显示器基础知识.docx

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显示器基础知识

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显示器相关基础知识

一、显示器的定义：

显示器是属于电脑的I/O设备，即输入输出设备。

它可以分为CRT、LCD等多种。

它是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。

二、显示器分类：

CRT显示器、LCD显示器、LED显示器、3D显示器、等离子显示器

1、CRT显示器

CRT显示器

[1]

是一种使用阴极射线管（CathodeRayTube）的显示器，阴极射线管主要有五部分组成：

电子枪（ElectronGun），偏转线圈（Deflectioncoils），荫罩（Shadowmask），荧光粉层（Phosphor）及玻璃外壳。

CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超过的优点，而且现在的CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少。

按照不同的标准，CRT显示器可划分为不同的类型。

因CRT显示器现在基本已经淘汰，这里我们就不多讲解。

号响应时间。

由于没有改变液晶体的物理性质，因此对其亮度、对比度、色彩饱和度都没有影响，这种方法的制造成本也相对较高。

LCD的组成：

LCD显示器的优点：

机身薄，占地小，辐射小，给人以一种健康产品的形象。

但实际情况并非如此，使用液晶显示屏不一定可以保护到眼睛，这需要看各人使用计算机的习惯。

LCD显示器的缺点：

色彩不够艳，你或者在显示器的商店上看到显示的产品真不错，但那场合备有足够的灯光，才能够看到表现如此的效果。

因为液晶显示屏主要的光源是通过反射外来光源，将产品搬回家你就大有发现了效果不同让人失望。

3、LED显示器

LED显示屏（LEDpanel）：

LED就是lightemittingdiode，发光二极管的英文缩写，简称LED。

它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。

　　LED的技术进步是扩大市场需求及应用的最大推动力。

最初，LED只是作为微型指示灯，在计算机、音响和录像机等高档设备中应用，随着大规模集成电路和计算机技术的不断进步，LED显示器正在迅速崛起，近年来逐渐扩展到证券行情股票机、数码相机、PDA以及手机领域。

LED显示器集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体，以其色彩鲜艳、动态范围广、亮度高、寿命长、工作稳定可靠等优点，成为最具优势的新一代显示媒体，目前，LED显示器已广泛应用于大型广场、商业广告、体育场馆、信息传播、新闻发布、证券交易等，可以满足不同环境的需要。

LCD与LED的区别是什么？

LCD是液晶显示屏，主要是用来做面显示的，它本身不发光，然后通过电流使屏幕产生各种颜色的浑浊现象，后置一个光源来透过前面的LCD面板使人看到图案。

LED是发光二极管，它本身是点光源，就是说发出来的光不是一个面，而是一个点。

也有用LED做显示屏的，相对于液晶显示屏来说，LED适合于室外以及室内大屏幕观看距离稍微远一点的情况，因为LED显示屏的分辨率肯定远远小过LCD。

LCD更适合做电脑液晶电视器、手机显示屏之类的应用。

目前有所谓的电脑LED显示屏，说的意思是显示屏仍然是通过液晶屏来显示图案，但是液晶屏后面的光源采用的是LED。

算是两者的一个综合吧。

4、3D显示器

3D显示器一直被公认为显示技术发展的终极梦想，多年来有许多企业和研究机构从事这方面的研究。

日本、欧美、韩国等发达国家和地区早于20世纪80年代就纷纷涉足立体显示技术的研发，于90年代开始陆续获得不同程度的研究成果，现已开发出需佩戴立体眼镜和不需佩戴立体眼镜的两大立体显示技术体系。

传统的3D电影在荧幕上有两组图像（来源于在拍摄时的互成角度的两台摄影机），观众必须戴上偏光镜才能消除重影（让一只眼只受一组图像），形成视差（parallax），产生立体感。

