1、第8章 顯示系統 本章介紹了顯示系統的技術指標和顯示原理，還介紹了顯示卡、圖形加速、顯示器和平板顯示器等。 8.1 顯示系統簡介 8.2 顯示系統的技術術語和技術指標 8.3 顯示卡 8.4 3D圖形加速 8.5 CRT顯示器 8.6 平板顯示器 退出18.1 顯示系統簡介 8.1.1 顯示系統 說到微機的顯示系統，我們首先想到的是顯示器，但是實際上，顯示系統是由顯示器、顯示適配器（顯示卡）和顯示驅動程序組成的。顯示器和顯示卡的連接如圖8-1。屏幕畫面的形成過程大致是：2圖8-1 顯示器的連接示意3 顯示卡的性能指標，即輸出的視頻和同步信號的質量高低，決定著系統信息顯示的最高分辨率和彩色深度，

2、即畫面的清晰程度和色彩的豐富程度。顯示驅動程序是與顯示卡一一對應的配套軟件，它控制著顯示卡的工作和顯示方式的設置。顯示器則負責將顯示卡輸出的高質量視頻信號轉換為高質量的屏幕畫面 VGA、TVGA、SVGA等顯示模式，主要是指顯示屏幕上圖像分辨率的高低，目前的顯示卡和顯示器可以兼容各種標準顯示模式，因此顯示卡和顯示器都具有充分的互換性。4 8.1.2 顯示視頻接口 顯示卡通過系統I/O總線與主機連接，早期采用ISA、VESA，后來改用PCI，目前多采用AGP。 顯示卡提供一個標準的VGA視頻接口插座，用于連接顯示器的信號電纜插頭，將其輸出信號送到顯示器。顯示視頻插座是一個9針或15針的D型插座，

3、外形如圖8-2所示。目前的顯示卡都是采用一個15針的VGA顯示器插座。5圖8-2 顯示卡上的顯示器插座6 VGA顯示卡采用15針D型插座同顯示器連接，其輸出的是VGA、SVGA模擬視頻信號，插座各針的輸出信號定義是：針1為紅色模擬視頻信號R，針2為綠色模擬視頻信號G，針3為藍色模擬數字視頻信號B，針4、5、9、12和15未用，針6為紅色視頻信號的地線R-GND，針7為綠信號地線G-GND，針8為藍信號地線B-GND，針10為同步信號的地線Sync-GND，針11為系統地線GND，針13為行同步信號Hsync，針14為場同步信號Vsync。 目前的顯示卡可以設置輸出多種顯示模式的視頻信號和同步信

4、號，而顯示器則可以與多種顯示模式的視頻信號和同步信號相匹配。但是，顯示卡可以設置的較高分辨率的顯示模式有可能超出顯示器的行場同步能力，顯示器因不能同步而造成屏幕畫面滾動。7 以Windows 98的顯示設置為例，避免分辨率設置超出顯示器的做法是：圖8-3 Windows 98的顯示驅動程序設置8 8.1.3 顯示原理 在計算機顯示系統中，有字符和圖形兩種顯示方式，過去的DOS界面就是字符顯示方式，而現在的Windows界面就改為圖形顯示方式，因此顯示卡也具有這兩種工作方式，它們的原理是大不相同的。9 8.1.3.1 字符顯示方式的原理 圖8-4為EGA/VGA顯示卡的字符顯示原理。在這個方式下

5、，屏幕上的每一個字符窗口都對應顯示卡內存（VRAM）中的兩個字節。其中偶字節稱作字符代碼，用于到字符發生器（RAM）中去查找與該字符代碼相對應的字形（也叫字模）。奇字節稱作字符屬性代碼，用于確定該字符窗口中字形的前景顏色、背景顏色和屬性修飾。當前選用的某個“字形集”可以由主板的系統BIOS程序從ROM芯片的字庫中調入到位平面2。VGA有8種以上的“字形集”可供選擇，可以根據需要更換位平面2中的“字形集”，實現多種字形的變換。10圖8-4 EGA/VGA顯示卡的字符顯示原理11 8.1.3.2 圖形顯示方式的原理 圖形顯示方式的原理與字符顯示不同，屏幕上的每一個點直接同顯存（VRAM）中的二進制

