Монитор как зеркало персонального компьютера

Чтобы  полностью оценить возможности и качество монитора, нужно, чтобы видеоадаптер имел достаточный объем памяти. Кроме того, современные видеоадаптеры имеют функции ускорителей Windows, 3D, видео и т.д.

Соединение монитора и видеоадаптера

Стыковка монитора с видеоадаптером осуществляется обычно при помощи кабеля с 15-штырьковым трехрядным разъемом на конце (тип D или D-Sub). Кабель может либо просто “торчать” из корпуса монитора (неразъемный кабель, detachable), либо присоединяться при помощи разъема (разъемное соединение с монитором, attachable).

Большие мониторы при высоких разрешениях работают с тактовыми частотами видеоимпульсов, составляющими 150 Мгц и выше. Для таких частот обычные кабели и 15-штырьковые разъемы не годятся, поскольку при этом сигнал передается со значительными потерями и искажениями. Чтобы получить более качественную картинку, необходимо улучшенное электрическое согласование монитора с видеоадаптером, которое достигается применением коаксиальных кабелей и байонетных (BNC) разъемов. Такие разъемы обычно устанавливаются на измерительных приборах. Разъемов типа BNC может быть три или пять. При этом остается возможность подключить и 15-штырьковый кабель.

Некоторые мониторы имеют переключатель входа. Такой аппарат можно подключить к двум компьютерам и коммутировать источник изображения.

Мониторы могут применяться в составе IBM-совместимых компьютеров. Практически все модели могут подключаться и к другим системам, например Macintosh. Для этого требуется специальный переходник  для 15-штырькового разъема, который поставляется за отдельную плату. На Macintosh используются особые стандарты разрешения и комбинации частот синхронизации, которые, тем не менее, лежат в пределах возможностей современных мониторов. Часто в заводских установках присутствуют одна или две видеомоды для MAC.

Поддержка технологии Plug and Play

При подключении монитора к компьютеру необходимо сообщить системе его параметры и выбрать необходимую моду. Для пользователя видеомода представляется как комбинация разрешения, частоты кадровой развертки и числа цветов (которое определяется только объемом памяти видеоадаптера). Система должна перевести эти данные на “язык” монитора и послать на его входы видеосигналы RGB, а также частоты синхронизации необходимой полярности и амплитуды, соответствующие выбранному режиму.

Обычно с платой видеоадаптера  поставляется специальная программа установки. Такие программы содержат  список мониторов, с которыми они совместимы, и установка сводится к выбору соответствующего аппарата и желаемой видеомоды. Если устанавливаемый монитор не указан в предлагаемом списке, можно попытаться задать параметры вручную или выбрать в списке другую марку, с аналогичными параметрами.

Последним достижением в конфигурировании мониторов является применении стандарта Plug and Play, который поддерживается системой Windows 95. Предполагается, что пользователь вообще не должен вмешиваться в этот процесс – система сама определит тип монитора и выполнит все необходимые установки для оптимальной работы программного обеспечения.

Разумеется, что при применении технологии Plug and Play необходимо, чтобы видеоадаптер поддерживал стандарт DDC (Display Data Channel – канал обмена данными с монитором), предложенный ассоциацией VESA, а на компьютере должна быть установлена система Windows 95.

Передача данных в этом случае осуществляется по стандартному кабелю с 15-штырьковым разъемом, в котором при разработке были предусмотрительно зарезервированы дополнительные линии. При передаче данных по стандарту DDC нужны два канала – для тактового сигнала и самих данных.

В настоящее время существуют два основных варианта данного протокола – DDC 1 и DDC 2.

По стандарту DDC 1 происходит однонаправленная передача информации видеоадаптеру от монитора. При этом данные передаются по выделенной линии, а тактовый сигнал – по линии вертикальной синхронизации. Выбор пал на этот канал по той причине, что тактовая частота вертикальной синхронизации не превышает 160 Гц, что позволяет в промежутках между импульсами использовать линию связи для стандарта DDC. Передаваемое сообщение длиной 128 байт включает название фирмы-изготовителя монитора, код изделия, серийный номер, информацию о поддерживаемых частотах синхронизации и т.п., которые соответствуют установленным режимам. Для поддержки DDC 1 в мониторе устанавливается ПЗУ, а на видеоадаптере – регистры приема информации.