5、等离子显示器

　　PDP（PlasmaDisplayPanel，等离子显示器）是采用了近几年来高速发展的等离子平面屏幕技术的新一代显示设备。

成像原理

　　等离子显示技术的成像原理是在显示屏上排列上千个密封的小低压气体室，通过电流激发使其发出肉眼看不见的紫外光，然后紫外光碰击后面玻璃上的红、绿、蓝3色荧光体发出肉眼能看到的可见光，以此成像。

　　等离子显示器的优越性：

　　厚度薄、分辨率高、占用空间少且可作为家中的壁挂电视使用，代表了未来电脑显示器的发展趋势。

　　等离子显示器的特点：

　　1.亮度、高对比度

　　等离子显示器具有高亮度和高对比度，对比度达到500;1，完成能满足眼睛需求；亮度也很高，所以其色彩还原性非常好。

　　2.纯平面图像无扭曲

　　等离子显示器的RGB发光栅格在平面中呈均匀分布，这样就使得图像即使在边缘也没有扭曲的现象发生。

而在纯平CRT显示器中，由于在边缘的扫描速度不均匀，很难控制到不失真的水平。

　　3.超薄设计、超宽视角

　　由于等离子技术显示原理的关系，使其整机厚度大大低于传统的CRT显示器，与LCD相比也相差不大，而且能够多位置安放。

用户可根据个人喜好，将等离子显示器挂在墙上或摆在桌上，大大节省了房间，及整洁、美观又时尚。

　　4.具有齐全的输入接口

　　为配合接驳各种信号源，等离子显示器具备了DVD分量接口、标准VGA/SVGA接口、S端子、HDTV分量接口（Y、Pr、Pb）等，可接收电源、VCD、DVD、HDTV和电脑等各种信号的输出。

　　5.环保无辐射

　　等离子显示器一般在结构设计上采用了良好的电磁屏蔽措施，其屏幕前置环境也能起到电磁屏蔽和防止红外辐射的作用，对眼睛几乎没有伤害，具有良好的环境特性。

PDP与CRT和LCD的对比

　　等离子显示器比传统的CRT显示器具有更高的技术优势，主要表现在以外下几个方面：

　　◆等离子显示器的体积小、重量轻、无辐射

　　◆由于等离子各个发射单元的结构完全相同，因此不会出现显像管常见的图像的集合变形

　　◆等离子屏幕亮度非常均匀，没有亮区和暗区；而传统显像管的屏幕中心总是比四周亮度要高一些

　　◆等离子不会受磁场的影响，具有更好的环境适应能力

　　◆等离子屏幕不存在聚集的问题。

因此，显像管某些区域因聚焦不良或年月日已久开始散焦的问题得以解决，不会产生显像管的色彩漂移现象

　　◆表面平直使大屏幕边角处的失真和颜色纯度变化得到彻底改善，高亮度、大视角、全彩色和高对比度，是等离子图像更加清晰，色彩更加鲜艳，效果更加理想，令传统CRT显示器叹为观止

　　等离子显示器比传统的LCD显示器具有更高的技术优势，主要表现在以外下几个方面：

　　◆等离子显示亮度高，因此可在明亮的环境之下欣赏大幅画面的影像

　　◆色彩还原性好，灰度丰富，能够提供格外亮丽、均匀平滑的画面

　　◆对迅速变化的画面响应速度快，此外，等离子平而薄的外形也使得其优势更加明显

　　显示器品牌

　　·三星·LG·AOC·优派·飞利浦·明基·戴尔·华硕·联想

三、显示器的接口

显示器接口决定了图像传输的质量，常见的接口有VGA、DVI、HDMI、DisplayPort等。

1、15针D-Sub输入接口（VGA）

　　也叫VGA接口，CRT彩显因为设计制造上的原因，只能接受模拟信号输入，最基本的包含R\G\B\H\V（分别为红、绿、蓝、行、场）5个分量，不管以何种类型的接口接入，其信号中至少包含以上这5个分量。

大多数PC机显卡最普遍的接口为D-15，即D形三排15针插口，其中有一些是无用的，连接使用的信号线上也是空缺的。

除了这5个必不可少的分量外，最重要的是在96年以后的彩显中还增加入DDC数据分量，用于读取显示器EPROM中记载的有关彩显品牌、型号、生产日期、序列号、指标参数等信息内容，以实现WINDOWS所要求的PnP（即插即用）功能。