6、數據相對應，按照每一個點所對應的二進制數的位數，來確定一個點可顯示的彩色數。比如，每一個點以8位二進制數表示，則彩色數為256色，即屏幕上的每一個點的顏色都可以在256色中選1色。12 圖8-5為標準EGA/VGA顯示卡的圖形顯示原理。圖中設置的調色板寄存器，對EGA來說是6位寄存器共16個，為EGA圖形顯示方式提供最多64種彩色和每次（同屏）可選擇16種彩色的功能。而對VGA來說改為8位寄存器（其中位7和位6取自彩色選擇寄存器的位3和位2）共16個，為VGA圖形顯示方式提供最多256種彩色和每次（同屏）可選擇16種彩色的功能。進一步，VGA卡增加的DAC寄存器（彩色圖表）為18位寄存器共25

7、6個，為VGA圖形顯示方式提供最多256K種彩色和每次（同屏）可選擇256種彩色的功能。13圖8-5 EGA/VGA顯示卡的圖形顯示原理14 顯示卡顯示點數或彩色數的增加，都需要顯存（VRAM）容量的增加，也會增加顯卡的成本。而在VRAM容量一定的情況下，提高畫面的清晰度（即顯示分辨率），就是增加屏幕顯示點數，就要減少同屏顯示彩色數，反之亦然。158.2 顯示系統的技術術語和技術指標 8.2.1 技術術語 下面介紹顯示系統的常用數語： 1顯像管 PC機顯示器使用的是與電視接收機一樣的顯像管，叫做CRT（Cathode Ray Tube）即陰極射線管。圖8-6是CRT的工作原理示意，圖8-7是顯

8、示器內部的CRT顯像管、偏轉線圈和電路板等部件。顯示器的CRT與電視接收機的CRT相比，分辨率要高許多，目前也普遍采用了平面直角、純平、大屏幕和高分辨等技術。16圖8-6 CRT工作原理17圖8-7 CRT顯像管和相關電路部件18 2屏幕尺寸和可視區域 14、15、17和20英寸等都是指顯像管屏幕對角線的尺寸。在顯示器上，實際可以看到的顯像管的區域卻達不到這個尺寸，14”顯示器的可視區域只有12英寸，15”顯示器的可視區域只有13英寸多，17”顯示器的可視區域只有15英寸多。 3屏幕的寬高比 顯示器的許多標準來源于電視機，其標準的屏幕寬高比也與電視機一樣為4比3，即顯示器的屏幕寬度為四個單位，

9、高度為三個單位。為此，顯示視頻信號規定的標準分辨率模式也基本上是4比3的，比如水平640點、垂直480點，水平800點、垂直600點等。19 4屏幕的類型 14”顯示器多為老式球面顯像管。目前多數15和17”顯示器采用平面直角型顯像管，還有少量采用柱面顯像管。目前大屏幕顯示器均采用純平面顯像管，如圖8-8所示。圖8-8 直角純平彩色顯示器20 5顯示器的掃描方式 微機系統的CRT顯示器都是采用光柵掃描方式，光柵掃描又分為逐行掃描和隔行掃描兩種，如圖8-9所示。目前選用較多的15、17英寸顯示器均已采用逐行掃描方式，水平掃描頻率即行頻上限為64KHz甚至更高，垂直掃描頻率即場頻上限為90Hz甚至

10、更高，這樣的顯示器能滿足12801024或更高的分辨率。21圖8-9 顯示器的光柵掃描22 6顯示器的顯示方式和顯示模式 就屏幕顯示畫面的點組織方式而言，顯示方式有兩種，即字符數字方式（Alphabet/Number，A/N）和全點尋址圖形方式（All Point Addressable，APA）。 顯示模式主要是指一屏能顯示的點數和顏色數（包括一屏能顯示的字符數）。常用的顯示模式有CGA、EGA、VGA和SVGA（即TVGA）等等。典型的IBM指標是：CGA為320200和8色，EGA為640350和16色，VGA為640480，SVGA為800600、1024768、12801024和16

