Source: https://www.scribd.com/document/137023/Monitores-1
Timestamp: 2018-06-25 12:22:01+00:00

Document:
Sistemas y Soportes de la Información
MONITORES LCD PLASMA
Integrantes: Magali
Blumental Sofia Museri Ariela Makarz
División: 5º I A
Introducción Monitores CTR a) Breve introducción b) Formando imágenes c) El modo de texto 4 5 4 3
Monitores LCD a) Pantallas monocromáticas 6 b) Pantallas TFT c) Pantallas DSTN d) Pantallas HDP 8 9 8
Diferencias entre LCD y CTR
Colores en los monitores Monitores Plasma Tarjetas de video a) Tarjetas VGA b) Acelerador gráfico Bibliografía 15 12 13
Combinar conocimiento previamente adquirido acerca de los dispositivos y sus labores en el sistema de un monitor CRT, con información recopilada y analizada, para conocer detalladamente los componentes, elementos y funcionamientos de los monitores LCD y Plasma.
El nombre periférico proviene de la ubicación de estos dispositivos alrededor de la computadora en relación con la CPU y a la memoria principal. Se denominan unidades de entrada o salida de acuerdo a su función. La función básica de los periféricos es convertir señales que representan datos externos en internos, cuando la operación es de entrada, y hacer lo opuesto cuando la operación es de salida.
Un periférico es como una frontera entre el exterior y el interior de una computadora. El periférico del cual vamos a hablar nosotros es el monitor que entra en la categoría de periféricos de salida. Este es el periférico más utilizado en la actualidad para obtener la salida de las operaciones realizadas por la computadora. Las pantallas de los sistemas informáticos muestran una imagen del resultado de la información procesada por ésta. Aquí se describen, pues, entre otras
cosas, la estructura, componentes y funcionamientos de los sistemas que comprenden los monitores LCD y plasma, se comparan, y se clasifican, siempre con la estructura de los monitores CTR.
El monitor CTR (tubo de rayos catódicos) fue desarrollado por el científico alemán Ferdinand Braun en 1897 pero no se utilizó hasta la creación de los primeros televisores a fines de la década de 1940. Comienza con un cuello fino que se agranda hacia la base. Esta base es la pantalla del monitor, y está recubierta
por dentro con miles de pequeños puntos de fósforo. El fósforo es un elemento químico que tiene dos características: luminosidad y persistencia. Esto significa que cuando es impactado por un haz de electrones se enciende tomando diferentes colores en distintas proporciones (rojo, verde y azul), y que al no ser persistente, pierde luminosidad a falta de suministro de luz, es decir que se apaga. Diferentes fósforos emiten diferentes colores de luz. Cada punto consiste en tres sectores de fósforo coloreado: Rojo, Verde y Azul. Estos grupos de tres fósforos construyen lo que es conocido como un píxel.
Para producir una imagen, los haces de electrones inician el bombardeo en la parte superior de la pantalla, recorriéndola rápidamente de izquierda a derecha trazando una línea horizontal (lo que llamamos un “barrido horizontal”). Al llegar al último píxel de ésa línea, El cañón RGB, se ubica en el primer píxel de la siguiente fila, y continúa con el bombardeo, y así hasta completar toda la pantalla (“Barrido vertical”). El movimiento y la intensidad de los haces se controlan mediante la información suministrada por la tarjeta de video. La intensidad del haz de electrones en cada punto, es la que determina la luminosidad del píxel. El haz debe orientarse para que llegue a cualquier punto de la pantalla, lo cual se logra por medios electrostáticos o magnéticos. El rápido refresco de la pantalla consigue engañar al ojo humano, produciendo laimpresión de 1 imagen fija.
