【教学课件】第6章显示卡和显示器.ppt

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1、第第6章章 显示卡和显示器显示卡和显示器 n n知识要点知识要点 了解显示卡的结构了解显示卡的结构 了解显示芯片的种类和技术指标了解显示芯片的种类和技术指标 了解显示器的类型了解显示器的类型 了解显示器的工作原理了解显示器的工作原理 了解显示器的技术指标了解显示器的技术指标n n显示卡是显示卡是CPU与显示器之间的接口电路，与显示器之间的接口电路，因此也叫显示适配器。显卡的作用是在因此也叫显示适配器。显卡的作用是在CPU的控制下将显示数据转换为视频和同的控制下将显示数据转换为视频和同步信号传输到显示器。步信号传输到显示器。n n显示器（显示器（Monitor）则是微机系统中必不可）则是微机系统

2、中必不可少的输出设备，是人机交互的重要界面，少的输出设备，是人机交互的重要界面，通过显示器将计算机处理后的信息显示出通过显示器将计算机处理后的信息显示出来。来。【案例6.1】认识显示卡n n要求如下：要求如下：1认识显示卡的结构组成。认识显示卡的结构组成。2了解显示卡工作原理及应用。了解显示卡工作原理及应用。1、认识显示卡的结构、认识显示卡的结构n n（1）显示卡的组成：显示卡由显示芯片、）显示卡的组成：显示卡由显示芯片、RAMDAC、显存、显卡、显存、显卡BIOS和显卡接口组和显卡接口组成。成。图6-1 显示卡外形图 n n（2）显示芯片：在显卡电路板中最明显的）显示芯片：在显卡电路板中最明

3、显的核心部件，它决定了显卡的性能高低，目核心部件，它决定了显卡的性能高低，目前主流显卡芯片的性能很高，其功耗也大，前主流显卡芯片的性能很高，其功耗也大，因而加装有散热片或散热风扇。拆下散热因而加装有散热片或散热风扇。拆下散热热风扇和散热片即可看到显卡所使用的显热风扇和散热片即可看到显卡所使用的显示芯片，通常显示芯片上会标注出商标、示芯片，通常显示芯片上会标注出商标、型号、生产日期、编号和生产厂商等信息。型号、生产日期、编号和生产厂商等信息。例如例如“ATI”、“nVIDIA”等显示芯片。等显示芯片。n n（3）RAMDAC：随机存取数模转换器：随机存取数模转换器（RAM Digital Ana

4、log Converter）的功能）的功能是将显存中的数字信号转换为模拟信号。是将显存中的数字信号转换为模拟信号。它的工作频率高低决定着显卡的刷新率和它的工作频率高低决定着显卡的刷新率和最大分辨率。其寄存器的位数决定着显卡最大分辨率。其寄存器的位数决定着显卡能达到的颜色数。目前主流显卡能达到的颜色数。目前主流显卡RAMDAC的工作频率达到了的工作频率达到了350MHZ以上，寄存器位以上，寄存器位数达到了数达到了128bit。通常。通常RAMDAC被集成在显被集成在显示芯片中。示芯片中。n n（4）显存：是用于存放显示芯片处理后的）显存：是用于存放显示芯片处理后的数据。主流显卡的显存分为帧缓存和

5、纹理数据。主流显卡的显存分为帧缓存和纹理缓存。帧缓存负责存储像素的明暗、缓存。帧缓存负责存储像素的明暗、Alpha比例、比例、Z-Buffer数据等，纹理缓存负责与芯数据等，纹理缓存负责与芯片中的纹理映射单元相连，存储像素的纹片中的纹理映射单元相连，存储像素的纹理映射数据。显存芯片采用了理映射数据。显存芯片采用了SDRAM、SGRAM或或DDR，其容量的大小决定了显卡，其容量的大小决定了显卡的最大分辨率。的最大分辨率。n n（5）显卡）显卡BIOS：用于存放显示芯片的型号、：用于存放显示芯片的型号、规格、生产日期和控制程序等，与主板规格、生产日期和控制程序等，与主板BIOS的功能相同。在计算机

6、启动时，通常的功能相同。在计算机启动时，通常会显示出当前显卡的信息。会显示出当前显卡的信息。n n（6）显卡接口：显卡的接口有）显卡接口：显卡的接口有PCI接口和接口和AGP接口，因主机接口的不同，显卡被分接口，因主机接口的不同，显卡被分为为PCI显卡、显卡、AGP显卡。显卡。n nAGP是加速图形接口，是专门用于提高图是加速图形接口，是专门用于提高图形显示速度而发展起来的总线形式，可把形显示速度而发展起来的总线形式，可把内存和显存直接连接起来，其总线宽度为内存和显存直接连接起来，其总线宽度为128位，工作频率达到位，工作频率达到133MHZ，数据传输，数据传输率可高达率可高达1Gbit/s，

