彩色显示器原理及相关技术(上)

彩色显示器原理及相关技术（上） １、 显示器基本原理
显示器从早期发展到现在有着许多不同的种类。

它的外型有点象电视，阴极射线管(Cathode Ray Tube)中的电子枪(Electron Gun)激发出电子光束，通过电路控制电子束的速度和偏转角，来回不断地将电子粒打在荧光屏上的荧光粉，使显示屏显示出所需颜色的图形与字符。

其实当显示器发展到SVGA标准的时候，绝大多数的彩色显示器都是可以显示所有的颜色(Unlimited Color)，只要该颜色可以用RGB调整出来都可以显示。

所谓RGB三原色，分别指红、蓝、绿这三种颜色，与印刷上所使用的CMYK四色有所不同。

荧幕上颜色的形成首先需由显示卡决定哪一个位置要显示哪一个颜色，通过信号线将某一点的颜色资料传送到显示器的控制电路中。

当控制线路决定好该点颜色的RGB 比例之后，就由阴极的RGB三支电子枪同时射出电子束到显示器表面的荧光体(Phosphor)来成色，也就是点亮特定位置的荧光体。

不过为了要正确地点亮正确位置的荧光体，所以加了一层荫罩(Mask)来限制电子流的方向，以免跑错位置。

这就是显示器成像的基本原理。

２、 显示器操作常识
作为专业的显示器厂商，我们建议用户在操作使用显示器时，应注意以下几点基本常识：
１） 眼睛与屏幕的最佳距离为60-70CM，屏幕的角度，最好能让眼睛自然朝下并可做向上20度、向下5度的调整，并保持坐姿的舒适自然，避免对身体和
视力造成负担和伤害；
２） 显示器的放置高度也以满足上述要求为宜；
３） 用户如在较长时间不使用电脑时，建议定时启动屏幕保护及电源管理功能，一则可延长显示器的使用寿命，二则可以有效的节约能源；
４） 在电脑的开关机时，应先开显示器后开电脑主机，关机则反之，以避免显示器开关时的尖峰电压对主机内低压元器件的损害；
５） 在操作电脑时，建议在一段时间（半小时左右）后让眼睛离开屏幕，休息5分钟时间，让视觉神经得到充分的放松，避免使眼睛长时间处于紧张状态，
造成伤害；
６） 建议显示器的使用分辨率为：14”15”为800*600，17”为1024*768，并且刷新率设定在75Hz以上，以使字符大小适中，屏幕不闪烁，以保护眼睛；
如工作在图形方式进行CAD设计等时，则可根据情况设定更高值；
７） 显示器应避免放在潮湿多灰尘的环境里，同时应一段时间用干布擦拭显示器外观，防止灰尘堆积；
８） 显示器屏幕更应注意不得用尖硬类物品刮擦屏幕表面，避免划伤；
９） 不得用硬物敲击显示器特别是屏幕；避免显示器受到猛烈撞击。

等等。

彩色显示器的主要技术指标
显示器，又称监视器，英文名为MONITOR，在一台电脑中可谓是与人打交道最多的部件；显示器的优劣，不仅关乎画面，也影响到人体健康，所以是值得认真挑选的；另外从经济因素而言，显示器在电脑各部件中也是寿命相对较长，价格变动较小的，我们现在买一台显示器，五年后，可能还在使用，应该说是一个值得投资的对象。

确定自己买什么显示器，主要考虑用途：一般显示器，按尺寸划分，从14”到21”，如果是从事单纯的文字处理, 14”15”就可以了；对于上网、看VCD、玩游戏最好选15”或17”；如果是从事排版、广告设计或从事CAD工作,可能是越大越好。

目前由于经济条件的制约，国内使用的显示器档次，普遍与国外有一定差距，不过标准配置也已从14”往15”发展。

随着17”显示器和DVD进一步降价，家用电脑的配置可能会有一个大的变化。

在选配、购买显示器(或是在选购品牌电脑时对显示器的挑选)时，消费者对显示器的性能指标应主要关注以下几个(注：以下所指指标均对CDT显示器面言)：
１、显像管
显像管是决定显示器档次也是组成显示器的关键部件，其发明已有百年历史，技术相对成熟。

