第八讲显示系统ppt课件

1、l 本章介绍了显示系统的技术指标和显示原理，还介绍了显示卡、图形加速、显示器和平板显示器等。l 8.1 显示系统简介l 8.2 显示系统的技术术语和技术指标l 8.3 显示卡l 8.4 3D图形加速l 8.5 CRT显示器l 8.6 平板显示器 幕画面的形成过程大致是：l图图8-1 8-1 显示器的连接示意显示器的连接示意l显示卡的性能指标，决定着系统信息显示的最高分辨率和彩色深度，即画面的清晰程度和色彩的丰富程度。l显示驱动程序是与显示卡一一对应的配套软件，它控制着显示卡的工作和显示方式的设置。显示器则负责将显示卡输出的高质量视频信号转换为高质量的屏幕画面l显示模式，主要是指显示屏幕上图像分

2、辨率的高低， VGA、TVGA、SVGA等,目前的显示卡和显示器可以兼容各种标准显示模式，因此显示卡和显示器都具有充分的互换性。针的D型插座，外形如图8-2所示。目前的显示卡都是采用一个15针的VGA显示器插座。l图图8-2 8-2 显示卡上的显示器插座显示卡上的显示器插座RGBR-B-G-同步地同步地场同步场同步行同步行同步GNDGNDlVGA显示卡采用15针D型插座同显示器连接，其输出的是VGA、SVGA模拟视频信号.l目前的显示卡可以设置输出多种显示模式的视频信号和同步信号，而显示器则可以与多种显示模式的视频信号和同步信号相匹配。但是，显示卡可以设置的较高分辨率的显示模式有可能超出显示器

3、的行场同步能力，显示器因不能同步而造成屏幕画面滚动。l 以Windows 98的显示设置为例，避免分辨率设置超出显示器的做法是：图8-3 Windows 98的显示驱动程序设置它们的原理是大不相同的。种以上的“字形集可供选择，可以根据需要更换位平面2中的“字形集”，实现多种字形的变换。l图8-4 EGA/VGA显示卡的字符显示原理进制数表示，则彩色数为256色，即屏幕上的每一个点的颜色都可以在256色中选1色。l 图8-5为标准EGA/VGA显示卡的图形显示原理。图中设置的调色板寄存器，对EGA来说是6位寄存器共16个，为EGA图形显示方式提供最多64种彩色和每次同屏可选择16种彩色的功能。而

4、对VGA来说改为8位寄存器其中位7和位6取自彩色选择寄存器的位3和位2共16个，为VGA图形显示方式提供最多256种彩色和每次同屏可选择16种彩色的功能。进一步，VGA卡增加的DAC寄存器彩色图表为18位寄存器共256个，为VGA图形显示方式提供最多256K种彩色和每次同屏可选择256种彩色的功能。l图8-5 lEGA/VGAl显示卡l的图形l显示原理l 显示卡显示点数或彩色数的增加，都需要显存VRAM容量的增加，也会增加显卡的成本。而在VRAM容量一定的情况下，提高画面的清晰度即显示分辨率），就是增加屏幕显示点数，就要减少同屏显示彩色数，反之亦然。lll显像管的类型显像管的类型 (1) 荫罩

5、式显像管荫罩式显像管 (2) 荫栅式显像管荫栅式显像管 荫栅式显像管的技术特点就是将荧荫栅式显像管的技术特点就是将荧光粉安排成跨越整个显示器屏幕的竖条状，将荫罩改为条状光粉安排成跨越整个显示器屏幕的竖条状，将荫罩改为条状荫栅，荫栅，l PC机显示器使用的是与电视接收机一样的显像管，叫做CRTCathode Ray Tube即阴极射线管。图8-6是CRT的工作原理示意，图8-7是显示器内部的CRT显像管、偏转线圈和电路板等部件。显示器的CRT与电视接收机的CRT相比，分辨率要高许多，目前也普遍采用了平面直角、纯平、大屏幕和高分辨等技术。l图8-6 CRT工作原理l图8-7 CRT显像管和相关电路

6、部件l 2屏幕尺寸和可视区域l 14、15、17和20英寸等都是指显像管屏幕对角线的尺寸。在显示器上，实际可以看到的显像管的区域却达不到这个尺寸，14显示器的可视区域只有12英寸，15显示器的可视区域只有13英寸多，17显示器的可视区域只有15英寸多。l 3屏幕的宽高比l 显示器的许多标准来源于电视机，其标准的屏幕宽高比也与电视机一样为4比3，即显示器的屏幕宽度为四个单位，高度为三个单位。为此，显示视频信号规定的标准分辨率模式也基本上是4比3的，比如水平640点、垂直480点，水平800点、垂直600点等。l 4屏幕的类型l (1) 球面管 (2) 平面直角管 (3) 柱面管 (4) 纯平显像

7、l 管14显示器多为老式球面显像管。目前多数15和17显示器采用平面直角型显像管，还有少量采用柱面显像管。目前大屏幕显示器均采用纯平面显像管，如图8-8所示。图图8-8 8-8 直角纯平直角纯平彩色显示器彩色显示器球面显示器球面显示器 球面的弯曲造成图像严重失真，也使实际的显示面积比球面的弯曲造成图像严重失真，也使实际的显示面积比较小，弯曲的屏幕还很容易造成反光现象较小，弯曲的屏幕还很容易造成反光现象平面直角显象管平面直角显象管 其实也不是真正意义上的平面，只不过其显象管的曲率其实也不是真正意义上的平面，只不过其显象管的曲率相对球面显象管比较小而已，其屏幕表面接近平面，曲率半相对球面显象管比较

