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Timestamp: 2018-06-25 06:38:29+00:00

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TEMA A TRATAR: Monitores LCD y Plasma. INTEGRANTES: Hambra Mike, Vaisberg Martin y Volman Jonas.
Introducción y objetivo............................................................ 4 Monitores CTR i) Breve introducción...................................................................... 5 ii) Creando imágenes..................................................................... 6 iii) El modo de texto...................................................................... 6 Monitores LCD i) Introducción............................................................................... 7 ii) Breve historia............................................................................ 7 iii) Componentes del monitor.......................................................... 7 iiii) Pantallas monocromáticas........................................................ 8 iiiii) Creación de imágenes............................................................ 10 iiiiii) Tecnologías
LCD................................................................... 11 - Pantallas TFT - Pantallas DSTN - Pantallas HDP Diferencias entre LCD y CTR.................................................... 12 Colores en los monitores.......................................................... 13 Monitores Plasma..................................................................... 11 - Componentes del plasma............................................................ 15 - Como funciona un plasma........................................................... 16 - Diferencias entre LCD y plasma................................................... 17 Bibliografía.............................................................................. . 18
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 4
la computadora. Las pantallas de los sistemas informáticos muestran una imagen del resultado de la información procesada por ésta.
Combinar conocimiento previamente adquirido acerca de los 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 en profundidad.
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.
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. Un monitor entrelazado, es uno en el cual los rayos de electrones no se dibujan en forma lineal, sino de forma entrelazada (línea de por medio),
y cuando llega al final de la pantalla, regresan arriba para llenar las anteriormente no refrescadas. En cambio, un monitor no entrelazado es el que dibuja todas las líneas en cada pasada antes de refrescar el cuadro siguiente, resultando una imagen más nítida.
El modo de texto:
El modo de texto fue el primer modo en aparecer en pantalla, ya que 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. A simple vista uno puede diferenciar un monitor LCD de uno CRT por su pantalla plana.
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 animado.
Cada LCD se compone de una placa integrada que consta de: 1. La propia pantalla LCD 2. Microchip controlador 3. Interfaz de contactos eléctricos para conexión eléctrica 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). 5. Opcionalmente, una luz trasera para iluminar la pantalla El microchip 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.
La interfaz de contactos eléctricos 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. En la memoria 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 853 x 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.
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 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 9
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 liquid cristal. Un gas combinado de Xenón, Neón y otros gases, en un pequeño píxel, se convierte en un cristal líquido 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, que luego va a ser polarizada, y pasará a la capa 5 para que pueda ser visible para el usuario.
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 10
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 11
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 (ver más adelante) se utilizan uno por cada fila y columna, en los de matrices activas uno por cada píxel.
-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:
1A 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. 2Un 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. Ésta es una de las razones por las que el texto se observa tan duro en un monitor de LCD. 3No 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. 4Inversamente, 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.
5Los 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. 6Los 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. 7Actualmente, 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.
Colores en los monitores
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.
El plasma fue inventado en 1964, en la Universidad de Illinois en Urbana – Champaign, por Donald L. Bitzer y H. Gene Slottow, para el sistema informático “PLATO”. Los paneles originales eran monocromáticos, generalmente de color verde o naranja, pero Larry Weber, de la misma universidad, creó una pantalla plasma de color en 1995.
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 plasma convencional esta formado por: • Los gases nobles (Neón y Xenón) • La zona de descargas • La capa de Óxido de Magnesio • Los transistores y condensadores • La capa dieléctrica • El fósforo • Los identificadores de electrodos
(mas profundizado)
La pantalla consiste en dos paneles de vidrio transparente con una delgada capa de píxeles entre dichos paneles. Cada píxel está compuesto por tres células llenas de gas o subpixeles (uno para el rojo, uno para el verde y uno para el azul). Una red de pequeños electrones aplica una corriente eléctrica a las células individuales, haciendo que el gas (una mezcla de neón y xenón) en las células se ionice. Este gas ionizado (plasma) emite rayos ultravioletas de alta frecuencia, que estimulan el fósforo de las células, haciendo que irradien el color deseado.
Debido a que un panel de plasma se ilumina a nivel del subpixel, las imágenes son sumamente precisas, y la salida de luz del panel es alta y consistente en toda el área de la pantalla. Los televisores de plasma también proporcionan anchos ángulos de visión horizontal y vertical. Se puede apreciar la calidad de la imagen nítida y brillante prácticamente desde cualquier lugar de la sala. Como las pantallas de plasma utilizan un revestimiento de fósforo (como los televisores en base a CRT), existe el riesgo de que se quemen, de modo que es importante seguir las recomendaciones del fabricante para su uso diario.
Comparación entre LCD y Plasma
- Los monitores LCD tienen de 50.000 horas de vida (12 años),mientras que los plasmas llegan a 30.000 horas (8 años), cuando comienzan a perder el 50% de su luminosidad. Sumado a esto, los píxeles de los monitores plasma no son recargables, por lo cual cuando se agotan los gases nobles de éste, el monitor queda inutilizable. - Tiene una mejor calidad de imagen debido a su brillo uniforme, a su amplio ángulo de visión, su alta gama de colores visibles, y su capacidad para mayor resolución. Los monitores Plasma son conocidos por su mejor calidad en visión. En relación a la resolución los LCDs tiene capacidad VGA y SVGA, mientras que los Plasma llegan hasta XGA.(?) - Los LCDs entran en el rango de 140º a 160º mientras que los plasmas van desde 160º a 180º. Esto sumado al brillo uniforme permiten visualizar los bordes más claramente que en otros monitores. - El plasma esta pensado para amplios y luminosos lugares, como una sala de estar, mientras que los LCDs para cuartos pequeños como una habitación.
1www.monitron.com 2www.howstuffworks.com 3www.monografías.com 4Periféricos y redes locales – M. C. Ginzburg 5Buscador “Google”
6http://www.crutchfieldenespanol.com/crutchfield/enes/24/_
www_crutchfieldadvisor_com/ISEOrgbtcspd/learningcenter/home/tv_flatpanel.html?page=2 7http://www.vidicomcr.com/Page2.html 8http://www.terra.es/personal/alksoft/hard/monlcd.htm 9http://www.monitron.com.ar/faqplasma.htm
10 http://www.mtas.es/Insht/ntp/ntp_678.htm#fig01
“Estructura de computadores y periféricos”, de Rafael J. Martínez, José A. Boluda Grau y Juan J. Pérez Solano.
Transistor: Tecnologías de TFT y Plasma. Es un dispositivo electrónico semiconductor que se utiliza como amplificador o artefacto electrónico. En el caso de circuitos analógicos los transistores son utilizados como amplificadores, osciladores y generadores de ondas. Cada transistor 19
alimenta su píxel individualmente. Con esto se mejora el tiempo de respuesta, brillo, pureza del color, al ángulo de visión. Polaridad de la luz: Es la dirección con la que circula la luz. La luz natural viaja con polaridades aleatorias, es decir no tiene uno fijo.
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