2、DVI数字输入接口

　　DVI（DigitalVisualInterface，数字视频接口）是近年来随着数字化显示设备的发展而发展起来的一种显示接口。

普通的模拟RGB接口在显示过程中，首先要在计算机的显卡中经过数字/模拟转换，将数字信号转换为模拟信号传输到显示设备中，而在数字化显示设备中，又要经模拟/数字转换将模拟信号转换成数字信号，然后显示。

在经过2次转换后，不可避免地造成了一些信息的丢失，对图像质量也有一定影响。

而DVI接口中，计算机直接以数字信号的方式将显示信息传送到显示设备中，避免了2次转换过程，因此从理论上讲，采用DVI接口的显示设备的图像质量要更好。

另外DVI接口实现了真正的即插即用和热插拔，免除了在连接过程中需关闭计算机和显示设备的麻烦。

现在很多液晶显示器都采用该接口，CRT显示器使用DVI接口的比例比较少。

3、HDMI数字输入接口

的英文全称是“HighDefinitionMultimedia”，中文的意思是高清晰度多媒体接口。

HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。

同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送。

应用HDMI的好处是：

只需要一条HDMI线，便可以同时传送影音信号，而不像现在需要多条线材来连接；同时，由于无需进行数/模或者模/数转换，能取得更高的音频和视频传输质量。

对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画质，而且由于音频/视频采用同一电缆，大大简化了家庭影院系统的安装。

HDMI接口支持HDCP协议，为看有版权的高清电影电视打下基础。

4、DisplayPort接口

DisplayPort也是一种高清数字显示接口标准，可以连接电脑和显示器，也可以连接连接电脑和家庭影院。

它是免费使用的，不像HDMI那样需要高额授权费。

AMD的路线图显示，该公司将在今年底明年初开始支持DisplayPort，以代替HDMI。

DisplayPort的特点

　　在高清晰视频即将流行之际，没有高带宽的显示接口是无法立足的。

DisplayPort问世之初，它可提供的带宽就高达10.8Gb/s。

要知道，HDMI1.2a的带宽仅为4.95Gb/s，即便最新发布的HDMI1.3所提供的带宽（10.2Gb/s）也稍逊于DisplayPort1.0。

DisplayPort可支持2560×1600、2048×1536等分辨率及30/36bit（每原色10/12bit）的色深，充足的带宽保证了今后大尺寸显示设备对更高分辨率的需求。

　　和HDMI一样，DisplayPort也允许音频与视频信号共用一条线缆传输，支持多种高质量数字音频。

但比HDMI更先进的是，DisplayPort在一条线缆上还可实现更多的功能。

在四条主传输通道之外，DisplayPort还提供了一条功能强大的辅助通道。

该辅助通道的传输带宽为1Mbps，最高延迟仅为500μs，可以直接作为语音、视频等低带宽数据的传输通道，另外也可用于无延迟的游戏控制。

可见，DisplayPort可以实现对周边设备最大程度的整合、控制。

DisplayPort的接头类型

　　目前DisplayPort的外接型接头有两种:

一种是标准型，类似USB、HDMI等接头;另一种是低矮型，主要针对连接面积有限的应用，比如超薄笔记型电脑。

两种接头的最长外接距离都可以达到15米，虽然这个距离比HDMI要逊色一些，不过接头和接线的相关规格已为日后升级做好了准备，即便未来DisplayPort采用新的2X速率标准（21.6Gbps），接头和接线也不必重新进行设计。

　　除实现设备与设备之间的连接外，DisplayPort还可用作设备内部的接口，甚至是芯片与芯片之间的数据接口。

比如，DisplayPort就“图谋”取代LCD中液晶面板与驱动电路板之间主流接口——LVDS（LowVoltageDifferentialSignaling，低压差分信号）接口的位置。

