Тактовая частота. Полоса частот видеоусилителя и тактовая частота видеосигнала. Тактовая частота - что это

Есть еще одна частотная характеристика, называемая полосой частот, хотя правильнее было бы назвать ее верхней границей частотной характеристики видеотракта, поскольку для полосы надо определять и нижнюю границу. Эта характеристика обозначается как Bandwidth. Она определяет верхнюю границу полосы пропускания видеоусилителя. Обычно ее измеряют в мегагерцах по спаду характеристики на – 3 децибела от максимального значения. На монитор от видеоадаптера, кроме синхроимпульсов кадровой и строчной разверток, подаются также сигналы интенсивности каждого из составляющих цветов для каждого пикселя изображения, которые представляют собой последовательность видеоимпульсов различной амплитуды. Она и определяет интенсивность электронного пучка (а значит, и интенсивность свечения люминофора) в данной точке. Нетрудно посчитать, что интенсивность луча должна меняться с частотой, равной (в первом приближении) произведению числа строк на число вертикальных полос выбранного разрешения и на частоту обновления кадров. Так, для режима XGA при частоте кадровой развертки 1024х769х75Гц»59 Мгц. Тактовая частота видеосигнала (видеоимпульсов) – Dot Rate, Pixel Rate, Pixel Clock – в 1,331,40 раза выше этой оценки, что связано с переходными процессами и обратным ходом луча. Видеоадаптер вырабатывает низковольтные видеосигналы, их максимальная амплитуда не превышает 0,7-1 В. Этот сигнал затем усиливается видеоусилителем и подается на модулирующие электроды кинескопа. Для того, чтобы видеосигнал проходил без искажения, необходимо, чтобы граница полосы пропускания видеотракта превышала тактовую частоту сигнала. Максимальное значение частоты видеоимпульсов, при котором еще и возможно получение качественного изображения, соответствует значению верхней границы полосы видеотракта. Если реализуется режим, требующий частоты видеоимпульсов, превышающий Bandwidth (это возможно, если требуемые частоты синхронизации поддерживаются монитором), то изображение на экране будет расплывчатым.

Требования к частотным характеристикам

Для того чтобы нагляднее представлять себе масштабы указанных величин, в табл. 3 приведены приблизительные (округленные) частоты синхронизации и тактовые частоты видеоимпульсов для некоторых опорных режимов IBM-совместимых компьютеров, соответствующие стандартам VGA и VESA (Video Electronics Standard Association - Ассоциация стандартов в области видеоэлектроники, которая определяет подавляющее большинство стандартов видеосистем для IBM-совместимых компьютеров, в частности, стандарты на разрешения частоты синхронизации, уровни сигналов, компьютерные шины и т.д.).

Главным и наиболее наглядным частотным параметром монитора является частота кадровой развертки, указанная для определенного разрешения. Именно эта характеристика определяет уровень мерцания изображения и утомляемость при работе и наряду с качеством фокусировки влияет на эффективное разрешение, т.е., в конечном счете, на эффективный размер экрана. Пару лет назад ассоциация VESA установила минимальную частоту кадровой развертки для выполнения эргономических требований при работе с монитором, которая составляла 70 Гц в “прогрессивном” режиме горизонтальной развертки. Затем планка поднялась до значения 72 Гц. Новый стандарт ErgoVga предложенный VESA, определяет минимум этой частоты на уровне 75 Гц для разрешения 1024х768; есть сообщения о следующих шагах – 80 и 85 Гц.

Таблица 3. Связь частотных характеристик монитора

Разрешение, пиксель	Частота вертикальной синхр., Гц	Частота горизонтальной синхр., Гц	Dot Rate
640х480
800х600
1024х768
1280х1024
1600х1200

Если монитор при выбранном разрешении не обеспечивает такой скорости обновления кадров, то лучше выбрать режим с меньшим разрешением, на котором, тем не менее, значение 75-80 Гц достигается. В противном случае работа за компьютером будет опасна для зрения. Некоторые мониторы имеют верхнюю границу диапазона частот кадровой развертки порядка 120-160 Гц. Такие частоты возможны на разрешениях, которые существенно ниже эффективного.

К другим частотным характеристикам монитора относится диапазон частот строчной развертки. Поскольку компьютер должен иметь возможность работать под DOS, на всех мониторах предусмотрен режим 640х480 при частоте кадровой развертки 60 или 70 Гц, что определяет нижнюю границу диапазона частот строчной развертки (порядка 30-31 кГц), которая стандартна для всех мониторов любого размера. Для удовлетворения эргономических требований верхняя граница для 15-дюймовых мониторов должна быть не ниже 60-64 кГц, а для 17-дюймовых – 80-86 кГц. Если монитор 15 дюймов имеет максимальную частоту строчной развертки 50 кГц, то на разрешении 1024х768 он сможет обеспечить частоту смены кадров всего лишь около 60 Гц, поэтому на этом разрешении его лучше не использовать.

Аналогично обстоят дела и с полосой видеотракта. Исходя из эргономических норм на частоту вертикальной развертки, монитор, предназначенный для работы с разрешением 1024х768, должен иметь границу полосы видеотракта не ниже 80-85 МГц, а для разрешения 1280-1024 – не ниже 135-150 МГц.

Согласно данным социологических исследований, значительная часть жителей цивилизованных стран ежедневно проводит перед монитором до 10 часов. Причем делают это люди и на работе, и дома. Это значит, что качество мониторов должно быть на высоте, что позволит избежать проблем со зрением и предотвратит быструю утомляемость пользователя ПК.

ЭЛТ-варианты

Компьютерный монитор — устройство, предназначенное для визуального отображения графической и текстовой информации. В течение многих десятилетий производились преимущественно варианты с кинескопом (электронно-лучевым прибором, ЭЛТ). Те, у кого сохранился такой старый монитор, знают, что в них используется люминофор. Его зерна светятся под воздействием электронных лучей. Применяются 3 вида люминофора, разделяемые по цветовым признакам на синий, красный и зеленый. Сегодня ЭЛТ-мониторы, отличающиеся большим объемом корпуса, используются редко, а в продаже их давно нельзя встретить.

