《显示器概述》PPT课件.ppt

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1、第一章 显示器概述,CRT(Cathode Ray Tube,阴极射线管)显示器：介绍CRT显示器的分类、CRT显示器的基本工作原理、显像管的类型、CRT显示器的主要技术参数。LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)：介绍LCD的分类、LCD的基本工作原理、LCD显示器的基本参数。要求掌握显示的分类、基本工作原理和主要技术参数，熟练掌握显示器的安装和拆卸、显示器的调整、显示器驱动程序的安装。,本内容包括CRT显示器和LCD显示器两部分。,目前市场上的显示器产品主要是LCD（液晶显示）显示器，也有CRT（阴极射线管）显示器，如图6-1所示。,图6-1 CRT和LCD显示

2、器,6.1 CRT显示器,常见CRT显示器的外观如图6-2所示。,图6-2 CRT显示器的外观,CRT显示器的优缺点:,优点：可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、理论上是无限色,所以目前的专业作图领域，依然使用CRT显示器。优秀的多分辨率模式、响应时间短、适用于图形设计、家庭、办公。缺点：体积大、重量大、闪烁、辐射大、耗电大、几何变形。,6.1.1 CRT显示器的分类,1.按显示色彩分类:单色、彩色。2.按显示屏幕大小分类（对角线）：有14、15、17、19、21英寸等。3.按显像管的表面平坦度分类：有球面、柱面、平面直角。,4按显像管的生产厂家分类,虽然市场上的CRT平面显示器品牌很

3、多，但研制生产显像管的厂家很少，主要有Sony的FD Trinitron(特丽珑）、三菱的NF Diamondtron(钻石珑)、三星的DynaFlat(丹娜)、LG的Flatron(未来窗)、中华管。其中采用三星显像管的显示器产品最多。,6.1.2 CRT显示器的基本工作原理,1、CRT显示器的组成,阴极射线管：将电子信号转换成屏幕上的图象信号；控制电路：将显卡输出的信号进行转换、放大、控制并送至显象管。,2CRT显示器的基本工作原理 显像管内部的电子枪(阴极)通电，发出电子束，穿过荫罩的小孔或荫栅时进行调正，由偏转线圈控制电子的方向，然后高速轰击到荧光屏上，屏上的荧光粉被激活，就可以发出光

4、来。R、G、B三色荧光点被按不同强度的电子流点亮，就会产生各种色彩。,当一个图像被显示在屏幕上时，它是由无数小点组成的，它们被称为像素(pixel，picture element的缩写)，像素描绘的是屏幕上的极小的一个点，它们可以被设置为不同的颜色和亮度。每一个像素包含一个红色、绿色、蓝色的磷光体，如图6-3所示。,6.1.3 显像管的类型,荫罩式显像管 荫罩是一块刻有成千上万个孔的薄钢板。荫罩孔的作用是保证三个电子束共同穿过同一个荫罩孔，以激发荧光粉，使之发出红、绿、蓝三色光，荫罩型主要用在17in以下的显示器,如图6-4所示。,2.荫栅式显像管,荫栅式显像管的技术特点就是将荧光粉安排成跨越

5、整个显示器屏幕的竖条状，将荫罩改为条状荫栅，荫栅型主要用在20in 以上的显示器，如图6-5所示。,6.1.4 CRT显示器的主要参数,1.显像管(1)球面管：失真、反光严重；(2)平面直角管：减少失真、屏幕涂层消除反射；(3)柱面管：减少失真、高亮、色艳；(4)纯平显像管：失真和反光达最小。平面显像管又分为以LG为代表的“物理纯平”派和以三星为代表的“视觉纯平”派。,2.显像管的大小与可视尺寸,显像管的实际尺寸是指屏幕对角线长度，一般用英寸（in）为单位。市场上常见的显像管尺寸有：15英寸、17英寸、19英寸和21英寸。可视尺寸：实际图象对角线，尺寸一般比标称小。,表6-1 17英寸平面CR

