Temel Bilgisayar Teknisyenlik Eğitimi Seminer Notları Monitör Teknolojisi
CRT Monitör teknolojisi-1 CRT (katod ışınlı tüp) monitörlerde görüntü tüp adı verilen düzenek tarafından oluşturulur. Havası boşaltılmış bir vakum tüpü içinde elektron tabancası tarafından bir ışın demeti üretilir. Tüp içideki anodlar elektronları hızlandırır ve saptırma bobini adı verilen düzenek yardımıyla bir elektromağnetik alan oluşturarak ışın demetinin sabit-istenilen bir yönde hareketini sağlar. Işın demeti fosforlu ön yüzeye çarptığında fosfor noktacığı ışığı emer ve ince, parlak, gözle görülebilir bir nokta olarak yansıtır. Bu, görüntünün (resim) en küçük birimidir. Resmin tamamının ekranda oluşması saptırma bobinlerine gönderilen karmaşık pek çok sinyalin işlenmesi sonucudur. Tüp içinde yatay ve dikey olarak 2 grup saptırma bobini vardır. Işın demeti görüntüyü oluşturmak için ekranın solundan sağına doğru ve yukarıdan aşağıya doğru tüm noktalarda bir tarama hareketi yapar. Tarama hızı göz ile algılanamayacak kadar hızlıdır ve ekranda sabit bir görüntü-resim olarak algılanır.
CRT Monitör teknolojisi-2 Renkli monitörlerde 3 adet elektron tabancası bulunur. Bunlar kırmızı(r), yeşil(g) ve mavi(b) olmak üzere 3 temel renge ait ışın demetinin üretimi içindir. Ekran yüzeyi 3 ayrı renkteki fosfor tabakasından oluşur. Her renge ait ışın demeti sadece kendi rengine ait tabakaya çarpar. Resimdeki diğer tüm renkler bu 3 temel rengin değişik parlaklıklarda kullanılması ile oluşturulur. Monitörde yatay ve dikey olarak taranan nokta adedi (piksel) gösterebildikleri görüntünün çözünürlüğünü belirler. Örneğin 1024x768 çözünürlükte çalışan bir CRT monitörde görüntüler soldan sağa 1024 adet noktanın, yukarıdan aşağıya 768 satır boyunca taranması sonucu yani 786.432 adet pixel sırayla aydınlatılarak sağlanır. Bu işlem tazeleme frekansı 60Hz olan bir monitörde saniyede 60defa yapılacak demektir. Monitörlerin en net görüntü verdiği bir tazeleme frekansı vardır. Ancak monitör görüntüyü hangi tazeleme frekansı ile göstereceği bilgisini ekran kartından alır. Bu nedenle iyi bir görüntü için hem monitörün hem de ekran kartının tazeleme frekansları ve çözünürlük kapasiteleri eşdeğerde olmalıdır.
LCD Monitör Teknolojisi-1 LCD monitörlerde (Liquid Crystal Display) görüntü, sıvı kristallerin ışığı geçirme özelliklerinin elektrik ile kontrol edilebilmesi esasına dayanır. Sıvı kristallerin bir transistor tabakası ile kontrol edildiği LCD lere TFT (Thin Film Tranzistor)-LCD denir. Günümüzde en çok kullanılan LCD tipi TFT dir. Bir TFT-LCD monitörde basit olarak 2 cam tabaka arasına yerleştirilmiş bir sıvı kristal tabakası bulunur. Ön tabaka bir renk filtresi ile arka tabaka ise transistörler ile kaplıdır. Her transistor veya transistor grubu 1 pikselden sorumludur. Bir transistöre gerilim uygulandığında likit kristal molekülleri eğilir ve arkadaki bir ışık kaynağından gelen ışığı pikselden geçirir veya geçirmez. Ön tabakada bulunan renk filtresi de her piksele kendi rengini verir. Milyonlarca pikselin değişik renklerdeki birleşimi sonucu ekranda görebildiğimiz görüntü oluşur.
LCD Monitör Teknolojisi-2 Panel Büyüklüğü CRT monitörde ekran büyüklüğü monitörün kasası dahil edilerek köşeden köşeye ölçülür. Bu nedenle CRT monitörde görülebilir alan ekranın inch büyüklüğünden daha küçüktür. LCD Monitörlerde ise panel büyüklüğü sadece panelin köşeden köşeye ölçülmesi ile bulunur. Yani LCD monitörlerde görülebilir alan tam olarak oanel büyüklüğü kadardır. Maksimum Çözünürlük Monitörün net ve parlak bir görüntü verdiği maksimum çözünürlük değeridir. Monitörler her çözünürlükte görüntü verirler ancak LCD monitörlerde piksel adedi sabit olduğu için en iyi görüntü doğal çözünürlük dediğimiz bu sabit piksel adedinde elde edilir. Çözünürlük-nokta adedi-ne kadar fazla ise görüntü o kadar net ve renkler de parlak olur.
