Принцип работы плазменного монитора

Принцип работы плазменного монитора

Немного расскажем о технологиях, используемых для производства плазменных и жидкокристаллических телевизоров, т.к. именно они определяют технические возможности этих устройств.

PDP (англ. Plasma Display Panel — плазменная панель)
PDP-дисплеи представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключенных между двумя параллельными стеклянными поверхностями. Принцип их работы основан на свечении инертного газа в ячейках-пикселях под действием тока. Поэтому плазменные панели — светоизлучающие приборы, в отличие от LCD.

LCD (англ. Liquid Crystal Display — жидкокристаллический дисплей)
LCD-дисплеи имеют многослойную структуру, состоящую из слоя жидкокристаллического материала, активизирующего его мультиплексора, цветового фильтра и подсветки. Свет, излучаемый подсветкой, проходит через жидкий кристалл и цветовой фильтр. Основное различие между технологиями «плазмы» и ЖК состоит в том, что пиксели LCD, сами по себе, свет не излучают — жидкие кристаллы лишь регулируют его интенсивность.

Газоразрядный экран (также широко применяется калька с английского «плазменная панель») — устройство отображения информации, монитор, основанный на явлении свечения люминофора под воздействием ультрафиолетовых лучей, возникающих при электрическом разряде в ионизированном газе, иначе говоря — в плазме. (См. также: SED).

Содержание

История [ править | править код ]

Плазменная панель была разработана в Университете Иллинойса в процессе создания системы электронного обучения США доктором Дональдом Битцером (Donald Bitzer), Жене Слоттовым (H. Gene Slottow) и Робертом Вильсоном (Robert Willson) [1] . Патент на изобретение они получили в 1964 году. Первый плоский дисплей состоял из одного пикселя.

В 1971 году компания «Owens-Illinois» приобрела лицензию на производство дисплеев Digivue. В 1983 году Университет Иллинойса продал лицензию на производство плазменных панелей компании IBM.

Первый в мире 21-дюймовый (53 см) полноцветный дисплей представила в 1992 году компания Fujitsu. В 1999 году Matsushita (Panasonic) создала перспективный 60-дюймовый прототип.

Начиная с 2010 года, производство плазменных телевизоров сокращалось из-за невозможности конкурировать с более дешевыми LED-телевизорами и в 2014 практически прекратилось [2] .

Конструкция [ править | править код ]

Плазменная панель представляет собой матрицу газонаполненных ячеек, заключённых между двумя параллельными стеклянными пластинами, внутри которых расположены прозрачные электроды, образующие шины сканирования, подсветки и адресации. Разряд в газе протекает между разрядными электродами (сканирования и подсветки) на лицевой стороне экрана и электродом адресации на задней стороне.

  • субпиксель плазменной панели обладает следующими размерами: 200 x 200 x 100 мкм;
  • передний электрод изготовляется из оксида индия и олова, поскольку он проводит ток и максимально прозрачен.
  • при протекании больших токов по довольно большому плазменному экрану из-за сопротивления проводников возникает существенное падение напряжения, приводящее к искажениям сигнала, в связи с чем добавляют промежуточные проводники из хрома, несмотря на его непрозрачность;
  • для создания плазмы ячейки обычно заполняются газами — неоном или ксеноном (реже используется гелий и/или аргон, или, чаще, их смеси) с добавлением ртути.

Химический состав люминофора:

Существующая проблема в адресации миллионов пикселей решается расположением пары передних дорожек в виде строк (шины сканирования и подсветки), а каждой задней дорожки — в виде столбцов (шина адресации). Внутренняя электроника плазменных экранов автоматически выбирает нужные пиксели. Эта операция проходит быстрее, чем сканирование лучом на ЭЛТ-мониторах. В последних моделях PDP обновление экрана происходит на частотах 400—600 Гц, что позволяет человеческому глазу не замечать мерцания экрана.

