計(jì)算機(jī)硬件之顯示器課件

計(jì)算機(jī)維護(hù)基礎(chǔ)課程第六講之一顯示器原理與維護(hù)計(jì)算機(jī)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(lái)的信息顯示出來(lái)。我們首先來(lái)看一下顯示器的工作原理，顯示器的種類(lèi)前面有提到過(guò)，這里主要介紹CRT(CathodeRayTube)就是陰極射線管顯示器的基本知識(shí)。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(jié)構(gòu)主要有顯像管和顯示器控制電路。顯像管由電子槍、偏轉(zhuǎn)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(nèi)部裝有電子槍?zhuān)獠靠拷F體部分裝有偏轉(zhuǎn)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(yáng)極A(高壓極)我們先來(lái)看一下顯像管的結(jié)構(gòu)原理圖。從外觀看CRT結(jié)構(gòu)分三個(gè)部分：(1)熒光屏部分，其內(nèi)表面涂有熒光粉構(gòu)成熒光粉層。(2)錐體部分，內(nèi)外部都涂有導(dǎo)電的石墨層，外部裝有陽(yáng)極線引出端叫高壓帽。

陽(yáng)極：是建立一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)，吸引電子運(yùn)動(dòng)并加速電子直線運(yùn)動(dòng)。聚焦線圈：當(dāng)電子束穿過(guò)陽(yáng)極后就會(huì)發(fā)散，聚焦線圈使電子束從新會(huì)聚到一個(gè)點(diǎn)上，這個(gè)點(diǎn)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(fù)十幾伏到負(fù)幾十伏電壓，陽(yáng)極則加幾KV~幾十KV高壓，這樣電子就會(huì)在這些電極所構(gòu)成的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)。隨著技術(shù)的發(fā)展，還有其它控制電極來(lái)調(diào)整電子束的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)，須要有偏轉(zhuǎn)線圈來(lái)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)來(lái)控制電子束從左上角開(kāi)始掃描，順序掃描到右下角。人眼能有圖像或叫成像感覺(jué)的最低掃描要求是：每秒30幀(fps)，現(xiàn)在一般的顯示器場(chǎng)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(jué)暫留特性，熒屏上的畫(huà)面即可呈現(xiàn)連續(xù)性的感覺(jué)。頻率高畫(huà)面靜止的感覺(jué)也就越強(qiáng)。我們來(lái)看一下完整彩色顯示系統(tǒng)的原理圖

顯示卡VRGBH場(chǎng)掃描電路前級(jí)平衡視放未級(jí)驅(qū)動(dòng)行掃描電路高中低壓CRT電源亮度線場(chǎng)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(shù)，三個(gè)電子槍的排列有品字形和一字形，相對(duì)應(yīng)的熒光屏上的每個(gè)像素中的三個(gè)色點(diǎn)也是按品字或一字分布。電子束運(yùn)行于正程時(shí)有電子束發(fā)射，處于逆程時(shí)沒(méi)有電子發(fā)射。所以在逆程時(shí)間內(nèi)像素為暗色而看不見(jiàn)，當(dāng)能看到時(shí)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(zhuǎn)線圈分行偏轉(zhuǎn)和場(chǎng)偏轉(zhuǎn)兩套，一般做成一體使用。行偏轉(zhuǎn)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(duì)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(shí)先掃奇數(shù)條，再掃偶數(shù)條。tI行偏轉(zhuǎn)線圈中電流波形場(chǎng)偏轉(zhuǎn)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(lái)，而不是先掃描單數(shù)條再掃描偶數(shù)條。行頻和場(chǎng)頻必須協(xié)調(diào)好才能完成正常顯示工作，這個(gè)任務(wù)是由行同步信號(hào)和場(chǎng)同步信號(hào)完成的，這兩個(gè)信號(hào)來(lái)自于顯示卡，相互之間的比例關(guān)系是由設(shè)定的顯示模式、分辨率、色屬性等由顯卡控制器計(jì)算后輸出的。正程逆程