其组成部分包括:电子枪(Electron Gun )、偏转线圈(Yoke)、荧光体（Phosphor）与荫罩（Mask）。

根据外形的不同，可分为球面(Spherical Tube)、柱面(Cylindrical Tube)、平面直角(Flat Square Tube)、完全平面(Flat Tube)等四种。

球面显像管无论从垂直或水平观看都有弧度，画面容易失真，一般用在低档产品或某些专门领域，通用的有14”、16”、20”。

柱面显像管主要是Sony的Tronitron(特丽珑)以及Mitsubishi的DiamondTron(钻石珑)在使用，它的表面像是一个罐头的侧面，左右有弧度而上下没有，具有防止画面扭曲及反光的功能，Tronitron和DiamondTron 在点距(Dot Pitch）的构成上与一般显像管略有不同，亮度较高。

不过，柱面管由于工艺上的原因，一般全白画面存在两条讨厌的水平暗线。

平面直角显示管，仍然是球面管技术，只是屏幕比普通球面管平得多（曲率半径是普通球面管的两倍以上），这种显像管荧光粉大多是点状品字形排列，但NEC的Croma Clear技术却例外地是椭圆的荧光体,类似条状方式排列。

完全平面显像管，是柱面管和平面直角管的终极产品，表面平如镜，几何失真小，反光少，一般用在较大屏幕上。

２、显示尺寸
显示尺寸一般是以显像管的对角线距离作为标准，但显示器在加上框后，显示器的边缘会被盖掉0.2"左右，因而造成显示面积往往与说明书标出的不符。

现在厂商为避
免争议，多改用“显示范围”作指标。

现在一般的彩色显示器都具有满屏显示功能，甚至可以过扫描，即对非标准的显示范围较小的画面仍可调到满屏。

３、点距
由于显示器是由阴极射线管的RGB三支电子枪同时射出电子束，透过荫罩(Mask)打到显示器表面的荧光体(Phosphor)来成像，所以点距与遮罩，同分辨率有极大的关系。

目前显示器常见的荫罩技术有Shadow Mask及Aperture Grille ，Shadow Mask 的荧光体为园点状，因而点距是圆形的。

Aperture Grille具有栅/条状荫罩，荧光体为条状，即所谓的“条/柱状点距”(Aperture grille Pitch )。

点距用肉眼很难分辨出来，一般指两点“同色荧光体”之中心点间的直线距离，越小则画面越精细。

点状点距与条／柱状点距，由于使用的技术不同，无法作精确的比较。

大致上0.25MM的柱状点距约等于0.27MM的点状点距，0.26MM的条状点距相当于0.30MM 的点状点距。

使用条状粉点显像管的显示器色彩较佳，而使用园状粉点的画面精确度较好，采用特殊合金荫罩(Inver Shadow Mask)的显像管，则不易遇热变形，造成色纯误差。

条状点距是以荧光体的点水平距离计算(即直角三角形的底边)，点状点距则是直角三角形的斜边，故有些标称“垂直点距(水平距离)”为0.22MM，只相当于0.26MM的点状点距，我们不要上当。

4、扫描频率
水平扫描频率(Horizontal Frequency)通常以Hz表示，指显示器每秒可显示的水平线数，水平扫描频率越大，分辨率就越高；垂直扫描频率(Vertical Frequency)通常以Hz表示，掼显示器内最高点到最低点每秒刷新的画面次数。

垂直扫描频率越高，则画面闪烁程度越低。

刷新率和带宽是与此相关的概念，刷新率表示显示器每秒显示画面的次数，通常在不同的显示模式下有不同的刷新率。

分辨率提高，画面上的内容增加，刷新率随之下降，标准的刷新率应在75Hz以上。

行频与点频是与此相关的两个概念，行频是CRT显示器最重要的指标，行频越高，能支持的分辨率和刷新率也越高；点频（Dot Rate）是指某一显示模式时视频信号的最高频，如1024＊768@85Hz时，点频为110MHz，显示器的视频放大电路要有足够带宽才能很好地显示，否则竖线会模糊。

5、分辨率
分辨率反映屏幕图像的密度，每条扫描线上的像素（Pixels）配合扫描构成图像。

比如在1024*768的分辨率下,每条扫描线上有1024个像素，而共有768条扫描线。

一般而言，以一组RGB荧光体构成一个像素(Pixels）时，可以获得最佳的显示品质，也就是说，以屏幕画面宽度除以点距的水平距离，画面高度除以点距的垂直距离，所得到的数值即是理想的显示模式。

