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1、第八讲显示系统第1页，共142页，编辑于2022年，星期三8.1 显示系统简介l l 8.1.1 显示系统l 说到微机的显示系统，我们首先想到的是显示器，但是实际上，显示系统是由显示器、显示适配器（显示卡）和显示驱动程序组成的。显示器和显示卡的连接如图8-1。屏幕画面的形成过程大致是：第2页，共142页，编辑于2022年，星期三l图图8-1 8-1 显示器的连接示意显示器的连接示意第3页，共142页，编辑于2022年，星期三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
2、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。第4页，共142页，编辑于2022年，星期三l 8.1.2 显示视频接口l 显示卡通过系统I/O总线与主机连接，早期采用ISA、VESA，后来改用PCI，目前多采用AGP。l 显示卡提供一个标准的VGA视频接口插座，用于连接显示器的信号电缆插头，将其输出信号送到显示器。显示视频插座是一个9针或15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
3、显示器插座。第5页，共142页，编辑于2022年，星期三第6页，共142页，编辑于2022年，星期三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GNDGND第7页，共142页，编辑于2022年，星期三lVGA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的行场同步能力，显示器因不能同步而造成屏幕画面滚动。第8页，共142
4、页，编辑于2022年，星期三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第9页，共142页，编辑于2022年，星期三l l 8.1.3 显示原理l 在计算机显示系统中，有字符和图形两种显示方式，过去的DOS界面就是字符显示方式，而现在的Windows界面就改为图形显示方式，因此显示卡也具有这两种工作方式，它们的原理是大不相同的。第10页，共142页，编辑于2022年，星期三l l 8.1.3.1 字符显示方式的原理l图8-4为EGA/VGA显示卡的字符显示原理。在这个方式下，屏幕上的每一个字符窗口都对应显示卡内存（
5、VRAM）中的两个字节。l其中偶字节称作字符代码，用于到字符发生器（RAM）中去查找与该字符代码相对应的字形（也叫字模）。l奇字节称作字符属性代码，用于确定该字符窗口中字形的前景颜色、背景颜色和属性修饰。当前选用的某个“字形集”可以由主板的系统BIOS程序从ROM芯片的字库中调入到位平面2。VGA有8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。第11页，共142页，编辑于2022年，星期三第12页，共142页，编辑于2022年，星期三l图8-4 EGA/VGA显示卡的字符显示原理第13页，共142页，编辑于2022年，星期三l 8.1.3.2 图形显
6、示方式的原理l 图形显示方式的原理与字符显示不同，屏幕上的每一个点直接同显存（VRAM）中的二进制数据相对应，按照每一个点所对应的二进制数的位数，来确定一个点可显示的彩色数。比如，每一个点以8位二进制数表示，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。第14页，共142页，编辑于2022年，星期三第15页，共142页，编辑于2022年，星期三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。而对VGA来说改为8位寄存器（其中位7和位
7、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。第16页，共142页，编辑于2022年，星期三l图8-5 lEGA/VGAl显示卡l的图形l显示原理第17页，共142页，编辑于2022年，星期三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
8、减少同屏显示彩色数，反之亦然。第18页，共142页，编辑于2022年，星期三8.2 显示系统的技术术语和技术指标l 8.2.1 技术术语l 下面介绍显示系统的常用数语：l l 1显像管第19页，共142页，编辑于2022年，星期三显像管的类型显像管的类型 (1)荫罩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，第20页，共142页，编辑于2022年，星期三l PC机显示器使用的是与电视接收机一样的显像管，叫做CRT（Cathode Ray Tube）即阴极射线管。图8-6是CRT的工作原理示意，图8
9、-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。第21页，共142页，编辑于2022年，星期三l图8-6 CRT工作原理第22页，共142页，编辑于2022年，星期三l图8-7 CRT显像管和相关电路部件第23页，共142页，编辑于2022年，星期三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
10、视区域只有15英寸多。第24页，共142页，编辑于2022年，星期三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。第25页，共142页，编辑于2022年，星期三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-
11、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第26页，共142页，编辑于2022年，星期三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相对球面显象管比较小而已，其屏幕表面接近平面，曲率半径大于2000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。第27页，共142页，编辑于2022年，星期三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，就象一面镜子那
12、样平，失真、反光，都被减小到了最低限度。第28页，共142页，编辑于2022年，星期三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行扫描两种。第29页，共142页，编辑于2022年，星期三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。第30页，共142页，编辑于2022年，星期三l图8-9 显示器的光栅扫描第31页，共142页，编辑于2022年，星期三l 6显示器的显示方式和显示模式l 就屏幕显示画