LCD-модели

Для создания монитора по данной технологии используют люминесцентные лампы. У устройств отображения информации меньший объем корпуса. При этом затраты на питание монитора намного ниже, чем в случае моделей других типов. Кроме того, по сравнению с вариантами на основе ЭЛТ, они обладают способностью воспроизводить картинку более качественно и не допускают искажений.

PDP

Действие плазменных или PDP-мониторов основано на явлении свечения зерен люминофора, когда на них падают ультрафиолетовые лучи, возникающие при электрическом разряде в плазме. На таких устройствах «картинка» получается яркая и насыщенная, а сами они имеют долгий срок службы, достигающий 30 лет и более. Последнее обстоятельство является несомненным преимуществом PDF-моделей перед большинством конкурентов, которые теряют свои свойства уже через 10 лет.

LED-мониторы

Яркость подсветки является одним из наиболее важных факторов, влияющих на усталость глаз. Чтобы уменьшить их утомляемость, требуется понизить ее до минимального комфортного значения. С этой точки зрения наиболее предпочтительными являются устройства, использующие светодиоды, проявляющие высокую эффективность. К преимуществам LED-мониторов относятся высокое качество (четкость) изображения, а также компактность и долговечность. Правда, представленные на рынке бюджетные варианты могут разочаровать, так как ради экономии производители используют в них недорогие широтно-импульсные модуляторы, из-за которых появляется эффект мигания, сводящий на нет все преимущества применения светодиодной подсветки.

OLED-мониторы

Это довольно редкий вид устройств отображения информации, в основе которых лежит технология органических светоизлучающих диодов. Основным преимуществом таких мониторов является возможность создать гибкий Кроме того, в силу особенностей использованных технологий при взгляде на такие дисплеи под любым углом качество картинки не изменяется.

Лазерные мониторы

Такие устройства пока являются новинками. Они отличаются высокой контрастностью и яркостью, а также имеют очень малое время отклика и низкий уровень энергопотребления.

Монитор: основные характеристики

Выбирая устройство для отображения информации, нужно предварительно изучить его технические параметры. К основным характеристикам мониторов относятся:

• Контрастность . Этот параметр показывает разницу между самым светлым и наиболее темным участком поверхности дисплея. Чем больше его величина, тем монитор считается более качественным.
• Яркость . Параметр определяет наибольшую удельную светимость отображающей поверхности, а ее единицей измерения служит 1 нит, равный отношению 1 кд к 1 кв. м.
• Разрешение . Это один из важнейших параметров, на который обращают внимание, выбирая компьютерный монитор. Он определяет число всех пикселей, формируемых отображаемую картинку. Чем выше разрешение, тем четче будет изображение, выводимое на экран монитора.
• Частота горизонтальной развертки. Этот параметр измеряется в герцах и показывает частоту отображения изображение на экран монитора.
• Частота вертикальной развертки. Параметр характеризует наибольшее количество горизонтальных строк, выводимых электронным лучом на экране за ед. времени.

На что обращать внимание при выборе монитора: размер

Как уже было сказано, обычно рекомендуется выбирать модели с высоким разрешением. Однако людям с проблемами зрения, следует воспользоваться следующими рекомендациями: для FullHD (1920х1080) оптимальная диагональ должна быть 23—24 дюйма, при разрешении 1920 на 1200 пикселов — 24 дюйма, для 1680 на 1050 пикс. — 22 дюйма, а для 2560 на 1440 — 27 дюймов. При соблюдении этих пропорций у пользователя не будут уставать глаза и не возникнет проблем с чтением, а также с просмотром мелких иконок и элементов управления интерфейсом.

Что касается соотношения сторон монитора, то самые востребованные и распространенные на данный момент: 4 на 3, 16 на 10 и 16 на 9. Однако квадрат (4:3) активно вытесняется с рынка, так как не позволяет в хорошем качестве просматривать фильмы, которые, как правило, имеют широкий формат, максимально близкий к 16:9. Кроме того, на мониторах такой формы плохой обзор, мешающий получать максимальное удовольствие от видеоигр.

Лучший вариант для профессионалов

Тем, кому монитор нужен не для развлечений, следует выбирать широкоформатные модели с пропорциями 16:10. Они прекрасно подходят для работы с 3D/2D графикой и кодом сразу в нескольких окнах. При этом такие мониторы более привычны для углов обзора человеческого зрения и являются компромиссом между вариантами с пропорциями 4:3 и 16:9.

Многим знакома ситуация, когда в светлое время дня «картинка» на мониторе выглядит блекло. Чтобы не испытывать неудобства и не портить себе зрение, следует выбирать модели с высокой контрастностью. Они лучше отображают черный цвет, полутона и оттенки. Считается, что хороший показатель — это статическая контрастность 1000 к 1 и выше. Она вычисляется отношением максимальной яркости (белого цвета) к минимальной.

Кроме того, некоторые производители указывают в технических характеристиках монитора его динамическую контрастность. Это показатель, от которого зависит способность ламп монитора автоматически подстраиваться под определенные параметры, выводимые в данный момент на экран.

Например, если в фильме или в игре появилась темная сцена, лампы начинают ярче гореть, что увеличивает различимость и контрастность. Однако такая система редко работает корректно, а светлые участки обычно сильно засвечиваются.

Коммуникационные порты

На данный момент в магазинах все еще встречаются мониторы с аналоговым входом D-Sub при разрешении экрана более 1680 на 1050 пикселов. Проблема в том, что этот интерфейс уже устарел. Он не всегда способен обеспечить требуемую скорость передачи информации для разрешений, превышающих 1680 на 1050 пикселов. В результате на дисплее появляются нечеткости и мутные участки.