Принцип действия [ править | править код ]

Работа плазменной панели состоит из трёх этапов:

  1. инициализация, в ходе которой происходит упорядочение положения зарядов среды и её подготовка к следующему этапу (адресации). При этом на электроде адресации напряжение отсутствует, а на электрод сканирования относительно электрода подсветки подаётся импульс инициализации, имеющий ступенчатый вид. На первой ступени этого импульса происходит упорядочение расположения ионной газовой среды, на второй ступени — разряд в газе, а на третьей — завершение упорядочения.
  2. адресация, в ходе которой происходит подготовка пикселя к подсвечиванию. На шину адресации подаётся положительный импульс (+75 В), а на шину сканирования отрицательный (-75 В). На шине подсветки напряжение устанавливается равным +150 В.
  3. подсветка, в ходе которой на шину сканирования подаётся положительный, а на шину подсветки — отрицательный импульс, равный 190 В. Сумма потенциалов ионов на каждой шине и дополнительных импульсов приводит к превышению порогового потенциала и разряду в газовой среде. После разряда происходит повторное распределение ионов у шин сканирования и подсветки. Смена полярности импульсов приводит к повторному разряду в плазме. Таким образом, сменой полярности импульсов обеспечивается многократный разряд ячейки.
Читайте также:  Просмотр тв программ через интернет бесплатно

Один цикл «инициализация — адресация — подсветка» образует формирование одного подполя изображения. Складывая несколько подполей, можно обеспечивать изображение заданной яркости и контраста. В стандартном исполнении каждый кадр плазменной панели формируется сложением восьми подполей.

Таким образом, при подведении к электродам высокочастотного напряжения происходит ионизация газа или образование плазмы. В плазме происходит ёмкостной высокочастотный разряд, что приводит к ультрафиолетовому излучению, которое вызывает свечение люминофора: красное, зелёное или синее. Это свечение, проходя через переднюю стеклянную пластину, попадает в глаз зрителя.

Преимущества и недостатки [ править | править код ]

  • высокая контрастность;
  • глубина цветов;
  • стабильная равномерность на чёрном и белом цвете;
  • наибольший срок службы (30 лет) по сравнению с ЖК-панелями (7-10 лет) [источник не указан 305 дней]
  • более высокое энергопотребление в сравнении с ЖК-панелями;
  • крупногабаритные пиксели и, как следствие, только достаточно крупногабаритные плазменные панели обладают достаточным экранным разрешением;
  • выгорание экрана от неподвижного изображения (эффект памяти), например, от логотипа телеканала (происходит из-за перегрева люминофора и последующего его испарения).

Плазменные панели прочно вошли в нашу жизнь. Разница в характеристиках, функциональных возможностях, цене, позволяет выбрать конкретную модель для различных помещений и целей, в том числе и для использования в качестве домашнего телевизора.

Прогресс не стоит на месте и уже сейчас не нужно быть миллионером, чтобы купить плоский телевизор с диагональю 40 дюймов (хотя и придется выложить достаточно круглую сумму). Подобные устройства принято называть "плазменными". Главное достоинство плазменного дисплея — низкая стоимость матрицы большого диаметра.

Здесь ситуация повторяет случай с ЖК-мониторами с точностью до наоборот: чем больше размеры матрицы, тем выгоднее производителю ее создавать. В этом случае цену определяет начинка каждой конкретной модели, возможность подключения к компьютеру, наличие не только цифрового, но и аналогового разъема.

Принцип работы

Принцип работы любого плазменного экрана (PDP — Plasma Display Panel) состоит в управляемом холодном разряде разряженного газа (как правило, используется ксенон или неон), находящегося в ионизированном состоянии. Все это носит название "холодная плазма" — отсюда и взялось и название.

Способность определенных газов светиться при пропускании через них разряда электрического тока до сих пор широко применяется в так называемых вывесках неоновой рекламы. Для этого создаются герметичные сосуды определенной формы (как правило, изображающие рекламируемый товар или в виде букв), после чего емкость заполняется газом. Если подавать на контакты электрический ток, то газ внутри рекламы начинает светиться. При прекращении подачи тока газ светиться перестает. Цвет свечения вывески зависит от того, в какой пропорции будут смешиваться определенные газы.