13、面的点组织方式而言，显示方式有两种，即字符数字方式（Alphabet/Number，A/N）和全点寻址图形方式（All Point Addressable，APA）。l 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CGA、EGA、VGA和SVGA（即TVGA）等等。典型的IBM指标是：CGA为320200和8色，EGA为640350和16色，VGA为640480，SVGA为800600、1024768、12801024和16001200等。目前的显示都采用VGA以上的显示模式，它们的同屏彩色数可在16、256、16K、32K、64K、16M（所谓真彩色）
14、直到4G中选择。第32页，共142页，编辑于2022年，星期三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、单键飞梭调节第33页，共142页，编辑于2022年，星期三l 8USB显示器接口l 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。第34页，共142页，编辑于2022年，星期三l 9显示数据通道l 显示数据通道（D
15、DC）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。第35页，共142页，编辑于2022年，星期三显示器的选购、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(2)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
16、示器信号电缆(2)连接显示器电源线第36页，共142页，编辑于2022年，星期三3.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。第37页，共142页，编辑于2022年，星期三l 8.2.2 技术指标l 下面介绍显示系统的技术指标：l 1CRT点距l 点距（Pitch）是指
17、CRT荧光屏上相邻像素的间距，也就是荫罩小孔的距离，单位是毫米（mm）。CRT显像管荧光屏内侧面上排列着红（R）、绿（G）、蓝（B）三原色荧光物质构成的像素，图8-10描述了RGB三原色像素的排列。目前多数显示器的点距都是0.28mm，也有0.26和0.24mm的。显像管的物理分辨率由点距决定，点距越小，分辨率越高，图像越精细。l CRT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。第38页，共142页，编辑于2022年，星期三l图8-10 荧光屏上RGB像素的排列第39页，共142页，编辑于2022年，星期三l 2显示器的分辨率l
18、 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。第40页，共142页，编辑于2022年，星期三l 4屏幕刷新率l 屏幕刷新率（R
19、efresh Rate）是指每秒钟更新画面的帧数，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，屏幕就有闪烁感，容易造成眼睛疲劳。VESA组织于97年规定逐行扫描场频85Hz为无闪烁的标准场频，这是一条绿色标准。第41页，共142页，编辑于2022年，星期三l 5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。第42页，共142页，编辑于2022年，星期三l 6视
20、频信号带宽l 视频带宽（Video Bandwidth）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描过的实际像素的总数，即所谓点频。又由于要把水平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1.2到1.5，这里且取1.4。因此视频带宽应等于：水平分辨率垂直分辨率场频1.4，单位为MHz。l 7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，但对元件、电路和工艺的要求也越高，价格也会相应提高。第43页，共142页，编辑于2022年，星期三l 8分辨率、
21、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）0.93第44页，共142页，编辑于2022年，星期三l 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。第45页，共142页，编辑
22、于2022年，星期三l 10TCO标准l 由瑞典专家联盟（TCO）提出的TCO标准，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。第46页，共142页，编辑于2022年，星期三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（ISO9241ISO9241）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（DP
23、MSDPMS）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。第47页，共142页，编辑于2022年，星期三8.3 显示卡l 8.3.1 显示卡简介l 显示卡是CPU与显示器之间的接口电路，因此也称为显示适配器，PC机显示系统性能的高低主要由选用的显示卡性能决定。l 显示卡的作用是在CPU的控制下将主机送来的显示数据转换为视频和同步信号送到显示器，再由显示器形成屏幕画面。第48页，共142页，编辑于2022年，星期三l 在最初的PC机上，先后采用的是单色字符显示适配器MDA（Monochrome
24、 Display Adapter）、单色图形适配器Hercules、彩色图形适配器CGA（Color Graphics Adapter）和增强图形适配器EGA（Enhanced Graphics Adapter）等。典型的CGA显示卡的分辨率为320200，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VGA（Video 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
25、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。第49页，共142页，编辑于2022年，星期三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TVGA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。