8、小而已，其屏幕表面接近平面，曲率半径大于径大于2000毫米，四个角都是直角毫米，四个角都是直角 反光现象及屏幕四角上的失真现象，都减小了不少，配反光现象及屏幕四角上的失真现象，都减小了不少，配合屏幕涂层等新技术的采用，显示器的显示质量有了较大提合屏幕涂层等新技术的采用，显示器的显示质量有了较大提高。高。完全平面显示器完全平面显示器 屏幕在水平和垂直方向都是笔直的，就象一面镜子屏幕在水平和垂直方向都是笔直的，就象一面镜子那样平，失真、反光，都被减小到了最低限度。那样平，失真、反光，都被减小到了最低限度。l 5显示器的扫描方式l微机系统的CRT显示器都是采用光栅扫描方式，光栅扫描又分为逐行扫描和隔

9、行扫描两种。l目前选用较多的15、17英寸显示器均已采用逐行扫描方式，水平扫描频率即行频上限为64KHz甚至更高，垂直扫描频率即场频上限为90Hz甚至更高，这样的显示器能满足12801024或更高的分辨率。l图8-9 显示器的光栅扫描l 6 6显示器的显示方式和显示模式显示器的显示方式和显示模式l 就屏幕显示画面的点组织方式而言，显示方式有就屏幕显示画面的点组织方式而言，显示方式有两种，即字符数字方式两种，即字符数字方式Alphabet/NumberAlphabet/Number，A/NA/N和全和全点寻址图形方式点寻址图形方式All Point AddressableAll Point Ad

10、dressable，APAAPA）。）。l 显示模式主要是指一屏能显示的点数和颜色数显示模式主要是指一屏能显示的点数和颜色数包括一屏能显示的字符数）。常用的显示模式有包括一屏能显示的字符数）。常用的显示模式有CGACGA、EGAEGA、VGAVGA和和SVGASVGA即即TVGATVGA等等。典型的等等。典型的IBMIBM指标是：指标是：CGACGA为为320320200200和和8 8色，色，EGAEGA为为640640350350和和1616色，色，VGAVGA为为640640480480，SVGASVGA为为800800600600、10241024768768、128012801024

11、1024和和1600160012001200等。目前的显示都采用等。目前的显示都采用VGAVGA以上的显示模以上的显示模式，它们的同屏彩色数可在式，它们的同屏彩色数可在1616、256256、16K16K、32K32K、64K64K、16M16M所谓真彩色直到所谓真彩色直到4G4G中选择。中选择。l 7显示器的数字调节l 显示器的调节功能允许用户自己调节画面几何形状和效果，比如调节画面的亮度和对比度，还有光栅的亮度、对比度、水平幅度、水平相位、行同步、垂直幅度、垂直相位、场同步和枕形失真等。一般分为l模拟调节:各种旋钮l数字调节:电子按钮调节、屏幕菜单调节、单键飞梭调节l 8USB显示器接口l

12、 有些显示器提供了上行和下行两个USB接口，上行口连接机箱主板的USB接口，下行口可以连接其它USB设备。l 9显示数据通道l 显示数据通道DDC是建立在主机和显示器之间的信息通道，可以将显示器的物理数据直接传送给主机。l 103D图形加速l 3D图形加速是图形适配器普遍采用的三维图形处理技术，目的是减少系统主处理器CPU的负担，加快图形图像的处理能力和速度，以满足多媒体和Internet应用的需要。显示器的选购、安装和使用显示器的选购、安装和使用1 显示器的选购显示器的选购1. 选择选择CRT还是还是LCD2. CRT显示器的选购显示器的选购 (1) 根据用途选择根据用途选择 (2) 根据品

13、牌选择根据品牌选择 (3) 根据显像管选择根据显像管选择 (4) 根据性能选择根据性能选择2 显示器的安装显示器的安装 (1) 连接显示器信号连接显示器信号电缆电缆 (2) 连接显示器电源连接显示器电源线线 3. 显示器的使用显示器的使用1显示器一定要摆放平稳2如显示器出现一条水平亮线或关机有亮点，应将亮度关暗，防止屏幕部分灼伤，影响屏幕质量。3开机时应先开显示器电源，关机时应先关主机4不要把金属的东西掉进显示器内5清洁时不能用水或汽油清洁，应关掉电源后用湿布擦洗屏幕和面板6显示器里面的灰尘清除时，应先关闭电源，小心打开外壳用毛刷和皮老虎清扫，如太多，可用吸尘器清除。小，分辨率越高，图像越精细

14、。lCRT显像管像素也有由RGB三色竖直条纹组成的，这就引出了栅距的概念。目前有的显示器的0.25mm点距其实是栅距。l图8-10 荧光屏上RGB像素的排列l 2显示器的分辨率l 分辨率是衡量显示器性能的一个重要指标，它描述的概念是，屏幕上显示的两个点靠近到多小的距离还能分辨出是两个点，而不象是一个点。CRT显示器的分辨率由它的显像管的点距Pitch所决定。l 3视频信号的行频和场频l 显示器的光栅扫描要与显示卡同步工作，才能得到正确稳定的图像。为此，显示卡输出了行同步信号Hsync和场同步信号Vsync），去控制显示器的同步。当显示卡设置输出较高分辨率和刷新率的视频信号时，它输出的行和场同步

15、脉冲信号的频率也随之变高。通常，场频范围为60-120Hz，行频范围为32-94KHz。l 4 4屏幕刷新率屏幕刷新率l 屏幕刷新率屏幕刷新率Refresh RateRefresh Rate是指每秒是指每秒钟更新画面的帧数，刷新率也就是帧频，而对钟更新画面的帧数，刷新率也就是帧频，而对逐行扫描来说，也就是场频。刷新率就低，屏逐行扫描来说，也就是场频。刷新率就低，屏幕就有闪烁感，容易造成眼睛疲劳。幕就有闪烁感，容易造成眼睛疲劳。VESAVESA组织组织于于9797年规定逐行扫描场频年规定逐行扫描场频85Hz85Hz为无闪烁的标准为无闪烁的标准场频，这是一条绿色标准。场频，这是一条绿色标准。l 5