Чтобы исключить подобную ситуацию, нужно, чтобы на борту монитора был DVI-порт или DisplayPort. Их наличие — это стандарт для современных мониторов. Неплохо также, если есть порт HDMI, который подходит для просмотра HD-видео с приставки либо с внешнего проигрывателя. Если он есть, то его можно совместить с DVI, используя соответствующий переходник для монитора.

Виды матриц

Их несколько:

- TN , которая подходит любителям видеоигр, позволяет осуществлять интернет-серфинг и пользоваться любыми программами. При этом она является не лучшим выбором для просмотра фильмов, так как у нее плохие углы обзора и «слабый» черный.

- IPS-матрица, которая подходит для просмотра фильмов, работы с цветом и фото, игр, интернет-серфинга, использования офисных программ. Иными словами, она является универсальной, поэтому мониторы на ее основе сегодня являются наиболее востребованными. Судя по отзывам, такие устройства больше других нравятся покупателям, у них большие углы обзора и лучшая в мире цветопередача среди остальных моделей.

Среди недостатков следует отметить крупный вес и габариты, значительное энергопотребление, малую скорость отклика пикселей и пр. Кроме того, они стоят достаточно дорого, и у них высокий input-lag.

Наиболее популярные мониторы: отзывы

Среди разнообразия предложений на рынке покупателям трудно сделать правильный выбор. Помочь определиться могут отзывы, которые оставляют на специализированых форумах те, кто использует тот или иной монитор.

Основные характеристики конкретных моделей ставятся пользователями во главу угла, наряду с дизайном и ценой. Если исходить из этих параметров, то лучшим выбором можно считать:

• DELL U2412M. Диагональ монитора в см — 60,96, а в дюймах — 24. Разрешение 1920 на 1200 пикселей. Используется WLED подсветка и матрица TFT E-IPS. В числе прочих характеристик: яркость — 300 кд/кв. м, контрастность — 1000:1, в наличии антибликовое покрытие. Модель является в некотором смысле ветераном на рынке и собрала большое число положительных отзывов, в том числе отмечающих высокое качество сборки. Единственный недостаток — время отклика пикселей, составляющее 8 мс.
• Samsung S24D590PL. Это достаточно недорогое устройство, пользующееся большой популярностью. Технические характеристики монитора: диагональ — 23,6 дюйма и разрешение FullHD 1920 на 1080 пикселей. Использована матрица TFT AD-PLS и Flicker-Free подсветка. Контрастность - 1000 к 1, а яркость - 250 кд/кв. м. У монитора прекрасная цветопередача, нет угловых засветов и предусмотрена стильная и аккуратная подставка. К числу недостатков можно отнести неравномерность подсветки.
• DELL U2414H. Прекрасный небликующий монитор. Основные характеристики: диагональ дисплея - 23.8 дюйма, яркость — 250 кд/кв м, контрастность — 1000 к 1. К недостаткам монитора, судя по отзывам, следует отнести неравномерную подсветку белого поля, которая особенно заметна в районе углов экрана.
• ASUS MX279H. Это довольно большой и дорогой высококлассный монитор. Основные характеристики: разрешение 1920 на 1080 пикселей, диагональ — 27 дюймов, яркость — 250 кд/кв. м, матрица TFT AH-IPS. У монитора великолепное качество картинки и сборки. Кроме того, он подходит для просмотра FullHD фильмов и игр.
• BenQ BL2411PT. Судя по отзывам, это устройство стоит тех денег, которые за него требуется заплатить. Технические характеристики монитора: диагональ экрана составляет 24 дюйма, яркость дисплея — 300 кд/кв. м. Он снабжен TFT IPS-матрицей с разрешением 1920 на 1200 пикселов. Недостатки: отсутствует HDMI-переходник для монитора, неудобное меню.
• DELL P2414H. Этот достаточно для офисного и домашнего использования создан на основе качественной TFT IPS-матрицы. Диагональ экрана — 24 дюйма. Разрешение — FullHD 1920 на 1080 пикселов. Прочие параметры: контрастность 1000 к 1 и яркость 250 кд/кв. м. Основное достоинство — превосходная насыщенность картинки и высокое качество сборки. Покупатели отмечают, что при работе с этим монитором глаза устают намного меньше, чем когда используются другие модели. Однако модель стоит несколько дороже, что является ее основным недостатком.
• AOC i2757Fm. Довольно качественный монитор с диагональю экрана 27 дюймов. Разрешение - FullHD 1920 на 1080 пикселов. Используется TFT AH-IPS матрица. Есть встроенные динамики. Монитор отличается стильным дизайном и мягкой подсветкой.
• ASUS PA238Q. Это неплохой монитор от ASUS, который стоит 350 долларов. Диагональ экрана 23 дюйма, а разрешением FullHD. Среди прочих характеристик следует отметить яркость 250 кд/кв. м и отклик — 6 мс. Монитор востребован благодаря недорогой цене, широким углам обзора, высокому качеству сборки и стильному дизайну.
• ASUS PB278Q. Это достаточно дорогая модель с диагональю 27 дюймов, с разрешением 2560 на 1440 пикселов. Как показывают отзывы, покупатели отдают ей предпочтение из-за качественной картинки, наличия встроенных динамиков и быстрого отклика, позволяющего играть в любые видеогигры. Среди недостатков следует отметить невысокое качество сборки. В частности, по отзывам покупателей, в процессе эксплуатации пластиковая рама «отходит» от экрана, и туда забивается пыль.
• AOC g2460Pqu. Это 24-дюймовая модель оснащена матрицей TFT TN. Разрешение — 1920 на 1080 пикселов. Яркость — 350 кд/кв. м, а контрастность составляет 1000:1 при времени отклика 1 мс. Монитор прекрасно подходит тем, кто не представляет жизни без компьютерных игр. Кроме того, у него широкие углы обзора и равномерная подсветка. Он также считается прекрасным выбором с точки зрения небольшой нагрузки на глаза.

Если вы хотите поменять свой старый монитор, советы, представленные выше, помогут вам определиться с тем, какая модель подойдет вам больше всего.