14”显示器的最佳显示模式是1024*768，而要使分辨率达到1280*1024，应该选17”以上的。

６、调控功能
显示器在使用中因环境的变化或使用时间过长后，可能需要作重新调整。

一般基本
的调整功能有：亮度（Ｂrightness ）﹑对比度（Contrast）﹑垂直尺寸／位置（Vertical Size/ Position）﹑水平尺寸/位置（Horizontal Size／Position）等。

另外一些高档产品有针对影像画面失真及色彩、色温调节所设计的调整功能，如消磁、枕形失真补偿、梯形失真补偿、鱼尾纹消除、色温选择、RGB三原色调节的功能。

由于调整功能越来越多，而按钮却不可能增加太多，厂商开发了专门的画面调整功能(即视控功能OSD，On-screen Display)和单键飞梭控制，这就是将按钮功能以画面菜单的形式表示出来。

随着即插即用功能的推出，配合USB，在WIN98下更可通过计算机键盘调整显示设定。

7、功耗与电压范围
由于政府对能源节约的日益重视，用户也逐步意识到显示器是否具有节能功能是衡量一台显示器好坏的标准之一，比如厦华的15Z显示器，在正常使用状态时，功耗＜85W，在准备低功率状态和待机状态（Standby）时＜15W,在停机状态是＜5W，完全符合VESA 组织制定的DPMS能源管理要求。

为了防止地区的电网波动，避免因电压不稳定造成对显示器的损害或导致显示器不能正常工作，较宽的电压工作范围也成为评定一台显示器优质与否的标准，如厦华系列显示器的电压范围一般在90-264V之间，即指厦华显示器在低到90V高至264V的电压均能正常工作，令您高枕无忧。

8﹑安全规范
电气产品一般要符合销售使用地安全标准，如：中国－CCEE；美国-UL、DHHS(FDA)、CSA、FCC；西欧－VDE、TUV、CE等。

根据国家环保局及科学技术部公告，包括显示器在内的电气产品的X射线﹑电磁场辐射等会给人体造成头疼﹑失眠﹑情绪烦躁﹑食欲不振甚至脱发、致癌等。

显示器的辐射一般低于10MSV(毫西弗)，世界上很多国家为此制定了很多规范。

如MPRII及TCO，MPRII于1990年制定于瑞典，规定了电磁场辐射标准；TCO于92年制定，其后有多次修正，TCO99是目前最严格的规范，包括了显示器﹑主机﹑键盘等有关人体工程学﹑电磁场辐射﹑能源效率﹑产品原料及其制作工艺对环境的影响。

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如何选购显示器
优等的显像管＋劣等的电路设计＝劣等的显示器
劣等的显像管＋优等的电路设计＝劣等的显示器
优等的显像管＋优等的电路设计＝优等的显示器
如果：优等的显像管＋优等的电路设计＋合理的价格＋优质的服务体系＝您最理想的显示器
影响显示器清晰度的要素是什么？带宽高，聚焦度好，水平点距小和好的显示卡是高质量显示的几个关键因素。

场频是什么？它对显示器有何影响？场频（也称刷新频率）是指每秒钟图像在显示器上重绘的次数。

如果显示器以75Hz的场频运行，也就是说该显示器每秒“绘制”图像75次。

显示器的刷新频率越高,屏幕闪烁就越小。

因此，选择的首要条件是显示器的刷新频率越高越好。

显示器是一种被动的设备，显示卡要它显示什么，它就会显示什么。

如果显卡以75Hz频率运行,那么显示器就以75Hz的频率显示,尽管该显示器能以更高的频率运行。

请检查显卡附带的驱动程序和手册,其上会标明如何设定显卡刷新速率。

不同的显卡设定刷新速率方法不同。

选购显示器，把握好需要的尺寸后,首先要看显示器的显象管。

目前好一些的显象管有索尼特丽珑和三菱钻石珑显象管。

其他如东芝、日立等显象管质量也不错。

由于采用垂直栅条网，不间断的极细垂直栅孔可以得到更大的电子流通量，这些强大、准确排列的电子束制造出极佳的影象，从而让更多的光线到达屏幕，得到更清晰光亮的画面；而绝对垂直的柱面显象管，显得更直、更平，其水平弧度也非常小，整个屏幕包括每个角落的聚焦都很精确，失真几乎不易用肉眼察觉。

