計算機硬件之顯示器課件

計算機維護基礎課程第六講之一顯示器原理與維護計算機的顯示子系統(tǒng)主要包括顯示器(監(jiān)示器)和顯示適配器(顯示卡)組合在一起才能將CPU送來的信息顯示出來。我們首先來看一下顯示器的工作原理，顯示器的種類前面有提到過，這里主要介紹CRT(CathodeRayTube)就是陰極射線管顯示器的基本知識。CRT分單色和彩色，但基本原理是相似的，都是利用電子束高速轟擊熒光粉發(fā)光而成像，其結構主要有顯像管和顯示器控制電路。顯像管由電子槍、偏轉線圈、蔭罩、熒光粉層和玻璃外殼組成。6.1顯示器的工作原理

(3)管頸部分，內部裝有電子槍，外部靠近錐體部分裝有偏轉線圈。電子槍主要是產(chǎn)生電子束，是CRT的核心。組成由燈絲、陰極K、柵極G1、加速極G2、聚焦極和陽極A(高壓極)我們先來看一下顯像管的結構原理圖。從外觀看CRT結構分三個部分：(1)熒光屏部分，其內表面涂有熒光粉構成熒光粉層。(2)錐體部分，內外部都涂有導電的石墨層，外部裝有陽極線引出端叫高壓帽。

陽極：是建立一個強電場，吸引電子運動并加速電子直線運動。聚焦線圈：當電子束穿過陽極后就會發(fā)散，聚焦線圈使電子束從新會聚到一個點上，這個點就在蔭罩小孔處。聚焦線圈是螺線圈，通直流電一般是將陰極接地，控制極加負十幾伏到負幾十伏電壓，陽極則加幾KV~幾十KV高壓，這樣電子就會在這些電極所構成的電場中運動形成連續(xù)電子束射向熒屏。由于電子能量很小，必須在真空中才能長距離運動。隨著技術的發(fā)展，還有其它控制電極來調整電子束的運動軌跡。由于顯示屏較大，要使電子束照亮屏幕上的所有像素點，須要有偏轉線圈來產(chǎn)生偏轉電場來控制電子束從左上角開始掃描，順序掃描到右下角。人眼能有圖像或叫成像感覺的最低掃描要求是：每秒30幀(fps)，現(xiàn)在一般的顯示器場掃描頻為60--100，以800*600為例：行掃描的視頻帶寬為800*600*100Hz。利用人眼睛的視覺暫留特性，熒屏上的畫面即可呈現(xiàn)連續(xù)性的感覺。頻率高畫面靜止的感覺也就越強。我們來看一下完整彩色顯示系統(tǒng)的原理圖

顯示卡VRGBH場掃描電路前級平衡視放未級驅動行掃描電路高中低壓CRT電源亮度線場偏行偏高壓線燈絲G電子槍有三槍三束和單槍三束等技術，三個電子槍的排列有品字形和一字形，相對應的熒光屏上的每個像素中的三個色點也是按品字或一字分布。電子束運行于正程時有電子束發(fā)射，處于逆程時沒有電子發(fā)射。所以在逆程時間內像素為暗色而看不見，當能看到時我們叫它回掃線，使屏幕出現(xiàn)一條一條的亮線，這是回掃故障之一。偏轉線圈分行偏轉和場偏轉兩套，一般做成一體使用。行偏轉中電流變化頻率較高。

顯示器的掃描方式

有隔行掃描和逐行掃描兩種方式。隔行與逐行是相對的，隔行的掃描方式是將掃描線分為奇數(shù)條與偶數(shù)條，在掃描時先掃奇數(shù)條，再掃偶數(shù)條。tI行偏轉線圈中電流波形場偏轉線圈中電流波形左上角右下角逐行掃描是指掃描的方式為一條接一條，連續(xù)性地掃描下來，而不是先掃描單數(shù)條再掃描偶數(shù)條。行頻和場頻必須協(xié)調好才能完成正常顯示工作，這個任務是由行同步信號和場同步信號完成的，這兩個信號來自于顯示卡，相互之間的比例關系是由設定的顯示模式、分辨率、色屬性等由顯卡控制器計算后輸出的。正程逆程

行同步也叫水平同步信號，場同步也叫垂直同步信號，R、G、B三色信號也是從顯示卡上來的，所以顯示器完成的工作就是正確識別出顯示卡上傳來的組合信號，顯示器的帶寬要有足夠的寬度，否則顯示器將無法正常顯示，當帶寬不夠時，就會有重影、花屏、卷軸等現(xiàn)象出現(xiàn)。這時可以重新對顯示模式進行設定，以降低顯示卡的工作頻率。由于顯示器在掃描時要對每一個點進行屬性控制，控制的速度就是工作帶寬，這是一個模擬量，也就是視頻帶寬，視頻帶寬是指視頻放大處理電路的工作頻率最大值的0.7倍(線性區(qū))。計算公式為：顯示器帶寬=水平分辨率*垂直分辨率*場頻(理論值)控制方式有模擬控制和數(shù)字控制方式兩種，模擬控制方式是指用旋鈕來調整顯示器的亮度、對比度、顯示熒屏的尺寸、位置等變量。旋鈕比較多，時間長了容易因養(yǎng)化而出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。數(shù)字控制顯示器的控制方式變化比較多，總的來說就是用開關量將控制量送到控制電路板中，由單片機處理后對掃描電路進行控制，人工輸入的設定值會一直保持。同時數(shù)控顯示控制功能有所加強，新增加了枕形失真、梯形失真的校正控制。