Formando imágenes
Un píxel es la unidad mínima representable en un monitor. De esta forma, cuanta más cantidad de píxeles puedan ser representados en pantalla, mayor resolución habrá, por lo que la imagen será más nítida. Ésta se calcula
a través de la multiplicación entre la cantidad de líneas horizontales visualizables en pantalla y la cantidad de píxeles totales por línea. La cantidad de veces que se renovará la imagen por segundo se llama frecuencia de barrido horizontal y se la mide en Hertz (Hz). Para que no se note un parpadeo constante y para que no sea cansador para la vista del ojo humano, la frecuencia de barrido debería ser mayor o igual a 70 Hz.
Ahora si, para producir una imagen, los haces de electrones inician el bombardeo en la parte superior de la pantalla, haciendo un barrido horizontal. Al llegar al último píxel de ésa línea, El cañón RGB, se ubica en el primer píxel de la siguiente fila, y continúa con el bombardeo, y así hasta completar toda la pantalla (este nuevo bombardeo se llamara “Barrido vertical”). El movimiento y la intensidad de los haces se controlan mediante la información suministrada por la tarjeta de video. La intensidad del haz de electrones en cada punto, es la que determina la luminosidad del píxel. El haz debe orientarse para que llegue a cualquier punto de la pantalla, lo cual se logra por medios electrostáticos o magnéticos. El rápido refresco de la pantalla consigue engañar al ojo humano, produciendo la impresión de 1 imagen fija.
El modo de texto fue el primer modo en aparecer en pantalla, pues los monitores al principio eran utilizados sólo para el intercambio de mensajes con operadores, y más adelante para procesamiento de textos. Esto se debía por las restricciones dadas por la poca capacidad de memoria principal. De este modo, en el buffer de video se escriben todos los caracteres alfanuméricos que se desea visualizar en pantalla, codificados a través de un código denominado ASCII. La pantalla permite escribir 80 caracteres por renglón en 30 renglones, generando un total de 2400 caracteres.
Como cada carácter ocupa un Byte, y se necesita otro para para especificar cómo aparecerá en pantalla, necesitando como máximo una capacidad del buffer de aproximadamente 4 KB (2400 x 2 Bytes)
LCD son las siglas de Liquid Crystal Display. Son sustancias casi transparentes. Constan de un material orgánico que está en medio del estado de solidificación (ni líquido ni sólido), y ésta es la razón por la cual los LCDs sólo funcionan a determinadas temperaturas ambientales. Es simple poder diferenciar a simple vista un monitor LCD de un CTR, aunque sean tan diferentes, ya veremos porque.
En 1963, los ingenieros de RCA en su búsqueda por nuevas formas para desplegar imágenes, obtuvieron el gran descubrimiento al encontrar que si aplicaban una carga eléctrica en este compuesto de cristal líquido, su orientación aleatoria cambiaría a un perfecto orden estructurado, con el efecto de bloquear la luz. En 1968, otro científico de RCA inventó el primer dispositivo práctico de despliegue de cristal líquido monocromático. A principios de los 80 apareció la primera pantalla de matriz pasiva de cristal líquido a color. A fines de los 80, con la aparición de microprocesadores veloces, y con el desarrollo del Transistor de Película Fina (Thin Film Transistors), fue posible retener la carga eléctrica que polariza el cristal líquido y se obtuvo la primera pantalla de matriz activa a color, capaz de refrescar 30 cuadros por segundo, lo cual es indispensable para obtener un video totalmente
Cada LCD se compone de una placa integrada que consta de: 1. La propia pantalla LCD 2. Microchip controlador: Se encarga de ajustar la resolución de la imagen que se va a mostrar, a la de la capacidad del monitor. Por ejemplo, si se tiene una resolución VGA y se quiere transmitir una imagen XVGA, el microchip es el encargado de adaptar la imagen a la pantalla. En cambio si se tiene una pantalla de menor tamaño a la que se quiere transmitir el microchip lo achicará. 3. Interfaz de contactos eléctricos para conexión eléctrica: Es la encargada de brindar y regular la energía dada y distribuida al monitor. Si hay un salto de corriente, la interfaz de contactos eléctricos la regulará para alimentar al monitor. 4. Pequeña memoria que contiene tabla de caracteres (en ésta se guarda una serie de datos que contienen la información que se va a emitir por monitor): En esta se guarda una determinada cantidad de información para cada uno de los píxeles de la pantalla. Por ejemplo, si la resolución de un monitor LCD, RGB, es de 853x 480, es decir 409.440 píxeles, de 16 tonos por color, se guardaría un total de 2.866.080 B, o sea 221B, igual a 2MB, por pantalla. 5. Opcionalmente, una luz trasera para iluminar la pantalla