用这样的显象管制造出来的显示器性能非常不错，可是价格较贵。

选择好显象管，显示器的点距（栅距）也就被确定下来了，其值至多不要大于0.28MM。

其次要看带宽。

一般来说带宽的大小体现了制造厂商的实力，不是每个厂商都能把带宽做得很大，因为带宽提高,成本随之提高，而且技术不易达至，要靠显示器电路的精心设计才可实现。

总体来说，15英寸显示器能支持1024×768分辨率下的85Hz刷新频率、17英寸的能支持1280×1024分辨率下的85Hz刷新频率。

此外，还有一上常见的显示器性能参数是行频，即水平扫描频率，是指电子枪每秒在屏幕上水平扫描过的行数,以kHz为单位。

它的值也是越大越好，至小要达到50kHz。

接下来就要看显示器的电磁辐射是否符合要求，是否为绿色环保产品，这可是与身心健康密切相关的大事，马虎不得。

国际标准化组织对显示器的辐射要求已有不少标准，其中较著名的有： MPRII、TCO-92、TCO-95、TCO-99等。

另外，要看显示面积够不够大。

15英寸显示器的可视范围一般在13.8英寸左右，而17英寸的在15.8英寸左右。

同样不容忽视的还有显示器提供的控制功能和其他特性。

控制调节功能应包括行场大小、枕
形、梯形、平行四边形、光栅旋转、手动消磁、色温选择等。

其他特性有：是否支持USB 接口，是否支持即插即用，CRT防眩，防静电，超清晰涂层等。

最后亲自看一下显示效果，包括文字清晰不清晰，对比度大不大，色彩均不均匀，图象色彩饱和度及柔和度如何，图象细节表现层次感、立体感如何，图象是否清晰、鲜艳、亮丽，亮度够不够大，有没有明显的失真、瑕疵等。

因为“百闻不如一见”,性能参数再好，直观的检测通不过也不行。

当然还有售后服务也不容忽视.
其实对很多既不想了解显示器的技术特色又不愿意完整阅读类似本文这样的一些文章的读者来说，还有一种“投机取巧”的方法，那就是选择显示器这一行业内信誉较好公司规模较大的品牌，如:三星、飞利浦、厦华、NEC等。

显示器最基本的特性参数只有两个:一个是点距(栅距),它是显示器所采用显象管的基本物理参数,以mm为单位,表明了显示图象的精细程度,点距(栅距)越小,显示越清晰；另一个是带宽,它是显示器显示能力的综合指标,以MHz为单位,是每秒钟每条扫描线上显示的频点数总和，表明了显示器的显示能力，带宽越大，所支持的分辨率和刷新频率也越大。

需指出的是，分辨率和刷新频率都不是显示器本身的固有物理特性，只要显卡和显示器的带宽支持，理论上可以有很多种组合方法，而现在支持的这些，只不过是因为目前显卡和显示器出厂时，在电路中设定了一些常用模式而已。

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质量认证与安全规范(多种认证及标准需增加)
我们在识别一台显示器的优劣时，如果仅仅参考其性能指标，则往往可能失之偏颇，因为同样技术指标的显示器产品往往会因生产条件及使用材料、检测手段、生产工艺等的不同其所表现的质量可靠性和安全标准也会不同，那么如何来规范显示器厂商的这些活动呢？世界各国均对此制定了相应的质量与安全标准，国际上也有专门的组织机构制定一些通行标准以满足显示器产品在国际市场上的销售。

主要说来有以下几个标准或体系：
１、 ISO9000系列质量保证体系。

该体系作为世界通行的质量管理体系，规范了厂家在生产经营中质量保证的方方面面，如供应商的评定、来料的认定检验、
生产工艺、操作规范、产品的检验试验、合同规范等等，ISO9001还对设计
研发方面做了更严格具体的要求，现在企业如果通过了该质量保证体系认证，
那么其产品在生产过程就得到了科学系统的质量保证。

厦华集团早在1993年
就通过了国际国内ISO9002质量认证，厦华显示器公司也在1997年独立通过
了该体系认证。

２、 ISO14000环保管理体系。

该体系对企业在环境保护方面做了相应的规范与要求，如企业自身生产环境、产品的可回收、生产现场的无污染、使用材料的
无污染与可回收及部分可降解等等。

厦华集团目前正在申请通过该认证体系，
并有望于今年底获得通过。

３、 FCC电磁兼容标准。

该标准是针对电器产品对周边电器的电磁干扰程度的相应制定的一个安全标准，其中又分为A级与B级两种，前者是针对工业类电
器设备，后者是对家用类电器设备，后者更为严格。

