第六章顯示系統(tǒng)-職業(yè)學(xué)院課件

第六章顯示系統(tǒng),計算機組裝與維護,第6章顯示系統(tǒng),教學(xué)內(nèi)容6.1顯卡6.2顯示器6.3顯示器常見故障及維修,計算機組裝與維護,計算機顯示系統(tǒng)的構(gòu)成,1.顯示卡2.顯示器3.顯示驅(qū)動程序工作過程：主機通過系統(tǒng)I/O總線將圖形數(shù)據(jù)發(fā)送給顯卡，顯卡將這些數(shù)據(jù)暫存在顯存中并加以處理，轉(zhuǎn)換成視頻信號，通過顯示接口輸出到顯示器形成畫面。,CPU,顯卡,顯示器,顯示系統(tǒng),計算機組裝與維護,6.1顯卡,學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解顯卡的分類2.掌握顯卡的結(jié)構(gòu)3.掌握顯卡的技術(shù)指標(biāo)4.了解顯卡產(chǎn)品和選購5.掌握顯卡故障與維修,計算機組裝與維護,顯卡概述,顯卡：也稱為顯示適配器或圖形加速卡，是CPU與顯示器之間的接口電路。顯卡的作用：在CPU的控制下將顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為視頻和同步信號傳輸?shù)斤@示器。,計算機組裝與維護,一、顯卡的分類,1、按顯卡的總線接口類型VESA、ISA、PCI、AGP、PCI-E2、按顯卡的結(jié)構(gòu)分類獨立顯卡、集成顯卡,計算機組裝與維護,二、顯卡的結(jié)構(gòu),顯卡的組成1.顯示芯片2.RAMDAC3.顯存4.顯卡BIOS5.顯卡接口,計算機組裝與維護,二、顯卡的結(jié)構(gòu),計算機組裝與維護,二、顯卡的結(jié)構(gòu),（1）顯示芯片（GPU）主要任務(wù)是處理系統(tǒng)輸入的視頻信息并將其進行構(gòu)建、渲染等工作。在顯卡電路板中最明顯的核心部件，它決定了顯卡的性能高低，目前主流顯卡芯片的性能很高，其功耗也大，因而加裝有散熱片或散熱風(fēng)扇。拆下散熱熱風(fēng)扇和散熱片即可看到顯卡所使用的顯示芯片，通常顯示芯片上會標(biāo)注出商標(biāo)、型號、生產(chǎn)日期、編號和生產(chǎn)廠商等信息。例如“ATI”、“nVIDIA”等顯示芯片。,計算機組裝與維護,GPU,計算機組裝與維護,二、顯卡的結(jié)構(gòu),（2）RAMDAC隨機存取數(shù)模轉(zhuǎn)換器（RAMDigitalAnalogConverter）的功能是將顯存中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。它的工作頻率高低決定著顯卡的刷新率和最大分辨率。其寄存器的位數(shù)決定著顯卡能達到的顏色數(shù)。目前主流顯卡RAMDAC的工作頻率達到了350MHZ以上，寄存器位數(shù)達到了128bit。通常RAMDAC被集成在顯示芯片中。,計算機組裝與維護,二、顯卡的結(jié)構(gòu),（3）顯存它的作用是用來存儲顯卡芯片處理過或者即將提取的渲染數(shù)據(jù)。顯存分為幀緩存和紋理緩存，顯存的速度和帶寬直接影響到顯卡的整體速度。顯存芯片采用SDRAM、SGRAM或DDR，其容量的大小決定了顯卡的最大分辨率。,計算機組裝與維護,二、顯卡的結(jié)構(gòu),（4）顯卡BIOS用于存放顯示芯片的型號、規(guī)格、生產(chǎn)日期和控制程序等，與主板BIOS的功能相同。