Pantallas Monocromáticas pasivas y activas Existen tres tipos de monitores LCD: los monocromáticos, los de tonalidades grises y los de color. Estos se diferencian por la opacidad que presentan a la luz del cristal líquido, que pueden ser compleja (matriz activa) o simple (matriz pasiva). En las pantallas LCD con matriz activa la nitidez y el contraste son mayores, los grises o colores son más puros y no requieren ser vistas totalmente de frente, a diferencia de la pasiva. Una pantalla LCD monocromática pasiva está compuestas por varias capas de materiales lo que hace que tenga un espesor
algo mayor de 1cm. Si bien cada capa es del tamaño de la pantalla, se indican porciones del tamaño de 1 píxel. La capa 1 es la más interna. Es un panel luminoso que ilumina desde atrás de la pantalla, generando luz blanca en ondas electromagnéticas que vibran en diferentes planos aleatorios en relación con la dirección de propagación. De todas estas ondas emitidas sólo pasan por la capa 2 aquellas que vibran en sentido vertical. El permitir el paso solamente de las ondas que vibren en cierto sentido filtrando las que no vibren de esa forma se lo conoce como polarización. Por lo tanto, cualquier porción de la capa 2 es un filtro polarizador. La capa 4 funciona igual que la capa 2, a diferencia que ésta sólo deja pasar las ondas horizontales. La capa 5, que es transparente, es la que es visible para el usuario. Para que las ondas puedan pasar de la capa 2 a la 4 es necesaria una rotación de 90º, ya que una sólo permite pasar las ondas en sentido vertical y la otra sólo las que van en sentido horizontal. Esta rotación se consigue aplicando una tensión eléctrica a la capa 3. Ésta es la capa de cristal liquido que fisicamente esta compuesta por dos filtros polarizantes, dos electrodos, y en el medio el cristal líquido. La mayoría de los cristales líquidos son compuestos orgánicos formados por largas moléculas, que en su estado natural tienen sus ejes alineados en paralelo, pero es posible controlar el alineamiento, si se aplica un campo eléctrico haciendo que la estructura molecular del cristal líquido toma un sentido espiral. De esta forma se cambia la polaridad de la luz para que esta pueda pasar por los filtros que su función consiste en dejar pasar la luz que tenga solo la polarización de sus huecos. Cuando pasa la luz (que en un principio tiene varias polaridades) por el primer filtro, se bloquea la que no tenga la polaridad de los huecos del filtro. El segundo filtro se encuentra en forma perpendicular a al primero, es decir que la polaridad de la luz que pase por el primer filtro va a ser diferente a la que pase por el segundo. Con esto se consigue bloquear la luz para que solo pase la que fue modificada por la capa 3. En el cristal líquido se forman celdas por los electrodos, las
cuales conforman los píxeles. Para generar luz, se conecta un tubo de luz al fondo de la pantalla. En orden, el monitor se puede pensar como una especie de sándwich estructurado con los filtros en las puntas (uno delantero y uno trasero). (cambio de tema) Con respecto a la frecuencia de barrido en un LCD no es un motivo en que pensar, ya que los píxeles están simplemente encendidos o apagados, por lo que la imagen se puede refrescar a una velocidad tan baja como 40 a 60 Hz sin notar diferencia con una de 75 Hz. Un panel de LCD tiene un número fijo de celdas de cristal líquido y pueden mostrar sólo una resolución en pantalla completa utilizando una celda por píxel. Resoluciones menores pueden ser mostradas utilizando una proporción de la pantalla. Por ejemplo, una resolución de 1024 x 768 puede mostrar una resolución de 640 x 480 utilizando solo un 66% de la pantalla. Pero tenemos que tener en cuenta que esto trabaja mejor con imágenes de tono continuo, como fotografías, que con texto e imágenes detalladas.