Читайте, почему важна и на что влияет частота обновления монитора. Как изменить частоту обновления монитора в Windows 10, 8 или 7 . Создание новых видов материалов и развитие современных продвинутых технологий позволило осуществить значительный прорыв в области компьютерной техники и сопутствующих товаров. Отдельной отраслью выступает разработка и производство компьютерных мониторов.

Содержание:

Что такое частота обновления монитора?

Более ранние версии мониторов на основе «ЭЛТ-системы» (электронной лучевой трубки) выдавали изображение среднего качества. При использовании таких мониторов пользователи были вынуждены применять защитные экраны и делать кратковременные перерывы в работе для уменьшения вредного воздействия монитора. Ведь его непрерывное использование могло повлечь за собой ухудшение зрения пользователей или нанести вред их здоровью в целом.

Затем на смену мониторам с «ЭЛТ» пришли более продвинутые модели: жидкокристаллические и «TFT-мониторы» . Сначала они сильно отставали по насыщенности, контрастности и качеству изображения, но потом их прогресс достиг такого уровня, что, на сегодняшний день, они являются самыми распространенными в мире и превосходят по своим характеристикам более ранние модели.

Но отрасль продолжает развиваться и все большую популярность приобретают мониторы, в основе которых лежит использование органических светодиодов («OLED» и «AMOLED» ), а также мониторы с поддержкой «3D-изображения» и проекционные мониторы.

Наиболее важным показателем, отвечающим за качество изображения, можно смело назвать частоту обновления экрана компьютерного монитора.

Частота обновления экрана – это величина, обозначающая, сколько раз ваш монитор обновляется новыми изображениями за одну секунду времени. Например, частота обновления «60 Гц» означает, что дисплей обновляется шестьдесят раз в секунду. Более высокая частота обновления приводит к более четкому и плавному изображению.

Почему частота обновления экрана важна?

Изменение частоты обновления экрана имело важное значение на старых мониторах с «ЭЛТ-системой» , где низкая частота обновления фактически приводила к тому, что дисплей заметно мерцал по мере его обновления. Более высокая частота обновления устраняла визуальное мерцание и делала изображение комфортным для просмотра.

На современных жидкокристаллических и светодиодных мониторах с плоской панелью вы не увидите мерцания даже на более низкой частоте обновления экрана. Однако более высокая частота обновления приводит к значительному повышению плавность конечной картинки. Вот почему более дорогие мониторы, в основном предназначенные для игр, предлагают высокие частоты обновления экрана, такие как «144 Гц» или «240 Гц» , что существенно превышает частоту обновления экрана типичного персонального компьютера в «60 Гц» . Заметить разницу вы сможете даже при обычном перемещении курсора мыши по экрану.

Максимальная частота обновления, которую вы можете использовать, зависит от внутренних характеристик вашего монитора. В основном, более дешевые мониторы поддерживают более низкие частоты обновления, в отличие от более дорогих мониторов. И если к компьютеру подключено несколько мониторов, то у каждого из них будет собственная настройка частоты обновления.

Когда вы выбираете для себя монитор, то более высокая частота обновления экрана является хорошим преимуществом, но это не всегда самая важная характеристика, на которую нужно обращать внимание. Существуют и другие важные параметры изображения, такие как: время отклика матрицы, точность цветопередачи и величина угла обзора монитора. Но независимо от озвученных характеристик, пользователи всегда стремятся выбирать мониторы с максимально высокой частотой обновления экрана, даже за счет уменьшения других параметров.

Зачастую, современные персональные компьютеры настроены на автоматический выбор наилучшей, самой высокой, частоты обновления для каждого подключенного монитора. Но не всегда такой выбор происходит автоматически из-за внутренних настроек системы, поэтому иногда, вам может понадобиться изменить частоту обновления экрана самостоятельно вручную.

«Windows 10»

Чтобы изменить частоту обновления дисплея в операционной системе «Windows 10» , щелкните правой кнопкой мыши на пустом пространстве рабочего стола и откройте контекстное меню. Среди возможных действий выберите раздел .

Будет открыта страница «Система» приложения «Параметры» . В данном приложении разработчики «Windows 10» собрали все основные элементы настройки операционной системы, позиционируя его, как полноценная замена приложения «Панель управления» , в котором были собраны все настройки системы в ранних версиях системы «Windows» . Поэтому важно знать возможные способы вызова приложения «Параметры» , которых существует достаточно много. О самых легких способах доступа к приложению вы можете прочитать в нашей ранней статье «Что такое ISO-образ и как его использовать?» .

В левой панели страницы параметров системы перейдите в раздел «Дисплей» , а затем в правой панели, используя полосу прокрутки, опустите бегунок вниз и выберите текстовую ссылку «Дополнительные параметры дисплея» .

На открывшейся странице дополнительных параметров под разделом «Сведения о дисплее» нажмите на текстовую ссылку «Свойства видеоадаптера для дисплея 1» . Если у вас подключено несколько мониторов, то предварительно, в разделе «Выберите дисплей» , укажите тот дисплей, настройки которого вы хотите изменить.

В окне свойств, в верхней его части, перейдите на вкладку «Монитор» и выберите нужную частоту обновления из доступных вариантов в разделе «Параметры монитора» в поле «Частота обновления экрана» . Затем нажмите кнопки «Применить» и «ОК» , чтобы ваши внесенные изменения незамедлительно вступили в силу.

Как изменить частоту обновления экрана в «Windows 8»

Чтобы изменить частоту обновления экрана в операционной системе «Windows 8» (порядок действий одинаково подходит и для более ранней версии «Windows 7» ), щелкните правой кнопкой мыши по пустому пространству рабочего стола, и во всплывающем контекстном меню выберите раздел «Разрешение экрана» .

Как и в случае с операционной системой «Windows 10» , если к вашему персональному компьютеру подключено несколько дисплеев, выберите тот, который вы хотите настроить, в ячейке «Дисплей» . А затем нажмите текстовую ссылку «Дополнительные параметры» , чтобы изменить его настройки.