Стандарт DDC 2 предусматривает двунаправленную передачу данных между монитором и системой. Разработано также несколько дополнительных стандартов, самым распространенным из которых является DDC2B. В соответствии с ним передача полезной информации происходит по той же линии, что и по стандарту DDC 1, а для тактового сигнала используется отдельная линия. Работая по этому стандарту, видеоадаптер может запросить у монитора необходимую информацию, а также получить данные о его текущем состоянии. Для реализации стандарта DDC2B на мониторе должен быть установлен микропроцессор.

Стандарт DDC 2B имеет большие возможности по конфигурации монитора, чем DDC 1. Обычно если устройство соответствует стандарту DDC 2B, то поддерживается и DDC 1.

Еще шире круг возможностей у редкого пока стандарта DDC 2AB, который позволяет не только получать информацию о мониторе по запросу системы, но и производить регулировку параметров монитора при помощи сигналов из процессорного блока через шину ACCESS Bus. Например, можно осуществлять режим регулировки видеомоды при помощи клавиатуры. Обмен происходит по тем же линиям стандартного кабеля, что и в случае DDC 2B. Видеоадаптер также должен поддерживать интерфейс DDC 2AB. Данный интерфейс совместим со всеми предшествующими вариантами интерфейса DDC и поддерживает все их функции. Можно реализовать интерфейс DDC 2AB, используя видеокарту, не обладающую необходимыми функциями. Для этого предусмотрена возможность обмена данными между компьютером и монитором через параллельный порт. При этом на компьютере устанавливается дополнительный разъем.

6 Стандарты для мониторов

В настоящее время в данной области отсутствует единая международная система стандартов, поэтому существует множество национальных стандартов, ряд из них стали общепризнанными.

Большинство стандартов являются общими для всех узлов компьютера, однако есть и специфические, например ТСО’91, которые относятся только к мониторам.

Разработкой единых стандартов занимается Международная организация по стандартизации (International Standards Organization, ISO). Одним из них является стандарт ISO 9001, который пришел на смену применяемому ранее стандарту BS 5750.Этот стандарт относится только к качеству и уровню производства аппаратуры, но не к самой аппаратуре, поэтому ссылка на него не может служить гарантией качества монитора.

Стандарты безопасности

IEC 950 –стандарт Международной электротехнической комиссии (International Electrotechnical Commission), определяющий нормы электробезопасности на электротехническое оборудование. Целью стандарта является предотвращение повреждений и ущерба, которые могут возникнуть в результате поражения электрическим током, загорания, короткого замыкания, механических поломок и т.п.

Еще одним стандартом можно назвать часть комплексного норматива СЕ mark, или просто СЕ. Это общий стандарт для стран ЕС, тем не менее некоторые страны имеют свои национальные стандарты безопасности, поэтому в документации часто указывается на соответствие аппаратуры нормативам DEMKO (Датского электротехнического комитета сертификации и контроля качества), NEMCO (Электротехнического института управления качеством Норвегии), SEMCO (Института сертификации и контроля качества Швеции) и финскому стандарту FIMKO.

В комплексном стандарте TŰV/Rhienald также содержится раздел GS, посвященный безопасности.

К стандартам электробезопасности можно отнести и документы, определяющие виды сетевых соединителей (вилок). К ним относятся нормативы UL и CSA.

Эргономические стандарты

Эта группа стандартов включает требования и рекомендации по охране здоровья и условий труда. Они касаются освещения, конструкции аппаратуры, удобства расположения органов управления и экрана монитора относительно уровня глаз, возможностей поворота дисплея для обеспечения его удобного положения и т.п. К числу эргономических стандартов относятся международный стандарт BS 7179 и пришедший ему на смену ISO 9241-3. Эргономические нормы включены в комплексный стандарт TŰV/Rheinald (подраздел TŰV/Rheinal Ergnomie), а также в новый комплексный стандарт ТСО`95.

Наиболее важные эргономические требования к мониторам, связанные с частотой кадровой развертки не ниже 75 Гц, заключены в стандарте ErgoVga ассоциации VESA, но этот стандарт почему-то почти не используется.