顯示器的接口接口主要是將H、V、R、G、B狀態(tài)檢測信號從顯示卡送到顯示器的通道，有15針的VGAD形接口和USB接口。15針的D形接口定義如下：6.2.1顯象管故障現(xiàn)象判斷：(1)由于顯象管是高度真空的，不能漏氣，所以當有裂縫時，內部會有打火聲或啪、啪放電聲，嚴重的會在開顯示器時爆炸。這種顯示器只能換顯示管或報廢處理。(2)蔭罩板移位、局布變形、沖磁故障，這種故障表現(xiàn)為圖象色彩不正常、顯示變形、部分亮度不均勻或發(fā)暗。在正常顯示時轉動顯示器或有強磁場干擾等因素，很容易使蔭罩板帶有磁性，從而改變電子束運動方向使顯示屏變色，所以在顯示屏的外框中有消磁線圈，在每次開顯示器時作用一次。6.2顯示器的常見故障及排除方法1.行掃描電路結構方框圖行同步脈沖極性調整AFC行振蕩行激勵行推動行輸出行輸出變壓器(高壓包)行偏轉線圈行消隱脈沖高壓、中壓、低壓2.場掃描電路結構方框圖場同步脈沖場振蕩鋸齒波形成、線性調整場激勵場推動場輸出場偏轉線圈場消隱信號6.2.2CRT顯示器基本原理圖4)字符左右扭曲是水平同步信號頻率不穩(wěn)定，上下行錯位?？赡茉蛴校盒盘栯娎|插頭接觸不良，脈沖極性調整器故障(74LS86壞)，水平同步電位器接觸不良，顯卡產(chǎn)生的水平同步信號有問題。(5)垂直不同步不能穩(wěn)定地顯示一屏信息，是由于垂直同步信號頻率不穩(wěn)定，可調整垂直同步旋鈕，也可能是顯卡輸出的信號質量有問題。(6)屏暮上字符傾斜此種敵障多數(shù)是由于偏轉線圈移位造成的，只要調整偏轉線圈到合適位置即可。

6.2.3.顯示器常見故障現(xiàn)象及分析（9）顯示器內高壓打火這種故障原因有兩種；一是灰塵太多引起高壓漏電，二是由于高壓線絕緣不良，只要除塵和換線就能解決間題。（7）屏幕上顯示的字符，左邊太，右邊小。根據(jù)此種故障現(xiàn)象，可以斷定是行輸出管的輸出特性線性程度不好，換上好的行輸出管就能解決問題。（8）屏幕上的字符亂抖動這種情況通常是顯示器內的變壓器有漏磁干擾引起的。還有可能是顯示器附近有磁場。這時應把變壓器用軟鐵皮包住接地，將顯示器遠離磁場。（1）供電系統(tǒng)故障導致黑屏。故障現(xiàn)象：開機后主機面扳指示燈不亮，聽不到主機內電源風扇的旋轉聲和硬盤自檢聲，整個系統(tǒng)無聲無息。此種現(xiàn)象是主機內沒有正常供電造成的。檢查處理辦法：供電系統(tǒng)故障可由交流電供電線路斷路、交流供電電壓異常、微機電源故障或主機內有短路現(xiàn)象等原因造成。供電系統(tǒng)故障不一定是主機電源損壞所致，當交流供電電壓異常（超壓或欠壓）、主機電源空載和機內有短路現(xiàn)象時，主機電源內部的保護電路啟動，自動切斷電源的輸出以保護主機內的設備。