7、是新一代图形显示卡的，是新一代图形显示卡的标准接口方式，并发展了标准接口方式，并发展了AGP 2X、AGP 4X直到目前的直到目前的AGP 8X的的AGP显卡。显卡。n n目前一种新型接口目前一种新型接口PCI-Express已经代替了已经代替了AGP的地位。的地位。PCI Express是新一代的总线是新一代的总线接口。目前，接口。目前，PCI Express X1和和PCI Express X16成为成为PCI Express主流规格。主流规格。图6-2 显示卡视频输出口VGA输出口输出口S端子输出口端子输出口DVI输出口输出口2、了解显示卡的工作原理和应用、了解显示卡的工作原理和应用 n

8、 n（1）显卡的工作原理是：由）显卡的工作原理是：由CPU向向GPU（图形处理器）发出指令，当（图形处理器）发出指令，当GPU处理完处理完成后，将数据传输至显存，显存进行数据成后，将数据传输至显存，显存进行数据读取并将数据传送到读取并将数据传送到RAMDAC，由，由RAMDAC将数字信号转换成模拟信号传送将数字信号转换成模拟信号传送至显示器显示出来。至显示器显示出来。n n（2）显示卡按应用可分为普通显示卡和集）显示卡按应用可分为普通显示卡和集成显示卡。主板集成显示卡，随着主板芯成显示卡。主板集成显示卡，随着主板芯片组集成度和功能的提高，为降低应用成片组集成度和功能的提高，为降低应用成本，许多

9、主板将显示芯片集成在主板芯片本，许多主板将显示芯片集成在主板芯片组中，显示卡相关的其它电路元件集成到组中，显示卡相关的其它电路元件集成到主板上，并分配部分内存作为动态显存。主板上，并分配部分内存作为动态显存。在主板的外设接口中占用一个串口的位置在主板的外设接口中占用一个串口的位置作为显示器接口。作为显示器接口。【案例小结】【案例小结】n n本案例讲述了显卡的结构，以及显卡的工本案例讲述了显卡的结构，以及显卡的工作原理，从而知道计算机系统的显示性能作原理，从而知道计算机系统的显示性能由显卡的性能决定，而显示卡的性能取决由显卡的性能决定，而显示卡的性能取决于显示芯片的性能强弱和显存的大小。能于显示

10、芯片的性能强弱和显存的大小。能识别显卡的外部接口与对应的显示输出设识别显卡的外部接口与对应的显示输出设备。备。【案例6.2】了解显卡芯片类型n n要求如下：要求如下：1了解显示芯片发展中的两大重要产品系列。了解显示芯片发展中的两大重要产品系列。2了解显示卡的技术指标。了解显示卡的技术指标。n n显示芯片是显卡的显示芯片是显卡的CPU，是显卡上最核心，是显卡上最核心的部件，在显卡的发展过程中，出现了许的部件，在显卡的发展过程中，出现了许多专业从事显示芯片开发和生产的厂商，多专业从事显示芯片开发和生产的厂商，但到目前为止，最主要的有两家厂商，一但到目前为止，最主要的有两家厂商，一家是将其显示芯片称

11、为家是将其显示芯片称为GPU（图形处理器）（图形处理器）的的nVIDIA，另一家是将其显示芯片称为，另一家是将其显示芯片称为VPU（视觉处理器）的（视觉处理器）的ATI。两家都是专门。两家都是专门从事显示芯片开发及生产的厂商，它们推从事显示芯片开发及生产的厂商，它们推出的产品在市场中占有绝对的优势和市场出的产品在市场中占有绝对的优势和市场份额。份额。1、了解显示芯片的发展中两大产品系列、了解显示芯片的发展中两大产品系列 n n（1）nVIDIA系列显示芯片系列显示芯片n nnVIDIA创立于创立于1993年，是一家主要从事绘年，是一家主要从事绘图处理及媒体通讯设备研发和生产厂商。图处理及媒体通

12、讯设备研发和生产厂商。TNT系列和系列和Geforce系列是其代表产品。系列是其代表产品。n n1999年推出的年推出的TNT2系列显卡一举击败了当系列显卡一举击败了当时在图形加速卡市场占居主导地位的时在图形加速卡市场占居主导地位的3dfx的的Voodoo3和老牌显卡厂商和老牌显卡厂商S3的的Savege4，成，成为市场主流，并一直占居市场主导地位至为市场主流，并一直占居市场主导地位至今。今。n nnVIDIA系列显示芯片从诞生到现在共有系列显示芯片从诞生到现在共有TNT、TNT2系列、系列、GeForce256、GeForce2系列、系列、GeForce3系列、系列、GeForce4 MX系

13、列、系列、GeForce4 Ti系列、系列、GeForce FX5200系列、系列、GeForce FX5600系列和系列和GeForce FX5800系系列等。目前市场流行的有列等。目前市场流行的有GeForce FX5200系列、系列、GeForce FX5600系列和系列和GeForce FX5800系列等。系列等。图6-3 TNT系列显示芯片 图6-4 TNT2系列显示芯片 图6-5 GeForce256显示芯片 图6-7 GeForce3显示芯片 图6-8 GeForce 4显示芯片 图6-9 GeForce FX5500显示芯片 n n（2）ATI系列显示芯片系列显示芯片n nAT