11、001200等。目前的顯示都采用VGA以上的顯示模式，它們的同屏彩色數可在16、256、16K、32K、64K、16M（所謂真彩色）直到4G中選擇。23 7顯示器的數字調節 顯示器的調節功能允許用戶自己調節畫面幾何形狀和效果，比如調節畫面的亮度和對比度，還有光柵的亮度、對比度、水平幅度、水平相位、行同步、垂直幅度、垂直相位、場同步和枕形失真等。一般分為模擬調節和數字調節兩種。數字調節的功能多、精確可靠，又分為電子按鈕調節、屏幕菜單調節和單鍵飛梭調節，見圖8-8。 8USB顯示器接口 有些顯示器提供了上行和下行兩個USB接口，上行口連接機箱主板的USB接口，下行口可以連接其它USB設備。24 9

12、顯示數據通道 顯示數據通道（DDC）是建立在主機和顯示器之間的信息通道，可以將顯示器的物理數據直接傳送給主機。 103D圖形加速 3D圖形加速是圖形適配器普遍采用的三維圖形處理技術，目的是減少系統主處理器（CPU）的負擔，加快圖形圖像的處理能力和速度，以滿足多媒體和Internet應用的需要。25 8.2.2 技術指標 下面介紹顯示系統的技術指標： 1CRT點距 點距（Pitch）是指CRT熒光屏上相鄰像素的間距，也就是蔭罩小孔的距離，單位是毫米（mm）。CRT顯像管熒光屏內側面上排列著紅（R）、綠（G）、藍（B）三原色熒光物質構成的像素，圖8-10描述了RGB三原色像素的排列。目前多數顯示器

13、的點距都是0.28mm，也有0.26和0.24mm的。顯像管的物理分辨率由點距決定，點距越小，分辨率越高，圖像越精細。 CRT顯像管像素也有由RGB三色豎直條紋組成的，這就引出了柵距的概念。目前有的顯示器的0.25mm點距其實是柵距。26圖8-10 熒光屏上RGB像素的排列27 2顯示器的分辨率 分辨率是衡量顯示器性能的一個重要指標，它描述的概念是，屏幕上顯示的兩個點靠近到多小的距離還能分辨出是兩個點，而不象是一個點。CRT顯示器的分辨率由它的顯像管的點距（Pitch）所決定。 3視頻信號的行頻和場頻 顯示器的光柵掃描要與顯示卡同步工作，才能得到正確穩定的圖像。為此，顯示卡輸出了行同步信號（H

14、sync）和場同步信號（Vsync），去控制顯示器的同步。當顯示卡設置輸出較高分辨率和刷新率的視頻信號時，它輸出的行和場同步脈沖信號的頻率也隨之變高。通常，場頻范圍為60-120Hz，行頻范圍為32-94KHz。28 4屏幕刷新率 屏幕刷新率（Refresh Rate）是指每秒鐘更新畫面的幀數，刷新率也就是幀頻，而對逐行掃描來說，也就是場頻。刷新率就低，屏幕就有閃爍感，容易造成眼睛疲勞。VESA組織于97年規定逐行掃描場頻85Hz為無閃爍的標準場頻，這是一條綠色標準。 5彩色深度和真彩色 顯示效果的兩大指標是分辨率和顏色數，彩色深度就是同一屏幕所能展現的最大顏色數。它可以直接以二進制數表示，也

15、可以用代表點顏色數據的二進制位數表示。真彩色（True Color）是指由數字方式形成的同屏幕上的彩色數達到了近似模擬真實彩色效果的顯示質量。29 6視頻信號帶寬 視頻帶寬（Video Bandwidth）指的是顯示卡輸出視頻信號的頻譜寬度，它大體對應著每秒鐘電子束掃描過的實際像素的總數，即所謂點頻。又由于要把水平掃描和垂直掃描的回掃部份也折算進去，所以要再乘以一個估算數，取為1.2到1.5，這里且取1.4。因此視頻帶寬應等于：水平分辨率垂直分辨率場頻1.4，單位為MHz。 7顯示器的帶寬 顯示器的帶寬是指顯示器能處理的視頻信號的頻帶寬度，它取決于整個電路的通頻帶寬度。顯示器的帶寬指標越高，電

