Частоты работы монитора. Полоса частот видеоусилителя и тактовая частота видеосигнала

Читайте, почему важна и на что влияет частота обновления монитора. Как изменить частоту обновления монитора в Windows 10, 8 или 7 . Создание новых видов материалов и развитие современных продвинутых технологий позволило осуществить значительный прорыв в области компьютерной техники и сопутствующих товаров. Отдельной отраслью выступает разработка и производство компьютерных мониторов.

Содержание:

Что такое частота обновления монитора?

Более ранние версии мониторов на основе «ЭЛТ-системы» (электронной лучевой трубки) выдавали изображение среднего качества. При использовании таких мониторов пользователи были вынуждены применять защитные экраны и делать кратковременные перерывы в работе для уменьшения вредного воздействия монитора. Ведь его непрерывное использование могло повлечь за собой ухудшение зрения пользователей или нанести вред их здоровью в целом.

Затем на смену мониторам с «ЭЛТ» пришли более продвинутые модели: жидкокристаллические и «TFT-мониторы» . Сначала они сильно отставали по насыщенности, контрастности и качеству изображения, но потом их прогресс достиг такого уровня, что, на сегодняшний день, они являются самыми распространенными в мире и превосходят по своим характеристикам более ранние модели.

Но отрасль продолжает развиваться и все большую популярность приобретают мониторы, в основе которых лежит использование органических светодиодов («OLED» и «AMOLED» ), а также мониторы с поддержкой «3D-изображения» и проекционные мониторы.

Наиболее важным показателем, отвечающим за качество изображения, можно смело назвать частоту обновления экрана компьютерного монитора.

Частота обновления экрана – это величина, обозначающая, сколько раз ваш монитор обновляется новыми изображениями за одну секунду времени. Например, частота обновления «60 Гц» означает, что дисплей обновляется шестьдесят раз в секунду. Более высокая частота обновления приводит к более четкому и плавному изображению.

Почему частота обновления экрана важна?

Изменение частоты обновления экрана имело важное значение на старых мониторах с «ЭЛТ-системой» , где низкая частота обновления фактически приводила к тому, что дисплей заметно мерцал по мере его обновления. Более высокая частота обновления устраняла визуальное мерцание и делала изображение комфортным для просмотра.

На современных жидкокристаллических и светодиодных мониторах с плоской панелью вы не увидите мерцания даже на более низкой частоте обновления экрана. Однако более высокая частота обновления приводит к значительному повышению плавность конечной картинки. Вот почему более дорогие мониторы, в основном предназначенные для игр, предлагают высокие частоты обновления экрана, такие как «144 Гц» или «240 Гц» , что существенно превышает частоту обновления экрана типичного персонального компьютера в «60 Гц» . Заметить разницу вы сможете даже при обычном перемещении курсора мыши по экрану.

Максимальная частота обновления, которую вы можете использовать, зависит от внутренних характеристик вашего монитора. В основном, более дешевые мониторы поддерживают более низкие частоты обновления, в отличие от более дорогих мониторов. И если к компьютеру подключено несколько мониторов, то у каждого из них будет собственная настройка частоты обновления.

Когда вы выбираете для себя монитор, то более высокая частота обновления экрана является хорошим преимуществом, но это не всегда самая важная характеристика, на которую нужно обращать внимание. Существуют и другие важные параметры изображения, такие как: время отклика матрицы, точность цветопередачи и величина угла обзора монитора. Но независимо от озвученных характеристик, пользователи всегда стремятся выбирать мониторы с максимально высокой частотой обновления экрана, даже за счет уменьшения других параметров.

Зачастую, современные персональные компьютеры настроены на автоматический выбор наилучшей, самой высокой, частоты обновления для каждого подключенного монитора. Но не всегда такой выбор происходит автоматически из-за внутренних настроек системы, поэтому иногда, вам может понадобиться изменить частоту обновления экрана самостоятельно вручную.

«Windows 10»

Чтобы изменить частоту обновления дисплея в операционной системе «Windows 10» , щелкните правой кнопкой мыши на пустом пространстве рабочего стола и откройте контекстное меню. Среди возможных действий выберите раздел .

Будет открыта страница «Система» приложения «Параметры» . В данном приложении разработчики «Windows 10» собрали все основные элементы настройки операционной системы, позиционируя его, как полноценная замена приложения «Панель управления» , в котором были собраны все настройки системы в ранних версиях системы «Windows» . Поэтому важно знать возможные способы вызова приложения «Параметры» , которых существует достаточно много. О самых легких способах доступа к приложению вы можете прочитать в нашей ранней статье «Что такое ISO-образ и как его использовать?» .