Аналогичный принцип используется и в создании плазменных дисплеев для компьютеров и телевизоров с большой диагональю. Только размеры сосуда, в котором храниться газ в тысячи раз меньше, а сами сосуды, которых насчитывается десятки миллионов, образуют матрицу, формирующую изображение на экране.

Основные характеристики плазменных панелей:

Как и у обыкновенных мониторов, у плазменных панелей существует пять форматов разрешения — VGA (самый простой, поддерживаемый всеми плазменными панелями — 640×480), SVGA (800×600), Самое распространенное и удобное в использовании — XGA (1024×768), еще часто встречаются SXGA (1280×1024), UXGA (1600×1200). Разрешение измеряется в пикселах. Плазменные панели устроены таким образом, что разрешение может отличаться от общепринятого в компьютерном сообществе формата, например, существует разрешение 1280×768, тем не менее, как несложно догадаться, плазменная панель с таким разрешением будет поддерживать XGA-формат. Несмотря на несовпадение физического разрешения в ряде случаев, изготовители модифицируют изображение, «подгоняя» под перечисленные выше параметры при помощи специальных конверторов.

Еще одна немаловажная характеристика плазменных панелей — соотношение сторон, то есть отношение ширины экрана к его высоте. Всего используется два формата — 4:3 и 16:9. Большинство плазменных панелей используют формат 16:9 – это сделано производителями в расчете на использование плазменной панели для домашнего кинотеатра, так как первоначально кинофильм записывается на широкоформатную пленку и именно во время просмотра широкоформатных версий кинофильмов наиболее полно раскрывается «задумка» кинорежиссера. Однако если использовать плазменную панель в качестве телевизора для просмотра эфирных программ, которые передаются в формате 4:3, стоит обратить внимание на возможность его масштабирования, так, чтобы максимально заполнить пустующее пространство экрана.

Читайте также:  Кнопочный телефон для пенсионеров с большими кнопками

Многие хотели бы использовать плазменную панель вместо традиционного телевизора. Для этого панель должна обладать как минимум двумя функциями: встроенным тюнером (в данном случае используется название плазменный телевизор) и динамиками. Что касается тюнера (TV-приемника), то он встроен в очень ограниченное количество плазменных панелей, во всех остальных используется внешний тюнер. Это может быть либо специальный ТВ-тюнер, либо видеомагнитофон, либо спутниковый ресивер или же ресивер кабельного телевидения.

Встроенные колонки тоже бывают большой редкостью, зато большинство моделей имеют встроенный стереоусилитель (обычно не более 7 Вт на канал), а внешние колонки продаются как опция. Но для домашнего кинотеатра отсутствие встроенных колонок обычно не является большим минусом: в системах такого класса, где присутствует плазменный телевизор, как правило, используется качественная внешняя акустическая система с ресивером.

Кроме всего перечисленного, у каждой из плазменных панелей могут быть такие функции, как регулировка размера и положения изображения, «картинка в картинке», цифровой стоп-кадр, поворот изображения на 90 градусов (портретное расположение), русскоязычное меню, а также различные технологии улучшения качества видеоизображения, увеличивающие контрастность изображения, плавность движущихся объектов и достигающие более реалистичной цветопередачи.

Размер диагонали

Традиционно размер дисплея плазменной панели или телевизора измеряется в дюймах по диагонали. По этому показателю условно панели делят на три основные категории – с размером диагонали меньше 40 “, с диагональю 41 – 49 ", и более 50 ". Наибольшее количество продукции относится ко второй категории, где сосредоточены плазменные панели практически всех известных фирм-производителей (размер диагонали преимущественно 42 или 43 "). Не будем останавливаться о причинах такого распределения. Скажем только, что связано это с отсутствием выгоды в производстве малоформатных плазменных панелей и с другой стороны – недостаточным спросом на крупноформатные плазмы (60, 61, 63 ") вследствие их дороговизны при отсутствии превосходства в разрешении перед панелями меньшего размера.

Контрастность и яркость.