14、I的显示芯片也是当前市场主流产品，的显示芯片也是当前市场主流产品，nVIDIA的显示芯片以速度取胜，的显示芯片以速度取胜，ATI显示显示芯片是以画质出名。自从芯片是以画质出名。自从ATI推出推出Radeon（镭）系列显示芯片后，即在显示（镭）系列显示芯片后，即在显示芯片领域形成了两家竞争的局面，这种竞芯片领域形成了两家竞争的局面，这种竞争促进了显示芯片的快速发展。争促进了显示芯片的快速发展。n nRadeon7500系列采用了双头显示技术，内系列采用了双头显示技术，内建两个建两个RAMDAC，0.15微米工艺，芯片工作微米工艺，芯片工作频率频率290MHZ，显存频率，显存频率230MHZ，分类

15、标，分类标准版和简化版准版和简化版Radeon7500 LE。n nRadeon8500系列采用系列采用0.15微米工艺，集成微米工艺，集成6000万个晶体管。万个晶体管。Radeon9000系列内核频系列内核频率率275MHZ，显存，显存128位，频率位，频率550MHZ。图6-11 Radeon7500显示芯片 图6-12 Radeon8500显示芯片n nRadeon9200系列主要针对低端市场，而系列主要针对低端市场，而Radeon9500针对中高端市场，并支持针对中高端市场，并支持DirectX 9。n nRadeon9600系列是首款采用系列是首款采用0.13微米工艺微米工艺ATI

16、产品，支持产品，支持128MB 128位位DDR II显存。显存。图6-13 Radeon9000显示芯片 图6-14 Radeon9600显示芯片2、了解显示卡的技术指标、了解显示卡的技术指标 n n（1）分辩率：显卡输出到显示器的视频信）分辩率：显卡输出到显示器的视频信号，是由一系列的像素点构成的。分辨率号，是由一系列的像素点构成的。分辨率就是指显示卡能在显示器上描绘的点的数就是指显示卡能在显示器上描绘的点的数量，通常以量，通常以“横向点数横向点数纵向点数纵向点数”表示。表示。由于显示器呈长方形，所以一般来说水平由于显示器呈长方形，所以一般来说水平点数大于垂直点数。例如点数大于垂直点数。例

17、如“1024768”，就表示在显示器上横向有就表示在显示器上横向有1024个点，纵向有个点，纵向有768个点。个点。n n（2）刷新频率：图像在屏幕上更新的速度，）刷新频率：图像在屏幕上更新的速度，即屏幕图像每秒出现的次数，它的单位是即屏幕图像每秒出现的次数，它的单位是赫兹（赫兹（Hz）。）。n n刷新频率越高，屏幕上图像闪烁感就越小，稳定刷新频率越高，屏幕上图像闪烁感就越小，稳定刷新频率越高，屏幕上图像闪烁感就越小，稳定刷新频率越高，屏幕上图像闪烁感就越小，稳定性就越高。一般情况下人的眼睛不容易察觉到性就越高。一般情况下人的眼睛不容易察觉到性就越高。一般情况下人的眼睛不容易察觉到性就越高。一

18、般情况下人的眼睛不容易察觉到75Hz75Hz以上刷新频率带来的闪烁感，因此最好能将以上刷新频率带来的闪烁感，因此最好能将以上刷新频率带来的闪烁感，因此最好能将以上刷新频率带来的闪烁感，因此最好能将显示卡刷新频率调到显示卡刷新频率调到显示卡刷新频率调到显示卡刷新频率调到75Hz75Hz以上。以上。以上。以上。n n并不是所有的显示卡都能够在最大分辨率下达到并不是所有的显示卡都能够在最大分辨率下达到并不是所有的显示卡都能够在最大分辨率下达到并不是所有的显示卡都能够在最大分辨率下达到75Hz75Hz以上的刷新频率（这个性能取决于显示卡上以上的刷新频率（这个性能取决于显示卡上以上的刷新频率（这个性能取

19、决于显示卡上以上的刷新频率（这个性能取决于显示卡上RAMDACRAMDAC的速度），而且显示器也可能因为带宽的速度），而且显示器也可能因为带宽的速度），而且显示器也可能因为带宽的速度），而且显示器也可能因为带宽不够而不能达到要求。不够而不能达到要求。不够而不能达到要求。不够而不能达到要求。n n（3）显存：显示卡的主芯片在整个显示卡）显存：显示卡的主芯片在整个显示卡中的地位固然重要，但显存的速度以及带中的地位固然重要，但显存的速度以及带宽直接影响着显示卡的性能高低。显存也宽直接影响着显示卡的性能高低。显存也存在速度的差别，显存的速度直接关系到存在速度的差别，显存的速度直接关系到显示卡的整体性能

