Расчет тактовой частоты монитора от разрешения. Видеокарты

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.

Частоты синхронизации

При формировании одного кадра изображения каждый из трех электронных пучков проходит от одного края экрана до другого (рисует строку), подсвечивая нужные точки с требуемой интенсивностью, и делает это столько раз, каков режим разрешения по вертикали (количество строк). Процессом развертки луча управляют сигналы синхронизации, вырабатываемые видеоадаптером. Для получения устойчивого изображения, хорошо воспринимаемого глазом, необходимо, чтобы кадр обновлялся достаточно часто -- в несколько раз чаще, чем в кинематографе. Это связано с тем, что расстояние между монитором и пользователем меньше, чем между экраном и зрителем в кинотеатре. Электронная система монитора обеспечивает строчную (движение по строкам, или горизонтальную) и кадровую (смена кадра, или вертикальную) развертки, которые характеризуются соответствующими частотами, называемыми Scanning Frequency, Synchronization, Deflection Frequency, с обязательным указанием направления (Horizontal или Vertical).

Частота вертикальной синхронизации иногда обозначается как Refresh Rate. Частота горизонтальной развертки может быть приближенно оценена как произведение числа строк на частоту обновления кадров. Реально она немного (на 3 - 10 %, в зависимости от режима) выше такой оценки, что связано с переходными процессами при обратном ходе пучка в верхнюю часть экрана во время смены кадра.

Автоматический выбор частот

В самых первых моделях мониторов, предназначенных для работы в одной видеомоде, применялась единственная комбинация частот вертикальной и горизонтальной синхронизаций, причем частота обновления кадров была невелика -- не более 60 Гц. Такие мониторы назывались одночастотными. Ввиду несовершенства системы развертки на этих устройствах была даже предусмотрена подстройка частоты горизонтальной синхронизации.

Увеличение графических приложений потребовало увеличения кадровой частоты, кроме того, новые приложения начали использовать более высокие разрешения. Поэтому, чтобы можно было работать с новыми пакетами, не отказываясь от привычных старых, потребовались мониторы, способные поддерживать несколько фиксированных частот синхронизации. Так появились многочастотные мониторы.

Для псевдоувеличения частоты кадровой развертки был внедрен режим Interlaced -- чересстрочной развертки, формирующий кадр за два прохода. При первом проходе воспроизводятся только нечетные строки кадра, при втором -- только четные. При этом говорилось о повышении частоты кадровой синхронизации, которая обычно равнялась 87 Гц. Однако реальная частота была вдвое ниже, что было явно неудовлетворительно для работы и утомительно для глаз, поэтому сразу же после появления мониторов с режимом Interlaced посыпались отрицательные отзывы о качестве их изображения, а наряду с Interlaced-мониторами выпускались аппараты, которые обеспечивали высокую частоту смены кадров без применения способов чередования. Чтобы отличить более качественные мониторы, их назвали Non-Interlaced. Развертка Non-interlaced называется также “прогрессивной”.

Дальнейшее развитие программных продуктов и прогресс в области радиоэлектроники позволили отказаться от фиксированных частот синхронизации. В современных мониторах частота и горизонтальной, и вертикальной разверток может быть выбрана любой из диапазона частот, поддерживаемых монитором, что дает широкий простор для создания различных приложений. Эта особенность современных мониторов обозначается в документации термином “автоматическое сканирование” или “мультисканирование” (Autoscan, Multiscan, Multifrecuensy, или MultiSync), а также отражается в их названии (серии мониторов MultiSync фирмы NEC, Multiscan фирмы Sony, SyncMaster от Samsung).

Полоса частот видеоусилителя и тактовая частота видеосигнала

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 1024 х 769 х 75Гц”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.

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.