分祈處理如下：.供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，首先檢查交流供電電源是否接入主機。確認交流供電電源接入主機后，將耳朵靠近開關電源，短時間打開電源開關通電并注意聽，如果聽到電源內部發(fā)出“滋滋滋”的響聲，說明電源處于“自保護”工作狀態(tài)，其原因是交流供電電源不正?；驒C內有短路現(xiàn)象，導致電源“自保護”可按下述步驟進行檢查：①用萬用表電壓檔測量主機插頭處的交流供電電壓，若超過240V或低于15OV，主機電源內的超壓和欠壓保護電路將啟動，停止對機內設備供電，請換用穩(wěn)壓電源或UPS電源供電。②如交流電壓供電正常，故障依然存在，則逐一撥去主機內接口卡和其他設備電源線、信號線，再通電試機。應該主要檢查顯示器、顯示卡、內存、CPU和主板。由于不自檢黑屏故障沒有任何提示信息，逼常先對主板放電處理,再采用“最小系統(tǒng)法”檢查處理。“最小系統(tǒng)法”是指只保留主板、內存條、CPU、顯示卡、顯示器和電源等基本設備組成的最小系統(tǒng)，經(jīng)檢查確認保留的最小系統(tǒng)能正常工作以后，再進一步檢查其他設備。使用最小系統(tǒng)法時，在打開機箱拔去其他設備前，建議先用替換法檢查顯示器是否能正常工作。如果僅保留最小系統(tǒng)，通電后電腦還是不能正常工作，一般用替換法依次檢查內存條、顯示卡和CPU。確認顯示器、內存條、顯示卡和CPU能夠工作后，故障可能存在于主板或電源，區(qū)分是主板或電源故障的最簡單方法是換一只好電源試一試。（3）自檢失敗黑屏故障。故障現(xiàn)象：開機后主機面板指示燈亮，機內風扇正常旋轉，能聽到硬盤盤片的旋轉聲、自檢內存發(fā)出的“嗒嗒”聲和PC喇叭的報警聲?？吹絾訒r鍵盤右上角指示燈閃亮，但顯示器無顯示。

檢查處理方法：由故障現(xiàn)象說明主機電源供電基本正常，主板的大部分電路沒有故障，且內存的前64KB可以正常讀寫，BIOS診斷程序開始運行且能夠通過喇叭發(fā)出報警信號。此故障主要源于顯示器、顯示卡、內存、主板和電源等硬件。此類故障障大多能通過喇叭報警判斷故障的大概部位。由于不同版本的BIOS聲音信號編碼方式不同，所以沒有一個統(tǒng)一的判斷標準。此處只以微星5158主板（AWABDBIOS）為例，介紹其檢查處理方法。.如果聽到的是“嘟嘟嘟”連續(xù)短聲。說明機內有輕微短路現(xiàn)象，請立即關機，打開機箱，逐一拔去接囗卡和其他設備如電源線、信號線，然后通電試機，如拔出某設備時系統(tǒng)恢復正常，則是該設備損壞或安裝不當造成的短路故障。如只保留連接主扳電源線通電試機，仍聽到的是“嘟嘟嘟”連續(xù)短聲，故障原因有：

①主板與機箱短路，可取下主板通電檢查。

②電源負載能力差，換只電源試試。

③主板有短路故障。

.如果聽到的是間斷超長聲。說明是內存檢測出錯，使用ATX電源的用戶此時用機箱面板電源輕觸開關無法關機，只有直接拔掉電源線。將內存條拔下，用橡皮擦一下內存條的“金手指”后，僅保留一條168線內存條，重新插入安裝好試一試，如果還是不行，請用替換法檢查內存條。慢速一長三短是檢測顯示器出錯，請檢查顯示器與顯示卡的信號線插頭是否接觸良好，顯示器接顯示卡插頭插針是否有折、斷現(xiàn)象。請用橡皮擦凈顯示卡的金手指，若還是不行，換一塊好顯示卡插上試一試。.如果聽到的是其他報警聲，請注意不同BIOS檢測出硬件故障時PC喇叭響聲是不相同的。在確認顯示器能正常工作后打開機箱，聽聽拔下顯示卡前后的響聲是否有變化，可幫助你進一步檢查故障所在部位。顯示器的故障現(xiàn)象多種多祥，只要能遵循上述的分析規(guī)律，一般是能得到結論并排除的。對比度、色彩、刷新速度

CRT顯示器的對比度可高達700：1。如今LCD顯示器中屬于精英的機種則是450：1或500:1。而對比度在250：1甚或是200：1以下并不會少見。任何依賴這些色彩層次的細節(jié)會在處理過程中遺失掉,這樣的低對比度造成稍暗的色彩會被顯示成黑色。CRT顯示器可以顯示1,600萬色（32位）。而這當中的大部分上限曾經(jīng)是260,000色，LCD可顯示16位色深的顯示畫面，2003年有的聲稱可以顯示24位色深，其中主要是用軟插值的方法實現(xiàn)的。即LCD尚未達到CRT顯示器的色彩數(shù)。LCD圖形會呈現(xiàn)出粗粒狀、班點狀的紋理，而非顯示無接縫變化的色彩。6.3CRT和LCD比較第三點CRT顯示器，你應該不會希望使用比85Hz還慢的畫面刷新率。而當最快畫面刷新率被視為一個不錯的品質評價標準時，在此卻找不到有相應刷新率的LCD顯示器來。理想的情況下，你可以將你的CRT顯示器設定在85Hz到100Hz。在LCD顯示器上，圖形并不由電子射線來產(chǎn)生，而是pixeltriads（三元像素），每個像素由紅、綠和藍的子像素組