Несмотря на то, что эти показатели считаются одними из самых важных, их роль при выборе плазменной панели не следует переоценивать. Дело в том, что нестандартизированность методики определения контрастности и яркости не позволяет сравнивать реальные значения. В характеристики модели записываются, как правило, максимально возможные, или пиковые, показатели контрастности и яркости. А следовательно, их стоит просто принять во внимание, не руководствуясь этими цифрами как первостепенными. Как бы там ни было чем выше значения контрастности и яркости, тем лучше для плазменной панели и соответственно тем более насыщенной и яркой является воспроизводимая картинка.

Разрешение.

Показатель количества пикселей (сокращение от PICture ELement — элемент изображения). Разрешение плазменной панели непосредственно влияет на количество пикселей на экране и на «фактуру» изображения: чем выше разрешение, тем больше пикселей, и, соответственно, тем более однородным будет изображение. Однако картинка даже с крупным разрешением может выглядеть далеко не идеально, и наоборот плазменная панель с относительно небольшим разрешением может демонстрировать превосходное изображение. Зависит это от других немаловажных аспектов, сочетание которых с параметром разрешения дает ощутимые результаты. В частности важен метод формирования изображения – чересстрочная или прогрессивная развертка.

О пикселях

В плазменном мониторе для формирования цвета каждой отдельно взятой точки используется комбинация из трех субпикселей, каждый из которых отвечает за один из трех основных цветов RGB (Red Green Blue — Красный, Зеленый, Голубой). Ячейки находятся между двумя стеклами, расстояние между которыми 0,1 мм (100 микрон). Во время подачи электрического импульса на электроды часть заряженных ионов начинают излучать кванты света в ультрафиолетовом диапазоне. Диапазон излучения, в большинстве случаев, зависит от применяемого газа, в каждой конкретной модели. Ультрафиолетовые лучи действуют на специальное флюоресцирующее покрытие, которое в свою очередь излучает свет, видимый человеческим глазом. Кстати, ультрафиолетовые лучи очень опасны для глаз человека, но в данном случае бояться нечего — до 97% вредного излучения поглощает наружное стекло. Яркость и насыщенность цветов можно регулировать простым изменением величины управляющего напряжения: чем оно больше, тем больше квантов света выделяет газ, тем сильнее светится флюоресцирующая пленка, тем ярче мы получаем картинку на экране.

Разъемы и порты.

Немаловажный параметр, который представляет спектр тех устройств, которые могут быть подключены к панели / телевизору . Необходимо здесь прежде всего обращать внимание на возможность подключения акустики, наличие портов для работы с компьютером и т.п. Так, например, наличие разъема SCART с задействованными выводами RGB и сигналом быстрого переключения, либо разъем S-Video с раздельными сигналами яркости и цветности, либо выход Y/C на SCART, а также оптический выход звуковых каналов, гарантирует наилучшее качество видео- и аудиосигналов.

Читайте также:  Как удалить айфон из icloud через компьютер

Ресурс работы плазменной панели / плазменного телевизора.

Это значение – показатель не время выхода из строя плазмы, а предположительный срок потери первоначальной яркости изображения. Но, несмотря на кажущееся значение этого показателя, не стоит особенно останавливаться на нем, поскольку имеет значение также и ресурс той начинки (электронной и технической), которую плазменная панель имеет в большом количестве. И каждый из элементов этой начинки имеет свой «срок годности». Мы посоветуем здесь только одно – стоит доверять продукции зарекомендовавших себя уже фирм.

Преимущества плазменных панелей

Почему все больше и больше людей выбирают именно плазменные панели?