Практически все мониторы, выпущенные в прошлом веке, имели в основе своего функционирования электронно-лучевую трубку. С ее помощью, в принципе, и создавалось изображение. Они доставляли пользователям постоянный дискомфорт, причем как моральный, так и физический, ведь их излучение было достаточно вредным для человеческого организма. Позже начали появляться жидкокристаллические мониторы, которые обладали целым рядом преимуществ по сравнению со своими прародителями. Далее технологии развивались, да и продолжают развиваться по сей день, но есть несколько параметров, которые остаются неизменными на протяжении всей истории становления этой техники. Этими параметрами являются разрешение и частота обновления экрана (тактовая частота). Это то, от чего в первую очередь зависит, мерцает экран монитора или нет, что очень важно для комфортной работы обыкновенного пользователя.

В чем измеряется разрешение

Правильно настроенное разрешение экрана позволит убрать рябь на экране монитора. Разрешение представляет собой особую величину, которая определяет то количество мини- частиц экрана - пикселей - на всей площади экрана монитора. Описывают его, как правило, двумя цифрами - горизонталь и вертикаль. Эти цифры могут зависеть от многих факторов, но главными являются диагональ и пропорции экрана. При большой диагонали и маленьком разрешении часто мерцает экран монитора. На это стоит обратить пристальное внимание. Правильная настройка экрана монитора позволит вам избежать многих проблем с вашим здоровьем, особенно со зрением и, как ни странно, с психикой.

Тактовая частота - что это?

Второй параметр, который хотелось бы рассмотреть - это тактовая частота экрана. Это понятие означает скорость обновления картинки на экране. Проще говоря, сколько раз в секунду обновляется монитор. Естественно, что чем эта величина выше, тем лучше. Измеряется она в герцах: чем выше число герц, тем реже мерцает экран монитора. Современные технологии позволяют ставить частоту мерцания вплоть до 200 Гц, но самым популярным значением по-прежнему остается 60-75 Гц.

Новое - это не значит идеальное

Но не все так гладко и у новых разработок и технологий. Так, каждый монитор имеет свою, так называемую установочную, величину разрешения. И чем больше вы будете ставить разрешение по сравнению со значением по умолчанию, тем четче будет картинка, но размер изображения будет все меньше. Это является сомнительным плюсом, даже учитывая то, что мерцает экран монитора гораздо реже. Но и для этого минуса есть решение. В современных операционных системах существует множество специальных утилит, которые позволяют увеличить количество пикселей на дюйм, что, в свою очередь, увеличит разрешение, но сохранит неизменным размер изображения на экране.

Выбор монитора - ответственное дело

Выбирая себе монитор, стоит убедиться в том, что вам подходят все параметры, которые предоставляет тот или иной производитель техники. Это позволит получить качественный товар, который даст вам возможность выполнять свою работу с максимальным уровнем комфорта. Запомните, что лучше один раз заплатить немного больше, чем потом лечить свое зрение (и нервы) длительное время.

Предназначенное для вывода информации в визуальном, понятном для человека, представлении: текст, графика, видео и т.д. Устройство является одним из основных интерфейсов взаимодействия пользователя и ПК. Предлагаю ознакомиться, по ближе, с основными характеристиками монитора, которые просто необходимо знать каждому.

Основные характеристики монитора.

Устройство имеет ряд характеристик, которые стоит : диагональ экрана, соотношение сторон, разрешение ЖК-матрицы, углы обзора, частота обновления, время отклика, набор интерфейсов для подключения к ПК и конечно же технология изготовления ЖК-матрицы.

Диагональ матрицы (экрана).

Размер матрицы монитора обычно указывают в дюймах. Современные производители предоставляют широкий спектр дисплеев с диагональю от 14 до 55 дюймов. Размер матрицы монитора, напрямую, влияет на комфорт в работе с данными: больше информации отображается одновременно, текст более читабелен, а визуальный контент (фильмы, игры) лучше воспринимается.

Соотношение сторон.

Уже очень давно нет экранов со стандартным соотношением сторон 3:4. В основном, все современные мониторы обладают широкоформатным соотношением 16:9 и 16:10. Большее распространение получили мониторы формата 16:9. Некоторые производители мониторов предлагают очень узкие мониторы с соотношением сторон 21:9. Они удобнее при работе с видео, с графикой (рисунками), текстом, таблицами, а также хорошо подходят для качественных игр. Диагональ такого нового экрана, как правило, составляет 29 дюймов и имеет разрешение 2560х1440 точек.