20、。使用相同芯片的显示显示卡的整体性能。使用相同芯片的显示卡，显存越快，显示卡的速度也就越快。卡，显存越快，显示卡的速度也就越快。显存带宽决定着显示卡可以支持更高的分显存带宽决定着显示卡可以支持更高的分辨率、更大的色深和更高的刷新率。辨率、更大的色深和更高的刷新率。【案例小结】【案例小结】n n显示芯片是显卡的中央处理器，是显卡上显示芯片是显卡的中央处理器，是显卡上最核心的部件，它决定了显卡的性能高低。最核心的部件，它决定了显卡的性能高低。目前在主流市场的桌面显示系统中目前在主流市场的桌面显示系统中nVIDIA和和ATI的芯片占有绝对优势，显示芯片的集的芯片占有绝对优势，显示芯片的集成度大幅提高

21、，显示芯片承担了显示数据成度大幅提高，显示芯片承担了显示数据的处理和输出，使的处理和输出，使CPU更多地用于执行应更多地用于执行应用程序，提高了计算机系统的性能。用程序，提高了计算机系统的性能。nVIDIA的的Geforce系列和系列和ATI的的Radeon系列系列成为市场主流。成为市场主流。【知识回顾与延伸】【知识回顾与延伸】n nAGP的意思是图形加速接口，也称的意思是图形加速接口，也称AGP总总线。线。AGP是一种新型接口标准，可直接向是一种新型接口标准，可直接向图形分支系统的存储器提供高速带宽。这图形分支系统的存储器提供高速带宽。这种端口减轻了种端口减轻了PCI总线传输速度慢的瓶颈状总

22、线传输速度慢的瓶颈状况，使图形加速卡计算速度更快。相比之况，使图形加速卡计算速度更快。相比之下，下，AGP 非常单一，只是图形加速卡使用非常单一，只是图形加速卡使用的一个专用的图形连通线。的一个专用的图形连通线。n n目前主流显卡大多为目前主流显卡大多为64M的显存，采用的显的显存，采用的显存有存有DDR与与SDR之分，之分，DDR比比SDR好的原好的原因在于能够提供更大的显存带宽，使其显因在于能够提供更大的显存带宽，使其显卡的速度有一定的提升，同时也能带来超卡的速度有一定的提升，同时也能带来超频的成功率。如果只是普通的上网，处理频的成功率。如果只是普通的上网，处理文字及简单的图片与简单的游戏

23、，文字及简单的图片与简单的游戏，64M显存显存的显卡就已经足够用。而如果想做一些大的显卡就已经足够用。而如果想做一些大尺寸的图片处理与尺寸的图片处理与3D设计，最好用设计，最好用128M以以上的显存，这样有利于提高显卡在进行图上的显存，这样有利于提高显卡在进行图像渲染的速度及质量。像渲染的速度及质量。【案例6.3】了解显示器的类型和各类显示器的工作原理n n要求如下：要求如下：1了解显示器的类型。了解显示器的类型。2理解显示器的工作原理。理解显示器的工作原理。n n显示器通常按工作原理可分为阴极射线管显示器通常按工作原理可分为阴极射线管显示器（显示器（CRT）、液晶显示器（）、液晶显示器（LC

24、D）和）和等离子显示器（等离子显示器（PDP）。）。CRT显示器的应显示器的应用历史最长，应用面最广，但随着用历史最长，应用面最广，但随着LCD显显示器的生产成本下降，逐渐有被示器的生产成本下降，逐渐有被LCD显示显示器取代的趋势，而器取代的趋势，而PDP显示器作为新型的显示器作为新型的显示技术，能很好的满足大型显示面积的显示技术，能很好的满足大型显示面积的应用要求。应用要求。1、显示器的分类、显示器的分类 n n显示器可按显示颜色分为单色、黑白和彩显示器可按显示颜色分为单色、黑白和彩色三类；也可按显示屏大小分为色三类；也可按显示屏大小分为14英寸、英寸、15英寸、英寸、17英寸和英寸和20英

25、寸等；但通常显示器是英寸等；但通常显示器是按显示原理来分为阴极射线管显示器按显示原理来分为阴极射线管显示器（CRT）、液晶显示器（）、液晶显示器（LCD）和等离子）和等离子显示器（显示器（PDP）。）。图6-15 CRT显示器和LCD显示器2、理解显示器的工作原理、理解显示器的工作原理 n n（1）认识）认识CRT显示器显示器n nCRT显示器的构成及特点显示器的构成及特点n nCRT是一种使用阴极射线管（是一种使用阴极射线管（Cathode Ray Tube）的显示器，阴极射线管主要有五部）的显示器，阴极射线管主要有五部分组成：电子枪（分组成：电子枪（Electron Gun），偏转线），偏