Отдельно следует упомянуть стандарты по электромагнитным излучениям, которые также можно было бы отнести к эргономическим.

Стандарты уровней излучений

Наиболее известным в данной группе является шведский стандарт MPR II (Swedish National Board of Measurements and Testing), принятый в конце 1990 г. Он определяет уровень электромагнитного излучения в двух диапазонах – очень низких частот (2-400 кГц) и сверхнизких частот (5 Гц – 2 кГц), а также величину статического заряда на мониторе и величину рентгеновского излучения. Затем появился более жесткий стандарт ТСО’91, который в 1992 г. был дополнен требованиями по энергосбережению, и весь документ стал называться стандартом ТСО’92.

Самый последний стандарт ТСО’95 содержит требования по электромагнитным излучениям, идентичные стандарту ТСО’91, плюс экологические нормы (Environmental requirements). В частности, в соответствии с этим стандартом в конструкциях мониторов не применяются галогеносодержащие пластмассы, а их упаковка не должна содержать хлоридов и бромидов и подлежит вторичной переработке. Требования вышеперечисленных стандартов приведены в табл. 5.

Чтобы монитор соответствовал требованиям ТСО`91 по уровням излучения, на него устанавливают для уменьшения электромагнитного излучения специальные элементы (компенсирующие катушки или экранирующие кольца из специального сплава с высокой магнитной проницаемостью), которые располагают вокруг отклоняющей системы и/или в области цепей и элементов строчной развертки.

Новый стандарт ТСО`95 только начинает внедряться в производстве мониторов.

Таблица 5. Требования стандартов на уровни излучений

Нормы на электромагнитные излучения приводятся также в стандартах ISO 9241-3, TUV/Rhienald Ergonomee и ряде других, однако наиболее жесткими, а потому общепризнанными являются TCO`91 и TCO`95.

Электромагнитная совместимость

Эта группа стандартов (EMC – Electro-Magnetic Compatibility) посвящена проблемам воздействия мониторов на окружающее радиоэлектронное оборудование и защиты самих мониторов от влияния внешних устройств. Нежелательное воздействие устройств друг на друга может осуществляться через электромагнитное излучение (RFI – Radio Frequency Interference), а также по сети питания.

Общепризнанным в данной области является стандарт, разработанный Федеральной комиссией по связи США (Federal Communication Commission, FCC). Существуют две его разновидности – FCC класса А для промышленных устройств и FCC класса В для офисных и домашних устройств. Стандарт FCC В “строже”, чем FCC А. Монитор (или любое другое устройство), соответствующий этому стандарту, не должен влиять на прибор, от которого его отделяют 3 м и одна стена.

Существуют и другие стандарты по электромагнитной совместимости, например CE mark, который является нормативом для стран ЕС. Это комплексный стандарт, включающий кроме требований ЕМС еще и правила безопасности. К этой же категории относятся следующие стандарты: канадский DOC B, а также VCCI и CIPSPR 22.

Однако следует отметить, что монитор, даже отвечающий указанным стандартам, может создавать помехи в чувствительных приемных устройствах (в теле- и радиоприемниках), поэтому в некоторых документах приводятся рекомендации по уменьшению такого влияния (изменение ориентации и положения, подключение к другой розетке и т.д.).

Экологические стандарты

При массовом производстве мониторов (а также компьютеров) нельзя не учитывать их влияния на окружающую среду (в том числе и на человека) на всех стадиях их “жизни” – при изготовлении, эксплуатации и после окончания срока службы. В связи с этим были разработаны экологические стандарты (Environmental), определяющие требования к производству и материалам, которые могут использоваться в конструкции приборов. Эти материалы не должны содержать фреонов (что связано с заботой об озоновом слое планеты), хлоридов и бромидов (в частности, поливинилхлорида). Сами аппараты, тара и документация должны допускать нетоксичную переработку после использования.

К экологическим стандартам относятся TCO`95 и BS 7750.

Стандарты пониженного энергопотребления

Эти стандарты определяют допустимые уровни мощности, потребляемой устройством, находящемся в неактивном режиме и призваны обеспечивать экономию энергии. Данные стандарты можно применять не только к мониторам, но к другим периферийным устройствам компьютера (лазерным принтерам, модемам, внешним накопителям и т.д.), а также самому системному блоку.