16、彩色深度和真彩色l 显示效果的两大指标是分辨率和颜色数，彩色深度就是同一屏幕所能展现的最大颜色数。它可以直接以二进制数表示，也可以用代表点颜色数据的二进制位数表示。真彩色True Color是指由数字方式形成的同屏幕上的彩色数达到了近似模拟真实彩色效果的显示质量。l 6 6视频信号带宽视频信号带宽l 视频带宽视频带宽Video BandwidthVideo Bandwidth指的是显示卡输指的是显示卡输出视频信号的频谱宽度，它大体对应着每秒钟电子束扫出视频信号的频谱宽度，它大体对应着每秒钟电子束扫描过的实际像素的总数，即所谓点频。又由于要把水平描过的实际像素的总数，即所谓点频。又由于要把水平扫

17、描和垂直扫描的回扫部份也折算进去，所以要再乘以扫描和垂直扫描的回扫部份也折算进去，所以要再乘以一个估算数，取为一个估算数，取为1.21.2到到1.51.5，这里且取，这里且取1.41.4。因此视频。因此视频带宽应等于：水平分辨率带宽应等于：水平分辨率垂直分辨率垂直分辨率场频场频1.41.4，单位为单位为MHzMHz。l 7 7显示器的带宽显示器的带宽l 显示器的带宽是指显示器能处理的视频信号的频显示器的带宽是指显示器能处理的视频信号的频带宽度，它取决于整个电路的通频带宽度。显示器的带带宽度，它取决于整个电路的通频带宽度。显示器的带宽指标越高，电路的高频性能越好，图像也就越清晰，宽指标越高，电路

18、的高频性能越好，图像也就越清晰，但对元件、电路和工艺的要求也越高，价格也会相应提但对元件、电路和工艺的要求也越高，价格也会相应提高。高。l 8分辨率、刷新率与行频间的关系l从前面的介绍可知，设置的显示分辨率和刷新率越高，输出视频的行频也就越高。l行频 又叫水平频率,是电子枪每秒在屏幕上扫描过的水平线条数，以KHz为单位。 l场频 又叫垂直刷新频率,是每秒钟屏幕重复画面的次数，即重绘率，以Hz为单位。l它们之间的关系是：行频=垂直分辨率垂直线数）刷新率场频）0.93l 9显示分辨率、颜色数的设置对显示存储器的容量需求l 显示卡上的显存的大小直接涉及它对高分辨率和高彩色深度的支持，因为显存至少应能

19、存储一帧画面的数据。显存的计算公式为：显存=水平分辨率垂直分辨率颜色字节数。l 10 10TCOTCO标准标准l 由瑞典专家联盟由瑞典专家联盟TCOTCO提出的提出的TCOTCO标准，标准，包括显示器的辐射和环保等多项指标，还对舒包括显示器的辐射和环保等多项指标，还对舒适、美观等多方面提出了严格的要求。适、美观等多方面提出了严格的要求。TCO99 TCO99 最新的综合性的环保及人体工程学设计规定，最新的综合性的环保及人体工程学设计规定，包含如下标准和功能包含如下标准和功能: :基于基于TCO92/95TCO92/95、环境保护和、环境保护和MPRIIMPRII、人体工程学、人体工程学ISO9

20、241ISO9241和安全性和安全性IE950IE950）低电磁辐射、（低电磁辐射、（EMCEMC）电源监控制电源监控制DPMSDPMS）可再循环材料的广泛使用可再循环材料的广泛使用材料的返还工厂）材料的返还工厂）外壳内有溴化的和氯化的火焰迟缓剂。外壳内有溴化的和氯化的火焰迟缓剂。l 在最初的PC机上，先后采用的是单色字符显示适配器MDAMonochrome Display Adapter）、单色图形适配器Hercules、彩色图形适配器CGAColor Graphics Adapter和增强图形适配器EGAEnhanced Graphics Adapter等。典型的CGA显示卡的分辨率为32

21、0200，同屏8种颜色。EGA显示卡的分辨率为640350，同屏16种颜色。这些显示卡的输出是数字脉冲信号，并且只能支持专配的显示器，没有互换性。l 在IBM PS/2机上，采用了叫做视频图形阵列VGAVideo Graphica Array的显示卡，并得到广泛认可。VGA的显示分辨率为640480，同屏16种颜色，至今它仍是Windows 9x的基本显示标准。VGA卡的输出是模拟视频信号，其接口可以支持目前的各种显示器。l由于有了统一的标准和互换性，各个显示卡生产厂不断推出分辨率更高、颜色数更多的新型的显示卡，标准统称为Super VGA即SVGA。也有得名于著名显示卡厂商Trident的T

22、VGA标准。它们的典型分辨率有800600、1024768、12801024、16001200等，颜色数为256、16K直到32位真彩色。l对图形显示速度的提高：l 改进显示驱动程序、l 提高显示系统总线速度、l 采用专用图形图像处理器DSP。目前的显示卡基本都是采用了图形图像处理器的3D图形加速卡。l 显示卡：l 主机接口、l 显示器接口、l 功能电路：显示控制器、显示存储器l 显示控制器是显示卡的核心处理器芯片，它把主机送来的图像数据先转换为数字视频，再把数字信号转换D/AC为模拟视频信号，还要形成行、场同步信号。l 显示存储器是显示卡的高速内存，又称为显示缓存，简称显存。它是双端口的存储

