你了解显示器的参数吗?

Author: 傅丰铭 Date: 1999年 第18期 21版

    如今的DIYer们,一谈到显示器无不眉飞色舞,什么.28、逐行扫描……无一不头头是道。不过再稍微基础一点,问问行频、场频之类,大多数(如小编之流)多半要目瞪口呆。看来,即便是“老鸟”们,也得补补课了。
    目前在市场上销售的显示器,说明书上无一例外地给出点节距、行频、场频及带宽等技术指标。例如,PHILIPS 105A 15英寸显示器的点节距为0.28mm、行频(水平扫描频率)为30~70KHz、场频(垂直扫描频率)为55~120Hz、带宽为108MHz;三星500p 15英寸显示器点节距为0.28mm、行频为30~69KHz、场频为50~160Hz、带宽为110MHz,这些参数反映了显示器的内在质量。了解这些参数所代表的意义,弄清它们相互之间的关系,对我们掌握显示器的特性很有帮助,也能使我们对言过其实的广告有一个清醒的认识。
#1    什么是行频、场频?
    关于点节距和水平点距的含义,笔者已做过介绍(见1998年8月第32期《电脑报》33版),这里就不再赘述了。显像管电子枪发射的电子束在行偏转磁场的作用下从荧屏左上角开始,向右作水平扫描(称为行扫描正程),扫完一行后迅速又回扫到左边(称为行扫描逆程)。由于场偏转磁场的作用,在离第一行稍低处开始第二行扫描,如此逐次扫描直至屏幕的右下角,便完成了整个屏幕一帧(即一幅画面)的显示,之后,电子束重又回扫到左上角开始新一帧的扫描。完成一行水平扫描的时间,确切地说应是从第一行开始至第二行开始的间隔时间(行扫描正程时间+行扫描逆程时间)称行周期,其倒数即为行频FH。同样,完成整个屏幕扫描的时间(场扫描正程时间+场扫描逆程时间)称场周期,其倒数即为场频FV。
    早期的显示器是采用隔行扫描方式,即先扫描奇数行1、3、5……直至终了(奇场),再扫偶数行2、4、6……(偶场),奇场与偶场合在一起才组成完整的一帧图像,帧频(刷新率)是场频的一半。现在绝大多数的电视机仍采用这种扫描方式,它的优点是节省频带,缺点是刷新率低,图像有闪烁感,近距观看尤其明显,易使眼睛疲劳,因此计算机显示器现在已经不采用这种扫描方式,代之以逐行顺序扫描。一场结束,也就是一帧图像再现,场频与帧频已经统一。早期显示器的场频通常与电网频率一致,即50Hz或60Hz(即每秒显示50幅或60幅图像),这是因为当时的电源及滤波技术限制,可能因滤波不良造成非同步干扰,这种干扰表现为屏幕上滚动的黑色横条,其滚动频率为电网频率与场频之间的差拍。现在这个问题已经解决,场频不必与电网频率同步,一般取60~70Hz之间,高的达100多Hz,85Hz是VESA标准的刷新速率,用85Hz以上的刷新率显示图像才无闪烁感。
#1    行频、场频与显示分辨率的关系
    行频及场频与显示分辨率有关,在给定场频的条件下,显示分辨率越高,要求的行频也越高,它们之间的关系为
    FH=FV×NL÷0.93
    NL:电子束水平扫描线数。
    NL÷0.93的原因是因为电子束扫到屏幕的最后一行后并不能立即回到原点,需要将电路中存储的能量泄放掉,这段时间称回扫期或者叫恢复期,大约占整个场扫周期的(4~8)%,计算中取7%是合适的。(^182101a^)
    这一公式表明行频分别与场频、分辨率成正比,场频越高或者水平线数越多,要求的行频也越高。反过来说,行频越高,则允许显示器分辨率可变范围越大,场频也越高,显示器越好,当然价格也越贵。近几年制造技术的进步,扫描频率自动跟踪技术已普及使用,使显示器摆脱单一固定的行频及场频,扫描频率允许在一定的范围内变化,能根据显示卡的信号频率进行自适应调整。
#1    什么是带宽?
    所谓带宽是显示器视频放大器通频带宽度的简称,一个电路的带宽实际上是反映该电路对输入信号的响应速度。带宽越宽,惯性越小,响应速度越快,允许通过的信号频率越高,信号失真越小,它反映了显示器的解像能力。
    凡电子电路都存在一个固有的通频带,这是因为电子电路无一例外地引入了电感、电容等储能元件,即便没有采用现成的电感线圈或电容器,导线本身就是电感,导线与导线之间、导线与地之间便组成电容,这就是通常所说的杂散电容或分布电容,它们对信号起着阻滞和傍路的作用,消耗信号的能量。交流信号的频率越高,它们的作用越明显,若频率为某一值的正弦波信号通过电路时其能量被消耗一半,则这个频率便是此电路的带宽。另外,由频谱分析知,矩形脉冲信号可分解成一个基波和若干个高次谐波的正弦波信号,脉冲宽度越窄,基波的频率越高,高次谐波越丰富,并且谐波的幅度也越大,要求电路通频带也越宽,否则高次谐波无法通过,造成波形严重失真。滤波器理论告诉我们,减少信号损失的办法是增加带宽或者通频带的频谱特性与信号的频谱特性相匹配。
    一个有理想通频带宽的滤波器是非常复杂的,它与工作信号的波形、宽度、频率等许多参数有关,工程上往往采用简化的方法,对于常用的几种分辨率,计算结果列于上附表中,这里带宽上下限分别取常数1.37和0.72而得。带宽低于下限,则信号失真太大,带宽高于上限,会造成不必要的浪费。这是因为带宽达到一定值后若再增加,对某一频率的信号来说其波形的改善十分有限,而为增加带宽所付的代价却非常昂贵,所以要折衷考虑。
    如果不知道信号的脉冲宽度或频率,这种计算方法就感到比较麻烦,这里我们给出一个简单实用的计算公式,根据显示器所要求的最高分辨率,算出该显示器视频放大器的带宽B。
    B=FV ×(NL÷0.93)×(DH÷0.8)
    DH:每条水平扫描线上的像素个数
    NL:显示的扫描线数
    括号里的数值分别代表每场的视在行数和每行的视在像素数。例如对分辨率为1024×768、场频为60Hz的显示器,我们可以算出要求的带宽为
    B=60×(768÷0.93)×(1024÷0.8)=63.4 MHz
    这一值恰好介于表中所示带宽的中间。
    通过以上讨论,我们就可以根据显示器给出的技术参数,计算出该显示器的最高分辨率了。