6、T显示器的尺寸参数,3.点距（Dot Pitch),根据荫罩型和光栅型CRT的荫罩网和光栅网的不同结构（如图6-6所示），其点距表达有不同。对荫罩型显示器是指荫罩(位于显像管内)上孔洞间的距离，即荫罩(或荧光屏)上两个相邻的相同颜色磷光点之间的对角线距离，有的厂家为了和栅距比较，只标明水平点距。栅距是光栅型显示器屏幕上两个相邻的相同颜色光栅之间的距离。点距的单位是毫米(mm)，如点距0.28mm,其示意图如图6-7所示。,4.最大分辨率 最大分辨率是指显示器在水平和垂直方向上最多可以显示的点的数目像素（pixel）。分辨率（Resolution）以“水平显示的像素个数水平扫描线数”表示。通常为

7、1024X7685.最佳分辨率（建议分辨率、推荐分辨率）最佳分辨率（广告中称建议分辨率或推荐分辨率）是大多数显示器设计在85Hz刷新频率下达到的最高分辨率。,6.刷新频率(Scanning frequency),(1)垂直刷新率(Vertical scanning frequency)显像管的电子束通过垂直扫描和水平扫描完成屏幕的重画，每完成一次垂直扫描就完成一个完整的屏幕刷新。垂直刷新率也称场频，(逐行扫描方式也称帧频)指显示器在某一显示方式下，所能完成的每秒从上到下刷新的次数，单位是Hz。垂直扫描频率越高，图像越稳定，闪烁感越小。一般提到的刷新率通常指垂直刷新率,(2)水平刷新率(Hori

8、zontal scanning frequency)水平刷新率，又称行频，它表示显示器从左到右绘制一条水平线所用的时间，以kHz为单位。,7.带宽（Bandwidth）,视频带宽是指每秒钟电子枪扫描过的总像素数，带宽=水平分辨率垂直分辨率帧频（画面刷新次数）。带宽是显示器视频放大器通频带宽度的简称，一个电路的带宽实际上是反映该电路对输入信号的响应速度。,水平扫描有两种方法，即隔行扫描（Interlaced）和逐行扫描（Non-interlaced，非隔行扫描）。,8.扫描方式,隔行扫描,逐行扫描,9.控制方式,(1)模拟调节方式 模拟调节方式调控的项目较少，显示器上一般有亮度、对比度、图像大小

9、、位置等调节旋钮，如图6-8所示。(2)数控调节方式 数控调节方式调控的项目较多，显示器上除有亮度、对比度、图像大小、位置等调节按钮外，还有梯形调整、手动消磁等按钮，如图6-9所示。,(3)OSD(on-screen display)调节方式,OSD调节方式有两种：早先的单键飞梭调节方式和现在流行的四按键调节方式，如图6-10所示。,图6-10 OSD方式显示器上的控制按钮,10.色彩还原,色彩还原指彩色图片经过拍摄和信号存储、加工后，彩色图片画面的色彩大体上和原景物的色彩相一致。在各种不同的光线状况下，目标物的色彩会产生变化。如室内钨丝灯光下，白色物体看起来会带有橘黄色色调。国际上有几种标准

10、光源可作为白光的标准光源：色温2854K，色温4800K，色温6500K，色温9300K。,11.辐射和环保标准 长时间工作在显示器前，会受到显示器的辐射。为了保护使用者的身体健康，一些组织制订一些标准。购买显示器时，应该选择贴有这些标志的产品。,MPR-II是由瑞典国家测量测试局制定的标准，其标志如图610所示。它主要是对电子设备的电磁辐射程度等实行标准限制，包括电场、磁场和静电场强度三个参数。现己被采纳为世界性显示器质量标准。EPA(美国环保局)能源之星的标志如图611所示。标有能源之星标志的电子设备符合EPA环保节能标准。TCO标准用于规范显示器的电子和静电辐射对环境的污染，其标志如图6