23、器，可以在接收主机输入数据的同时输出数据。目前显示内存有EDO、VRAM、SGRAM、WDRAM、MDRAM和RDRAM等多种类型。l 随着整机系统对显示性能要求的提高，显示卡在提高图形处理速度、提高分辨率、扩大显存、3D加速和增加功能等方面不断改进。3D图形加速对运算量、运算速度和显存容量的要求也很高，需要功能更强的处理器，需要8、16、32和64MB的显存，需要高速的AGP总线接口等。l显卡分类 l显示卡(又称显示适配器)，作用是控制显示器的显示方式。在显示器里也有控制电路，但起主要作用的是显示卡。l从总线类型分，显示卡有ISA、VESA、PCI、AGP四种。lPCI显示卡广泛应用于486

24、和586电脑；l比较高档一些的是AGP显示卡，Pentium II类的电脑多数都使用AGP的显示卡。PCI显示卡 AGP显示卡按显示芯片按显示芯片 就像主板控制芯片组代表主板的档次和性能一样，显示就像主板控制芯片组代表主板的档次和性能一样，显示芯片决定显示卡的性能和档次。目前主流芯片主要有三家：芯片决定显示卡的性能和档次。目前主流芯片主要有三家：nVIDIA、ATI、Matrox。其中。其中nVIDIA、ATI最具实力。最具实力。显示内存显示内存显示内存显示内存(VRAM)就是存储显示数据的内存芯片，它的大小直就是存储显示数据的内存芯片，它的大小直接影响到显示卡可以显示的颜色多少和可以支持的最

25、高分辨率。接影响到显示卡可以显示的颜色多少和可以支持的最高分辨率。VRAM 与DRAM相似，它们的不同之处是： DRAM芯片只有一个数据口，通过这个口又要读又要写，而VRAM芯片的读写口是分开的，所以它的速度快些。现在一些高档的显示卡上都安装了SGRAM的显示内存，这是专门为显示卡设计的，其速度要比用做计算机内存的SDRAM还要快。 较早的一些显示卡没有这么多的显示内存，是不能达到真彩效果的。所以在购买显示卡时不能忽视显示内存的大小和速度。显示卡的发展非常迅速，它的处理速度成为很多图形软件的瓶颈。当你安装了新式的显示卡后，不要忘了安装新的显示驱动程序，这样才能充分发挥显示卡的性能。AGP接口的

26、显示卡 现在市场上的高档3D图形卡，都采用新型的AGP接口。由于3D图形卡在构造各种特殊效果时需要大量的内存来处理数据。大量的数据处理需要使用到系统内存，PCI接口的显示卡与内存之间的传输速率最高是：133M/s，而显示内存与图形芯片之间的传输速率可以达到1G/s，这样就会影响显示卡的显示速度。所以Intel为显示卡和系统内存之间架起来一条高速通道AGP，实现了一个廉价的解决办法。 AGP显示卡可以直接使用系统内存来处理图形。目前大多数的卡采用了下面一些公司的图形芯片：3D FX的VOODOO系列，nVIDIA的RIVA系列，3DLABS，ATI，S3、MATROX和MGA、Intel等。l颜

27、色插值是一种处理表面图像颜色的技术，它可以快速营造3D图形表面颜色的深浅、明暗和清晰模糊等效果。l 3纹理映射l 纹理映射是对3D图形表面花纹的细节描绘，通过复杂的算法可以绘制出质感好和凹凸感真实的图像。l 4其它l 另外还有图像透明处理、光线跟踪、场景雾化和渲染等许多功能。ll 通常来说，显示卡的分辨率指标往往要高于显示器所能达到的分辨率指标，因而，选择高技术指标的显示器使之与显卡指标尽可能匹配，使你的微机具有尽可能高水平的显示系统，这是非常重要的。l 电视制式电视制式 是指一个电视系统中，扫描参数是指一个电视系统中，扫描参数(如如625行行/50场场/2：1)、图像格式、信号编码方式、视频

28、带宽、图像格式、信号编码方式、视频带宽(如如6MHz)、射频带宽、射频带宽(如如8MHz)、调制极性、声音、调制极性、声音载频与图像载频以及调制方式等参数的综合。载频与图像载频以及调制方式等参数的综合。 美国的美国的NTSC制式或我国的制式或我国的PAL-D制式彩色电制式彩色电视的扫描频率是单一的，并且较低视的扫描频率是单一的，并且较低l制式主要在以下几个方面不兼容。l (1) 频道带宽不同。NTSC使用6MHz频道宽度；而PAL有6MHz，7MHz和8MHz几种带宽。l (2) 视频信号带宽不同。NTSC使用4.2MHz带宽；PAL使用4.2MHz，5MHz，5.5MHz和6MHz带宽。l(

29、3) 信号的行结构不同。NTSC采用每帧525行，每秒30帧；PAL使用每帧625行，每秒25帧。因此行频也不同。l(4) 色副载波不相兼容。NTSC使用3.579545MHz，PAL使用4.43361875MHz。l(5) 声音载波的偏置不相同。在NTSC中声音载波的偏置为4.5MHz；在PAL中为5.5MHz或6MHz，取决于PAL的类型。l显示器对显示画面的分辨率、抗干扰和稳定性质量的要求也比电视机高得多。l电视机的水平分辨率一般不超过400线，大约相当于早期CGA的分辨率。而显示器的水平分辨率则可高达1600点。普通的1024768的显示器就相当于目前刚刚出现的高清晰度电视接收机。l