26、转线圈（圈（Defiection coils），荫罩），荫罩(Shadow mask)，荧光粉层，荧光粉层(Phosphor)及玻璃外壳。及玻璃外壳。n nCRTCRT显示器的工作原理显示器的工作原理显示器的工作原理显示器的工作原理n nCRT(CRT(阴极射线管阴极射线管阴极射线管阴极射线管)显示器的核心部件是显示器的核心部件是显示器的核心部件是显示器的核心部件是CRTCRT显像显像显像显像管，其工作原理和电视机的显像管基本一样，可管，其工作原理和电视机的显像管基本一样，可管，其工作原理和电视机的显像管基本一样，可管，其工作原理和电视机的显像管基本一样，可以把它看作是一个图像更加精细的电视机

27、。以把它看作是一个图像更加精细的电视机。以把它看作是一个图像更加精细的电视机。以把它看作是一个图像更加精细的电视机。CRTCRT显像管使用电子枪发射高速电子，经过垂直和水显像管使用电子枪发射高速电子，经过垂直和水显像管使用电子枪发射高速电子，经过垂直和水显像管使用电子枪发射高速电子，经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，最后高平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，最后高平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，最后高平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，最后高速电子击打屏幕上的磷光物质使其发光，通过电速电子击打屏幕上的磷光物质使其发光，通过电速电子击打屏幕上的磷光物质使其发光，通过电速电子击打

28、屏幕上的磷光物质使其发光，通过电压来调节电子束的功率，就会在屏幕上形成明暗压来调节电子束的功率，就会在屏幕上形成明暗压来调节电子束的功率，就会在屏幕上形成明暗压来调节电子束的功率，就会在屏幕上形成明暗不同的光点形成图像。不同的光点形成图像。不同的光点形成图像。不同的光点形成图像。图6-16 CRT显示器的工作原理n n彩色显像管的工作原理彩色显像管的工作原理n n彩色显像管屏幕上的每一个像素点都由红、彩色显像管屏幕上的每一个像素点都由红、绿、蓝三种涂料组合而成，由三束电子束绿、蓝三种涂料组合而成，由三束电子束分别激活这三种颜色的荧光涂料，以不同分别激活这三种颜色的荧光涂料，以不同强度的电子束调

29、节三种颜色的明暗程度就强度的电子束调节三种颜色的明暗程度就可得到所需的颜色。如果电子束瞄准不精可得到所需的颜色。如果电子束瞄准不精确，就可能会打到邻近的荧光涂层，这样确，就可能会打到邻近的荧光涂层，这样会产生不正确的颜色或轻微的重像，所以会产生不正确的颜色或轻微的重像，所以要对电子束进行精确控制。要对电子束进行精确控制。n n解决方法之一是在显像管内，荧光涂料表解决方法之一是在显像管内，荧光涂料表面的前面加装荫罩面的前面加装荫罩(Shadow Mask)。如图。如图6-17所示。荫罩是一层有许多小孔的金属薄板，所示。荫罩是一层有许多小孔的金属薄板，只有正确瞄准的电子束才能穿过每个荧光只有正确瞄

30、准的电子束才能穿过每个荧光涂层光点相对应的屏蔽孔，荫罩会拦下散涂层光点相对应的屏蔽孔，荫罩会拦下散乱的电子束以避免其打到错误的荧光涂层，乱的电子束以避免其打到错误的荧光涂层，这就是荫罩式显像管。荫罩有孔状和沟槽这就是荫罩式显像管。荫罩有孔状和沟槽状两种，三星状两种，三星“丹娜管丹娜管”采用了孔状荫罩，采用了孔状荫罩，而而LG“未来窗未来窗”采用了沟槽状荫罩。采用了沟槽状荫罩。图6-17 荫罩式彩色显像管显像原理n n解决方法之二是荫栅式显像管，它不是把荧光涂解决方法之二是荫栅式显像管，它不是把荧光涂解决方法之二是荫栅式显像管，它不是把荧光涂解决方法之二是荫栅式显像管，它不是把荧光涂料分布为点状

31、，而是以竖直方向进行条状分布，料分布为点状，而是以竖直方向进行条状分布，料分布为点状，而是以竖直方向进行条状分布，料分布为点状，而是以竖直方向进行条状分布，并在荧光涂料的前方加上相当细的金属线构成的并在荧光涂料的前方加上相当细的金属线构成的并在荧光涂料的前方加上相当细的金属线构成的并在荧光涂料的前方加上相当细的金属线构成的荫栅来取代荫罩，荫栅用来阻隔散射的电子束，荫栅来取代荫罩，荫栅用来阻隔散射的电子束，荫栅来取代荫罩，荫栅用来阻隔散射的电子束，荫栅来取代荫罩，荫栅用来阻隔散射的电子束，在这一点上其原理和荫罩式相似，在竖直方向没在这一点上其原理和荫罩式相似，在竖直方向没在这一点上其原理和荫罩式