DisplayPort的内接型接头仅有26.3mm宽、1.1mm高，比LVDS接口小30%，但传输率却是LVDS的3.8倍。

DisplayPort的历史

　　制定DisplayPort接口标准的组织VESA（视频电子标准组织）于日前参加了2008年全球规模最大的消费电子展（CES2008），并且在展会上详细的介绍了有关下一代显示设备接口——DisplayPort1.1的相关情况。

实际上早在2006年5月，VESA就对外发布了Displayport1.0标准，这是一种针对所有显示设备（包括内部和外部接口）的开放标准，而在CES08上，VESA宣布目前DisplayPort已经更新到1.1版本，并作出了详细的报道和讲解。

　　关于DisplayPort这种全新的接口，几乎所有的个人电脑制造商和显卡厂商都表示支持，日本dell已经在2007年12月率先推出支持DisplayPort接口的显示器——Dell3008，并且已经在日本上市开卖。

加上在CES08上的宣传，可以预见2008年DisplayPort接口规格将会占据主导地位。

　　会议上，DisplayPort的重要负责人、Dell公司的BruceMontag对现行的DisplayPort1.1规格进行了详细的介绍，以及对今后DisplayPort的市场展望进行了说明。

首先BruceMontag表示，DisplayPort接口可以完美支持HDCP数字内容保护协议，并且可以同时传输音频与视频，真正意义上实现高清一线通解决方案。

DisplayPort的性能

　　从性能上讲，DisplayPort1.1最大支持10.8Gb/S的传输带宽，而最新的HDMI1.3标准也仅能支持10.2G/s的带宽；另外，DisplayPortisplayPort可支持WQXGA+（2560×1600）、QXGA（2048×1536）等分辨率及30/36bit（每原色10/12bit）的色深，1920×1200分辨率的色彩支持到了120/24Bit，超高的带宽和分辨率完全足以适应显示设备的发展。

DisplayPort与HDMI的区别

　　谈到DisplayPort与HDMI的区别，BruceMontag表示，HDMI最先是面向CRT而制定的规格，无论是HDMI还是其“孪生兄弟”UDI（实质是去掉HDMI的音频传输功能），两者都继承了DVI的核心技术TMDS，从本质上来说仍然是DVI的扩展。

DVI、HDMI、UDI的视频内容都以即时、专线方式进行传输，这可以保证视频流量大时不会发生堵塞的现象。

而DisplayPort一开始则面向液晶显示器开发，采用“Micro-PacketArchitecture（微封包架构）”传输架构，视频内容以封包方式传送，这一点同DVI、HDMI等视频传输技术有着明显区别。

