Відеосистеми.
Однією з найважливіших складових частин будь-якого персонального комп’ютера (ПК) є його відеосистема. Так зазвичай називають монітор, плату відеоадаптера та набір відповідних програм-драйверів, які містяться в комплекті адаптера або входять до складу прикладних пакетів. Монітор та відеоадаптер дуже тісно взаємодіють між собою, тому, аналізуючи один з них, потрібно згадувати інший.
Для того, чтобы сделать компьютер быстрым необходимо обеспечить так же быстрый вывод информации на монитор. Эти задачи возлагаются на видеосистему компьютера. Для нормального восприятия изображения человеком необходимо обновлять информацию с достаточно высокой скоростью. От видеосистемы требуется отображать в окне потоковое видео, графику высокого разрешения. Все это требует высокой скорости обмена видеосистемы и памяти. Поэтому обычно для подключения видеосистемы выделяется специальная шина. Системный контроллер на сегодняшний день делится на две части. Первая (микросхема, которую называют обычно "северный мост") предназначена для управлением процессом обмена между процессором и оперативной памятью, оперативной памятью и видеосистемой и вторая (микросхему называют "южный мост") - предназначена для обмена с памятью внешних устройств. Специальная шина связывает эти микросхемы между собой, работой памяти управляет контроллер памяти, обычно входящий в северный мост.
Відеомонітор – це пристрій для відображення інформації, окремий функціональний блок ПК. Відеоадаптер знаходиться в системному блоці та являє собою, зазвичай, окрему плату.
Відеосигнал від адаптера до монітора передається через відеокабель. Відеоадаптер містить логічні схеми, які формують відеосигнал. Електронний промінь “пробігає” екран приблизно 60…100 разів за секунду, але зображення на екрані змінюється відносно рідко. Тому відеосигнал, який надходить на монітор, має багаторазово відтворювати незмінне зображення. Для цього в відеоадаптері міститься відеопам’ять. Кожній ділянці відеопам’яті відповідає своя ділянка екрана. Зображення програмним шляхом формується в цій пам’яті центральним процесором (ЦП). В деяких адаптерах спеціальний графічний сопроцесор здатний розвантажити ЦП від цієї роботи. Використання графічного сопроцесора дозволяє прискорити процес формування зображення. Зазвичай, відеопам’ять адаптера знаходиться в адресному просторі ЦП, але фізично – на платі відеоадаптера, та працює на двох “панів”: ЦП та відеоконтролер. Тому зображення в відеопам’яті адаптера формується дуже швидко. ЦП розміщує дані в відеопам’яті за своїми входами, щоб зробити їх зримими, а відеоконтролер проглядає ці дані за іншими входами.
Необхідно, щоб відеомонітор та адаптер були сумісними. Більшість відеоадаптерів здатні працювати з моніторами декількох типів, але не завжди в оптимальному режимі.
Відеомонітор з епт
Електронно-променева трубка (ЕПТ) діє за тим самим принципом, що і стара електронна лампа з катодом розжарювання: негативно заряджений нагрітий катод випромінює електрони, які притягуються та збираються позитивно зарядженим анодом.
В ЕПТ електрони, які рухаються з високими швидкостями, випромінюються електронною гарматою (рис. 124).
Після цього електрони фокусуються та прискорюються за допомогою електронних лінз та рухаються до екрану як до позитивно зарядженого аноду. Сфокусовані та прискорені електрони утворюють тонкий електронний промінь. Внутрішня поверхня екрана складається з великої кількості дуже маленьких точок-пікселів, вкритих флюоресцируючою речовиною, в якій під дією ударів електронів променю збуджується видиме світіння. Коли електронний промінь проходить далі, світіння швидко згасає. Для вирівнювання потоків електронів застосовують так звану тіньову маску – металеву пластину, яка має щілини або отвори, що розділяють червоний, зелений та синій люмінофор на групи по три точки. Якість зображення визначається типом тіньової маски, яку використовують (рис. 125). На чіткість зображення впливає відстань між групами люмінофорів (крок розташування точок).
Рис. 124.
Рис. 125.
Електронний промінь, утворений електронною гарматою, відтворює на екрані світну точку. Для того, щоб отримати на екрані необхідне зображення, в ЕПТ мають бути передбачені засоби відхилення променя як в горизонтальному, так і в вертикальному напрямах. В моніторній ЕПТ використовується принцип електромагнітного відхилення. Для цього вздовж горловини трубки розташовують дві пари відхиляючих котушок, які інакше називають котушками розгортки (Х, У). Коли через котушки проходить електричний струм, утворене ним магнітне поле відхиляє електронний промінь в горизонтальному та вертикальному напрямах відповідно.
Неперервне поновлення зображення на екрані забезпечується регенерацією екрана, тобто періодичним виведенням на нього зображення. Кожне повне промальовування екрана – кадр. Швидкість регенерації (частота зміни кадрів) зазвичай складає від 50 Гц до 100 Гц. В процесі регенерації електронний промінь рухається упоперек екрана зліва направо, прокреслюючи на екрані множину ліній (рис. 126 та 127).
Рис. 126. Розгортка на екрані. Рис. 127. Форма напруг розгортки.
Цей рух, який називають горизонтальною розгорткою, утворюють подаючи на Х-котушки пилкоподібну напругу (рис. 127). Під дією відповідного струму (цієї напруги) створюється певне магнітне поле, в якому електронний промінь переміщується зліва направо з постійною швидкістю (прямий хід горизонтальної розгортки), а потім дуже швидко повертається назад до лівого краю екрана (зворотний хід горизонтальної розгортки) і так до нескінченності. В той самий час промінь зміщується вниз (вертикальна розгортка) з постійною, але значно меншою швидкістю (з частотою регенерації 50…100 Гц), поступово замальовуючи весь екран. В кінці кожного кадру промінь швидко повертається (зворотний хід вертикальної розгортки) в своє початкове положення в лівому верхньому куті екрана. Після цього починається наступний кадр і т. н. Під час зворотного ходу (як рядкового, так і кадрового) електронний промінь гасять, щоб лінії зворотного ходу не були видними на екрані.