В открывшемся окне свойств перейдите, в его верхней части, на вкладку «Монитор» , а затем выберите нужную частоту обновления в разделе из окна «Частота обновления экрана» . Далее нажмите кнопки «Применить» и «ОК» , чтобы сохранить изменения. Система «Windows» немедленно переключится на новую частоту обновления.

За что отвечает ячейка ?

В окне «Свойства» во вкладке «Монитор» в разделе «Параметры монитора» вы можете найти ячейку «Скрыть режимы, которые монитор не может использовать» , расположенную ниже поля «Частота обновления экрана» . Во многих случаях этот параметр будет недоступен, и варианты, представленные в поле «Частота обновления экрана» , являются единственными, которые вы можете выбрать.

В некоторых случаях эта опция доступна, и вы можете снять флажок в указанной ячейке «Скрыть режимы, которые монитор не может использовать» , чтобы просмотреть дополнительные параметры частоты обновления экрана. Другими словами, здесь представлены параметры частот, которые ваш монитор не поддерживает.

Эти параметры, скорее всего, не будут работать с вашим монитором, в результате чего вы можете увидеть пустой экран или сообщение об ошибке, если вы выберете неподдерживаемые частоты. Система «Windows» предупреждает, что такой выбор может привести к поломке вашего монитора. Поэтому мы не рекомендуем выполнять такую настройку, если вы не уверены в своих действиях.

Если вы не можете выбрать частоту обновления экрана, но знаете, что ваш монитор ее поддерживает

Операционная система «Windows» должна автоматически показывать все возможные частоты обновления, которые поддерживаются вашим монитором. Если в настройках системы «Windows» вы не видите частоту обновления, которую гарантированно поддерживает ваш монитор, то возможно в системе имеются определенные неполадки и вам придется заняться их устранением.

Например, вам может потребоваться обновить драйверы графической видеокарты, чтобы настроить более высокие частоты обновления. Или, если вы используете медленный кабель соединения системного блока компьютера и дисплея, который не обладает высокой пропускной способностью для прохождения достаточного количества данных для дисплея с высоким разрешением и высокой частотой обновления, то вам может понадобиться его заменить другим, более скоростным, кабелем. Возможно, вы используете встроенную видеокарту, обладающую низкими характеристиками и не позволяющую устанавливать высокую частоту обновления экрана.

Нестабильное изображение утомляет глаза и вызывает усталость. CRT обновляет кадр на экране много раз в секунду, и чем быстрее это происходит, тем стабильнее изображение.

Изображение на экране монитора формируется лучом электронов, которые, проходя через отверстия теневой маски, засвечивают точки люминофора. Луч перемещается по строке слева направо, затем переходит на следующую строку и т. д. до нижнего края экрана. Скорость перемещения луча (частота строк), а также формирования полного изображения определяется частотными характеристиками монитора.

Для пользователя наиболее важной из них является частота регенерации или кадровая частота - количество полных "пробегов", совершаемых лучом из верхнего угла экрана в нижний за одну секунду; выражается в герцах. Если пару лет назад рекомендуемая кадровая частота составляла 75 Гц, то теперь следует выбирать такой монитор, который поддерживает значение не ниже 85 Гц. Высокая частота регенерации гарантирует, что изображение будет выводится на экран без заметного глазу мерцания, а вредное воздействие длительной работы за монитором на зрение будет сведено к минимуму.

Полоса пропускания видеосигнала монитора является "интегрированным" показателем, приблизительное значение которого можно рассчитать по формуле: W=HxVxF, где H - максимальное разрешение по вертикали, V - максимальное разрешение по горизонтали, F - максимальная кадровая частота, на которой монитор может работать при максимальном разрешении.

Необходимо помнить, что максимальная кадровая частота при повышении разрешения экрана понижается, поэтому следует обращать внимание прежде всего на значения в используемых вами режимах. Это происходит со всеми мониторами, оснащенными CRT, поскольку каждую секунду они могут показывать на экране только ограниченное число пикселей. Кроме того, высокие частотные характеристики монитора могут быть сведены на нет тем, что их не поддерживает установленная в компьютере видеоплата.

Видеоадаптеры

Прежде, чем стать изображением на мониторе, двоичные цифровые данные обрабатываются центральным процессором, затем через шину данных направляются в видеоадаптер, где они обрабатываются и преобразуются в аналоговые данные и уже после этого направляются в монитор и формируют изображение. Сначала данные в цифровом виде из шины попадают в видеопроцессор, где они начинают обрабатываться. После этого обработанные цифровые данные направляются в видеопамять, где создается образ изображения, которое должно быть выведено на дисплее. Затем, все еще в цифровом формате, данные, образующие образ, передаются в RAMDAC, где они конвертируются в аналоговый вид, после чего передаются в монитор, на котором выводится требуемое изображение.

Таким образом, почти на всем пути следования цифровых данных над ними производятся различные операции преобразования, сжатия и хранения. Оптимизируя эти операции, можно добиться повышения производительности всей видеоподсистемы. Лишь последний отрезок пути, от RAMDAC до монитора, когда данные имеют аналоговый вид, нельзя оптимизировать.

Рассмотрим подробнее этапы следования данных от центрального процессора системы до монитора.

1. Скорость обмен данными между CPU и графическим процессором напрямую зависит от частоты, на которой работает шина, через которую передаются данные. Рабочая частота шины зависит от чипсета материнской платы. Для видеоадаптеров оптимальными по скорости являются шина PCI и AGP. При существующих версиях чипсетов шина PCI может иметь рабочие частоты от 25Mhz до 66MHz, иногда до 83Mhz (обычно 33MHz) , а шина AGP работает на частотах 66MHz и 133MHz.

Чем выше рабочая частота шины, тем быстрее данные от центрального процессора системы дойдут до графического процессора видеоадаптера.