也就是说，HDMI的出现取代了模拟信号视频，而DisplayPort的出现则取代的是DVI和VGA接口。

　　虽然HDMI和DisplayPort看起来有着同样的功能，又同样都是高速数字串行链接，但是在结构上它们却完全不同。

　　物理特性HDMI和DisplayPort在相同的基础架构以及差分同轴双绞线上运行，都使用高速低电压差分信号来传输数据，但二者的相同点仅此而已。

虽然从外表来看这两个标准十分相似，但结构上却有着巨大的不同。

这些不同决定了链路的性能与其成本、兼容性、鲁棒性以及易执行能力。

　　HDMI标准现定义了四种连接器，A至D。

除了TypeB外，其余都是19针。

TypeC与D针对便携应用和小体积设备。

　　两个标准所使用的线缆略有不同。

HDMI1.0至1.3使用4个屏蔽同轴差分对、4个单端控制信号，电源（+5V）以及地线。

HDMI1.4增加了音频回传通道和以太网通道，所以信号的构架有所不同。

HDMI1.4使用的是4个同轴对、1个非屏蔽差分对、3个单端信号、电源（+5V）以及地线。

这意味着，HDMI1.4和HDMI1.3使用不同的线缆。

如果在HDMI1.4系统中使用一根非HDMI1.4线缆，那么音频回传和以太网的功能将会丧失。

但是，HDMI1.3的所有功能以及HDMI1.4的其他新功能（如3D）则都可以保留。

　　DisplayPort定义了两种接头，全尺寸（FullSize）和迷你（Mini）。

两种接头都有20针，但迷你接头的宽度大约是全尺寸的一半，它们的尺寸分别为7.5mmx4.5mm与16mmx4.8mm。

建立完整链路需要5个同轴对、3个单端信号，以及电源与地线。

DisplayPort本身的可扩展性允许在更少导线的情况下建立低带宽的DisplayPort链接，但是很少有人这么做，因为这有可能给终端用户带来令人困惑的兼容性问题。

　　其中MiniDisplayport是有苹果公司开发出来的，因为苹果一直需要小的接口来适应一贯轻薄的产品。

Displayport接口图

Displayport和HDMI对比图

四、显示器字体

　　宽屏液晶显示器的字体到底有多小

　　像素点和字体的大小是对应的，像素点小了，文字就会变小。

宽屏面板的分辨率一般比同尺码的普屏面板高得多，所以宽屏的字体小得多，对视力也不好。

　　宽屏的字体到底有多小呢？

像素高度（与字体大小成正比）：

　　15'普屏0.298mm

　　15.4'（宽）0.259mm

　　14.1'普屏0.280mm

　　14.1'（宽）0.237mm

　　13'（宽）0.219mm

　　12'普屏0.238mm

　　12'（宽）就不说了，那个字体小到不正常……

　　由此可见，时下流行的14寸宽屏字太小了，甚至比12寸普屏还小一点。

五、显示器电路

　　显示器主要由如下电路组成：

视频放大电路

　　视频放大电路可以分为预视放和视放输出两部分。

预视放从信号接口中接收显示卡送来。

的R、G、B三基色视频信号，对之进行放大，以便驱动视放输出级。

视放输出级是功率放：

大级，把预视放级送来的视频信号放大到足够的功率，驱动显像管阴极，调制阴极发射电子。

束的强弱，电子束轰击荧光屏后，·就完成了电一光转换的功能，配合扫描就可显示图像。

　　通常这部分电路还具备对比度控制、行场消隐、白平衡调节等功能。

场扫描电路

　　包括场振荡和场输出两部分。

场振荡电路在同步信号的同步下，形成场频锯齿波，锯齿波再由场输出电路功率放大后加至场偏转线圈，形成扫描电流。

　　场幅和场中心调节的功能也是在场扫描电路中实现的，此外还输出场频锯齿波到枕形校正电路，以校正水平枕形失真。

行扫描电路

　　包括行振荡、行输出、高压电路、枕校电路等几部分。

　　行振荡电路在行同步信号的作用下，输出周期矩形脉冲，该矩形脉冲驱动行输出电路，使之在行偏转线圈中产生扫描电流。

　　高压电路对行扫描逆程期间产生的幅值很高的回扫脉冲进行变压、然后整流滤波得到多路电压输出，其中GI为显像管栅极电压，SCREEN为加速级电压、FOCUS为聚焦极电压。

H．V为阳极高压。

　　行中心、行幅调整功能的实现也包括在行扫描电路中。

开关电源

　　一般都为变压器耦合式，有多路电压输出

模式识别与控制电路

　　该电路的作用是根据显示卡送来的行场同步信号的特征判别当前是哪一种显示模式，并依此对行扫描和场扫描电路进行控制，以消除模式转换对电路工作状态造成的影响，如改变行振荡、场振荡电路的自由振荡频率，调整行幅、场幅，改变行输出级的工作电压等。