厦华显示器公司生产的
显示器产品都能达到FCC classB标准，保证了产品即使在家庭使用环境下也
能安全可靠地正常运行。

４、 MPRII与TCO低辐射标准。

这几个标准均是国际标准化组织主要针对显示器产品的辐射要求而出台的。

由于电器的电磁辐射包括电场辐射、磁场辐射，
磁场辐射中特别是超高频和超低频辐射对人体健康可能造成伤害，因此上述
几个标准对单位面积的辐射量做了严格的要求。

国际标准化组织对显示器的
辐射要求已有不少标准，其中较著名的有：MPRII、TCO-92、TCO-95及最新
的TCO-99等。

TCO-95是一个综合性的环保及人体工程学设计规定，它包含
了以下标准和功能：基于TCO-92、ISO、环境保护MPRII，符合人体工程学
（ISO9241）和安全性（IEC950）标准，满足低电磁辐射（EMC、EMI）要求，
具备电源监控（NUTEK）功能，广泛使用可再循环材料，对材料的返还工厂作
了要求，外壳中含有溴化和氯化火焰延迟剂。

该标准把人眼离屏幕的距离由
50CM缩短到了30CM。

出于对健康的要求，建议您所购显示器至少要符合MPRII
标准。

５、 DPMS与EPA标准。

这两个标准是对显示器产品的能源消耗制定的，面对日益枯竭的能源，多数显示器厂商均对其产品从设计上就考虑加入节能电路，使
节能要求满足VESA组织的电源管理系统DPMS标准和EPA的能源之星标准。

６、 CCEE、UL、CSA、TUV、CE等安规认证。

它们分别是中国、美国、加拿大、德国、欧盟等国家或地区由于地区间情况不同对显示器产品在本国销售使用而
制定的相应的安全规范认证。

主要内容都包含了产品的电磁兼容、电磁辐射、
能源管理、使用材料的安全性等等项目。

在中国市场销售使用的显示器产品，政府有关部门强制性要求满足FCC标准与通过CCEE认证，至于目前在国内市场上五花八门的各种品牌的显示器在外包装箱上打上其它各种认证标志，并没有太大的意义，甚至比没打认证标志的产品更有可能对消费者产生误导的作用，这只是因为如前述的各国的情况不同其标准也不同而已。

厦华显示器公司生产销售的显示器都满足并优于这两个要求。

另外，几年前，国内管理部门已对显示器市场进行了一次规范整顿，要求在市场上销售使用的显示器产品不得是“四无”产品，即无生产厂家厂址、无生产许可证、无中文标识、无安全标识的产品，否则工商部门及技术监督部门有权责令其停止生产及在市场上销售。

厦华显示器公司生产的显示器产品同样满足这些要求，经销商、消费者尽可放心销售或购买使用厦华显示器产品。

目前市场上有很多显示器品牌，但并不是每一个显示器厂只生产一个牌子，有时因为市场的需要，一个显示器制造商可能会生产许多品牌的显示器，有的商家自己并没有生产能力或生产条件，可以委托有条件的厂按他们的要求生产，这就是我们常听到的OEM/ODM，所谓OEM，即是Original equipment manufacture,中文意思为委托加工，而ODM则是Original design manufacture 的简称，意为委托设计制造，比前者多了设计这个项目。

但无论如何，国内制造商必须具备我国信息产业部全国生产许可证发证办公室颁发的生产许可证，同时会有一个相应的证号；同时，对任何一个品牌的单个机型，必须要通过CCEE安全认证，同样会有相应的一个证号，这两个证号都要与生产厂家、厂址一起打在外包装箱上的显著位子。

按规定，委托加工的显示器也必须要求将委托加工的原厂打在外包装箱上，但由于国内的特殊情况，许多品牌并未按这个要求来做。

所以用户在选择显示器时，注意观察外包装箱，如果满足上述要求，且包装整齐规范，多半就可初步判断这个显示器是正规的，质量服务也应该有保障。

本资料由《液晶之家》行风提供，仅供液晶之家成员参考使用，请勿用于商业用途。