2. Ключевой момент, влияющий на производительность видеоподсистемы, вне зависимости от специфических функций различных графических процессоров, это передача цифровых данных, обработанных графическим процессором, в видеопамять, а оттуда в RAMDAC. Самое узкое место любой видеокарты - это видеопамять, которая непрерывно обслуживает два главных устройства видеоадаптера, графический процессор и RAMDAC, которые вечно перегружены работой. В любой момент, когда на экране монитора происходят изменения (иногда они происходят в непрерывном режиме, например движение указателя мыши, мигание курсора в редакторе и т.д.) , графический процессор обращается к видеопамяти. В то же время, RAMDAC должен непрерывно считывать данные из видеопамяти, чтобы изображение не пропадало с экрана монитора. Поэтому, чтобы увеличить производительность видеопамяти, производители применяют различные технические решения. Например, используют различные типы памяти, с улучшенными свойствами и продвинутыми возможностями, например VRAM, WRAM, MDRAM, SGRAM, или увеличивают ширину шины данных, по которой графический процессор или RAMDAC обмениваются информацией с видеопамять, используя 32 разрядную, 64 разрядную или 128 разрядную видеошину.

Чем более высокое разрешение экрана используется и чем больше глубина представления цвета, тем больше данных требуется передать из графического процессора в видеопамять и тем быстрее данные должны считываться RAMDAC для передачи аналогового сигнала в монитор. Нетрудно заметить, что для нормальной работы видеопамять должна быть постоянно доступна для графического процессора и RAMDAC, которые должны постоянно осуществлять чтение и запись.

В нормальных условиях доступ RAMDAC к видеопамяти на максимальной частоте возможен лишь после того, как графический процессор завершит обращение к памяти (операцию чтения или записи) , т.е. RAMDAC вынужден дожидаться, когда наступит его очередь обратиться с запросом к видеопамяти для чтения и наоборот.

При исследованиях ЖК матриц практически на всех образцах нами были найдены сигналы в низкочастотной области, реагирующие на тест, запущенный на дисплее. Первые гармоники были найдены на частотах порядка десятков кГц. Сигналы были различимы на фоне помех, как правило, до 1-2 МГц. Была четко различима «информативная» составляющая, например, при запущенном на мониторе тесте с полосами (чередование черных полос и полос с заполнением «точка-через-точку»). Проанализировав документацию и получив осциллограммы с шины RSDS, мы пришли к выводу, что это сигналы от всего «строчного пакета), т.е. от всех пикселей строки, выводимых одновременно. Что и подтверждается приведенными выше осциллограммами. На осциллограмме рис. 19 можно наблюдать сигналы от одной строки. Время сигналов от строки 2.5 х 10 -6 х 6 делений = 1.5 х 10 -5 с → частота F= (1.5 х 10 -5)-1 = 67 кГц.

Как уже указывалось ранее, так же, как для интерфейса LVDS, тактовые частоты сигналов ПЭМИН следует ожидать в районе 45, 65 или 85 МГц. Обнаруживается, почти исключительно, только «Е» компонента. Размещение антенны 0 напротив нижней части экрана монитора (или под ним). Ориентация диполей - параллельно фронтальной поверхности монитора, вертикально (перпендикулярно размещению линий проводников интерфейса на плате). Тем не менее, горизонтальную ориентацию диполей проверять неукоснительно!

Если бы тактовые частоты внутреннего интерфейса монитора были постоянны, то и спектр ПЭМИ этих составляющих был бы «линейчатым» и они фиксировались бы на вполне определённых частотах. Значения их (по напряжённости поля) были бы весьма высоки. Производители ЖК матриц и схем их управления вынуждены «укладываться» в довольно жёсткие международные нормы по ПЭМИ с точки зрения электромагнитной совместимости и вреда для здоровья людей.

Приборы (индикаторы), которыми измеряют напряжённости поля ПЭМИ для контроля стандартов ISO, DIN и др. имеют фиксированную полосу пропускания 120 кГц.

Используя особенность методики оценки (применение довольно узкой полосы в средствах измерения) в соответствии со стандартами ISO, производители TFT матриц, в целях «заметания мусора под ковер»? модулируют тактовую частоту интерфейса.

Такой технический прием, как модуляция тактового сигнала SSM был внедрен в электронику для достижения нескольких целей, основные – это снижения пиковых значений спектра электромагнитного излучения и снижение интерференции высокочастотных сигналов от других устройств (помехоустойчивость). SSM расшифровывается как Spread Spectrum Modulation - спектральная модуляция тактовых импульсов, или по-другому SSC - Spread Spectrum Clock - тактовые сигналы с «размытым» спектром. SSM в ЖК мониторах применяется как в RSDS так и в LVDS интерфейсах.

Если основная рабочая частота модулируется, расширяя полосу, спектр электромагнитного излучения (собственно ПЭМИН) принципиально изменяется. Вместо острых, сосредоточенных по частое, пиков (обычная форма проявления электромагнитного излучения EMI и ПЭМИ в частности) появляются, так называемые "гауссовы колокола" (форма сигнала, сверху ограниченная кривой, описываемой гауссовым распределением), в результате чего результирующая амплитуда сигнала становится значительно меньше (1/3-1/4 от размера оригинального пика EMI на «нулевой» гармонике и пропорционально номеру гармоники на последующих).

Однако, несмотря на это, энергетика ПЭМИН, по сути, остается постоянной. Поскольку ширина спектра становится больше, а закон сохранения энергии должен выполняться, то амплитуда этого сигнала будет меньше. По сути дела SSM является угловой модуляцией тактовой частоты (как правило, по закону некой функции), что соответственно ведет к «размытию» спектров всех сигналов шины данных, привязанных к данной тактовой частоте.Некоторые производители вместо аналоговой модуляции использует методику цифровой модуляции, иногда в большей мере снижающую EMI. Например, фирма Fujitsu предлагает дискретные генераторы тактового сигнала с «размытым» спектром (spread - spectrum clock generators - SSC G), благодаря которым возможно уменьшить уровень электромагнитного излучения примерно на 20 ДБ, при коэффициенте модуляции основной частоты 3%.