32、相似，在竖直方向没在这一点上其原理和荫罩式相似，在竖直方向没有任何阻拦电子的通过，增加了电子束的通过率，有任何阻拦电子的通过，增加了电子束的通过率，有任何阻拦电子的通过，增加了电子束的通过率，有任何阻拦电子的通过，增加了电子束的通过率，因而使得亮度和色彩饱和度较好，显示图像更精因而使得亮度和色彩饱和度较好，显示图像更精因而使得亮度和色彩饱和度较好，显示图像更精因而使得亮度和色彩饱和度较好，显示图像更精细，在专业级显示器中被广泛采用，如索尼细，在专业级显示器中被广泛采用，如索尼细，在专业级显示器中被广泛采用，如索尼细，在专业级显示器中被广泛采用，如索尼“特特特特丽珑丽珑丽珑丽珑”系列和三菱系列和

33、三菱系列和三菱系列和三菱“钻石珑钻石珑钻石珑钻石珑”系列等。系列等。系列等。系列等。n n荫罩式和荫栅式两种技术各有利弊，通常荫罩式和荫栅式两种技术各有利弊，通常情况下荫罩式显像管的图像和文字较锐利，情况下荫罩式显像管的图像和文字较锐利，但亮度较低一些，荫栅式显像管的色彩较但亮度较低一些，荫栅式显像管的色彩较鲜艳，但会在屏幕的鲜艳，但会在屏幕的1/3和和2/3处有水平的阻处有水平的阻尼线（阻尼线是用来减少荫栅震动的一条尼线（阻尼线是用来减少荫栅震动的一条横向金属线）扫过。横向金属线）扫过。n n目前主流的纯平目前主流的纯平CRT显示器所采用的显像显示器所采用的显像管主要包括管主要包括LG“未来

34、窗未来窗”系列，三星系列，三星“丹娜丹娜管管”系列，索尼系列，索尼“特丽珑特丽珑”系列，三菱系列，三菱“钻石珑钻石珑”系列，台湾系列，台湾“中华管中华管”和日立和日立“锐利珑锐利珑”系列等。各个厂商的纯平显像管系列等。各个厂商的纯平显像管在技术上均有其独到之处，在性能上也是在技术上均有其独到之处，在性能上也是各有特色。各有特色。n n（2 2）认识）认识）认识）认识LCDLCD显示器显示器显示器显示器n nLCDLCD显示器的特点显示器的特点显示器的特点显示器的特点n nLCDLCD（Liquid Crystal DisplayLiquid Crystal Display，液晶显示器）与目，液

35、晶显示器）与目，液晶显示器）与目，液晶显示器）与目前普遍使用的前普遍使用的前普遍使用的前普遍使用的CRTCRT显示器相比具有许多鲜明的优显示器相比具有许多鲜明的优显示器相比具有许多鲜明的优显示器相比具有许多鲜明的优势，这些优势是由其工作原理决定的，如体积小、势，这些优势是由其工作原理决定的，如体积小、势，这些优势是由其工作原理决定的，如体积小、势，这些优势是由其工作原理决定的，如体积小、重量轻、耗电量省、不反光、色彩明亮清晰、无重量轻、耗电量省、不反光、色彩明亮清晰、无重量轻、耗电量省、不反光、色彩明亮清晰、无重量轻、耗电量省、不反光、色彩明亮清晰、无闪烁、无静电以及无辐射等。凭借上述诸多优点

36、，闪烁、无静电以及无辐射等。凭借上述诸多优点，闪烁、无静电以及无辐射等。凭借上述诸多优点，闪烁、无静电以及无辐射等。凭借上述诸多优点，LCDLCD的市场占有率越来越大，并呈现出逐年稳步的市场占有率越来越大，并呈现出逐年稳步的市场占有率越来越大，并呈现出逐年稳步的市场占有率越来越大，并呈现出逐年稳步增长的趋势。增长的趋势。增长的趋势。增长的趋势。n nLCD显示器的工作原理显示器的工作原理n nLCD显示屏是使用两片薄膜显示屏是使用两片薄膜,利用通电与未利用通电与未通电时中间的液态晶体改变排列方向来造通电时中间的液态晶体改变排列方向来造成透光与不透光效果，从而产生图形的新成透光与不透光效果，从而

37、产生图形的新型显示技术。型显示技术。n n在厚度不到在厚度不到1厘米的液晶显示屏面板中，通厘米的液晶显示屏面板中，通常是由两片大玻璃基板，内夹着彩色滤光常是由两片大玻璃基板，内夹着彩色滤光片、配向膜等制成的夹板，外面再包裹着片、配向膜等制成的夹板，外面再包裹着两片偏光板，它们可决定光通量的最大值两片偏光板，它们可决定光通量的最大值与颜色的产生。与颜色的产生。n n彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片，彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片，彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片，彩色滤光片是由红、绿、蓝三种颜色构成的滤片，有规律地制作在一块大玻璃基板上。每一个像素有规律地制作在一