  • Светлые участки изображения на плазменной панели светятся ровным светом, и поэтому изображение абсолютно не мерцает. Это отличает изображение плазменной панели от изображения традиционных кинескопов, в которых яркость свечения элементов непрерывно пульсирует, что создает нагрузку на глаза и вызывает их быстрое утомление. Это относится и к проекционным телевизорам.
  • Плазменная панель не оказывает вредного влияния на человека и домашних животных и не притягивает пыль к поверхности экрана. Кроме того, что очень важно, они не имеют рентгеновского и какого-либо иного излучения. Плазменные панели универсальны и могут быть использованы в качестве телевизора, и как дисплей компьютера с большим размером экрана. Во всех моделях панелей есть VGA-вход
  • Большинство плазменных панелей имеет формат изображения 16:9, поэтому их изображение сильно напоминает изображение в кинотеатре. Небольшие габариты при большой диагонали экрана. Толщина панелей с диагональю экрана 1м составляет 10–15 см, а масса порядка 30 кг. Это позволяет размещать плазменные панели в любом интерьере. Их также можно вешать на стену.
  • Нормальное изображение может быть получено под широким углом зрения по горизонтали ( до 160 градусов).Это позволяет любому зрителю в комнате полностью увидеть все происходящее на экране так же четко, как и сидящему напротив экрана.
  • Высокая яркость. Плазменные панели обладают высокой яркостью, поэтому их можно смотреть при любом свете. Для проекторов, например, яркость освещения помещения всегда являлась критичной.
  • Высокая надежность. Технический ресурс плазменных панелей составляет 30000 часов. Ресурс обычных кинескопов составляет 15000–20000 часов.
  • Устойчивость к воздействию сильных магнитных и электрических полей, что позволяет использовать панель с акустическими системами без магнитного экранирования. Это может быть особенно полезно при использовании плазменной панели в составе домашнего кинотеатра.

Источник изображения

При покупке плазменного экрана стоит сразу задуматься об источнике изображения. Подключать к такому телевизору старый видеомагнитофон не рекомендуется, но, даже если вы имеете большую коллекцию высококачественных видеокассет, стоит помнить, что видеомагнитофон должен воспроизводить Hi-Fi-дорожки, уметь воспроизводить и записывать видео в стандарте NTSC и иметь несколько видео головок (чем больше их количество, тем выше качество изображения). В противном случае (при использовании дешевого видеомагнитофона, низкокачественных, пиратских записей) вы не сможете оценить все достоинства домашнего кинотеатра. Количество помех будет недопустимо велико, поэтому сразу в комплекте с плазменным экраном часто покупают не только аудиосистему, но и DVD-плеер. На данный момент это, пожалуй, наиболее высококачественный источник видеоизображения и звука. Если на обычных компакт-дисках, записанных в формате Video-CD, и дорогих видеокассетах звук записан в формате Dolby Surround, но DVD-диске имеется полноценный 6-тиканальный звук в формате Dolby Digital.

Третий вариант получения видеоизображения высокой четкости — спутниковое телевидение (DSS — Digital Satellite System). Данный сегмент рынка один из самых быстро развивающихся. Сейчас в России действует несколько сетей спутникового телевидения, например, "НТВ Плюс" и "Космос ТВ". В этом случае существует только проблема правильной установки спутниковой тарелки: она должна постоянно "видеть" небо, и даже малейший перекос на полградуса ведет к появлению огромного количества помех, разных дефектов звука и изображения.

В итоге хочется отметить, что при покупке плазменного экрана, как правило, руководствуются не техническими характеристиками, а особенностями внешнего вида и специфики дизайна панели. На наш взгляд, в этом нет ничего страшного: большая часть моделей с одинаковой ценой имеет равное количество функций.

Ссылка на основную публикацию
Почему компьютер не видит монитор нет сигнала
Если при включении компьютера на мониторе вместо загрузки операционной системы отображается «No Signal», «Check Video Cable» или что-нибудь в этом...
Питон for i in range
Цикл for в Python предназначен для перебора элементов, находящихся в коллекции. Зачем нужно перебирать эти элементы? Разумеется, что сам по...
Питание планшета в автомобиле
Когда на улице было еще тепло и пели птицы, поставил я в машину планшет Acer A1-811, но были проблемы с...
Почему компьютер не заходит в интернет
Вас могли отключить за неуплату. Если вы не заплатили или заплатили чуть позже и деньги еще не поступили на счет...
Adblock detector