В левой панели страницы параметров системы перейдите в раздел «Дисплей» , а затем в правой панели, используя полосу прокрутки, опустите бегунок вниз и выберите текстовую ссылку «Дополнительные параметры дисплея» .

На открывшейся странице дополнительных параметров под разделом «Сведения о дисплее» нажмите на текстовую ссылку «Свойства видеоадаптера для дисплея 1» . Если у вас подключено несколько мониторов, то предварительно, в разделе «Выберите дисплей» , укажите тот дисплей, настройки которого вы хотите изменить.

В окне свойств, в верхней его части, перейдите на вкладку «Монитор» и выберите нужную частоту обновления из доступных вариантов в разделе «Параметры монитора» в поле «Частота обновления экрана» . Затем нажмите кнопки «Применить» и «ОК» , чтобы ваши внесенные изменения незамедлительно вступили в силу.

Как изменить частоту обновления экрана в «Windows 8»

Чтобы изменить частоту обновления экрана в операционной системе «Windows 8» (порядок действий одинаково подходит и для более ранней версии «Windows 7» ), щелкните правой кнопкой мыши по пустому пространству рабочего стола, и во всплывающем контекстном меню выберите раздел «Разрешение экрана» .

Как и в случае с операционной системой «Windows 10» , если к вашему персональному компьютеру подключено несколько дисплеев, выберите тот, который вы хотите настроить, в ячейке «Дисплей» . А затем нажмите текстовую ссылку «Дополнительные параметры» , чтобы изменить его настройки.

В открывшемся окне свойств перейдите, в его верхней части, на вкладку «Монитор» , а затем выберите нужную частоту обновления в разделе из окна «Частота обновления экрана» . Далее нажмите кнопки «Применить» и «ОК» , чтобы сохранить изменения. Система «Windows» немедленно переключится на новую частоту обновления.

За что отвечает ячейка ?

В окне «Свойства» во вкладке «Монитор» в разделе «Параметры монитора» вы можете найти ячейку «Скрыть режимы, которые монитор не может использовать» , расположенную ниже поля «Частота обновления экрана» . Во многих случаях этот параметр будет недоступен, и варианты, представленные в поле «Частота обновления экрана» , являются единственными, которые вы можете выбрать.

В некоторых случаях эта опция доступна, и вы можете снять флажок в указанной ячейке «Скрыть режимы, которые монитор не может использовать» , чтобы просмотреть дополнительные параметры частоты обновления экрана. Другими словами, здесь представлены параметры частот, которые ваш монитор не поддерживает.

Эти параметры, скорее всего, не будут работать с вашим монитором, в результате чего вы можете увидеть пустой экран или сообщение об ошибке, если вы выберете неподдерживаемые частоты. Система «Windows» предупреждает, что такой выбор может привести к поломке вашего монитора. Поэтому мы не рекомендуем выполнять такую настройку, если вы не уверены в своих действиях.

Если вы не можете выбрать частоту обновления экрана, но знаете, что ваш монитор ее поддерживает

Операционная система «Windows» должна автоматически показывать все возможные частоты обновления, которые поддерживаются вашим монитором. Если в настройках системы «Windows» вы не видите частоту обновления, которую гарантированно поддерживает ваш монитор, то возможно в системе имеются определенные неполадки и вам придется заняться их устранением.

Например, вам может потребоваться обновить драйверы графической видеокарты, чтобы настроить более высокие частоты обновления. Или, если вы используете медленный кабель соединения системного блока компьютера и дисплея, который не обладает высокой пропускной способностью для прохождения достаточного количества данных для дисплея с высоким разрешением и высокой частотой обновления, то вам может понадобиться его заменить другим, более скоростным, кабелем. Возможно, вы используете встроенную видеокарту, обладающую низкими характеристиками и не позволяющую устанавливать высокую частоту обновления экрана.

Практически все мониторы, выпущенные в прошлом веке, имели в основе своего функционирования электронно-лучевую трубку. С ее помощью, в принципе, и создавалось изображение. Они доставляли пользователям постоянный дискомфорт, причем как моральный, так и физический, ведь их излучение было достаточно вредным для человеческого организма. Позже начали появляться жидкокристаллические мониторы, которые обладали целым рядом преимуществ по сравнению со своими прародителями. Далее технологии развивались, да и продолжают развиваться по сей день, но есть несколько параметров, которые остаются неизменными на протяжении всей истории становления этой техники. Этими параметрами являются разрешение и частота обновления экрана (тактовая частота). Это то, от чего в первую очередь зависит, мерцает экран монитора или нет, что очень важно для комфортной работы обыкновенного пользователя.

