту, на которой будет работать генератор свободных колебаний. Входная частота платы адаптера определяется после видеоинтерфейса в усилителе строчной синхронизации. В схеме управления генератора формируется управляющее напряжение и подается в генератор. После этого генератор работает на входной частоте синхронизации.
Когда генератор настроен на входную частоту строчной синхронизации, на этом действие сложной схемы заканчивается. Генератор служит источником сигнала строчной развертки. После этого остальные схемы строчной развертки могут выполнять свои функции. Генератор подает скорректированный по фазе сигнал в схему выходного каскада строчной развертки.
Схема выходного каскада строчной развертки спроектирована на работу с переменной частотой развертки. Она может работать на четырех и более частотах в диапазоне 15 — 34 кГц. В него поступают коммутирующие напряжения, сообщающие схемам, в каком режиме работать. Схема выходного каскада строчной развертки формирует сигналы обратной связи, показывающие режим работы. Один сигнал обратной связи подается в строчный фазовый детектор в качестве эталонного напряжения. В фазовом детекторе сигнал обратной связи участвует в сравнении для коррекции фазы, и длительность импульса регулирует сигнал синхронизации в усилителе синхронизации. Затем корректирующий сигнал смешивается с управляющим напряжением генератора. Результирующее напряжение синхронизирует фазу генератора
строчной развертки так, чтобы она соответствовала входной синхронизации в точно определенные моменты времени. Второй сигнал обратной связи подается в схему гашения обратного хода строчной развертки для формирования сигнала гашения с правильной рабочей частотой.
Схемы кадровой развертки. Схема видеосигнала и интерфейса выделяет из общего сигнала синхронизации и сигнал кадровой синхронизации. Выделенный сигнал синхронизации подается непосредственно в генератор кадровой развертки. Генератор рассчитан на работу в диапазоне от 48 до 72 Гц и для таких низких частот имеет несложную схему.
Генератор кадровой развертки работает в режиме свободных колебаний в диапазоне 50 — 60 Гц. Входной сигнал кадровой синхронизации от компьютера заставляет генератор работать синхронно с платой адаптера. Генератор формирует пилообразный сигнал и подает его в схему выходного каскада кадровой развертки.
В схеме выходного каскада кадровой развертки предусмотрена цепь управления размером по вертикали. Она корректирует размер кадровой развертки (высоту растра), чтобы он не был слишком большим или слишком малым. В схему управления размером по вертикали сигнал поступает от дешифратора синхронизации в блоке строчной развертки. Дешифратор синхронизации знает, в каком режиме работает монитор, и формирует необходимый сигнал для управления различными режимами работы кадровой развертки.

 

 Поиск и устранение неисправностей в персональных компьютерах