行同步也叫水平同步信號(hào)，場(chǎng)同步也叫垂直同步信號(hào)，R、G、B三色信號(hào)也是從顯示卡上來(lái)的，所以顯示器完成的工作就是正確識(shí)別出顯示卡上傳來(lái)的組合信號(hào)，顯示器的帶寬要有足夠的寬度，否則顯示器將無(wú)法正常顯示，當(dāng)帶寬不夠時(shí)，就會(huì)有重影、花屏、卷軸等現(xiàn)象出現(xiàn)。這時(shí)可以重新對(duì)顯示模式進(jìn)行設(shè)定，以降低顯示卡的工作頻率。由于顯示器在掃描時(shí)要對(duì)每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行屬性控制，控制的速度就是工作帶寬，這是一個(gè)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(jì)算公式為：顯示器帶寬=水平分辨率*垂直分辨率*場(chǎng)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(lái)調(diào)整顯示器的亮度、對(duì)比度、顯示熒屏的尺寸、位置等變量。旋鈕比較多，時(shí)間長(zhǎng)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(lái)說(shuō)就是用開(kāi)關(guān)量將控制量送到控制電路板中，由單片機(jī)處理后對(duì)掃描電路進(jìn)行控制，人工輸入的設(shè)定值會(huì)一直保持。同時(shí)數(shù)控顯示控制功能有所加強(qiáng)，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(cè)信號(hào)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(dāng)有裂縫時(shí)，內(nèi)部會(huì)有打火聲或啪、啪放電聲，嚴(yán)重的會(huì)在開(kāi)顯示器時(shí)爆炸。這種顯示器只能換顯示管或報(bào)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(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)顯示器或有強(qiáng)磁場(chǎng)干擾等因素，很容易使蔭罩板帶有磁性，從而改變電子束運(yùn)動(dòng)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(kāi)顯示器時(shí)作用一次。6.2顯示器的常見(jiàn)故障及排除方法1.行掃描電路結(jié)構(gòu)方框圖行同步脈沖極性調(diào)整AFC行振蕩行激勵(lì)行推動(dòng)行輸出行輸出變壓器(高壓包)行偏轉(zhuǎn)線圈行消隱脈沖高壓、中壓、低壓2.場(chǎng)掃描電路結(jié)構(gòu)方框圖場(chǎng)同步脈沖場(chǎng)振蕩鋸齒波形成、線性調(diào)整場(chǎng)激勵(lì)場(chǎng)推動(dòng)場(chǎng)輸出場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈場(chǎng)消隱信號(hào)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(hào)頻率不穩(wěn)定，上下行錯(cuò)位?？赡茉蛴校盒盘?hào)電纜插頭接觸不良，脈沖極性調(diào)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(hào)有問(wèn)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(hào)頻率不穩(wěn)定，可調(diào)整垂直同步旋鈕，也可能是顯卡輸出的信號(hào)質(zhì)量有問(wèn)題。(6)屏暮上字符傾斜此種敵障多數(shù)是由于偏轉(zhuǎn)線圈移位造成的，只要調(diào)整偏轉(zhuǎn)線圈到合適位置即可。

6.2.3.顯示器常見(jiàn)故障現(xiàn)象及分析（9）顯示器內(nèi)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(wèn)題。（8）屏幕上的字符亂抖動(dòng)這種情況通常是顯示器內(nèi)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(chǎng)。這時(shí)應(yīng)把變壓器用軟鐵皮包住接地，將顯示器遠(yuǎn)離磁場(chǎng)。（1）供電系統(tǒng)故障導(dǎo)致黑屏。故障現(xiàn)象：開(kāi)機(jī)后主機(jī)面扳指示燈不亮，聽(tīng)不到主機(jī)內(nèi)電源風(fēng)扇的旋轉(zhuǎn)聲和硬盤(pán)自檢聲，整個(gè)系統(tǒng)無(wú)聲無(wú)息。此種現(xiàn)象是主機(jī)內(nèi)沒(méi)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(jī)電源故障或主機(jī)內(nèi)有短路現(xiàn)象等原因造成。供電系統(tǒng)故障不一定是主機(jī)電源損壞所致，當(dāng)交流供電電壓異常（超壓或欠壓）、主機(jī)電源空載和機(jī)內(nèi)有短路現(xiàn)象時(shí)，主機(jī)電源內(nèi)部的保護(hù)電路啟動(dòng)，自動(dòng)切斷電源的輸出以保護(hù)主機(jī)內(nèi)的設(shè)備。

分祈處理如下：.供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，首先檢查交流供電電源是否接入主機(jī)。確認(rèn)交流供電電源接入主機(jī)后，將耳朵靠近開(kāi)關(guān)電源，短時(shí)間打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)通電并注意聽(tīng)，如果聽(tīng)到電源內(nèi)部發(fā)出“滋滋滋”的響聲，說(shuō)明電源處于“自保護(hù)”工作狀態(tài)，其原因是交流供電電源不正?；驒C(jī)內(nèi)有短路現(xiàn)象，導(dǎo)致電源“自保護(hù)”可按下述步驟進(jìn)行檢查：①用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量主機(jī)插頭處的交流供電電壓，若超過(guò)240V或低于15OV，主機(jī)電源內(nèi)的超壓和欠壓保護(hù)電路將啟動(dòng)，停止對(duì)機(jī)內(nèi)設(shè)備供電，請(qǐng)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(jī)內(nèi)接口卡和其他設(shè)備電源線、信號(hào)線，再通電試機(jī)。應(yīng)該主要檢查顯示器、顯示卡、內(nèi)存、CPU和主板。由于不自檢黑屏故障沒(méi)有任何提示信息，逼常先對(duì)主板放電處理,再采用“最小系統(tǒng)法”檢查處理?！白钚∠到y(tǒng)法”是指只保留主板、內(nèi)存條、CPU、顯示卡、顯示器和電源等基本設(shè)備組成的最小系統(tǒng)，經(jīng)檢查確認(rèn)保留的最小系統(tǒng)能正常工作以后，再進(jìn)一步檢查其他設(shè)備。使用最小系統(tǒng)法時(shí)，在打開(kāi)機(jī)箱拔去其他設(shè)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(nèi)存條、顯示卡和CPU。確認(rèn)顯示器、內(nèi)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(jiǎn)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(kāi)機(jī)后主機(jī)面板指示燈亮，機(jī)內(nèi)風(fēng)扇正常旋轉(zhuǎn)，能聽(tīng)到硬盤(pán)盤(pán)片的旋轉(zhuǎn)聲、自檢內(nèi)存發(fā)出的“嗒嗒”聲和PC喇叭的報(bào)警聲?？吹絾?dòng)時(shí)鍵盤(pán)右上角指示燈閃亮，但顯示器無(wú)顯示。