Внутренние интерфейсы ЖК-мониторов меняют тактовую частоту обработки информации по закону, показанному на рисунке 24. Эта функция носит название «Hersey kiss» (дословно «поцелуй Херши», не путать с наименованием известной марки шоколада и шоколадных конфет, возникших в 1907 году!). В результате такой модуляции, получается псевдосплошной спектр (рисунки 26-31), неоднородный по краям (с «гауссовыми колокольчиками», что хорошо видно при более узкой полосе пропускания приемника.

Далее приведены формы спектра широкополосных сигналов интерфейса RSDS, снятых системой «Сигурд» на базе приёмника ESPI3 с антенной АИ5-0. Размещение антенны приведено на рисунке 25. Остальные настройки системы свободно читаются на скринах графического интерфейса пользователя системы «Сигурд-Интерфейс».

Примечание: Тактовая частота (и, естественно, частота «нулевой» гармоники) 22,93 МГц (а не около 45 МГц) обусловлена исследованием на образце TFT монитора ранней модели, ещё с не стандартизованными тактовыми частотами внутренних интерфейсов.

При рассмотрении спектров необходимо обратить внимание не только на расширение спектра, но и на пропорционально (примерно, естественно!) падение амплитуды. Всё в точном соответствии с теорией! Именно эти признаки спектров сигналов и являются самыми основными и характерными при поиске именно этих сигналов ПЭМИН.

Учитывая, что в сегодняшних моделях, чаще всего, применяется именно дискретная, цифровая частотная модуляция тактовой частоты интерфейса, была предпринята попытка выявить её на спектре ПЭМИН. Для этого предпринята была попытка построения спектра при значительно большем времени анализа и с весьма узкой полосой. Результат приведён на рисунке 31. Три последовательных скрина с экрана ««Сигурд»-Интерфейс» показывают, что при разрешении порядка 1 кГц чётко выявляется огромное количество компонент ПЭМИН, составляющих общий, псевдосплошной (при анализе с худшим частотным разрешением) спектр. Компоненты отстоят друг от друга на, приблизительно, 40 кГц (40354 Гц по прибору), что соответствует частоте формирования строк изображения. Таким образом (подтверждается анализом документации на монитор и статей в сети интернет по теме) в пределах времени формирования (передачи данных драйверам столбцов) одной строки тактовая частота постоянна, а для следующей строки она меняется скачкообразно.

Присмотревшись к скринам, можно заметить «гауссовскую» огибающую амплитуд частотных составляющих. Практика результатов исследований строго соответствует теории.Предположим, сигналы выявлены и стоит вопрос их измерения для дальнейшего расчёта параметров защищённости технического средства. Вообще, приходится констатировать что в автоматическом режиме отыскать эти сигналы и корректно их измерить может только «Сигурд» версии не ниже 5.0, причём уже с отдельным блоком цифровой обработки.

Но вручную это сделать тоже несложно. Суть, смысл измерения состоит в том, чтобы «размазанную» изготовителями «железа» энергию ПЭМИН собрать. Собрать так же, как это сделает широкополосный приёмник при перехвате. Выполнить это можно так:

Сразу отметим, что установленные методикой фиксированные полосы пропускания приёмника (для простоты будем так именовать любое селективное средства измерения) для измерений таких сигналов неприменимы вообще. Да, произношу и буду произносить «ересь» - это «требование» есть несусветная глупость!

Предположим, что ширина спектра некого сигнала ПЭМИН значительно шире, чем полоса приёмника, установленная НМД. Можно поступить двумя способами:

Игнорировать предписание методики, памятуя, что основной задачей является корректное измерение, а не буквальное следование документу, и установить полосу пропускания приёмника равную или больше, чем ширина спектра сигнала;

Выполнить измерения установленной полосой, но с учётом реальной ширины спектра сигнала.

В первом варианте всё достаточно просто, однако у этого способа есть и несколько «минусов». Не так уж редок случай, когда в пределах достаточно широкополосного спектра присутствует более мощная, но узкополосная помеха (рисунок 31«Б»). В этом случае измерение сигнала будет выполнено с ошибкой, что недопустимо. При отсутствии сосредоточенных по спектру помеха возможна ошибка только при весьма малых уровнях сигналов (низких отношений сигнал/шум) и, одновременно, заметным превышением ширины полосы пропускания приёмника и полосы, занимаемой сигналом.

При этом энергия помех, «прихватываемых» приёмником в полосах частот, обозначенный на рисунке «серой заливкой», суммируется с энергией сигнала, вызывая появление ошибки измерения. Ошибка тем больше, чем хуже отношение сигнал/шум.

Измерения полосою приемника более узкой, чем ширина спектра сигнала (а для сигналов RSDS/LVDS это происходит в большей части диапазона!) может быть лишено погрешностей, показанных ранее. Но оно может быть выполнено только «вручную», под управлением оператора и при его непосредственном участии в процессе измерения или ввода корректирующего коэффициента в результат измерения. Рассмотрим такой вариант, проиллюстрированный рисунком 35.

В приведённом варианте может иметь место два подварианта (рисунок 35 «А» и «Б»). Как правило, значительно чаще встречаются сигналы с «плоской» амплитудно-частотной характеристикой (см. спектрограммы, приведённые ранее). Измерения таких сигналов выполнять проще, достаточно измерить амплитуду сигнала в любой части его спектра и, далее, рассчитать полное значение энергии сигнала по нижеприведённой формуле.

Учитывая, что сигналы в каждом из индивидуальных измерений (от «1» до «n») не коррелируют между собой, то их суммирование должно производиться как энергий:

Если АЧХ «плоская, то есть все значение Еi равны друг другу, то формула упрощается:

Фактически величина «n» - это число, показывающее сколько раз полоса пропускания приёмника «укладывается» в полосу сигнала. Разумеется, значения сигнала в вышеприведённых формулах должны иметь размерность мкВ.