26、第50页，共142页，编辑于2022年，星期三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。第51页，共142页，编辑于2022年，星期三第52页，共142页，编辑于2022年，星期三第53页，共142页，编辑于
27、2022年，星期三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。第54页，共142页，编辑于2022年，星期三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和586电脑；l比较高档一些的是AGP显示卡，PentiumII类的电
28、脑多数都使用AGP的显示卡。第55页，共142页，编辑于2022年，星期三PCI显示卡第56页，共142页，编辑于2022年，星期三AGP显示卡第57页，共142页，编辑于2022年，星期三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nVIDIA、ATI最具实力。第58页，共142页，编辑于2022年，星期三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。第59页，共142页，编辑于2022年，星期
29、三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。第60页，共142页，编辑于2022年，星期三 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。第61页，共142页，编辑于20
30、22年，星期三8.4 3D图形加速l 8.4.1 3D图形加速卡原理l图形用户界面图形加速卡（Graphical User Interface Accelerator Adapter），简称“图形加速卡”或“图形卡”或“GUI卡”。第62页，共142页，编辑于2022年，星期三l l 8.4.1.1 3D 8.4.1.1 3D图形加速原理图形加速原理l画一个三维图形通常需要两个主要步骤，先画出几画一个三维图形通常需要两个主要步骤，先画出几何图形的线条，再进行图形表面的图像绘制，这两何图形的线条，再进行图形表面的图像绘制，这两个步骤都需要进行大量的数学计算。如果是动态的个步骤都需要进行大量的数学
31、计算。如果是动态的3D3D图形，则还有实时性要求，所以对图形，则还有实时性要求，所以对3D3D图形的处理图形的处理仅仅依靠主机还是不行的，必须扩充安装一个仅仅依靠主机还是不行的，必须扩充安装一个3D3D图图形加速卡。目前市场上流行的形加速卡。目前市场上流行的3D3D显示卡都是将几何显示卡都是将几何图形的处理交由主机图形的处理交由主机CPUCPU实现，而表面图像的绘制由实现，而表面图像的绘制由3D3D加速卡实现。加速卡实现。l 第63页，共142页，编辑于2022年，星期三AGP接口的显示卡 现在市场上的高档3D图形卡，都采用新型的AGP接口。第64页，共142页，编辑于2022年，星期三由于3
32、D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。第65页，共142页，编辑于2022年，星期三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：3DFX的VOODOO系列，nVIDIA的RIVA系列，3DLABS，ATI，S3、MATROX和MGA、Intel等。第66页，共142页，编辑于
33、2022年，星期三l 8.4.1.2 3D图形加速芯片l 3D图形加速芯片具有如下功能：l 1Z缓冲l Z缓冲是一项三维图形的消隐（遮挡）技术，用硬件实现Z缓冲可以大大提高速度。l 2颜色插值l 颜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。第67页，共142页，编辑于2022年，星期三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。第68页，共142页，编辑于2022年，星期三第69页，共142页，编辑于202
34、2年，星期三8.5 CRT显示器l 8.5.1 显示器的特点l有些人认为显示器的外形、工作原理和电路与电视机相仿，但比电视机简单，因为它没有高频接收、中频、色度解码和伴音等部分电路，实际上这种说法是不正确的。显示器与电视机在技术要求和电路实现上有很大的不同，在许多方面甚至比电视机的电路要复杂且技术难度大。l 第70页，共142页，编辑于2022年，星期三l 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，因此，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 第71页，共142页，编辑于2022年，星期三电视制式电视制式
35、 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、视频带宽、图像格式、信号编码方式、视频带宽(如如6MHz)、射频、射频带宽带宽(如如8MHz)、调制极性、声音载频与图像载频以及调、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。制方式等参数的综合。美国的NTSC制式或我国的PAL-D制式彩色电视的扫描频率是单一的，并且较低第72页，共142页，编辑于2022年，星期三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
36、不同。NTSC使用4.2MHz带宽；PAL使用4.2MHz，5MHz，5.5MHz和6MHz带宽。第73页，共142页，编辑于2022年，星期三l(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。第74页，共142页，编辑于2022年，星期三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
37、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 显示器与电视机的区别：显示器与电视机的区别：第75页，共142页，编辑于2022年，星期三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。第76页，共142页，编辑于2022年，星期三l 显示器是计算机操作者长时间近距离对面操作
38、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 第77页，共142页，编辑于2022年，星期三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。第78页，共142页，编辑于2022年，星期三l 8.5.2 CRT显示器原理l 第79页，共142页，编辑于2022年，星期三l 显示器的电路功能原理如图8-1