在計算機啟動時，通常會顯示出當(dāng)前顯卡的信息。,計算機組裝與維護,二、顯卡的結(jié)構(gòu),（5）顯卡輸出接口顯卡的輸出接口常見的有VGA接口、DVI接口和S端子,VGA輸出口,S端子輸出口,DVI輸出口,計算機組裝與維護,二、顯卡的結(jié)構(gòu),（6）顯卡總線接口主流顯卡的接口有AGP接口和PCI-E接口,AGP接口,PCI-E接口,計算機組裝與維護,AGP總線,AGP是加速圖形接口，是專門用于提高圖形顯示速度而發(fā)展起來的總線形式，可把內(nèi)存和顯存直接連接起來，其總線寬度為32位，工作頻率達到66MHZ，是上一代圖形顯示卡的標(biāo)準(zhǔn)接口方式，主要有AGP1X、AGP2X、AGP4X和AGP8X幾種規(guī)格。AGP1X=266MB/SAGP8X=2.1GB/S,計算機組裝與維護,PCI-E總線,PCI-Express是由英特爾提出最新的總線和接口標(biāo)準(zhǔn)，將全面取代現(xiàn)行的PCI和AGP，最終實現(xiàn)總線標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。PCIExpress采用點對點串行連接，每個設(shè)備都獨享帶寬。PCIExpress是從1條通道連接到32條通道連接，每一條通道的傳輸速度為250MB/sPCI-E技術(shù)規(guī)格允許實現(xiàn)X1（250MB/秒），X2，X4，X8，X12，X16和X32通道規(guī)格，但是依目前形式來看，PCI-EX1和PCI-EX16已成為PCI-E主流規(guī)格。,計算機組裝與維護,三、顯卡的技術(shù)指標(biāo),（1）分辯率顯卡輸出到顯示器的視頻信號，是由一系列的像素點構(gòu)成的。分辨率就是指顯示卡能在顯示器上描繪的點的數(shù)量，通常以“橫向點數(shù)縱向點數(shù)”表示。由于顯示器呈長方形，所以一般來說水平點數(shù)大于垂直點數(shù)。例如“1024768”，就表示在顯示器上橫向有1024個點，縱向有768個點。,計算機組裝與維護,（2）刷新頻率圖像在屏幕上更新的速度，即屏幕圖像每秒出現(xiàn)的次數(shù)，它的單位是赫茲（Hz）。顯卡所能支持的刷新率由顯卡的RAMDAC的工作頻率決定。,計算機組裝與維護,刷新頻率越高，屏幕上圖像閃爍感就越小，穩(wěn)定性就越高。一般情況下人的眼睛不容易察覺到75Hz以上刷新頻率帶來的閃爍感，因此最好能將顯示卡刷新頻率調(diào)到75Hz以上。并不是所有的顯示卡都能夠在最大分辨率下達到75Hz以上的刷新頻率（這個性能取決于顯示卡上RAMDAC的速度），而且顯示器也可能因為帶寬不夠而不能達到要求。,計算機組裝與維護,（3）顯存顯存的速度以及帶寬直接影響著顯示卡的性能高低。使用相同芯片的顯示卡，顯存越快，顯示卡的速度也就越快。顯存帶寬決定著顯示卡可以支持更高的分辨率、更大的色深和更高的刷新率。,計算機組裝與維護,顯存的技術(shù)指標(biāo),顯存的位寬：64bit、128bit、256bit顯存的速度：5ns、4ns、3.8ns、3.3ns、2.8ns、2ns顯存的類型：SDRAM、DDR、DDR2、DDR3顯存的容量：32M、64M、128M、256M、512M顯存的工作頻率=1/顯存速度顯存的帶寬=顯存頻率*顯存位寬/8,計算機組裝與維護,四、顯卡的選購,按工作需求選購按顯示芯片類型選購顯卡的生產(chǎn)工藝顯卡售后服務(wù),計算機組裝與維護,五、主流顯卡介紹,顯示芯片是顯卡的CPU，是顯卡上最核心的部件，最主要的有兩家廠商，一家是將其顯示芯片稱為GPU（圖形處理器）的nVIDIA，另一家是將其顯示芯片稱為VPU（視覺處理器）的ATI。