30、显示器与电视机的区别：显示器与电视机的区别：l电视机再现的大多是活动图像，图像内容的变化往往掩饰了电路上的干扰和不稳定，而显示器再现的大多是文字画面或静止图像，电路上细小的干扰和不稳定所造成的图像噪波和抖动都是难以容忍的，这就对电路设计、工艺设计和生产质量等提出了更高的要求。l 显示器是计算机操作者长时间近距离对面操作的工具，同时它内部运行的程序和数据都不容电磁干扰，因此在辐射、电磁安全等电磁兼容性标准上要求很高，这也是设计制造上的一大难题，目前的显示器都必需满足低辐射、抗静电和节能等绿色环保要求。l l最后还有一点，目前的显示器为了在各种不同分辨率显示模式下能达到尽可能完美的显示画面，都大大

31、增加了非常完备的屏幕调节功能，即所谓的数字调节功能，它使屏幕光栅的各种几何失真减少，画面明亮清晰，彩色越发逼真。l 显示器的电路功能原理如图8-15所示。电路大致可分为六个部分：l视频信号处理电路，包括视放、亮度和对比度调节以及自动亮度控制等。l行扫描和行高压电路，包括行振荡、鉴相、行激励、行输出、行幅度、行线性、行中心调节、行高压产生和高压保护等。l场扫描电路，包括场振荡、线性校正、场激励、场输出、场幅自动控制、场线性和场中心调节等。l显像管电路，包括扫描偏转和CRT偏置电压等。多频自动同步与自动S校正电路。开关电源电路。显示器由CRT、电路板和机壳三部分组成，图8-16是显示器内部结构的照

32、片。l图8-15 多频同步彩色显示器电路原理l图8-16 彩色显示器内部结构l多频同步彩色CRT显示器的电路原理大致如下：l 1视频信号处理电路l 主机显示卡送来的RGB三路模拟视频信号均为0.7Vpp75欧母），先进行阻抗匹配、缓冲和预视放，然后与视频放大电路共同构成放大器环路，实现对比度控制、亮平衡控制和黑电平钳位等功能。这部分电路通常做在CRT尾部的小电路板上，以便直接将处理后的RGB视频信号送到CRT的阴极管脚。视频处理电路板如图8-17所示。l图8-17 视频处理电路板l 2行扫描和高压电路l 行电路的功能是能够在32KHz到68KHz的宽范围上产生行频振荡，并能在这个宽的行频范围上

33、与主机显示卡送来的行同步信号进行同步，以实现视频信号在水平方向上的正确显示。还要对行频信号进行激励，产生行扫描偏转电压和CRT显象管所需的25KV阳极高压、6KV聚焦电压、栅极电压和消除关机亮点电压等等。这部分电路还有高压保护功能，即当故障造成过流时，控制行振荡电路停止输出，从而保护后级输出电路。l l 3场扫描电路l 场电路的功能是能够在50Hz至90Hz的宽范围上产生场频振荡，并能在这个宽的场频范围上与显示卡送来的场同步信号进行同步，以实现视频信号在垂直方向上的正确显示。它要产生幅度大、线性好的场锯齿波电压，提供给场偏转线圈形成电子束的垂直偏转。l 4CRT显像管电路l 包括显像管、偏转线

34、圈和偏置高压电路等。这部分电路的作用是保证RGB三色视频控制的三个电子束，在水平和垂直方向上顺序击中荧光屏的各个像素，最终产生精美的画面。水平和垂直两对偏转线圈分别受行扫描和场扫描电压或电流的控制，使电子束有规律地偏转，从而扫描整个屏幕形成光栅。各个偏置高压给电子束以足够的加速度和聚焦，使产生的画面明亮而清晰。l 5 5多频自动同步与自动多频自动同步与自动S S校正电路校正电路l 这部分电路是多频彩显的最具特色的电路之一，这部分电路是多频彩显的最具特色的电路之一，它的功能是对显示卡送来的不同频率的行同步信号进行它的功能是对显示卡送来的不同频率的行同步信号进行频率电压的线性转换，产生代表着输入行

35、频的电压。频率电压的线性转换，产生代表着输入行频的电压。然后以此电压去控制行同步电路，从而确保显示器在很然后以此电压去控制行同步电路，从而确保显示器在很宽的行频范围内能连续稳定地与显示卡的输出行频同步。宽的行频范围内能连续稳定地与显示卡的输出行频同步。另外还要以此电压去控制自动另外还要以此电压去控制自动S S校正电路，使在不同行校正电路，使在不同行频时产生的不同的频时产生的不同的S S失真得以相应的校正。失真得以相应的校正。S S失真的原理失真的原理和和S S校正波形如图校正波形如图8-188-18所示。所示。l图8-18 S失真原理和S校正波形l 6 6开关直流稳压电源开关直流稳压电源l 显

36、示器采用的一般都是高频脉冲变压显示器采用的一般都是高频脉冲变压器耦合并联型开关直流稳压电源，它的工作原器耦合并联型开关直流稳压电源，它的工作原理与前面介绍的理与前面介绍的PCPC电源相近，一般有五路稳压电源相近，一般有五路稳压直流输出，直流输出，120V120V供给末级视放晶体管，供给末级视放晶体管，25V25V供供给场扫描给场扫描ICIC电路，电路，16.5V16.5V供给行激励电路和形供给行激励电路和形成成12V12V稳压供给行扫描稳压供给行扫描ICIC等电路，等电路，8V8V供给供给CRTCRT显显象管的灯丝和形成象管的灯丝和形成5V5V稳压供给稳压供给ICIC门电路等。门电路等。l 由

37、于高压产生电路输出的各种高电压值与显示卡输出行频有直接对应的关系，所以就必须在输入行频改变时相应改变行输出管的直流偏置电压，范围约为45V到135V，调整其放大量，从而在不同行频时都能得到同样稳定的高压值。在电路中是通过行输出变压器中一组低压绕组对高压进行采样，产生与高压变化成正比的直流反馈电压+B，去控制开关电源的开关频率来实现45V至135V这一路直流电压的连续稳定调整。l 上述电路都集中做在显示器的主板上，显示器内部的电路板如图8-19所示。l图8-19 显示器内部的电路板l 平板显示器平板显示器Flat Panel DisplayFlat Panel Display，FPDFPD也叫数

