Файл: Учебник для вузов Общие сведения Аппаратное обеспечение.docx

вания сигнала от компьютера, как это было бы при использовании VGA- интерфейса («цифра» – «аналог» и обратно). Современные графические карты оснащены, как минимум, одним выходом DVI в комбинации с ана- логовым разъёмом VGA. Однако, все еще существуют и старые графиче- ские карты без DVI, поэтому пока ЖК-мониторы оснащаются и входом VGA.

Первая монохромная ЖК-панель увидела свет в 1970 г. С тех пор технология непрерывно совершенствовалась. В современных профессио- нальных мониторах применяются активные матрицы на тонкоплёночных транзисторах (AM TFT – active matrix thin film transistor) в различных мо- дификациях. Таким образом, термин LCD (ЖК) более общий, а TFT – одна из разновидностей ЖК мониторов.

Принцип работы ЖК монитора следующий (см. рисунок 2.32).




Рисунок 2.32. Устройство жидкокристаллической матрицы

Слой жидкокристаллического вещества (ЖКВ) располагается между двумя полированными прозрачными пластинами, сделанными из свободного от натрия и очень чистого стекла, на которые нанесены прозрачные электроды, управляющие каждой ячейкой структуры TFT. На стеклянных панелях имеются бороздки, которые ориентируют молеку- лы ЖКВ в определенном направлении. С двух сторон от стекол находятся поляризаторы, оси которых перпендикулярны. Это требуется потому, что плоскость поляризации светового луча поворачивается на 90° при про- хождении ЖК-слоя. С внешней стороны экрана располагаются светофиль- тры, с помощью которых формируются пиксели из трех ячеек основных цветов (RGB). ЖК-панель освещается источником света сзади, то есть ра- ботает на прохождение света. Свет от лампы подсветки, пройдя поляриза- тор и стеклянную пластину, попадает в слой ЖКВ. Если на элементарную ячейку не подано напряжение, то при прохождении света через слой жид-

---

кого кристалла его поляризация поворачивается в соответствии с поворотом оптической оси кристалла (в TN-матрице). В результате на выходе свет пройдет через второй поляризатор, и этот пиксель дисплея выглядит для наблюдателя окрашенным в один из трёх цветов RGB (в за- висимости от фильтра), сумма максимальных яркостей трёх сабпикселей дает белый цвет. Если же на электроды пиксельной ячейки подано напря- жение, то свет пройдет слой жидкого кристалла, не изменив своей поляри- зации, и поляризатор на выходе не пропустит его. Этот пиксель будет вы- глядеть черным на светлом фоне.

Управление каждым сабпикселем выполняется активно (активная матрица), с помощью двух транзисторов и прозрачного электрода. Транзи-

сторы сформированы на прозрачной пленке и выполнены либо из аморф- ного (a-Si), либо из поликристаллического кремния (p-Si). Поданный уро- вень напряжения удерживается и сохраняется до следующего сигнала. В принципе, поскольку каждым сабпикселем управляют индивидуально че- рез адресные линии строк и столбцов, необходимости в регулярном об- новлении всех элементов изображения нет – достаточно скорректировать управляющие сигналы в тех областях, где изображение изменилось.

---

Различают TN, IPS и VA матрицы ЖК мониторов.

Название TN расшифровывается как "Twisted Nematic" – способ ор- ганизации жидких кристаллов в панели, при котором при подаче напряже- ния кристаллы сворачиваются в спираль, ось которой перпендикулярна плоскости панели (свет не проходит для этого пикселя). К сожалению, форма спирали оказывается слегка искажена (крайние кристаллы не точно параллельны поверхности, а находятся под небольшим углом к ней), к то- му же, очевидно, оптические характеристики спирали при взгляде вдоль ее оси и под углом будут сильно различаться – из-за первого недостатка TN- матрицы не могут похвастаться большой контрастностью, а из-за второго

– большими углами обзора.