Разрешение экрана.

Величина указывает на то, каким количеством пикселей по горизонтали и вертикали обладает матрица монитора. Чем выше качество матрицы, тем больше будет пикселей, а это, в свою очередь, влияет на качество изображения. На данный момент, наибольшей популярностью обладают мониторы с минимальным количеством пикселей – 1920 на 1080, что соответствует разрешению Full HD.

Углы обзора.

Углы обзора, по горизонтали и вертикали, напрямую влияют на качество картинки передаваемой экраном монитора. Если смотреть на экран монитор под разными углами, сбоку или сверху, то можно заметить, как изменяется качество картинки (цветность, яркость и контрастность). Недорогие модели мониторов, как правила, имеют малые углы обзора (от 140 градусов), а модели подороже до 178 градусов. Горизонтальный угол обзора приоритетней вертикального, так как, чаще всего мы смотрим на экран монитора прямо либо сбоку.

Частота обновления экрана монитора.

Параметр указывает на количество формируемых кадров в секунду при построении картинки. Чем выше частота обновления экрана монитора, тем более плавно передаются движения. В основной своей массе, современные мониторы имеют частоту обновления экрана – 60 Гц, что вполне достаточно для домашнего ПК. Самая высока частота обновления экрана (до 150 Герц) присутствует в наиболее дорогих моделях с поддержкой 3D-контента.

Время отклика пикселя.

Дисплей монитора содержит набор кристаллов, которые начинают светиться при подаче и темнеют при прекращении подачи управляющих импульсов. Интервал времени, за который пиксел загорается и гаснет, и является временем отклика дисплея монитора. Чем меньше время отклика, тем качественней дисплей может воспроизводить экшн-сцены. Современные дисплеи обладают откликом матрицы в диапазоне от 2 до 5 миллисекунд (мс). Мониторы с минимальным временем отклика матрицы (2 мс) наилучший вариант для любителей современных игр.

Типы матриц.

• TN + film (Twisted Nematic + film) - «офисно-игровая». Мониторы, собранные на этой простой матрице, дешевые, и имеют приемлемое время отклика, но по нескольким пунктам уступают своим конкурентам:
  • малый угол обзора, 140 градусов;
  • низкая цветопередача;
  • неудобен для просмотра фильмов и работы с графикой.
• MVA (Multidomain Vertical Alignment) и PVA (Patterned Vertical Alignment) . Матрицы данного типа обладают, довольно, качественной цветопередачей, и показывают хорошее время отклика пикселя по сравнению с TN-матрицами.
• IPS (In-Plane Switching). Этот вид матрицы для профессионалов, обладает высокой цветопередачей и не искажает картинку. Идеальный вариант для работы с графикой, рисунками, видео и дизайном.

• PLS (Plan-to-Line Switching) - новое поколение усовершенствованных матриц от компании Samsung. Считаются компромиссом между хорошим качеством IPS и скоростью MVA.
• IGZO (оксид индия, галлия и цинка (Indium Gallium Zinc Oxide) – совершенно новый вид ЖК-матрицы, разработан известной компанией Sharp, и впервые был применен на планшетном компьютере Apple iPad. На базе такой матрицы выпускают мониторы с очень высоким разрешением (3840х2160).

Интерфейсные разъемы.

Недорогостоящие мониторы обычно подключаются к ПК через D-Sub (VGA) разъем, который считается устаревшим либо через DVI . Интерфейс DVI бывает двух типов: DVI-D – цифровой и DVI-I (аналоговый/цифровой). Мониторы обладающие большой диагональю, подключаются через HDMI -интерфейс. При разрешении экрана 2560х1440 и выше, монитор подключается через специальный интерфейс DisplayPort , который имеет более широкую полосу пропускания сигнала в сравнении с HDMI. DisplayPort, как и HDMI способен передавать видео и аудио сигналы одновременно.