16、路的高頻性能越好，圖像也就越清晰，但對元件、電路和工藝的要求也越高，價格也會相應提高。30 8分辨率、刷新率與行頻間的關系 從前面的介紹可知，設置的顯示分辨率和刷新率越高，輸出視頻的行頻也就越高，它們之間的關系是：行頻=垂直分辨率（垂直線數）刷新率（場頻）0.93。 9顯示分辨率、顏色數的設置對顯示存儲器的容量需求 顯示卡上的顯存的大小直接涉及它對高分辨率和高彩色深度的支持，因為顯存至少應能存儲一幀畫面的數據。顯存的計算公式為：顯存=水平分辨率垂直分辨率顏色字節數。31 10TCO標準 由瑞典專家聯盟（TCO）提出的TCO標準，包括顯示器的輻射和環保等多項指標，還對舒適、美觀等多方面提出了嚴格

17、的要求。328.3 顯示卡 8.3.1 顯示卡簡介 顯示卡是CPU與顯示器之間的接口電路，因此也稱為顯示適配器，PC機顯示系統性能的高低主要由選用的顯示卡性能決定。 顯示卡的作用是在CPU的控制下將主機送來的顯示數據轉換為視頻和同步信號送到顯示器，再由顯示器形成屏幕畫面。33 在最初的PC機上，先后采用的是單色字符顯示適配器MDA（Monochrome Display Adapter）、單色圖形適配器Hercules、彩色圖形適配器CGA（Color Graphics Adapter）和增強圖形適配器EGA（Enhanced Graphics Adapter）等。典型的CGA顯示卡的分辨率為3

18、20200，同屏8種顏色。EGA顯示卡的分辨率為640350，同屏16種顏色。這些顯示卡的輸出是數字脈沖信號，并且只能支持專配的顯示器，沒有互換性。 在IBM PS/2機上，采用了叫做視頻圖形陣列VGA（Video Graphica Array）的顯示卡，并得到廣泛認可。VGA的顯示分辨率為640480，同屏16種顏色，至今它仍是Windows 9x的基本顯示標準。VGA卡的輸出是模擬視頻信號，其接口可以支持目前的各種顯示器。34 由于有了統一的標準和互換性，各個顯示卡生產廠不斷推出分辨率更高、顏色數更多的新型的顯示卡，標準統稱為Super VGA即SVGA。也有得名于著名顯示卡廠商Tride

19、nt的TVGA標準。它們的典型分辨率有800600、1024768、12801024、16001200等，顏色數為256、16K直到32位真彩色。 由于Windows圖形界面的出現和3D圖形圖像軟件的迅速發展，對圖形顯示速度的要求越來越高，這就促使顯示技術必須提高。除了改進顯示驅動程序和提高顯示系統總線速度外，最有效的辦法就是采用專用圖形圖像處理器DSP。目前的顯示卡基本都是采用了圖形圖像處理器的3D圖形加速卡。35 顯示卡由主機接口、顯示器接口和功能電路組成。功能電路通常由顯示控制器和顯示存儲器組成。 顯示控制器是顯示卡的核心處理器芯片，它把主機送來的圖像數據先轉換為數字視頻，再把數字信號轉

20、換（D/AC）為模擬視頻信號，還要形成行、場同步信號。 顯示存儲器是顯示卡的高速內存，又稱為顯示緩存，簡稱顯存。它是雙端口的存儲器，可以在接收主機輸入數據的同時輸出數據。目前顯示內存有EDO、VRAM、SGRAM、WDRAM、MDRAM和RDRAM等多種類型。36 隨著整機系統對顯示性能要求的提高，顯示卡在提高圖形處理速度、提高分辨率、擴大顯存、3D加速和增加功能等方面不斷改進。3D圖形加速對運算量、運算速度和顯存容量的要求也很高，需要功能更強的處理器，需要8、16、32和64MB的顯存，需要高速的AGP總線接口等。37 8.3.2 顯示卡實例 8.3.2.1 ISA和VESA顯示卡 1TVG