La mayoría de los cristales líquidos son compuestos orgánicos formados por largas moléculas, que en su estado natural tienen sus ejes alineados en paralelo. Es posible controlar el alineamiento, si se aplica un campo eléctrico. Como ya dijimos un LCD consiste en 2 filtros de polarización lineales con sus líneas dispuestas perpendicularmente. Al incidir la luz (que tiene un eje de polarización aleatorio) sobre el primer plano solo pasaría la luz polarizada en la dirección del primer plano. El segundo plano de polarización bloquearía el paso de la luz totalmente, ya que su eje de polarización es perpendicular al primero. El cristal líquido situado entre ambos planos de polarización puede orientar su eje de polarización mediante la aplicación de un campo eléctrico, producido por los electrodos. De esta manera se polariza la luz que atraviesa el primer plano en el sentido adecuado para que se pueda atravesar el segundo plano, ya que con la carga eléctrica la estructura molecular del cristal líquido toma un sentido espiral. De esta forma se cambia la polaridad de la luz para que esta pueda pasar por el segundo filtro y los filtros de colores. Pegados en el interior del cristal, están los electrodos (de un material transparente), conductores que polarizan una zona del cristal líquido. Para cada píxel deberá haber un control individual de los electrodos, ejercido por los transistores. De forma resumida los electrodos permiten el paso de luz a través de los
filtros al impactar su voltaje en el cristal líquido. Con este impacto se crea la espiral en el cristal líquido, y este es el encargado de cambiar la polarización de la luz para que pase por el segundo filtro. Los transistores amplifican la tensión producida en el cristal líquido en las en las diferentes divisiones de los electrodos, de esta manera pueden activar y desactivar cada píxel en forma separada. Para los monitores de matrices pasivas se utilizan uno por cada fila y columna, en los de matrices activas uno por cada píxel.
Tecnologias LCD:
- Pantallas TFT (Thin Film Transistor) En una pantalla TFT, también conocida como una matriz activa, una matriz extra de transistores está conectada al panel LCD con un transistor por cada color (uno rojo, uno verde y uno azul) de píxel. Estos transistores manejan los píxeles eliminando de una vez los problemas de fantasmas (efecto que no permite ver una imagen con nitidez) y respuesta lenta que afligen a las pantallas LCD normales. Los monitores TFT pueden ser mucho más delgados que los LCD, lo que los hace más livianos, con una frecuencia de barrido aproximada al CTR. - Pantallas DSTN (Dual Scan Twisted Nematic) Una matriz pasiva normal LCD comprende un número de capas. La primera es una hoja de vidrio cubierta con un óxido de metal transparente. Ésta coopera como una grilla de electrodos en filas y columnas que pasa la corriente necesaria para activar los elementos en la pantalla. Luego hay una capa de alineamiento que alinea las moléculas de cristal líquido en la dirección apropiada.
- Pantallas HPD (Hybrid Passive Display) EL monitor HPD (Hybrid Passive Display), que fue creado por la empresa japonesa Toshiba junto con Sharp, utiliza un diferente material de cristal líquido, gracias al cual puede ofrecer una mejoría en la calidad de la imagen, teniendo un costo no tan elevado. El cristal líquido, que tiene una viscosidad menor, permite que material pueda cambiar de estado más rápidamente. El HPD puede superar al DSTN y parecerse más a una matriz activa. Diferencias entre monitores LCD y CTR: 5 A diferencia de los monitores de CTR, las medidas diagonales del LCD equivalen exactamente al área visible, por lo que no existe pérdida en los bordes y se aprovecha mejor el tamaño de la pantalla. 6 Un CTR tiene tres cañones de electrones cuyos rayos deben converger sin error para poder crear una imagen correcta. No existen problemas de convergencia con un panel LCD, debido a que cada celda se enciende y apaga individualmente. 7 No hay necesidad de preocuparse por refrescado y titileo en un panel de LCD, ya que las celdas están simplemente encendidas o apagadas, por lo que la imagen se puede refrescar a una velocidad tan baja como 40-60 Hz sin notar diferencia con una de 75Hz.