兩家都是專門從事顯示芯片開發(fā)及生產(chǎn)的廠商，它們推出的產(chǎn)品在市場中占有絕對的優(yōu)勢和市場份額。,計算機組裝與維護,六、顯卡的故障與維修,接觸不良工作電壓不穩(wěn)散熱效果不好跳線設(shè)置錯誤超頻引起的故障,計算機組裝與維護,【小結(jié)】,顯示芯片是顯卡的中央處理器，是顯卡上最核心的部件，它決定了顯卡的性能高低。目前在主流市場的桌面顯示系統(tǒng)中nVIDIA和ATI的芯片占有絕對優(yōu)勢，顯示芯片的集成度大幅提高，顯示芯片承擔(dān)了顯示數(shù)據(jù)的處理和輸出，使CPU更多地用于執(zhí)行應(yīng)用程序，提高了計算機系統(tǒng)的性能。nVIDIA的Geforce系列和ATI的Radeon系列成為市場主流。,計算機組裝與維護,6.2顯示器,教學(xué)要求：1了解顯示器的分類2理解顯示器的工作原理3掌握顯示器的技術(shù)指標(biāo)4了解顯示器的選購,計算機組裝與維護,一、顯示器的分類,（1）按工作原理可分為陰極射線管顯示器（CRT）液晶顯示器（LCD）等離子顯示器（PDP）CRT顯示器的應(yīng)用歷史最長，應(yīng)用面最廣，但隨著LCD顯示器的生產(chǎn)成本下降，逐漸有被LCD顯示器取代的趨勢，而PDP顯示器作為新型的顯示技術(shù)，能很好的滿足大型顯示面積的應(yīng)用要求。,計算機組裝與維護,（2）按顯示器的顏色分類單色、黑白、彩色（3）按顯示屏大小分為類14英寸、15英寸、17英寸、19英寸21英寸、22英寸、24英寸（4）按顯示屏幕類型分類球面、平面直角和純平面。,計算機組裝與維護,CRT顯示器和LCD顯示器,計算機組裝與維護,二、顯示器的工作原理,（1）CRT顯示器CRT顯示器的構(gòu)成及特點陰極射線管主要有五部分組成：電子槍（ElectronGun），偏轉(zhuǎn)線圈（Defiectioncoils），蔭罩(Shadowmask)，熒光粉層(Phosphor)及玻璃外殼。CRT純平顯示器具有可視角度大、無壞點、色彩還原度高、色度均勻、可調(diào)節(jié)的多分辨率模式、響應(yīng)時間極短等LCD顯示器難以超過的優(yōu)點。缺點：體積大、耗電量大,計算機組裝與維護,CRT顯示器的工作原理CRT(陰極射線管)顯示器的核心部件是CRT顯像管，顯像管使用電子槍發(fā)射高速電子，經(jīng)過垂直和水平的偏轉(zhuǎn)線圈控制高速電子的偏轉(zhuǎn)角度，最后高速電子擊打屏幕上的磷光物質(zhì)使其發(fā)光，通過電壓來調(diào)節(jié)電子束的功率，就會在屏幕上形成明暗不同的光點形成圖像。,計算機組裝與維護,CRT顯示器的工作原理,計算機組裝與維護,彩色顯像管的工作原理彩色顯像管屏幕上的每一個像素點都由紅、綠、藍三種涂料組合而成，由三束電子束分別激活這三種顏色的熒光涂料，以不同強度的電子束調(diào)節(jié)三種顏色的明暗程度就可得到所需的顏色。如果電子束瞄準(zhǔn)不精確，就可能會打到鄰近的熒光涂層，這樣會產(chǎn)生不正確的顏色或輕微的重像，所以要對電子束進行精確控制。,計算機組裝與維護,解決方法之一在顯像管內(nèi)，熒光涂料表面的前面加裝蔭罩(ShadowMask)（如下圖所示）。