Технология IPS была разработана компанией Hitachi в 1996 году для устранения двух проблем TN-матриц – маленьких углов обзора и низ- кого качества цветопередачи. Свое название – In-Plane Switching – она получила за счет того, что кристаллы в ячейках IPS-панели всегда распо- ложены в одной плоскости и всегда параллельны плоскости панели (не считая небольших искажений, вносимых электродами). При подаче на ячейку напряжения все кристаллы поворачиваются на 90 градусов, при- чем, в отличие от TN, в активном состоянии панель пропускает свет, а в пассивном (при отсутствии напряжения) – нет, так что при выходе из


строя тонкопленочного транзистора соответствующий пиксел всегда будет черным, как показано на следующем рисунке.



Как видно из рисунка, от TN-матриц IPS отличается не только структурой кристаллов, но и расположением электродов – оба электрода находятся на одной пластине.

Впоследствии на базе IPS было разработано несколько технологий с

---

улучшенными характеристиками – Super-IPS (S-IPS), Dual Domain IPS (DD-IPS) и др.

Технология VA и MVA (Multidomain Vertical Alignment) была раз- работана компанией Fujitsu в 1998 году как компромисс между TN и IPS- матрицами – с одной стороны, эта техно-

логия позволила обеспечить полное время отклика 25 мс (что на тот момент было со- вершенно недостижимо для IPS и трудно- достижимо для TN), с другой стороны, MVA-матрицы имеют углы обзора 160...170 градусов, что позволяет им легко превосходить по этому параметру TN и напрямую конкурировать с IPS. Кроме то- го, технология MVA позволяет получить значительно более высокую контраст- ность, нежели TN или IPS.

3. Принтер

В настоящее время широкое распространение получили 2 типа

принтеров: лазерные – в организациях, для печати большого количества документов ежедневно, и струйные – в домашних условиях с возможно- стью печати цветных изображений. Ранее использовались также матрич- ные принтеры. Лазерные принтеры обеспечивают более высокое качество печати, чем струйные.

• 
  Лазерный принтер использует фотоэлектронный способ пе- чати, основанный на формировании лазером изображения на заряженной светочувствительной поверхности промежуточного носителя (фотобара- бана) в виде электростатического рельефа, притягивающего частицы кра- сителя, которые далее переносятся на бумагу.
  

Функциональная схема лазерного принтера приведена на рисунке

2.33.

Рисунок 2.33. Лазерный принтер и его схема (1 – процессор, 2 – лазер, 3 –

---

механизм подачи бумаги, 4 – барабан-девелопер, 5 – механизм нагрева бумаги, 6 – лезвие, 7 – фотобарабан)

Наиболее известными фирмами-разработчиками лазерных принте- ров являются Hewlett-Packard, Epson, Lexmark, Canon, Toshiba.

Основным элементом конструкции лазерного принтера является вращающийся фотобарабан, служащий промежуточным носителем, с по- мощью которого производится перенос изображения на бумагу. Барабан представляет собой цилиндр, покрытый тонкой пленкой светочувстви- тельного полупроводника. Обычно в качестве такого полупроводника ис- пользуется оксид цинка или селен. По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. Это обеспечивается с помощью тонкой проволоки или сетки, называемой коронирующим проводом. На этот про-


вод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг не- го светящейся ионизированной области, называемой короной.

Лазер, управляемый процессором принтера, генерирует тонкий све- товой луч, направляемый с помощью зеркала на фотобарабан. Развертка изображения происходит так же, как и в телевизионном кинескопе: есть движение луча по строке и кадру. С помощью поворачивающегося зеркала луч направляется на фотобарабан, его яркость меняется в соответствии с печатаемым изображением, и в зависимости от интенсивности луча изме- няет электрический заряд поверхности фотобарабана. Таким образом, на фотобарабане, промежуточном носителе, возникает скрытая копия изоб- ражения в виде электростатического рельефа.

На следующем этапе на фотонаборный барабан наносится тонер – мелкодисперсная краска. Под действием статического заряда эти частицы легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся экс- позиции, и формируют изображение уже в виде красителя.

Бумага втягивается из подающего лотка и с помощью системы вали- ков перемещается к барабану. Перед самым барабаном бумаге сообщается статический заряд. Затем бумага соприкасается с барабаном и притягива-

---