8 Inversamente, es posible que una o más celdas del panel LCD estén falladas. En un monitor de 1024 x 768, existen tres celdas por cada píxel (una por cada color), lo que da un total de 2.4 millones de celdas (1024 x 768 x 3 =2.359.296). Existe una posibilidad muy pequeña de que todas las celdas sean perfectas, es más, algunas pueden quedarse encendidas (creando un efecto de brillo) o apagadas (resultando un defecto de oscuridad). Algunos usuarios pueden pensar que el alto costo de un LCD trae consigo pantallas perfectas, lo que en realidad no es cierto. 9 Los monitores LCD tienen otros elementos que no se encuentran en los CTR. Los paneles son tubos fluorescentes encendidos que serpentean detrás de la unidad. A veces una pantalla puede exhibir líneas más finas en algunas partes de la pantalla que en otras. También es posible ver "fantasmas", donde una imagen particularmente luminosa u oscura puede afectar distintas porciones de la pantalla. 10 Los problemas del ángulo de vista en los LCD ocurren debido a que la tecnología es un sistema transmisor que trabaja modulando la luz que pasa a través de la pantalla, mientras que el CTR es emisor. En los dispositivos emisores, el material que emite la luz en el frente de la pantalla, permite ver fácilmente desde
diferentes ángulos. En un LCD, al pasar por el píxel especificado, la luz emitida oblicuamente pasa a través de píxeles adyacentes, causando distorsión en el color. 11 Actualmente, la mayoría de los monitores LCD se conectan a la computadora a través del puerto VGA analógico normal, usando un convertidor para transformar la señal en una forma que el panel pueda utilizar.
Para poder crear las tonalidades requeridas para un monitor a todo color, simplemente se necesita la presencia o ausencia de luz. Los niveles variantes de brillo requeridos para crear una pantalla a todo color, se logran a través de la diferencia del volumen de voltaje aplicado a los cristales. Éstos, en efecto, se destuercen a una velocidad directamente proporcional a la fuerza del voltaje, permitiendo que se controle la cantidad de luz que pasa. La variación de voltaje de los LCD de hoy en día puede ofrecer es sólo 64 diferentes tonalidades por elemento (6 bits), a diferencia de los CTR a todo color que pueden crear 256 tonalidades (8 bits). Usando tres elementos por píxel y combinándolos en distintas proporciones, en los monitores LCD obtenemos como resultado una
cantidad de colores máxima de 262.144 (18 bits), comparada al color verdadero de los monitores CTR, que pueden tomar 16.777.216 (24 bits) colores diferentes. La cantidad de colores que ofrecen los monitores LCD, no son suficientes para trabajar con aplicaciones multimedia ni fotografías. Algunos diseños de LCD logran expandir la profundidad del color a 24 bits mostrando tonalidades alternas en refrescados sucesivos, una técnica conocida como FRC (Frame Rate Control). Sin embargo, si la diferencia es muy grande, se percibe una distorsión.