21、A-8900 ISA顯示卡 它的圖形顯示方式的各種模式如表8-1。8900卡的外形如圖8-11所示。38圖8-11 Trident 8900 ISA顯示卡39 2Trident 9440 VESA顯示卡 它的擴展圖形方式的多種可供選擇的模式列于表8-2。此卡的外形如圖8-12所示。40圖8-12 Trident 9440 VESA顯示卡41 8.3.2.2 PCI和AGP顯示卡 1Trident 9685 PCI圖形加速顯示卡： 此卡圖形方式的多種顯示分辨率和彩色數的選擇如表8-3。它的外形如圖8-13。42圖8-13 Trident 9685 PCI顯示卡43 它有三個輸出接口插座，一個是標

22、準15針VGA顯示器插座，輸出RGB三色視頻和行場同步信號。另兩個是電視系統的TV視頻插座，其中一個是RCA插座，輸出NTSC或PAL制式的復合視頻電視信號。另一個是7針的S-Video插座，輸出分離的亮度和色度（Y/C）電視信號。 2Trident 9850 AGP圖形加速顯示卡 此卡圖形方式的多種顯示分辨率和彩色數的選擇如表8-4。它的外形如圖8-14所示。44圖8-14 Trident 9850 AGP顯示卡458.4 3D圖形加速 8.4.1 3D圖形加速卡原理 圖形加速卡是隨Windows圖形用戶界面（GUI）而應運而生的。Windows這樣一個圖形界面的操作系統同時運行大量的窗口圖

23、形，需要占用CPU許多時間去處理這些圖形，因此造成PC機系統性能的急劇下降，用戶直觀的感受是等待Windows程序運行的時間長得難以忍受。必須設法加快Windows圖形的處理和顯示速度，于是就推出了各種圖形用戶界面圖形加速卡（Graphical User Interface Accelerator Adapter），簡稱“圖形加速卡”或“圖形卡”或“GUI卡”。46 8.4.1.1 3D圖形加速原理 3D圖形加速技術，以前主要用于高檔圖形工作站上的機械、電路和建筑CAD設計。隨著3D圖形軟件特別是3D游戲軟件的大量出現，3D圖形加速軟件技術開始用于PC機，這也就促使3D圖形加速硬件技術應用于圖

24、形顯示卡，推出了3D圖形加速卡。 畫一個三維圖形通常需要兩個主要步驟，先畫出幾何圖形的線條，再進行圖形表面的圖像繪制，這兩個步驟都需要進行大量的數學計算。如果是動態的3D圖形，則還有實時性要求，所以對3D圖形的處理僅僅依靠主機還是不行的，必須擴充安裝一個3D圖形加速卡。目前市場上流行的3D顯示卡都是將幾何圖形的處理交由主機CPU實現，而表面圖像的繪制由3D加速卡實現。 47 8.4.1.2 3D圖形加速芯片 3D圖形加速芯片具有如下功能： 1Z緩沖 Z緩沖是一項三維圖形的消隱（遮擋）技術，用硬件實現Z緩沖可以大大提高速度。 2顏色插值 顏色插值是一種處理表面圖像顏色的技術，它可以快速營造3D圖

25、形表面顏色的深淺、明暗和清晰模糊等效果。48 3紋理映射 紋理映射是對3D圖形表面花紋的細節描繪，通過復雜的算法可以繪制出質感好和凹凸感真實的圖像。 4其它 另外還有圖像透明處理、光線跟蹤、場景霧化和渲染等許多功能。49 8.4.2 3D圖形加速卡種類 1Voodoo ： 2TNT-2： 3Rage 128： 4G400： 5Savage 4：508.5 CRT顯示器 8.5.1 顯示器的特點 微機顯示系統的指標高低首先取決于顯示卡，即由顯示卡決定著輸出視頻信號的質量。但是，顯示器是用戶最終可見的設備，只有它直接影響用戶的視覺感受，如果沒有高指標的顯示器，即使有了高質量的視頻信號，也不可能帶來

26、高質量的畫面。51 通常來說，顯示卡的分辨率指標往往要高于顯示器所能達到的分辨率指標，比如目前普通的顯示卡就能達到16001200的分辨率，而普通的顯示器只能達到12801024。因此，選擇高技術指標的顯示器使之與顯卡指標盡可能匹配，使你的微機具有盡可能高水平的顯示系統，這是非常重要的。 有些人認為顯示器的外形、工作原理和電路與電視機相仿，但比電視機簡單，因為它沒有高頻接收、中頻、色度解碼和伴音等部分電路，實際上這種說法是不正確的。顯示器與電視機在技術要求和電路實現上有很大的不同，在許多方面甚至比電視機的電路要復雜且技術難度大。52 首先比較一下二者采用的行場同步掃描技術，無論是美國的NTSC