В чем измеряется разрешение

Правильно настроенное разрешение экрана позволит убрать рябь на экране монитора. Разрешение представляет собой особую величину, которая определяет то количество мини- частиц экрана - пикселей - на всей площади экрана монитора. Описывают его, как правило, двумя цифрами - горизонталь и вертикаль. Эти цифры могут зависеть от многих факторов, но главными являются диагональ и пропорции экрана. При большой диагонали и маленьком разрешении часто мерцает экран монитора. На это стоит обратить пристальное внимание. Правильная настройка экрана монитора позволит вам избежать многих проблем с вашим здоровьем, особенно со зрением и, как ни странно, с психикой.

Тактовая частота - что это?

Второй параметр, который хотелось бы рассмотреть - это тактовая частота экрана. Это понятие означает скорость обновления картинки на экране. Проще говоря, сколько раз в секунду обновляется монитор. Естественно, что чем эта величина выше, тем лучше. Измеряется она в герцах: чем выше число герц, тем реже мерцает экран монитора. Современные технологии позволяют ставить частоту мерцания вплоть до 200 Гц, но самым популярным значением по-прежнему остается 60-75 Гц.

Новое - это не значит идеальное

Но не все так гладко и у новых разработок и технологий. Так, каждый монитор имеет свою, так называемую установочную, величину разрешения. И чем больше вы будете ставить разрешение по сравнению со значением по умолчанию, тем четче будет картинка, но размер изображения будет все меньше. Это является сомнительным плюсом, даже учитывая то, что мерцает экран монитора гораздо реже. Но и для этого минуса есть решение. В современных операционных системах существует множество специальных утилит, которые позволяют увеличить количество пикселей на дюйм, что, в свою очередь, увеличит разрешение, но сохранит неизменным размер изображения на экране.

Выбор монитора - ответственное дело

Выбирая себе монитор, стоит убедиться в том, что вам подходят все параметры, которые предоставляет тот или иной производитель техники. Это позволит получить качественный товар, который даст вам возможность выполнять свою работу с максимальным уровнем комфорта. Запомните, что лучше один раз заплатить немного больше, чем потом лечить свое зрение (и нервы) длительное время.

Нестабильное изображение утомляет глаза и вызывает усталость. CRT обновляет кадр на экране много раз в секунду, и чем быстрее это происходит, тем стабильнее изображение.

Изображение на экране монитора формируется лучом электронов, которые, проходя через отверстия теневой маски, засвечивают точки люминофора. Луч перемещается по строке слева направо, затем переходит на следующую строку и т. д. до нижнего края экрана. Скорость перемещения луча (частота строк), а также формирования полного изображения определяется частотными характеристиками монитора.

Для пользователя наиболее важной из них является частота регенерации или кадровая частота - количество полных "пробегов", совершаемых лучом из верхнего угла экрана в нижний за одну секунду; выражается в герцах. Если пару лет назад рекомендуемая кадровая частота составляла 75 Гц, то теперь следует выбирать такой монитор, который поддерживает значение не ниже 85 Гц. Высокая частота регенерации гарантирует, что изображение будет выводится на экран без заметного глазу мерцания, а вредное воздействие длительной работы за монитором на зрение будет сведено к минимуму.

Полоса пропускания видеосигнала монитора является "интегрированным" показателем, приблизительное значение которого можно рассчитать по формуле: W=HxVxF, где H - максимальное разрешение по вертикали, V - максимальное разрешение по горизонтали, F - максимальная кадровая частота, на которой монитор может работать при максимальном разрешении.

Необходимо помнить, что максимальная кадровая частота при повышении разрешения экрана понижается, поэтому следует обращать внимание прежде всего на значения в используемых вами режимах. Это происходит со всеми мониторами, оснащенными CRT, поскольку каждую секунду они могут показывать на экране только ограниченное число пикселей. Кроме того, высокие частотные характеристики монитора могут быть сведены на нет тем, что их не поддерживает установленная в компьютере видеоплата.