Como los monitores LCD, los monitores Plasma Display Panels, utilizan una grilla X e Y de electrodos para acceder a los elementos individuales de la imagen. Un gas, una combinación de Xenón, Neón y otros gases, en un pequeño
píxel, se convierte en plasma cuando se le aplica una carga. El gas cargado libera luz ultravioleta que golpea y excita al fósforo RGB. Cuando estos fósforos regresan a su estado natural emiten luz visible. Las pantallas de plasma convencionales sufrían normalmente de un bajo contraste. Esto es debido a la necesidad de celdas "primas", aplicando un bajo voltaje constantemente a cada píxel. Su fabricación es más simple que los LCD y sus costos son semejantes a los CTR. Sin embargo, la vida del monitor es de alrededor de 10.000 horas, un factor normalmente no considerado en el costo de las pantallas: costo por hora. Esto debería ser importante dependiendo del uso que se le dará al monitor, pues no es la misma cantidad de horas que se utilizaría si lo usáramos en nuestras casas que en una oficina. Sin embargo, hay un tema más que tener en cuenta con respecto a las pantallas de plasma, y es el tamaño del píxel. Los píxeles logrados por los fabricantes son menores a los 0.3 mm. Es por esto que los PDP (Plasma Display Panels) no pueden competir con los demás monitores en el mercado de las PC de escritorio.
Un monitor de plasma, está compuesto fundamentalmente por: • Los gases nobles (Neón y Xenón)
Los identificadores de electrodos La zona de descargas Los transistores y condensadores La capa de Óxido de Magnesio (MgO) La capa dieléctrica El fósforo
Una pantalla de plasma se compone de una matriz de píxeles, compuestos de los colores RGB. El gas en estado de plasma, compuesto de los gases nobles de Xenón y Nerón, reacciona con el fósforo de cada color para producir luz deseada, en la gama de los distintos colores. Cada color está controlado individualmente por un transistor y se pueden producir más de 16 millones de colores diferentes. Esto permite la visualización de más detallados display en el monitor de pantalla plana.
Las tarjetas de video o controladoras de video, son el componente electrónico requerido para generar una señal de video que se manda a una pantalla por medio de un cable. Generalmente, se encuentra en una placa de sistema de la computadora o en una placa de expansión. Reúne toda la información que debe visualizarse en pantalla y actúa como intermediario entre el procesador y el monitor. La información es enviada al monitor a través de la placa, una vez que ésta la haya recibido por medio de los
busses. Una tarjeta gráfica está compuesta por un controlador de video, de la memoria de pantalla o RAM video, y el generador de caracteres, y hoy en día también por el acelerador de gráficos. La controladora de video va leyendo a intervalos la información almacenada en la RAM de video, u la va transfiriendo al monitor en forma de señal de video. De la velocidad de lectura por parte de la controladora va a depender la frecuencia de refresco de pantalla. Tarjeta VGA: La tarjeta VGA (Video Graphics Adapter) generó un gran cambio en el mercado, pues era un nuevo modelo estándar. Es la primer controladora que ofrecía una paleta de 256 colores, obteniendo imágenes con colores más vivos. Las primeras VGA contaban sólo con 256 KB de memoria y sólo podían alacnzar una resolución de 320 x 200 (la cantidad de colores mencionada anteriormente). Pero luego, la capacidad de la memoria fue ampliada a 512 KB y luego a 1024 KB (1 MB) gracias a la cual se pudo obtener una resolución de 1024 x 768 píxeles con 8 bits de color. Con respecto al modo de texto, la VGA tiene una resolución de 720 x 400 píxeles, posee un refresco de 60 Hz y con 16 colores soporta hasta 640 x 480 puntos. Acelerador gráfico: El acelerador gráfico fue la primera solución que se
encontró para aumentar la velocidad de proceso de los gráficos. Se encarga de realizar una serie de funciones relacionadas con el procesador. Así, le quita tareas a este último para que se dedique exclusivamente al proceso de datos. El estándar de la actualidad está dado por los aceleradores gráficos de 64 bits, aunque también hay, pero no son tan comunes, los de 128 bits.
12www.monitron.com
13www.howstuffworks.com 14www.monografías.com 15Periféricos y redes locales – M. C. Ginzburg 16Buscador “Google”
http://www.crutchfieldenespanol.com/crutchfield/enes/2 4/_www_crutchfieldadvisor_com/ISEOrgbtcspd/learningcenter/home/tv_flatpanel.html?page= 2
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