38、字平板显示器也叫数字平板显示器DFPDFPDigital Flat Digital Flat PanelPanel），主要有液晶显示器），主要有液晶显示器LCDLCD）、等离子）、等离子显示器显示器PDPPDP和场致发光显示器和场致发光显示器ELEL等。等。与与CRTCRT显示器相比，它们的最大优点是大屏幕显示器相比，它们的最大优点是大屏幕超薄平板式的外形和易于数字化。超薄平板式的外形和易于数字化。液晶显示器由液晶器件、驱动电路、控制电路和电源电路四部分组成。Display系列的液晶器件是由偏光片、玻璃基板、电极、液晶和反射层几部分构成。此种显示器的液晶器件的构造如图8-20所示。l图8-20

39、 TN型液晶显示器件结构l此类显示器的显像原理如图8-21所示。图图8-21 TN-LCD8-21 TN-LCD工作原理工作原理分类分类 TN-LCD、STN-LCD、DSTN-LCD这三种液晶显示的这三种液晶显示的原理基本相同，不同之处在于液晶分子的扭曲角度有所差原理基本相同，不同之处在于液晶分子的扭曲角度有所差别。别。 1.TN-LCD TN-LCD显示器是液晶显示器的鼻祖，只能显示黑白色，像我们用的计算器和电子表就是采用的这种液晶面板。 2.STN-LCDSTN-LCD的显示原理与的显示原理与TN相类似，不同的是相类似，不同的是TN扭扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转转式向列场效应

40、的液晶分子是将入射光旋转90度，而度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转超扭转式向列场效应是将入射光旋转180270度。度。3.DSTN-LCDDSTN是由是由STN发展而来的，用于早期的掌上游戏机发展而来的，用于早期的掌上游戏机和笔记本电脑，和笔记本电脑，DSTN也俗称伪彩。它没有背光设计，必也俗称伪彩。它没有背光设计，必须借助外界光源来显像，所以发展局限性很大。须借助外界光源来显像，所以发展局限性很大。4.TFT-LCD TFT-LCD在显示图像的效果主要是由像素晶体管控在显示图像的效果主要是由像素晶体管控制的。在制的。在TFT的面板中包含由红、绿、蓝组成的滤色片，的面板中包含由红、

41、绿、蓝组成的滤色片，这三个滤光片对应一个像素，每一个单色滤色片也称为这三个滤光片对应一个像素，每一个单色滤色片也称为子像素。子像素。l几年前TFT-LCD还主要用于笔记本电脑的屏幕，而目前TFT-LCD已大量用于台式PC机显示器和数字家电，主流是15和17显示器。技术指标技术指标1.显示器的尺寸显示器的尺寸LCD显示器的尺寸就是它实际的屏幕尺寸，也就是显示器的尺寸就是它实际的屏幕尺寸，也就是最大的可视尺寸。如果同是一台最大的可视尺寸。如果同是一台17英寸的显示器，英寸的显示器，CRT显示器的显示区域为显示器的显示区域为15.35英寸，而液晶显示器的则为英寸，而液晶显示器的则为17英寸。英寸。

42、2.分辨率分辨率LCD显示器显示器的分辨率有别于显示器显示器的分辨率有别于CRT显示器的分显示器的分辨率，对于辨率，对于CRT显示器而言，只要调整电子束的偏转电压，显示器而言，只要调整电子束的偏转电压，就可以改变不同的分辨率。但就可以改变不同的分辨率。但LCD显示器由于像素间距显示器由于像素间距已经固定，所以支持的显示模式不像已经固定，所以支持的显示模式不像CRT显示器那么多。显示器那么多。LCD显示器的最佳分辨率也叫最大分辨率，在该分辨率显示器的最佳分辨率也叫最大分辨率，在该分辨率下，液晶显示器才能显示最佳效果。譬如目前下，液晶显示器才能显示最佳效果。譬如目前15英寸英寸LCD显示器的最佳分

43、辨率为显示器的最佳分辨率为1024768，1719英寸的英寸的LCD显示器最佳分辨率通常为显示器最佳分辨率通常为12801024，更大尺寸的，更大尺寸的LCD显示器就拥有更大的最佳分辨率。显示器就拥有更大的最佳分辨率。3.亮度亮度亮度的单位是坎德拉每平米，即亮度的单位是坎德拉每平米，即cd/m2或称或称nits。当。当然亮度值越大时，图像的显示效果就越清晰，能看到的细然亮度值越大时，图像的显示效果就越清晰，能看到的细节也就越多了。在节也就越多了。在LCD显示器中亮度往往和它的背板光显示器中亮度往往和它的背板光源有关。背板光源越亮，整个液晶显示器的亮度也会随之源有关。背板光源越亮，整个液晶显示器

44、的亮度也会随之提高。不过，提高。不过，LCD显示器的背光源的寿命也是有限的，显示器的背光源的寿命也是有限的，长时间使用会导致亮度的逐渐下降。长时间使用会导致亮度的逐渐下降。4.对比度对比度对比度是屏幕上同一点最亮时对比度是屏幕上同一点最亮时(白色白色)与最暗时与最暗时(黑色黑色)的亮度的比值。对比度越高，显示器还原的色彩也就越鲜的亮度的比值。对比度越高，显示器还原的色彩也就越鲜艳，画面色彩的层次感更加分明，色阶过渡更细腻。对比艳，画面色彩的层次感更加分明，色阶过渡更细腻。对比度一般在度一般在250 1左右左右而当对比度能够达到而当对比度能够达到350 1时，效时，效果就比较好了。现如今的果就比