Видеоадаптеры

Прежде, чем стать изображением на мониторе, двоичные цифровые данные обрабатываются центральным процессором, затем через шину данных направляются в видеоадаптер, где они обрабатываются и преобразуются в аналоговые данные и уже после этого направляются в монитор и формируют изображение. Сначала данные в цифровом виде из шины попадают в видеопроцессор, где они начинают обрабатываться. После этого обработанные цифровые данные направляются в видеопамять, где создается образ изображения, которое должно быть выведено на дисплее. Затем, все еще в цифровом формате, данные, образующие образ, передаются в RAMDAC, где они конвертируются в аналоговый вид, после чего передаются в монитор, на котором выводится требуемое изображение.

Таким образом, почти на всем пути следования цифровых данных над ними производятся различные операции преобразования, сжатия и хранения. Оптимизируя эти операции, можно добиться повышения производительности всей видеоподсистемы. Лишь последний отрезок пути, от RAMDAC до монитора, когда данные имеют аналоговый вид, нельзя оптимизировать.

Рассмотрим подробнее этапы следования данных от центрального процессора системы до монитора.

1. Скорость обмен данными между CPU и графическим процессором напрямую зависит от частоты, на которой работает шина, через которую передаются данные. Рабочая частота шины зависит от чипсета материнской платы. Для видеоадаптеров оптимальными по скорости являются шина PCI и AGP. При существующих версиях чипсетов шина PCI может иметь рабочие частоты от 25Mhz до 66MHz, иногда до 83Mhz (обычно 33MHz) , а шина AGP работает на частотах 66MHz и 133MHz.

Чем выше рабочая частота шины, тем быстрее данные от центрального процессора системы дойдут до графического процессора видеоадаптера.

2. Ключевой момент, влияющий на производительность видеоподсистемы, вне зависимости от специфических функций различных графических процессоров, это передача цифровых данных, обработанных графическим процессором, в видеопамять, а оттуда в RAMDAC. Самое узкое место любой видеокарты - это видеопамять, которая непрерывно обслуживает два главных устройства видеоадаптера, графический процессор и RAMDAC, которые вечно перегружены работой. В любой момент, когда на экране монитора происходят изменения (иногда они происходят в непрерывном режиме, например движение указателя мыши, мигание курсора в редакторе и т.д.) , графический процессор обращается к видеопамяти. В то же время, RAMDAC должен непрерывно считывать данные из видеопамяти, чтобы изображение не пропадало с экрана монитора. Поэтому, чтобы увеличить производительность видеопамяти, производители применяют различные технические решения. Например, используют различные типы памяти, с улучшенными свойствами и продвинутыми возможностями, например VRAM, WRAM, MDRAM, SGRAM, или увеличивают ширину шины данных, по которой графический процессор или RAMDAC обмениваются информацией с видеопамять, используя 32 разрядную, 64 разрядную или 128 разрядную видеошину.

Чем более высокое разрешение экрана используется и чем больше глубина представления цвета, тем больше данных требуется передать из графического процессора в видеопамять и тем быстрее данные должны считываться RAMDAC для передачи аналогового сигнала в монитор. Нетрудно заметить, что для нормальной работы видеопамять должна быть постоянно доступна для графического процессора и RAMDAC, которые должны постоянно осуществлять чтение и запись.

В нормальных условиях доступ RAMDAC к видеопамяти на максимальной частоте возможен лишь после того, как графический процессор завершит обращение к памяти (операцию чтения или записи) , т.е. RAMDAC вынужден дожидаться, когда наступит его очередь обратиться с запросом к видеопамяти для чтения и наоборот.

Частоты синхронизации

При формировании одного кадра изображения каждый из трех электронных пучков проходит от одного края экрана до другого (рисует строку), подсвечивая нужные точки с требуемой интенсивностью, и делает это столько раз, каков режим разрешения по вертикали (количество строк). Процессом развертки луча управляют сигналы синхронизации, вырабатываемые видеоадаптером. Для получения устойчивого изображения, хорошо воспринимаемого глазом, необходимо, чтобы кадр обновлялся достаточно часто -- в несколько раз чаще, чем в кинематографе. Это связано с тем, что расстояние между монитором и пользователем меньше, чем между экраном и зрителем в кинотеатре. Электронная система монитора обеспечивает строчную (движение по строкам, или горизонтальную) и кадровую (смена кадра, или вертикальную) развертки, которые характеризуются соответствующими частотами, называемыми Scanning Frequency, Synchronization, Deflection Frequency, с обязательным указанием направления (Horizontal или Vertical).