蔭罩是一層有許多小孔的金屬薄板，只有正確瞄準(zhǔn)的電子束才能穿過每個熒光涂層光點相對應(yīng)的屏蔽孔，蔭罩會攔下散亂的電子束以避免其打到錯誤的熒光涂層，這就是蔭罩式顯像管。蔭罩有孔狀和溝槽狀兩種，三星“丹娜管”采用了孔狀蔭罩，而LG“未來窗”采用了溝槽狀蔭罩。,計算機組裝與維護,蔭罩式彩色顯像管顯像原理,計算機組裝與維護,解決方法之二蔭柵式顯像管，它不是把熒光涂料分布為點狀，而是以豎直方向進行條狀分布，并在熒光涂料的前方加上相當(dāng)細的金屬線構(gòu)成的蔭柵來取代蔭罩，蔭柵用來阻隔散射的電子束，在這一點上其原理和蔭罩式相似，在豎直方向沒有任何阻攔電子的通過，增加了電子束的通過率，因而使得亮度和色彩飽和度較好，顯示圖像更精細，在專業(yè)級顯示器中被廣泛采用，如索尼“特麗瓏”系列和三菱“鉆石瓏”系列等。,計算機組裝與維護,蔭罩式和蔭柵式兩種技術(shù)各有利弊，通常情況下蔭罩式顯像管的圖像和文字較銳利，但亮度較低一些，蔭柵式顯像管的色彩較鮮艷，但會在屏幕的1/3和2/3處有水平的阻尼線（阻尼線是用來減少蔭柵震動的一條橫向金屬線）掃過。,計算機組裝與維護,（2）認識LCD顯示器LCD顯示器的特點LCD（LiquidCrystalDisplay，液晶顯示器）與目前普遍使用的CRT顯示器相比具有許多鮮明的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢是由其工作原理決定的，如體積小、重量輕、耗電量省、不反光、色彩明亮清晰、無閃爍、無靜電以及無輻射等。憑借上述諸多優(yōu)點，LCD的市場占有率越來越大，并呈現(xiàn)出逐年穩(wěn)步增長的趨勢。,計算機組裝與維護,LCD顯示器的工作原理LCD顯示屏是使用兩片薄膜,利用通電與未通電時中間的液態(tài)晶體改變排列方向來造成透光與不透光效果，從而產(chǎn)生圖形的新型顯示技術(shù)。,計算機組裝與維護,在厚度不到1厘米的液晶顯示屏面板中，通常是由兩片大玻璃基板，內(nèi)夾著彩色濾光片、配向膜等制成的夾板，外面再包裹著兩片偏光板，它們可決定光通量的最大值與顏色的產(chǎn)生。,計算機組裝與維護,彩色濾光片是由紅、綠、藍三種顏色構(gòu)成的濾片，有規(guī)律地制作在一塊大玻璃基板上。每一個像素是由三種顏色的單元(或稱為子像素)所組成。如一塊面板的分辨率為12801024，則它實際擁有38401024個晶體管及子像素。每個子像素的左上角(灰色矩形)為不透光的薄膜晶體管，彩色濾光片能產(chǎn)生RGB三原色。每個夾層都包含電極和配向膜上形成的溝槽，上下夾層中填充了多層液晶分子(液晶空間不到510-6m)。在同一層內(nèi)，液晶分子的位置雖不規(guī)則，但長軸取向都是平行于偏光板的。,計算機組裝與維護,在不同層之間，液晶分子的長軸沿偏光板平行平面連續(xù)扭轉(zhuǎn)90度。鄰接偏光板的兩層液晶分子長軸的取向，與所鄰接的偏光板的偏振光方向一致。在接近上部夾層的液晶分子按照上部溝槽的方向來排列，而下部夾層的液晶分子按照下部溝槽的方向排列。最后再封裝成一個液晶盒，并與驅(qū)動IC、控制IC與印刷電路板相連接。,計算機組裝與維護,三、顯示器技術(shù)指標(biāo),CRT顯示器的技術(shù)指標(biāo)主要包含可視面積、掃描頻率、視頻帶寬、點距和柵距等。LCD液晶顯示器包含真實分辨率、壞點、可視角度、亮度與對比度、響應(yīng)時間等。