39、5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。第80页，共142页，编辑于2022年，星期三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片。第81页，共142页，编辑于2022年，星期三l图8-15 多频同步彩色显示器电路原理第82页，
40、共142页，编辑于2022年，星期三l图8-16 彩色显示器内部结构第83页，共142页，编辑于2022年，星期三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0.7Vpp（75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。第84页，共142页，编辑于2022年，星期三l图8-17 视频处理电路板第85页，共142页，编辑于2
41、022年，星期三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 第86页，共142页，编辑于2022年，星期三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
42、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。第87页，共142页，编辑于2022年，星期三l 4CRT显像管电路l 包括显像管、偏转线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。第88页，共142页，编辑于2022年，星期三l 5多频自动
43、同步与自动S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，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S校正电路，使在不同行频时产生的不同的S失真得以相应的校正。S失真的原理和S校正波形如图8-18所示。第89页，共142页，编辑于2022年，星期三l图8-18 S失真原理和S校正波形第90页，共142页，编辑于2022年，星期三l 6开关直流稳压电源l 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
44、，它的工作原理与前面介绍的PC电源相近，一般有五路稳压直流输出，120V供给末级视放晶体管，25V供给场扫描IC电路，16.5V供给行激励电路和形成12V稳压供给行扫描IC等电路，8V供给CRT显象管的灯丝和形成5V稳压供给IC门电路等。第91页，共142页，编辑于2022年，星期三l 由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
45、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。第92页，共142页，编辑于2022年，星期三l图8-19 显示器内部的电路板第93页，共142页，编辑于2022年，星期三8.6 平板显示器l 平板显示器（Flat Panel Display，FPD）也叫数字平板显示器DFP（Digital Flat Panel），主要有液晶显示器（LCD）、等离子显示器（PDP）和场致发光显示器（EL）等。与CRT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。第94页，共142页，编辑于2022年
46、，星期三l l 8.6.1 液晶显示器l 液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）在目前微电脑的显示器中，其数量仅次于CRT显示器。由于它的平板形、重量轻和低电压等特点，被普遍使用于笔记本电脑。有一种说法，平板显示器时代就是液晶平板显示器时代。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。第95页，共142页，编辑于2022年，星期三l 8.6.1.1 液晶器件l 液晶器件是液晶显示器的显示屏幕，根据它的成像原理分为TN-LCD（扭曲向列液晶显示器）、STN-LCD（超扭曲向列液晶显示器）、DSTN-LCD（双层超扭曲向列液晶显示器）和TFT-LCD（
47、薄膜晶体管液晶显示器）。l 扭曲向列液晶显示器TN-LCD（Twisted Nematic Liquid Crystal 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。第96页，共142页，编辑于2022年，星期三l图8-20 TN型液晶显示器件结构第97页，共142页，编辑于2022年，星期三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工作原理工作原理第98页，共142页，编辑于2022年，星期三第99页，共142页，编辑于2022年，星期三分类分类 TN-LCD、ST
48、N-LCD、DSTN-LCD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别。1.TN-LCDTN-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。第100页，共142页，编辑于2022年，星期三2.STN-LCDSTN-LCD的显示原理与TN相类似，不同的是TN扭转式向列场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN超扭转式向列场效应是将入射光旋转180270度。3.DSTN-LCDDSTN是由STN发展而来的，用于早期的掌上游戏机和笔记本电脑，DSTN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。
49、第101页，共142页，编辑于2022年，星期三4.TFT-LCD TFT-LCD在显示图像的效果主要是由像素晶体管控制的。在TFT的面板中包含由红、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。第102页，共142页，编辑于2022年，星期三技术指标技术指标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，也就是最大的可视尺寸。如果同是一台17英寸的显示器，CRT显示器的显示区域为15.35英寸，而液晶显示器的
50、则为17英寸。第103页，共142页，编辑于2022年，星期三2.分辨率分辨率LCD显示器显示器的分辨率有别于CRT显示器的分辨率，对于CRT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LCD显示器由于像素间距已经固定，所以支持的显示模式不像CRT显示器那么多。LCD显示器的最佳分辨率也叫最大分辨率，在该分辨率下，液晶显示器才能显示最佳效果。譬如目前15英寸LCD显示器的最佳分辨率为1024768，1719英寸的LCD显示器最佳分辨率通常为12801024，更大尺寸的LCD显示器就拥有更大的最佳分辨率。第104页，共142页，编辑于2022年，星期三3.亮度亮度亮度的单位是