38、块大玻璃基板上。每一个像素有规律地制作在一块大玻璃基板上。每一个像素有规律地制作在一块大玻璃基板上。每一个像素是由三种颜色的单元是由三种颜色的单元是由三种颜色的单元是由三种颜色的单元(或称为子像素或称为子像素或称为子像素或称为子像素)所组成。如所组成。如所组成。如所组成。如一块面板的分辨率为一块面板的分辨率为一块面板的分辨率为一块面板的分辨率为1280102412801024，则它实际拥有，则它实际拥有，则它实际拥有，则它实际拥有3840102438401024个晶体管及子像素。每个子像素的左上个晶体管及子像素。每个子像素的左上个晶体管及子像素。每个子像素的左上个晶体管及子像素。每个子像素的左

39、上角角角角(灰色矩形灰色矩形灰色矩形灰色矩形)为不透光的薄膜晶体管，彩色滤光为不透光的薄膜晶体管，彩色滤光为不透光的薄膜晶体管，彩色滤光为不透光的薄膜晶体管，彩色滤光片能产生片能产生片能产生片能产生RGBRGB三原色。三原色。三原色。三原色。n n每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽，上每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽，上每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽，上每个夹层都包含电极和配向膜上形成的沟槽，上下夹层中填充了多层液晶分子下夹层中填充了多层液晶分子下夹层中填充了多层液晶分子下夹层中填充了多层液晶分子(液晶空间不到液晶空间不到液晶空间不到液晶空间不到510-6m)510-6m)。

40、在同一层内，液晶分子的位置虽不规。在同一层内，液晶分子的位置虽不规。在同一层内，液晶分子的位置虽不规。在同一层内，液晶分子的位置虽不规则，但长轴取向都是平行于偏光板的。则，但长轴取向都是平行于偏光板的。则，但长轴取向都是平行于偏光板的。则，但长轴取向都是平行于偏光板的。n n在不同层之间，液晶分子的长轴沿偏光板在不同层之间，液晶分子的长轴沿偏光板平行平面连续扭转平行平面连续扭转90度。邻接偏光板的两层度。邻接偏光板的两层液晶分子长轴的取向，与所邻接的偏光板液晶分子长轴的取向，与所邻接的偏光板的偏振光方向一致。在接近上部夹层的液的偏振光方向一致。在接近上部夹层的液晶分子按照上部沟槽的方向来排列，

41、而下晶分子按照上部沟槽的方向来排列，而下部夹层的液晶分子按照下部沟槽的方向排部夹层的液晶分子按照下部沟槽的方向排列。最后再封装成一个液晶盒，并与驱动列。最后再封装成一个液晶盒，并与驱动IC、控制、控制IC与印刷电路板相连接。与印刷电路板相连接。n n（3）认识）认识PDP显示器显示器n nPDP显示器的结构特点显示器的结构特点n n等离子显示器（等离子显示器（Plasma Display Panel，简，简写写PDP）是采用了近几年来高速发展的等）是采用了近几年来高速发展的等离子平面屏幕技术的新一代显示设备。离子平面屏幕技术的新一代显示设备。n n等离子显示器是一种利用气体放电的显示等离子显示

42、器是一种利用气体放电的显示装置，这种屏幕采用了等离子管作为发光装置，这种屏幕采用了等离子管作为发光元件。大量的等离子管排列在一起构成屏元件。大量的等离子管排列在一起构成屏幕。其优点是图像鲜艳、明亮、干净而清幕。其优点是图像鲜艳、明亮、干净而清晰，并且在显示面积的上可以做到很大。晰，并且在显示面积的上可以做到很大。n nPDP显示器的工作原理显示器的工作原理n n等离子显示器是利用气体放电的显示装置，等离子显示器是利用气体放电的显示装置，屏幕采用了等离子管作为发光元件。大量屏幕采用了等离子管作为发光元件。大量的等离子管排列在一起构成屏幕。的等离子管排列在一起构成屏幕。n n每个等离子管对应的每个

43、小室内部充有氖每个等离子管对应的每个小室内部充有氖氙气体。在等离子管电极间加上高压后，氙气体。在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光，从而激励平板显示器上体会产生紫外光，从而激励平板显示器上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。n n每个等离子管作为一个像素点，由这些像每个等离子管作为一个像素点，由这些像素点的明暗和颜色变化组合，产生各种灰素点的明暗和颜色变化组合，产生各种灰度和色彩的图像，与度和色彩的图像，与CRT显像管发光相似，显像管发光相似，其工作原理类似普通日光灯。其工作原理类似普通日

44、光灯。n n等离子显示器的三层结构，如图所示。等离子显示器的三层结构，如图所示。图6-18 等离子显示器工作原理图n n等离子显示器一般由三层玻璃板组成。在等离子显示器一般由三层玻璃板组成。在第一层是表面涂有导电材料的垂直网格线，第一层是表面涂有导电材料的垂直网格线，中间层是等离子管阵列，第三层是表面涂中间层是等离子管阵列，第三层是表面涂有导电材料的水平网格线。有导电材料的水平网格线。n n要点亮某个地址的等离子管，要在相应行要点亮某个地址的等离子管，要在相应行上加较高的电压，等该等离子管点亮后，上加较高的电压，等该等离子管点亮后，可用低电压维持该等离子管的亮度。要关可用低电压维持该等离子管的