,計算機組裝與維護,1、CRT顯示器的主要技術(shù)指標(biāo)（1）可視面積顯像管的尺寸指的是顯像管的對角線的尺寸，顯示器的可視面積是所能夠看到的顯像管的實際尺寸。通常情況下，15英寸的顯示器，可視面積為13.8英寸，17英寸的顯示器，可視面積為16英寸，19英寸的顯示器，可視面積為18英寸。,計算機組裝與維護,（2）掃描頻率掃描頻率分為垂直掃描頻率和水平掃描頻率。,計算機組裝與維護,垂直掃描頻率,垂直掃描頻率又稱為場頻或刷新率，指單位時間（以秒計）之內(nèi)電子槍對整個屏幕進行掃描的次數(shù)，通常以赫茲(Hz)表示。,計算機組裝與維護,例：以85Hz刷新率為例，它表示顯示器的內(nèi)容每秒鐘刷新85次。從理論上來講，只要刷新率達到75Hz，也就是每秒刷新75次，人眼就感覺不到屏幕的閃爍了，但實際使用中往往有人能看出75Hz刷新率和100Hz刷新率之間的區(qū)別，所以從保護眼睛的角度出發(fā)，刷新率仍然是越高越好。,計算機組裝與維護,水平掃描頻率,水平掃描頻率又稱為行頻，指電子槍每秒在熒光屏上掃過的水平線的數(shù)量，其值等于“場頻垂直分辨率1.04”，單位為KHz（千赫茲）。行頻是一個綜合分辨率和場頻的參數(shù)，該值越大，顯示器可以提供的分辨率越高，穩(wěn)定性越好。,計算機組裝與維護,例：以800600的分辨率、85Hz的場頻為例，顯示器的行頻至少應(yīng)為“600*85=51KHz”。目前CRT顯示器比較主流的行頻系列是：70KHz，85KHz，96KHz等。,計算機組裝與維護,（3）分辨率通常所看到的分辨率都以乘法形式表現(xiàn)的，比如1024*768，其中“1024”表示屏幕上水平方向顯示的點數(shù)，“768”表示垂直方向的點數(shù)。因此分辨率就是指畫面的解析度，由多少象素構(gòu)成數(shù)值越大，圖像也就越清晰。,計算機組裝與維護,最大分辨率是由顯示器水平和垂直方式上最多可顯示點的數(shù)目決定。最佳分辨率：通常情況下15英寸的顯示器的最佳分辨率是800600，17英寸的顯示器的最佳分辨率是1024768。,計算機組裝與維護,（4）帶寬視頻帶寬代表的是顯示器的一個綜合指標(biāo)，它是指每秒鐘電子槍掃描過的總象素，等于“水平分辨率垂直分辨率場頻（刷新率）”。與行頻相比，視頻帶寬更具有綜合性也就更能直接的反應(yīng)顯示器性能。,計算機組裝與維護,通過上述公式計算出的水平帶寬只是理論值，在實際應(yīng)用中，為了避免圖像邊緣的信號衰減，保持圖像四周清晰，電子槍的掃描能力需要大于分辨率尺寸，水平方向通常要大25%，垂直方向要大8%，所以實際視頻帶寬的計算公式為“水平分辨率125%垂直分辨率108%”。,計算機組裝與維護,例：以800600分辨率，刷新率為85Hz的模式為例，實際帶寬應(yīng)為“80060085135%=55.1MHz”。,計算機組裝與維護,（5）點距和柵距點距主要用于衡量蔭罩式顯像管，它指的是熒光屏上兩個相鄰的相同顏色磷光之間的對角線距離。,計算機組裝與維護,點距越小，顯示的圖像就越清晰，畫面更加細膩。常用的顯示器中，點距的大小為0.28mm，水平點距為0.243mm。也有采用0.25mm（SONY的特麗瓏和三菱的鉆石瓏），0.26mm和0.27mm的顯示器，還有采用0.22mm的高檔顯示器。,計算機組裝與維護,柵距主要用于衡量蔭柵式顯像管，它指兩條同色熒光條間的最短距離。柵距越小，顯示的圖像就越清晰，畫面更加細膩。,計算機組裝與維護,（6）其它技術(shù)指標(biāo)還有聚焦性能、白平衡度、TCO標(biāo)準(zhǔn)等。