27、制式或我國的PAL-D制式彩色電視的掃描頻率是單一的，并且較低，前者行頻為15.750KHz場頻為60Hz，后者行頻為15.625KHz場頻為50Hz。目前顯示器的行頻下限通常為32KHz，上限通常為48KHz（14”彩顯）直到94KHz（17”彩顯）。場頻下限通常為56Hz，上限通常為70Hz（14”彩顯）直到160Hz（17”彩顯）。所謂上、下限頻率是指目前的顯示器要做到在較大的行、場掃描頻率范圍內均能可靠地與顯示卡輸出的行、場同步信號同步，以便穩定地顯示多種分辨率和屏幕刷新率的畫面，這便對元器件和電路設計提出了更高的要求。53 另外顯示器對顯示畫面的分辨率、抗干擾和穩定性質量的要求也比電

28、視機高得多。 電視機的水平分辨率一般不超過400線，大約相當于早期CGA的分辨率。而顯示器的水平分辨率則可高達1600點。普通的1024768的顯示器就相當于目前剛剛出現的高清晰度電視接收機。 電視機再現的大多是活動圖像，圖像內容的變化往往掩飾了電路上的干擾和不穩定，而顯示器再現的大多是文字畫面或靜止圖像，電路上細小的干擾和不穩定所造成的圖像噪波和抖動都是難以容忍的，這就對電路設計、工藝設計和生產質量等提出了更高的要求。54 顯示器是計算機操作者長時間近距離對面操作的工具，同時它內部運行的程序和數據都不容電磁干擾，因此在輻射、電磁安全等電磁兼容性標準上要求很高，這也是設計制造上的一大難題，目前

29、的顯示器都必需滿足低輻射、抗靜電和節能等綠色環保要求。 最后還有一點，目前的顯示器為了在各種不同分辨率顯示模式下能達到盡可能完美的顯示畫面，都大大增加了非常完備的屏幕調節功能，即所謂的數字調節功能，它使屏幕光柵的各種幾何失真減少，畫面明亮清晰，彩色越發逼真。55 8.5.2 CRT顯示器原理 目前市面上的顯示器均為多頻自動同步高分辨率彩色CRT顯示器，其最大優點是行頻和場頻自動同步范圍寬，行頻從32KHz到68KHz甚至更高，場頻從56Hz到90Hz甚至更高，從而能兼容顯示卡輸出的VGA以上的各種視頻信號。56 顯示器的電路功能原理如圖8-15所示。電路大致可分為六個部分：視頻信號處理電路，包

30、括視放、亮度和對比度調節以及自動亮度控制等。行掃描和行高壓電路，包括行振蕩、鑒相、行激勵、行輸出、行幅度、行線性、行中心調節、行高壓產生和高壓保護等。場掃描電路，包括場振蕩、線性校正、場激勵、場輸出、場幅自動控制、場線性和場中心調節等。顯像管電路，包括掃描偏轉和CRT偏置電壓等。多頻自動同步與自動S校正電路。開關電源電路。顯示器由CRT、電路板和機殼三部分組成，圖8-16是顯示器內部結構的照片。57圖8-15 多頻同步彩色顯示器電路原理58圖8-16 彩色顯示器內部結構59 多頻同步彩色CRT顯示器的電路原理大致如下： 1視頻信號處理電路 主機顯示卡送來的RGB三路模擬視頻信號均為0.7Vpp

31、（75歐母），先進行阻抗匹配、緩沖和預視放，然后與視頻放大電路共同構成放大器環路，實現對比度控制、亮平衡控制和黑電平鉗位等功能。這部分電路通常做在CRT尾部的小電路板上，以便直接將處理后的RGB視頻信號送到CRT的陰極管腳。視頻處理電路板如圖8-17所示。60圖8-17 視頻處理電路板61 2行掃描和高壓電路 行電路的功能是能夠在32KHz到68KHz的寬范圍上產生行頻振蕩，并能在這個寬的行頻范圍上與主機顯示卡送來的行同步信號進行同步，以實現視頻信號在水平方向上的正確顯示。還要對行頻信號進行激勵，產生行掃描偏轉電壓和CRT顯象管所需的25KV陽極高壓、6KV聚焦電壓、柵極電壓和消除關機亮點電壓