Частота вертикальной синхронизации иногда обозначается как Refresh Rate. Частота горизонтальной развертки может быть приближенно оценена как произведение числа строк на частоту обновления кадров. Реально она немного (на 3 - 10 %, в зависимости от режима) выше такой оценки, что связано с переходными процессами при обратном ходе пучка в верхнюю часть экрана во время смены кадра.

Автоматический выбор частот

В самых первых моделях мониторов, предназначенных для работы в одной видеомоде, применялась единственная комбинация частот вертикальной и горизонтальной синхронизаций, причем частота обновления кадров была невелика -- не более 60 Гц. Такие мониторы назывались одночастотными. Ввиду несовершенства системы развертки на этих устройствах была даже предусмотрена подстройка частоты горизонтальной синхронизации.

Увеличение графических приложений потребовало увеличения кадровой частоты, кроме того, новые приложения начали использовать более высокие разрешения. Поэтому, чтобы можно было работать с новыми пакетами, не отказываясь от привычных старых, потребовались мониторы, способные поддерживать несколько фиксированных частот синхронизации. Так появились многочастотные мониторы.

Для псевдоувеличения частоты кадровой развертки был внедрен режим Interlaced -- чересстрочной развертки, формирующий кадр за два прохода. При первом проходе воспроизводятся только нечетные строки кадра, при втором -- только четные. При этом говорилось о повышении частоты кадровой синхронизации, которая обычно равнялась 87 Гц. Однако реальная частота была вдвое ниже, что было явно неудовлетворительно для работы и утомительно для глаз, поэтому сразу же после появления мониторов с режимом Interlaced посыпались отрицательные отзывы о качестве их изображения, а наряду с Interlaced-мониторами выпускались аппараты, которые обеспечивали высокую частоту смены кадров без применения способов чередования. Чтобы отличить более качественные мониторы, их назвали Non-Interlaced. Развертка Non-interlaced называется также “прогрессивной”.

Дальнейшее развитие программных продуктов и прогресс в области радиоэлектроники позволили отказаться от фиксированных частот синхронизации. В современных мониторах частота и горизонтальной, и вертикальной разверток может быть выбрана любой из диапазона частот, поддерживаемых монитором, что дает широкий простор для создания различных приложений. Эта особенность современных мониторов обозначается в документации термином “автоматическое сканирование” или “мультисканирование” (Autoscan, Multiscan, Multifrecuensy, или MultiSync), а также отражается в их названии (серии мониторов MultiSync фирмы NEC, Multiscan фирмы Sony, SyncMaster от Samsung).

Полоса частот видеоусилителя и тактовая частота видеосигнала

Есть еще одна частотная характеристика, называемая полосой частот, хотя правильнее было бы назвать ее верхней границей частотной характеристики видеотракта, поскольку для полосы надо определять и нижнюю границу.

Эта характеристика обозначается как Bandwidth. Она определяет верхнюю границу полосы пропускания видеоусилителя. Обычно ее измеряют в мегагерцах по спаду характеристики на -- 3 децибела от максимального значения.

На монитор от видеоадаптера, кроме синхроимпульсов кадровой и строчной разверток, подаются также сигналы интенсивности каждого из составляющих цветов для каждого пикселя изображения, которые представляют собой последовательность видеоимпульсов различной амплитуды. Она и определяет интенсивность электронного пучка (а значит, и интенсивность свечения люминофора) в данной точке. Нетрудно посчитать, что интенсивность луча должна меняться с частотой, равной (в первом приближении) произведению числа строк на число вертикальных полос выбранного разрешения и на частоту обновления кадров.

Так, для режима XGA при частоте кадровой развертки 1024 х 769 х 75Гц”59 Мгц. Тактовая частота видеосигнала (видеоимпульсов) -- Dot Rate, Pixel Rate, Pixel Clock -- в 1,33 -- 1,40 раза выше этой оценки, что связано с переходными процессами и обратным ходом луча.

Видеоадаптер вырабатывает низковольтные видеосигналы, их максимальная амплитуда не превышает 0,7 -- 1 В. Этот сигнал затем усиливается видеоусилителем и подается на модулирующие электроды кинескопа. Для того чтобы видеосигнал проходил без искажения, необходимо, чтобы граница полосы пропускания видеотракта превышала тактовую частоту сигнала. Максимальное значение частоты видеоимпульсов, при котором еще и возможно получение качественного изображения, соответствует значению верхней границы полосы видеотракта. Если реализуется режим, требующий частоты видеоимпульсов, превышающий Bandwidth (это возможно, если требуемые частоты синхронизации поддерживаются монитором), то изображение на экране будет расплывчатым.