11、-12所。,12显示器的涂层,涂层的作用是降低屏幕的静电、反射、闪烁等对眼产生的不良影响。表面蚀刻涂层(Dirct Etching Coating)。表面产生微小凸凹AGAS(Anti-GlareAnti-Static)涂层。矽材料ARAS(Anti-ReflectionAnti-Static)涂层。多层结构的透明电介质超清晰(Ultra Clear Coating)涂层。贴膜超黑矩阵屏幕(Black Matrix Screen)。炭粉颗粒使用时不要强力擦除。,6.2 LCD显示器,常见LCD显示器的外观如图6-14所示。,图6-14 常见LCD显示器的外观,LCD的优缺点,优点：成像准确、真

12、纯平、绿色环保、省电、无射线。缺点：有延迟、可视角度小、分辨率模式单一。,6.2.1 LCD的分类,1.按液晶板的制造技术分类 DSTN(Dual Scan Twisted Nematic)(伪彩)双扫描交错液晶 视角小、亮度和对比度差、色彩差。TFT(Thin Film Trassistor)（真彩）薄膜晶体管 对比度、亮度高、可视角大、反应速度快，彩色鲜艳是目前显示器的主流。,2按液晶基板的质量级别分类,受液晶基板制造技术的影响，液晶基板按照品质可以分为A、B、C三个等级。液晶板是按照液晶基板上的坏点数量来分级的。坏点：就是有的显示单元永远亮着(称为亮点)，有的永远不亮（称为暗点），有的永

13、远显示某种颜色（称为花点），这都是不可修复的坏点参照ISO（International Standards Organization,国际标准化组织)在2001年制定的关于液晶基板坏点的标准中定义：Classl不允许有坏点，是最高等级，也就是A级基板；Class 2允许有3个坏点，也就是B级基板（如果只有两个坏点却出现在5X5像素的范围内，同样是不被允许的）；三个坏点以上是C级。,6.2.2 LCD的基本工作原理,背光源透过偏光板和彩色滤光片照在屏幕上，由电路板控制光通量而形成图像。,TFT液晶是最普遍的液晶模式，如图615所示，前后两个层就是取向层，中间层顺序排列的就是液晶分子。当没有施加电

14、压的时候，液晶分子按初始状态排列，这时光线就可以顺利地通过取向层，显示为亮，如图615a所示。而在施加电压后，液晶分子的排列作出了相应改变，光线便不能通过取向层，最终显示为暗，如图615b所示,液晶是一种介于液体和晶体之间的物质，它可以通过电流来控制光线的穿透度，从而显示出图像。如图6-15(b)所示。,彩色LCD液晶面板示意图,在彩色LCD面板中，每一个像素都由三个液晶单元格构成，如图6-16所示。其中每一个单元格前面都分别有红色、绿色或蓝色的过滤器。这样控制红、绿、蓝三个色点的电压，让不同浓度的三色混合，通过不同单元格的光线就可以在屏幕上显示出不同的颜色。,6.2.3 LCD显示器的基本参

15、数,1.尺寸 液晶显示器的标注尺寸就是实际的屏幕尺寸，是最大也是最佳显示尺寸。表6-2列出了某厂商的17英寸液晶显示器的官方参数。就最佳显示区域而言，15英寸的LCD显示器屏幕与17英寸CRT的显示器屏幕相当。CRT的预置图象尺寸为15.35英寸。,表6-2 17英寸LCD显示器的尺寸参数,普屏显示器屏幕的横纵比为4:3（1.33:1），宽屏LCD显示器屏幕的横纵比为16:9，可满足观看DVD的需求，如图6-17所示。,图6-17 4:3和16:9格式的LCD显示器,LCD显示屏的横纵比,主流LCD尺寸,15英寸 304.1X228.1mm 点距0.297mm17英寸337.92X274.34