六、显示器的参数液晶显示器的技术参数：

尺寸：

分辨率：

可视面积

　　液晶显示器所标示的尺寸就是实际可以使用的屏幕范围一致。

例如，一个15.1英寸的液晶显示器约等于17英寸CRT屏幕的可视范围。

可视角度

　　液晶显示器的可视角度左右对称，而上下则不一定对称。

举个例子，当背光源的入射光通过偏光板、液晶及取向膜后，输出光便具备了特定的方向特性，也就是说，大多数从屏幕射出的光具备了垂直方向。

假如从一个非常斜的角度观看一个全白的画面，我们可能会看到黑色或是色彩失真。

一般来说，上下角度要小于或等于左右角度。

如果可视角度为左右80度，表示在始于屏幕法线80度的位置时可以清晰地看见屏幕图像。

但是，由于人的视力范围不同，如果没有站在最佳的可视角度内，所看到的颜色和亮度将会有误差。

市场上，大部分液晶显示器的可视角度都在160度左右。

部分一线品牌，如华硕、三星、LG、AOC等等水平可视角度能够达到170度。

而随着科技的发展，有些厂商就开发出各种广视角技术，试图改善液晶显示器的视角特性，如：

IPS（InPlaneSwitching）、MVA（MultidomainVerticalAlignment）、TN+FILM。

这些技术都能把液晶显示器的可视角度最多增加到178度，已经非常接近传统的CRT显示器。

点距

　　我们常问到液晶显示器的点距是多大，但是多数人并不知道这个数值是如何得到的，现在让我们来了解一下它究竟是如何得到的。

举例来说一般14英寸LCD的可视面积为285.7mm×214.3mm，它的最大分辨率为1024×768，那么点距就等于：

可视宽度/水平像素（或者可视高度/垂直像素），即285.7mm/1024=0.279mm（或者是214.3mm/768=0.279mm）。

色彩度

　　LCD重要的当然是的色彩表现度。

我们知道自然界的任何一种色彩都是由红、绿、蓝三种基本色组成的。

LCD面板上是由1024×768个像素点组成显像的，每个独立的像素色彩是由红、绿、蓝（R、G、B）三种基本色来控制。

大部分厂商生产出来的液晶显示器，每个基本色（R、G、B）达到6位，即64种表现度，那么每个独立的像素就有64×64×64=262144种色彩。

也有不少厂商使用了所谓的FRC（FrameRateControl）技术以仿真的方式来表现出全彩的画面，也就是每个基本色（R、G、B）能达到8位，即256种表现度，那么每个独立的像素就有高达256×256×256=16777216种色彩了。

对比值

　　对比值是定义最大亮度值（全白）除以最小亮度值（全黑）的比值。

CRT显示器的对比值通常高达500:

1，以致在CRT显示器上呈现真正全黑的画面是很容易的。

但对LCD来说就不是很容易了，由冷阴极射线管所构成的背光源是很难去做快速地开关动作，因此背光源始终处于点亮的状态。

为了要得到全黑画面，液晶模块必须完全把由背光源而来的光完全阻挡，但在物理特性上，这些组件并无法完全达到这样的要求，总是会有一些漏光发生。

一般来说，人眼可以接受的对比值约为250:

1。

亮度值

　　液晶显示器的最大亮度，通常由冷阴极射线管（背光源）来决定，亮度值一般都在200～250cd/m2间。

液晶显示器的亮度略低，会觉得屏幕发暗。

通过多年的经验积累，如今市场上液晶显示器的亮度普遍都为250cd/m2，超过24英寸的显示器则要稍高，但也基本维持在300～400cd/m2间，虽然技术上可以达到更高亮度，但是这并不代表亮度值越高越好，因为太高亮度的显示器有可能使观看者眼睛受伤。

响应时间

　　响应时间是指液晶显示器各像素点对输入信号反应的速度，此值当然是越小越好。

如果响应时间太长了，就有可能使液晶显示器在显示动态图像时，有尾影拖曳的感觉。

一般的液晶显示器的响应时间在5～10ms之间，而如华硕、三星、LG等一线品牌的产品中，普遍达到了5ms以下的响应时间，基本避免了尾影拖曳问题产生。

七、显示器故障

　　显示器故障的快速判断方法

　　电脑的显示器的故障分为软故障和硬故障，当我们的显示器不能正常显示时，我们应该先简单的分析一下，故障出在哪里，是软件设置问题还是显