45、亮度。要关掉某个等离子管，只要将相应的电压降低。掉某个等离子管，只要将相应的电压降低。等离子管开关的周期时间是等离子管开关的周期时间是15ms，通过改，通过改变控制电压，可以使等离子板显示不同灰变控制电压，可以使等离子板显示不同灰度的图形。度的图形。n n等离子彩色图像由各个独立的荧光粉像素等离子彩色图像由各个独立的荧光粉像素发光综合而成，因此图像鲜艳、明亮、干发光综合而成，因此图像鲜艳、明亮、干净而清晰。净而清晰。【案例小结】【案例小结】n n本案例讲述了显示器的类型及各类显示器本案例讲述了显示器的类型及各类显示器的工作原理，目前传统的的工作原理，目前传统的CRT显示器、显示器、LCD液晶显

46、示器和液晶显示器和PDP等离子显示器占居等离子显示器占居了显示器市场，了显示器市场，CRT显示器因其性能价格显示器因其性能价格比高，至今仍有较大的市场需求，比高，至今仍有较大的市场需求，LCD液液晶显示器因无辐射、高亮度、高对比度和晶显示器因无辐射、高亮度、高对比度和较高显示分辨率被应用在中高端系统，较高显示分辨率被应用在中高端系统，PDP与液晶显示器的显示原理不同，但一与液晶显示器的显示原理不同，但一样具备液晶显示器的特点，并且较容易生样具备液晶显示器的特点，并且较容易生产出更大显示面积的产品。产出更大显示面积的产品。【案例6.4】理解显示器的技术指标n n要求如下：要求如下：1理解显示器主

47、要的通用技术指标。理解显示器主要的通用技术指标。2掌握液晶显示器的技术指标。掌握液晶显示器的技术指标。n n显示器的技术指标主要包含可视面积、扫显示器的技术指标主要包含可视面积、扫描频率、视频带宽、点距和栅距等，对于描频率、视频带宽、点距和栅距等，对于液晶显示器还包含坏点、可视角度、亮度液晶显示器还包含坏点、可视角度、亮度与对比度、响应时间等。与对比度、响应时间等。1、理解显示器的主要的通用技术指标、理解显示器的主要的通用技术指标n n（1）可视面积）可视面积n n显像管的尺寸指的是显像管的对角线的尺显像管的尺寸指的是显像管的对角线的尺寸，显示器的可视面积是所能够看到的显寸，显示器的可视面积是

48、所能够看到的显像管的实际尺寸。通常情况下，像管的实际尺寸。通常情况下，15英寸的显英寸的显示器，可视面积为示器，可视面积为13.8英寸，英寸，17英寸的显示英寸的显示器，可视面积为器，可视面积为16英寸，英寸，19英寸的显示器，英寸的显示器，可视面积为可视面积为18英寸。英寸。n n（2）扫描频率）扫描频率n n扫描频率分为垂直扫描频率和水平扫描频扫描频率分为垂直扫描频率和水平扫描频率。率。n n垂直扫描频率又称为场频或刷新率，指单垂直扫描频率又称为场频或刷新率，指单位时间（以秒计）之内电子枪对整个屏幕位时间（以秒计）之内电子枪对整个屏幕进行扫描的次数，通常以赫兹进行扫描的次数，通常以赫兹(H

49、z)表示。表示。n n例：以例：以85Hz刷新率为例，它表示显示器的刷新率为例，它表示显示器的内容每秒钟刷新内容每秒钟刷新85次。从理论上来讲，只要次。从理论上来讲，只要刷新率达到刷新率达到75Hz，也就是每秒刷新，也就是每秒刷新75次，次，人眼就感觉不到屏幕的闪烁了，但实际使人眼就感觉不到屏幕的闪烁了，但实际使用中往往有人能看出用中往往有人能看出75Hz刷新率和刷新率和100Hz刷刷新率之间的区别，所以从保护眼睛的角度新率之间的区别，所以从保护眼睛的角度出发，刷新率仍然是越高越好。出发，刷新率仍然是越高越好。n n水平扫描频率又称为行频水平扫描频率又称为行频，指电子枪每秒指电子枪每秒在荧光屏

50、上扫过的水平线的数量，其值等在荧光屏上扫过的水平线的数量，其值等于于“场频场频 垂直分辨率垂直分辨率1.04”，单位为，单位为KHz（千赫兹）。（千赫兹）。n n行频是一个综合分辨率和场频的参数，该行频是一个综合分辨率和场频的参数，该值越大，显示器可以提供的分辨率越高，值越大，显示器可以提供的分辨率越高，稳定性越好。稳定性越好。n n例：以例：以800600的分辨率、的分辨率、85Hz的场频为例，的场频为例，显示器的行频至少应为显示器的行频至少应为“600*85=51KHz”。目前目前CRT显示器比较主流的行频系列是：显示器比较主流的行频系列是：70KHz，85KHz，96KHz等。等。n n