16、mm 点距0.264mm19英寸 376X301mm 点距0.294mm20英寸 410X318mm 点距0.255mm宽屏：19英寸 410.4X256.5mm 点距0.285mm20英寸 433.44X270.9mm 点距0.258mm,2.最佳分辨率（最大分辨率）,液晶显示器属于“数字”显示方式，其显示原理是直接把显示卡输出的信号处理为带具体“地址”信息的显示信号，任何一个像素的色彩和亮度信息 都是跟液晶板上的像素点直接对应的，因此液晶显示器的最佳分辨率就是其最大分辨率。3.点距 液晶显示器的点距与CRT显示器的不同，它的点距与尺寸有直接的对应关系，很容易通过计算直接得出。液晶显示器在整

17、个屏幕上任何一处的点距都是一样的，从根本上消除了CRT显示器在还原画面时的非线性失真现象。,4.亮度：指LCD显示器在白色画面之下明亮的程度，单位是cd/m2或是nit。目前300cd/m2以上。5.对比度：指显示器画面上最大亮度和最小亮度的比值。对比度是直接体现该LCD显示器能否体现丰富的色阶的参数，对比度越高，还原的画面层次感就越好。目前多为500：1以上,6.LCD的光源,冷阴极荧光管CCFL：具有发光效率高(60-70lm/W)，价格低的优点，但寿命不够长(35万小时)，色彩还原性差，达NTSC标准的65-70%，含有害的汞蒸气等问题。灯管数量：一般26支。目前LCD显示器的光源主要还

18、是采用冷阴极荧光灯。白色发光二极管LED：具有色彩还原性好达NTSC标准的100%，寿命长(10万小时)，响应速度快等优点，但也存在发光效率较低（30-35lm/W），价格较高的问题，但随着技术进步、产能提高、成本降低，LED光源逐渐成为CCFL光源的替代品。,就目前TFT彩色LCD显示器所能还原的颜色数而言，红、绿、蓝三原色能单色表现6位色(16.2M)和8位色(16.7M)。6位 即26=64种颜色，每个独立像素（RGB三种颜色）可以表现的最大颜色数是646464=262144种颜色。通过软件处理单色达253种色，单元色为253253253=16.2M；8位 即28=256种颜色，每个独立

19、像素（RGB三种颜色）可以表现的最大颜色数是256256256=16777216色即16.7M;8 位3=24位也称24位真彩。目前这两种液晶板都有厂商采用。,7.最大显示色彩数,8.响应时间 响应时间是指一个液晶晶元（Liquid Crystal Cell）从发光状态到不发光，再回到发光状态所需的时间，也就是一个像素由黑转白再转黑所需的时间。响应时间的计算单位是毫秒（ms），响应时间越长，LCD显示器的画面反应就越慢。例如5ms.9.刷新频率 因为LCD的工作原理，无论其刷新频率为多少，都不会存在闪烁感，对于LCD而言，60Hz的刷新频率即可满足需要，当然如果LCD支持调节到更高的75Hz，

20、这样对显示器的效果并无太大影响。,目前，主流液晶显示器的水平可视角度一般在120以上，达到国家标准规定，并且左右对称；垂直可视角度则比水平可视角度要小，有些还不对称。高端的显示器可视角度已经可以做到水平和垂直都是150如图6-18所示是垂直可视范围示意图。,10可视角度,如果LCD显示屏中某一个发光单元有问题或者该区域的液晶材料有问题，就会出现总不透光、总透光、半透光等现象，这就是所谓的“坏点”。12.输入接口 D-SUB模拟接口：目前，市场上主流液晶显示器的接口一般还都是传统的D-SUB模拟接口，主要包括红、绿、蓝、行、场5个分量，和用于读取显示器EPROM中记载的有关彩显品牌、型号、生产日

21、期、序列号、指标参数等信息内容的数字分量。DVI数字接口：与显卡的DVI接口连接时无须经过数模-模数转换。部分产品同时具备D-SUB和DVI数字接口,6-19 LCD显示器的输入接口,11.坏点,13.液晶板的产地 目前，全球液晶板的生产基本集中在日本、韩国和中国台湾省三个地区。14.功率 通常LCD显示器的功率一般在80W以下，有的LCD产品的功率仅为36W，CRT一般在100W以上。功率多随显示器的尺寸增加而增加。15.认证 LCD是否通过相关认证也是重要的标准之一。目前一般LCD显示器都通过了瑞典的TCO99，有些则通过了TCO03(低功耗)。CCC中国强制认证除了对显示器的辐射程度提出