32、等等。這部分電路還有高壓保護功能，即當故障造成過流時，控制行振蕩電路停止輸出，從而保護后級輸出電路。 62 3場掃描電路 場電路的功能是能夠在50Hz至90Hz的寬范圍上產生場頻振蕩，并能在這個寬的場頻范圍上與顯示卡送來的場同步信號進行同步，以實現視頻信號在垂直方向上的正確顯示。它要產生幅度大、線性好的場鋸齒波電壓，提供給場偏轉線圈形成電子束的垂直偏轉。63 4CRT顯像管電路 包括顯像管、偏轉線圈和偏置高壓電路等。這部分電路的作用是保證RGB三色視頻控制的三個電子束，在水平和垂直方向上順序擊中熒光屏的各個像素，最終產生精美的畫面。水平和垂直兩對偏轉線圈分別受行掃描和場掃描電壓（或電流）的控制

33、，使電子束有規律地偏轉，從而掃描整個屏幕形成光柵。各個偏置高壓給電子束以足夠的加速度和聚焦，使產生的畫面明亮而清晰。64 5多頻自動同步與自動S校正電路 這部分電路是多頻彩顯的最具特色的電路之一，它的功能是對顯示卡送來的不同頻率的行同步信號進行頻率電壓的線性轉換，產生代表著輸入行頻的電壓。然后以此電壓去控制行同步電路，從而確保顯示器在很寬的行頻范圍內能連續穩定地與顯示卡的輸出行頻同步。另外還要以此電壓去控制自動S校正電路，使在不同行頻時產生的不同的S失真得以相應的校正。S失真的原理和S校正波形如圖8-18所示。65圖8-18 S失真原理和S校正波形66 6開關直流穩壓電源 顯示器采用的一般都是

34、高頻脈沖變壓器耦合并聯型開關直流穩壓電源，它的工作原理與前面介紹的PC電源相近，一般有五路穩壓直流輸出，120V供給末級視放晶體管，25V供給場掃描IC電路，16.5V供給行激勵電路和形成12V穩壓供給行掃描IC等電路，8V供給CRT顯象管的燈絲和形成5V穩壓供給IC門電路等。67 由于高壓產生電路輸出的各種高電壓值與顯示卡輸出行頻有直接對應的關系，所以就必須在輸入行頻改變時相應改變行輸出管的直流偏置電壓，范圍約為45V到135V，調整其放大量，從而在不同行頻時都能得到同樣穩定的高壓值。在電路中是通過行輸出變壓器中一組低壓繞組對高壓進行采樣，產生與高壓變化成正比的直流反饋電壓+B，去控制開關電

35、源的開關頻率來實現45V至135V這一路直流電壓的連續穩定調整。 上述電路都集中做在顯示器的主板上，顯示器內部的電路板如圖8-19所示。68圖8-19 顯示器內部的電路板698.6 平板顯示器 平板顯示器（Flat Panel Display，FPD）也叫數字平板顯示器DFP（Digital Flat Panel），主要有液晶顯示器（LCD）、等離子顯示器（PDP）和場致發光顯示器（EL）等。與CRT顯示器相比，它們的最大優點是大屏幕超薄平板式的外形和易于數字化。70 8.6.1 液晶顯示器 液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）在目前微電腦的顯示器中，其數量僅次于

36、CRT顯示器。由于它的平板形、重量輕和低電壓等特點，被普遍使用于筆記本電腦。有一種說法，平板顯示器時代就是液晶平板顯示器時代。液晶顯示器由液晶器件、驅動電路、控制電路和電源電路四部分組成。71 8.6.1.1 液晶器件 液晶器件是液晶顯示器的顯示屏幕，根據它的成像原理分為TN-LCD（扭曲向列液晶顯示器）、STN-LCD（超扭曲向列液晶顯示器）、DSTN-LCD（雙層超扭曲向列液晶顯示器）和TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示器）。 扭曲向列液晶顯示器TN-LCD（Twisted Nematic Liquid Crystal Display）系列的液晶器件是由偏光片、玻璃基板、電極、液晶和反射層