45、较好了。现如今的CRT显示器能够轻易地达到显示器能够轻易地达到700 1甚至更高，而甚至更高，而LCD显示器就没有这样的本领了，显示器就没有这样的本领了，一般在一般在300 1左右。由此我们不难发现，左右。由此我们不难发现，LCD显示器的显示器的对比度目前是无法与对比度目前是无法与CRT显示器相比较的。显示器相比较的。 5.响应时间响应时间响应时间指的是响应时间指的是LCD显示器显示器对于输入信号的显示器显示器对于输入信号的反应速度，也就是液晶由暗转亮或者是由亮转暗的反应时反应速度，也就是液晶由暗转亮或者是由亮转暗的反应时间。通常都是以毫秒间。通常都是以毫秒(ms)来计算，响应时间越小越好。来

46、计算，响应时间越小越好。6.屏幕坏点屏幕坏点所谓坏点，其实是指在液晶面板上不能正常显示的像所谓坏点，其实是指在液晶面板上不能正常显示的像素点素点(坏点、亮点与暗点坏点、亮点与暗点)统称。其中亮点是指在全黑底色统称。其中亮点是指在全黑底色背景下显示出会发亮的色点。暗点是指在全白底色背景下背景下显示出会发亮的色点。暗点是指在全白底色背景下显示出的非发亮色点，以及在其它颜色背景下显示出的其显示出的非发亮色点，以及在其它颜色背景下显示出的其它色点。它色点。坏点也是判断LCD显示器优劣的主要依据，坏点越少越好。关于LCD显示器坏点有A、B、C三级标准，A级质量最好。如我国的标准是3个坏点以下为A级合格，

47、日本标准是3个坏点以下为A级合格，韩国标准是5个坏点以下为A级合格。 部件部件 1.液晶面板由于液晶显示不需要磁性介质，因此具有诸多的环保优势，它只需要很小的电流就可以改变液晶分子的排列状况来达到显示图像的目的，所以液晶面板比传统CRT显示器要省电，同时也无辐射，保护了使用者的视力。2.底座LCD显示器的底座与CRT显示器的不同，有的LCD显示器底座可以拆卸，有的又是固定在显示器下方，与显示器连为一体。由于LCD显示器轻薄的特点，底座的翻转设计可以让液晶屏有更大的活动范围。3.两类接口两类接口 电源接口：这是LCD显示器的动力之所在。有的LCD显示器提供的是单独的交流电源输入端。也有不少的LC

48、D显示器专门配置了AC电源，即直流电的输入端。视频信号接口：LCD显示器的视频信号接口一般有传统的15针D型模拟接口和DVI数字接口两种。而数字接口DVI又分为DVI-D(纯数字接口)和DVI-I(模拟数字兼容式接口)，DVI-D接口一般通常与传统15针D型模拟接口同时提供，而DVI-I一般是单独提供的。 图图8-22 8-22 液晶显示器的电路原理液晶显示器的电路原理l 1驱动电路：l 2控制电路：l 3显示信号接口：配合台式机的液晶显示器也提供了模拟视频的VGA接口，可以连接到普通VGA显示卡上。液晶显示器的数字接口有DFP、DVI和PND等。使用较多的DVI-D的针脚配置如图8-23所示

49、。l图8-23 液晶显示器的DVI-D数字连接器亮点。因而，液晶显示器画质高而且绝对不会闪烁，把眼睛疲劳降到最低。二、没有电磁辐射 传统显示器的显示材料是荧光粉，通过电子束撞击荧光粉而显示，电子束在打到荧光粉上的一刹那间会产生强大的电磁辐射，尽管目前有许多显示器产品在处理辐射问题上进行了比较有效的处理，尽可能地把辐射量降到最低，但要彻底消除是困难的。相对来说，液晶显示器在防止辐射方面具有先天的优势，因为它根本就不存在辐射。在电磁波的防范方面，液晶显示器也有自己独特的优势，它采用了严格的密封技术将来自驱动电路的少量电磁波封闭在显示器中，而普通显示器为了散发热量的需要，必须尽可能地让内部的电路与空

50、气接触，这样内部电路产生的电磁波也就大量地向外“泄漏了。 三、可视面积大对于相同尺寸的显示器来说，液晶显示器的可视面积要更大一些。液晶显示器的可视面积跟它的对角线尺寸相同。阴极射线管显示器显像管前面板四周有一英寸左右的边框不能用于显示。 四、应用范围广最初的液晶显示器由于无法显示细腻的字符，通常应用在电子表、计算器上。随着液晶显示技术的不断发展和进步，字符显示开始细腻起来，同时也支持基本的彩色显示，并逐步用于液晶电视、摄像机的液晶显示器、掌上游戏机上。而随后出现的DSTN和TFT则被广泛制作成电脑中的液晶显示设备，DSTN液晶显示屏用于早期的笔记本电脑；TFT则既应用在笔记本电脑上现在大多数笔

51、记本电脑都使用TFT显示屏），又用于主流台式显示器上。五、画面效果好与传统显示器相比，液晶显示器一开始就使用纯平面的玻璃板，其显示效果是平面直角的，让人有一种耳目一新的感觉。而且液晶显示器更容易在小面积屏幕上实现高分辨率，例如，17英寸的液晶显示器就能很好地实现12801024分辨率，而通常18英寸CRT彩显上使用12801024以上分辨率的画面效果是不能完全令人满意的。六、数字式接口液晶显示器都是数字式的，不像阴极射线管彩显采用模拟接口。也就是说，使用液晶显示器，显卡再也不需要像往常那样把数字信号转化成模拟信号再行输出了。理论上，这会使色彩和定位都更加准确完美。 七、“身材匀称小巧传统的阴极