檢查處理方法：由故障現(xiàn)象說(shuō)明主機(jī)電源供電基本正常，主板的大部分電路沒(méi)有故障，且內(nèi)存的前64KB可以正常讀寫(xiě)，BIOS診斷程序開(kāi)始運(yùn)行且能夠通過(guò)喇叭發(fā)出報(bào)警信號(hào)。此故障主要源于顯示器、顯示卡、內(nèi)存、主板和電源等硬件。此類(lèi)故障障大多能通過(guò)喇叭報(bào)警判斷故障的大概部位。由于不同版本的BIOS聲音信號(hào)編碼方式不同，所以沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的判斷標(biāo)準(zhǔn)。此處只以微星5158主板（AWABDBIOS）為例，介紹其檢查處理方法。.如果聽(tīng)到的是“嘟嘟嘟”連續(xù)短聲。說(shuō)明機(jī)內(nèi)有輕微短路現(xiàn)象，請(qǐng)立即關(guān)機(jī)，打開(kāi)機(jī)箱，逐一拔去接囗卡和其他設(shè)備如電源線、信號(hào)線，然后通電試機(jī)，如拔出某設(shè)備時(shí)系統(tǒng)恢復(fù)正常，則是該設(shè)備損壞或安裝不當(dāng)造成的短路故障。如只保留連接主扳電源線通電試機(jī)，仍聽(tīng)到的是“嘟嘟嘟”連續(xù)短聲，故障原因有：

①主板與機(jī)箱短路，可取下主板通電檢查。

②電源負(fù)載能力差，換只電源試試。

③主板有短路故障。

.如果聽(tīng)到的是間斷超長(zhǎng)聲。說(shuō)明是內(nèi)存檢測(cè)出錯(cuò)，使用ATX電源的用戶此時(shí)用機(jī)箱面板電源輕觸開(kāi)關(guān)無(wú)法關(guān)機(jī)，只有直接拔掉電源線。將內(nèi)存條拔下，用橡皮擦一下內(nèi)存條的“金手指”后，僅保留一條168線內(nèi)存條，重新插入安裝好試一試，如果還是不行，請(qǐng)用替換法檢查內(nèi)存條。慢速一長(zhǎng)三短是檢測(cè)顯示器出錯(cuò)，請(qǐng)檢查顯示器與顯示卡的信號(hào)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(qǐng)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(tīng)到的是其他報(bào)警聲，請(qǐng)注意不同BIOS檢測(cè)出硬件故障時(shí)PC喇叭響聲是不相同的。在確認(rèn)顯示器能正常工作后打開(kāi)機(jī)箱，聽(tīng)聽(tīng)拔下顯示卡前后的響聲是否有變化，可幫助你進(jìn)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(jié)論并排除的。對(duì)比度、色彩、刷新速度

CRT顯示器的對(duì)比度可高達(dá)700：1。如今LCD顯示器中屬于精英的機(jī)種則是450：1或500:1。而對(duì)比度在250：1甚或是200：1以下并不會(huì)少見(jiàn)。任何依賴這些色彩層次的細(xì)節(jié)會(huì)在處理過(guò)程中遺失掉,這樣的低對(duì)比度造成稍暗的色彩會(huì)被顯示成黑色。CRT顯示器可以顯示1,600萬(wàn)色（32位）。而這當(dāng)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(huà)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(shí)現(xiàn)的。即LCD尚未達(dá)到CRT顯示器的色彩數(shù)。LCD圖形會(huì)呈現(xiàn)出粗粒狀、班點(diǎn)狀的紋理，而非顯示無(wú)接縫變化的色彩。6.3CRT和LCD比較第三點(diǎn)CRT顯示器，你應(yīng)該不會(huì)希望使用比85Hz還慢的畫(huà)面刷新率。而當(dāng)最快畫(huà)面刷新率被視為一個(gè)不錯(cuò)的品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在此卻找不到有相應(yīng)刷新率的LCD顯示器來(lái)。理想的情況下，你可以將你的CRT顯示器設(shè)定在85Hz到100Hz。在LCD顯示器上，圖形并不由電子射線來(lái)產(chǎn)生，而是pixeltriads（三元像素），每個(gè)像素由紅、綠和藍(lán)的子像素組