Если же АЧХ неравномерна (рисуноки 34 «б» и 35), то придётся выполнить несколько измерений, чтобы иметь возможность рассчитать истинное значение сигнала. Если в пределах ширины спектра сигнала присутствует относительно узкополосная помеха (рисунок 34 «б»), то этот участок спектра не измеряется, а его значение (с учётом полосы, занимаемой помехой) принимается равным соседним участкам спектра. Особенно просто это в случае «плоской» АЧХ.

Надо отметить, что функциональные возможности, заложенные в систему «Сигурд», оказались крайне полезны для исследовании структуры спектров внутренних интерфейсов мониторов и не только для них. В свою очередь, выполненные исследовательские работы принесли заметную пользу в деле модификации и совершенствовании системы «Сигурд».

Ну, а, в конце концов, измеренная и суммированная в полосе 1/τ энергия сигнала в виде одного единственного значения (одного, как бы узкополосного сигнала) подставляется в «Сигурд-Дельта» (или вручную) со значениями Fтак, τ, значением помех (шумов) и всё считается тривиально.

Кроме этого, всё чаще и чаще специалистам приходится встречаться с внешним интерфейсом DVI, то есть цифровым интерфейсом подключения монитора. У этого интерфейса есть ряд особенностей, которые необходимо учитывать.

В протоколе TMDS, на котором основан DVI, на каждый цветовой канал отводится по восемь битов, что позволяет получить 256 уровней яркости каждого базового цвета. Если перемножить 256 уровней у трёх цветов, то мы получим 16,7 миллиона оттенков.

Графический чип создаёт информацию о цвете для каждого пикселя в 24-битном потоке (8 битов на цвет). Поток параллельных данных поступает на передатчик протокола TMDS, который преобразует его в три последовательных потока, передающихся по трём физическим симметричным парам одновременно. Когда сигнал поступает на приёмник (в мониторе), то его последовательный код вновь преобразуется в параллельный. Преобразование в последовательный сигнал для передачи по кабелю необходимо, поскольку последовательная передача менее подвержена помехам, чем параллельная, особенно на больших расстояниях. Таким образом, данный цифровой поток, являясь «трёхразрядным», в силу полной синхронности фронтов в каждом цветовом канале (формируется в одном кристалле, от одного тактового генератора), рассматривается как последовательный одноразрядный.

TMDS-передатчик (Transition Minimized Differential Signaling) отсылает последовательный сигнал по четырём разным каналам кабеля: один для тактового сигнала, а три - для цветовой информации. Восемь битов информации для каждого цвета передаются в последовательном 10-битном сигнале: восемь битов для цветовых данных, а также два служебных. Данные передаются в 10 раз быстрее тактового генератора из-за использования ФАПЧ-чипа (ФАПЧ – фазовая автоподстройка частоты), работающего как умножитель частоты. Таким образом, скорость 1,65 Гбайт/с достигается при номинальной частоте 165 МГц.

Протокол TMDS построен на минимизации числа переходов от «0» к «1» (и наоборот), что позволяет надёжнее передавать информацию по медному кабелю. Минимизация числа переходов делает тракт менее чувствительным к внешним помехам и снижает уровень ПЭМИН.

Такое построение (кодирование) информации в линии передачи (кабеле к монитору) усложняет задачу создания тест-режима с постоянной тактовой частотой переходов от «0» к «1» в кабеле. Для теста, априори, исходя из структуры интерфейса, необходимо либо кодировать цвет в каждом пикселе последовательностью «10101010», либо применять иные методы. В противном случае нельзя будет применять установленный метод расчёта результатов.

При использовании типовой программы «Сигурд-Тест» возможен один такой вариант, не требующий изменения этой тест-программы. Учитывая, что в стандартном тесте чередуются белые и чёрные пиксели, а белый пиксель это код 255;255;255 (FF;FF;FF), то в цифровом потоке передаётся три байта единиц без переходов тока. У TDMS интерфейса такой случай рассматривается особо.

Если к проводу долгое время подводится ток (относительно долго, поскольку скорости передачи очень высоки), то перед его спадом должно пройти определённое время. В таких случаях могут возникнуть проблемы передачи, к примеру, если длительное время будут передаваться одни единицы (состояние "1" = есть ток), а затем поток данных прервётся одним нулём (состояние "0" = нет тока). В зависимости от качества медного кабеля, этот нуль можно потерять. В результате один из пикселей будет отображён неверно. Специально вводимый для такого случая бит DC-Balancing указывает на обычную инверсию значений восьми битов, чтобы предотвратить длительную передачу одинаковых данных по кабелю.

Таким образом, мы получаем для такой информации (сплошные единицы) передачу «пакетов» нулей и единиц с одним переходом от «0» к «1» или наоборот на границе пакета (то есть инверсию каждого второго пакета). Следовательно, получается постоянная тактовая частота сигнала в кабеле интерфейса, близкая к значению 130÷165 МГц (то есть к максимальной частоте передачи пикселей-пакетов). Следует отметить, что за счёт некоторых особенностей протокола частоты режима «пиксель через пиксель» и просто «белый экран» отличаются приблизительно на 4-6%, оставаясь постоянными.

Расчёт результатов СИ от DVI интерфейса при таком тест-режиме уже не вызывает никаких трудностей (подробное рассмотрение расчёта и значений всех параметров расчётного соотношения выходит за рамки данного издания). Уровень ПЭМИН от образца к образцу довольно сильно разнится, что связано, по всей видимости, с качеством и симметрией пар в интерфейсном кабеле.

Разрешение монитора во время проведения СИ рекомендуется устанавливать не выше 1600*1280 (при 60Гц кадровой частоты), чтобы не включался второй канал интерфейса. Процедура СИ в режиме параллельной работы двух каналов дополнительно усложняет интерпретацию результатов СИ.