52、射线管显示器，后面总是拖着一个笨重的射线管。液晶显示器突破了这一限制，给人一种全新的感觉。传统显示器是通过电子枪发射电子束到屏幕，因而显像管的管颈不能做得很短，当屏幕增加时也必然增大整个显示器的体积。而液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示目的，即使屏幕加大，它的体积也不会成正比的增加，而且在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。八、功率消耗小传统的显示器内部由许多电路组成，这些电路驱动着阴极射线显像管工作时，需要消耗很大的功率，而且随着体积的不断增大，其内部电路消耗的功率肯定也会随之增大。相比而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比传统显示器

53、也要小得多。使用使用LCD要注意的方面要注意的方面l避免对器件表面施加压力避免对器件表面施加压力液晶显示器件是由两片玻璃制作的扁平盒为主体构成液晶显示器件是由两片玻璃制作的扁平盒为主体构成的。盒中间的间隙厚度仅的。盒中间的间隙厚度仅57um，且内表面覆有极精，且内表面覆有极精细的、能使液晶分子按一定方向取向的定向层。因此细的、能使液晶分子按一定方向取向的定向层。因此稍遇压力很容易破坏，所以装配、使用中应注意以下稍遇压力很容易破坏，所以装配、使用中应注意以下各点：各点：（1液晶显示器件表面不能加压过大，以免破坏定液晶显示器件表面不能加压过大，以免破坏定向层，万一加压过大，或用手按压了液晶显示器件

54、中向层，万一加压过大，或用手按压了液晶显示器件中部，需起码放置部，需起码放置l小时后再通电。小时后再通电。（2装配中切记要压力均匀，只压器件边缘、不能装配中切记要压力均匀，只压器件边缘、不能压中间，只能均匀用力。压中间，只能均匀用力。 2防止玻璃玻损由于液晶显示器件是由玻璃制成，如果失落、冲击，肯定会造成破裂，所以在整机设计时就必须考虑装配方法、装配的耐振性和耐冲击性能。3保护插脚如果是插式液晶显示器件，则液晶显示器件应装在距线路板2mm或更远的地方，而且不能受力过大，受热过高，以免破坏连接连接处最大耐温不得超过80C。管脚处不得用洗涤剂，因为在日光照射下洗涤剂会分解出CI2，吸水后形成盐酸从

55、而腐蚀电极。4防止划伤、污染由于液晶显示器件表面为塑料型偏振片所以装配使用时应绝对避免硬物划伤、沾污。液晶显示器件上表面偏振片上都有一层保护膜，以防造成划伤、沾污。装配时，应在最后装配完成时再揭去。即使如此，在安装、操作时最好还是带棉线手套避免手汗，油污、化装品等的沾污如已被沾污，应及时用细布、棉球轻拭处理。如沾污过重必须用溶剂清洗时，只能用异丙醇(甘油)、酒精、氟利昂擦拭，井迅速干燥，而绝不能用丙酮、芳香族溶剂(如甲苯等)及水擦洗，否则会损坏液晶显示器件表面偏振片。5器件防潮由于液晶显示器件属低压、微功耗的器件，液晶材料电阻率极高(达1010m以上)，故由于潮湿造成的玻璃表面导电就足以影响显

56、示，段之间会产生“串扰显示。在整机设计过程中应考虑防潮、机箱密封性要好。甚至采用夹层型导电橡胶条。6防止施加直流电驱动电压直流成分越小越好最好不超过50mV，长时间施加过大的直流成分会使电极产生电化学反应而老化。在段形显示时，常在振荡电路中引入二分频电路，以保证方波的对称。7防紫外线液晶及偏振片都是有机物，在紫外线照射下会产生光化学反应，使其劣化，所以宜根据液晶显示器件使用条件和环境考虑是否需要装置防紫外滤光片。8在规定的温度范围内使用和存储由于超过一定温度范围液晶态会消失所以必须在规定温度范围内使用和存储温度过高，液晶态消失。变成液态，显示面呈黑色，不能工作。此时千万不要通电，待温度恢复正常

57、，显示面也将恢复正常。如果温度过低，液晶态也会消失，变成晶体，此时有可能会在形成晶体过程中破坏定向层而造成永久性损坏。 9静电干扰由于液晶显示器件工作电压极低，内阻徂大，所以用万用表(R10k电阻档)检查时，有时会出现“串的现象，这是由于其余电极悬空所至，是正常现象。l 8.6.1.4 液晶显示器的技术术语l 1屏幕尺寸l 计算机所用的液晶显示器的尺寸也是指矩形屏幕的对角线长度的英寸数，有12、13.3、14.1、15、17和18英寸等。l 2可视角度l 也称为可视范围，是指在屏幕前能看清图像的最大偏移角度。LCD的水平视角指标为100度以上，垂直视角为80度以上。l l 3分辨率l 与CRT

58、显示器不同，液晶显示器的实际显示分辨率与其固定数量的像素是严格对应的，只能设置一种最高分辨率，才能显示最佳图像。当设置为较低分辨率时，就会因为需要的像素减少而使图像变小。如果设置低分辨率为满屏幕，则画面质量会大大下降，甚至失真。l 4像素间距l 液晶显示器的实际显示分辨率与物理像素是严格对应的，因此对于尺寸和分辨率相同的液晶显示器，其像素间距指标是相同的。比如15寸1024768的液晶显示器，其像素间距都是0.297毫米。l 5屏幕刷新率l 与CRT不同，液晶显示器的屏幕刷新率可以很低，因为它的像素的亮度和色度只有在画面内容改变时才需要改变。即使帧频很低，画面也不会闪烁。l 6响应时间l 在亮暗快速变化的信号驱动下，液晶显示器的像素点由亮变为暗或由暗变为亮的时间叫做LCD的响应时间，这