,計算機組裝與維護,2、液晶顯示器的技術(shù)指標(biāo)（1）點距和可視面積液晶顯示器的點距和可視面積有直接的對應(yīng)關(guān)系，以14寸的液晶顯示器為例，14寸的液晶顯示器的可視面積一般為285.7mm214.3mm，而14寸的液晶顯示器的最佳分辨率為1024*768，由此，可以計算出此液晶顯示器的點距是285.7/1024或者214.3/768等于0.279mm。整個屏幕任何一處的點距都是一樣的，從根本上消除了非線性失真。,計算機組裝與維護,（2）最佳分辨率（或真實分辨率）液晶顯示器顯示原理是直接把顯卡輸出的模擬信號處理為帶“地址”信息的數(shù)字信號，任何一個信號的色彩和亮度信息都是跟屏幕上的像素點直接對應(yīng)的，所以液晶顯示器不能象CRT顯示器那樣支持多個顯示模式，液晶顯示器只有在顯示跟該液晶顯示板的分辨率完全一樣的畫面時才能達到最佳效果，因而最佳分辨率也可以說是真實分辨率。,計算機組裝與維護,對顯示小于最佳分辨率的畫面時，液晶顯示器采用兩種方式來顯示，一種是居中顯示，比如在顯示800*600的分辨率時，顯示器以中間的800*600個像素來顯示畫面，這種方式由于信號與像素點是一一對應(yīng)，所以畫面是清晰的。另一種是擴大顯示方式，即將該800*600的畫面通過計算擴大為1024*768的分辨率來顯示。該方式處理后的信號與像素點并非一一對應(yīng)，畫面擴大了，但畫質(zhì)較差，顯示模糊。目前13寸，14寸，15寸的液晶顯示器的最佳分辨率都是1024*768，而17寸的最佳分辨率則是1280*1024。,計算機組裝與維護,（3）亮度和對比度液晶顯示器背光燈的亮度一般在150nits到250nits之間，超過了CRT顯示器的亮度。對比度：這一指標(biāo)表明了畫面中最白的部分和最黑的部分之間的亮度差異。目前主流的液晶顯示器對比度通常在150:1到350:1，高端的液晶顯示器可以達到500:1。動態(tài)對比度：指的是液晶顯示器在某些特定情況下測得的對比度數(shù)值。,計算機組裝與維護,對比度是直接體現(xiàn)該液晶顯示器能否體現(xiàn)豐富的色階的參數(shù)，對比度越高，還原的畫面層次感就越好。,計算機組裝與維護,（4）響應(yīng)時間響應(yīng)時間指的是液晶顯示器各像素點對于輸入信號的反應(yīng)時間，液晶顯示板在接受到驅(qū)動信號后從最亮到最暗的轉(zhuǎn)換需要一定時間。,計算機組裝與維護,液晶顯示器的響應(yīng)時間直接影響到對動態(tài)畫面的還原，如果響應(yīng)時間太長，顯示動態(tài)畫面時會出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象，也叫畫面延遲。早期15寸液晶顯示器響應(yīng)時間一般在25-50左右，17英寸LCD響應(yīng)時間一般在12-25ms，市場主流產(chǎn)品如19英寸LCD響應(yīng)時間在10ms以下。,計算機組裝與維護,（5）可視角度可視角度是指能觀看到可接受失真值的視線與屏幕法線的角度。由于液晶顯示器屬于背光型顯示器件，所以從不同的角度觀看液晶顯示器，其顏色效果并不相同。其發(fā)出的光由液晶板后的背光燈提供，而液晶主要是依靠控制液晶體的偏轉(zhuǎn)角度來顯示畫面，這必然導(dǎo)致液晶顯示器只有一個最佳的欣賞角度，即正視。水平可視角度：170垂直可視角度：160,計算機組裝與維護,（6）最大顯示色彩數(shù)液晶顯示器的每個像素點由