37、幾部分構成。此種顯示器的液晶器件的構造如圖8-20所示。72圖8-20 TN型液晶顯示器件結構73此類顯示器的顯像原理如圖8-21所示。圖8-21 TN-LCD工作原理74 STN-LCD可以用于制作非常細膩的點陣式液晶顯示器。 DSTN-LCD進一步改進了顯示質量。 TFT-LCD幾年前TFT-LCD還主要用于筆記本電腦的屏幕，而目前TFT-LCD已大量用于臺式PC機顯示器和數字家電，主流是15”和17”顯示器。75 8.6.1.2 液晶顯示器電路 液晶顯示器的電路由驅動電路、控制電路和電源電路四部分組成，如圖8-22所示。圖8-22 液晶顯示器的電路原理76 1驅動電路： 2控制電路： 3

38、顯示信號接口：配合臺式機的液晶顯示器也提供了模擬視頻的VGA接口，可以連接到普通VGA顯示卡上。液晶顯示器的數字接口有DFP、DVI和PND等。使用較多的DVI-D的針腳配置如圖8-23所示。77圖8-23 液晶顯示器的DVI-D數字連接器78 8.6.1.3 液晶顯示器的特點 與CRT顯示器相比，液晶顯示器具有如下特點： 1低電壓和小功耗。 2體積小、重量輕和超薄平面。 3分辨率高。 4真實的彩色。 5無輻射。 6長壽命。 7易于實現數字化和大批量自動化生產。 8被動式顯示。 9亮度低、視角小、刷新速率低和價格高。79 8.6.1.4 液晶顯示器的技術術語 1屏幕尺寸 計算機所用的液晶顯示器

39、的尺寸也是指矩形屏幕的對角線長度的英寸數，有12、13.3、14.1、15、17和18英寸等。 2可視角度 也稱為可視范圍，是指在屏幕前能看清圖像的最大偏移角度。LCD的水平視角指標為100度以上，垂直視角為80度以上。 80 3分辨率 與CRT顯示器不同，液晶顯示器的實際顯示分辨率與其固定數量的像素是嚴格對應的，只能設置一種最高分辨率，才能顯示最佳圖像。當設置為較低分辨率時，就會因為需要的像素減少而使圖像變小。如果設置低分辨率為滿屏幕，則畫面質量會大大下降，甚至失真。 4像素間距 液晶顯示器的實際顯示分辨率與物理像素是嚴格對應的，因此對于尺寸和分辨率相同的液晶顯示器，其像素間距指標是相同的。

40、比如15寸1024768的液晶顯示器，其像素間距都是0.297毫米。81 5屏幕刷新率 與CRT不同，液晶顯示器的屏幕刷新率可以很低，因為它的像素的亮度和色度只有在畫面內容改變時才需要改變。即使幀頻很低，畫面也不會閃爍。 6響應時間 在亮暗快速變化的信號驅動下，液晶顯示器的像素點由亮變為暗或由暗變為亮的時間叫做LCD的響應時間，這個指標通常為50毫秒以下。因此對于快速變化和移動的圖像，液晶顯示器的反應遲鈍，會產生圖像消失或拖尾現象。82 7亮度和對比度 液晶顯示器的亮度也叫明視度，表示光源透射過液晶的強度，單位是每平米燭光（cd/m2），通常為100cd/m2以上。液晶顯示器的對比度也是亮暗之比，即圖像的反差，通常為100:1以上。 8壞點數 一個液晶顯示器屏幕由幾百萬個液晶單元組成，如果個別薄膜晶體管損壞，該像素將永遠是一個顏色，這就是一個壞點。一般來說，整個屏幕的壞點數不應超過3。可以將屏幕亮度和對比度調到最大檢查壞點，再調到最小檢查壞點。83 8.6.1.5 使用液晶顯示器的注意事項 1使用中要特別注意避免壓擠、撞擊、劃傷和腐蝕液晶板。 2使用中要特別注意避免潮濕、靜電、紫外線照射和過高過低的溫度環境。 3要注意液晶顯示器對市電供應的要求（220V