22、了严格的要求外，还对显示器制造材料和制造过程提出了众多的要求，在我国，“3C”认证已经全面实施，没有通过“3C”认证的产品将不准在市场上销售。,16.显示器的选购,1选择CRT还是LCD(1)根据用途选择(2)根据品牌选择(3)根据性能选择2CRT显示器的选购 根据显像管选择3LCD的选购 宽屏或是普屏,6.3 实习,6.3.1 实习1显示器的安装和拆卸 1.显示器的安装方法 显示器尾部的信号电缆，为D-SUB 15针插头，用于连接显示器；另一根电源线，为显示器提供电源，如图6-20所示。显示器的连接分两步。,连接显示器信号电缆。连接显示器电源线。,2.显示器的拆卸方法,卸载显示器的顺序与安装

23、相反。首先拔掉显示器的电源插头，然后把显示器的D-SUB插头的固定螺钉松开，并轻松拔出。,6.3.2 实习2调整显示器,1.显示器的调控项目 按一下MENU/Enter按钮，将显示功能选项菜单，如图6-19所示。一般显示器的调控菜单中有16项调节功能。OSD（on-screen display）菜单出现后，按动选择按钮，选定要调整的项目，然后按MENU/Enter按钮，则进入相应的调整项目，如图6-20所示。再次按下选择按钮来增加或减少调整量，调整完成后，按EXIT按钮，退出调整。,图6-19 OSD菜单 图6-20 调整对比度CONTRAST时的显示,2.设置CRT显示器的方法,通过调节按钮

24、可微调显示器的几何比例 如图6-21所示。,图6-21 运行显示器调校软件,6.5.2 设置显示器的属性,显示器的设置方法。右键单击桌面上的空白区域，在打开的快捷菜单中单击“属性”项，打开“显示属性”对话框，再单击“设置”选项卡，调整分辨率与颜色质量。显示如图621所示。在“设置”选项卡中，单击“高级”按钮。在打开的对话框中，单击“监视器”选项卡，如图622所示。,1.查看显示器的设置属性,图6-22“显示属性”对话框 图6-23“监视器”选项卡,2.安装显示器驱动程序,显示器驱动程序一般并不是Setup.exe执行文件，而是.inf文件，这是专用的驱动信息文件。如果驱动程序是压缩文件，要先把

25、这些文件解压缩到一个空文件夹中。在图614所示的“监视器”选项卡中，单击“属性”按钮，打开“即插即用监视器属性”对话框，再单击“驱动程序”选项卡，如图623所示。,单击“更新驱动程序”按钮，打开“硬件更新向导”对话框，如图624所示，选择“从列表或指定位置安装(高级)”项。第一个推荐选项将仍然使用即插即用驱动程序。单击“下一步”按钮，在新的对话框中选择“不要搜索。我要自己选择安装的驱动程序”项。再单击“下一步”按钮，在打开的对话框中，单击”从磁盘安装”按钮。,在打开的“从磁盘安装”对话框中，单击“浏 览”按钮。打开“查找文件”对话框，找到保 存显示器驱动程序的文件夹，直接单击“打 开”按钮。返回到：从磁盘安装”对话框，单 击“确定”按钮。返回到“硬件更新向导”对话框，如图625 所示，在“型号”栏中选定自己的显示器型号 然后单击“下一步”按钮。打开“完成硬件更 新向导”对话框，单击”完成”按钮。,返回到“驱动程序”选项卡，如图6-26所示 这时能看到，原来的即插即用监视器已经 变为现在安装的显示器型号。单击“关闭”按钮，返回到：监视器”选项卡，如图6-27所示。结束安装后，可以在监视 器属性中正确设置显示器的分辨率和刷新 频率了。从图6-27可以看出，当安装上正 确的驱动程序后，屏幕刷新频率的选择范 围更大了，能够充分发挥显示器的性能。,