LCD Monitör Teknolojisi-3 Parlaklık Parlaklık (brightness), beyaz ışığın ne kadar doygun olduğunu belirtir. Parlaklık değerleri cd / m^2 (candela) birimiyle belirtilir. 250 veya 300 cd/m^2'lik bir parlaklık normal kullanım için yeterlidir. Parlaklık monitörün çalıştığı ortamdaki ışık miktarına göre kullanıcı tarafından ayarlanmalıdır. Parlaklığın monitörün her noktasında aynı-uniform olması beklenir. Kontrast Oranı Kontrast oranı en karanlık siyah ile en parlak beyaz arasındaki seviye farkıdır. Bu oran beyazdan siyaha geçişin ne kadar hassas olduğunu gösterir. Kontrast oranı yüksek bir monitörde gri tonlamalar daha belirgindir. Kontrast oranları 400:1, 500:1 şeklindedir. Bu aynı zamanda LCD nin sıvı kristallerinin açılıp kapanma yeteneğini gösterir. Yandaki resimde kontrast oranı iyi bir monitörde (üstteki resim) detaylar belirgindir. Özellikle karanlık görüntülerdeki detaylar daha iyi görüntülenir.
LCD Monitör Teknolojisi-4 Tepki süresi Tepki süresi LCD monitörde piksellerin açılıp kapanması için geçen süredir. Aynı zamanda saniyede görüntülenen kare (frame) adedini gösterir. Tepki süresi yeterince küçük değilse görüntüde gölge (ghosting) oluşur. 25ms lik tepki süresi normal kullanım için yeterlidir. Görüş açısı: Görüş açısı, monitördeki görüntünün bozulmadan görülebildiği bakış açısını gösterir. Monitöre direk karşıdan değil de biraz yan taraftan baktığınızda görüntünün ve renklerin bozulmadan görülebilmesi gerekir. CRT monitörlerin görüş açıları LCD lerden daha geniştir. Hem dikey hem de yatay görüş açısı dikkate alınmalıdır. 160 derecelik yatay, 150 derecelik dikey görüş açısı LCD için yeterlidir.
LCD Monitör Teknolojisi-5 Piksel Adedi ve Piksel Sıklığı LCD deki her piksel kırmızı, yeşil ve mavi olmak üzere 3 alt pikselden oluşur. Bunlara dot da denir. 1280x1024 çözünürlükteki bir LCD monitörde 1280x1024=1.310.720 adet piksel, 1.310.720x3=3.932.160 adet alt piksel (dot) bulunur. Normal bir LCD monitörde 1 pikselin genişliği (piksel sıklığı) 0.24mm ile 0.26mm arasındadır. Panel boyutları aynı olan 2 monitörün piksel sıklığı farkı nedeniyle piksel adedi dolayısıyla da çözünürlükleri farklı olabilir. Renk Derinliği veya Renk Sayısı Her pikselin rengi, krımızı, yeşil ve mavi alt piksellerin değişik tonlarda biraraya gelmesi ile oluşur. Alt piksellerin üçü de açık tonlarda ise piksel beyaz, üçü de koyu tonlarda ise piksel siyah görünür. Her alt piksel 256 değişik tonda ışık verebilir. 3 alt pikselin kombinasyonu ile 16.8 milyon renk elde edilir. Yani; 256 ton kırmızı X 256 ton yeşil X 256 ton mavi = 16.777.216 adet renk elde edilir. Bu renk derinliği gerçek renk olarak tanımlanır.
LCD Monitör Teknolojisi-6 Renk derinliğinde VGA kartın özellikleri de belirleyicidir. Öreğin SVGA modda çalışan bir PC de VGA karttan monitöre her 1 piksel için 24bit uzunluğundaki veri gönderilir. Buna bit derinliği denir. 24 bitlik bir monitörde her renk için 8bit kullanılır. 1 piksele gidecek veri için ne kadar fazla bit kullanılırsa renk sayısı o kadar fazla olacaktır. Bit-Depth 1 2 4 8 Number of Colors 2 (monochrome) 4 (CGA) 16 (EGA) 256 (VGA) 16 65,536 (High Color, XGA) 24 16,777,216 (True Color, SVGA) 32 16,777,216 (True Color + Alpha Channel)
LCD Monitör Teknolojisi-7 Ölü Piksel Parlak Piksel 1280x1024 çözünürlükteki bir LCD monitörde 1280x1024x3=3.932.160 adet alt piksel (dot) bulunur. Her alt piksel 1 transistör tarafından sürülmektedir. Yani LCD de 3.932.160 adet tranzistör bulunmaktadır. Bunlardan herhangi biri arızalandığında LCD de piksel hatası oluşur. Piksel hataları 2 çeşittir. Transistör daima açık durumda kalırsa alt piksel sürekli yanar ve renkli nokta oluşur. Transistör devamlı kapalı durumda kalırsa karanlık nokta oluşur. Alt piksellerde oluşan piksel hataları yanyana meydana geldiğinde tam piksel hatası olarak görünür. Tam piksel karanlık ise ölü piksel, parlak ise parlak piksel olarak isimlendirilir.
LCD Monitör Teknolojisi-7 LCD monitörlerde ISO standartlarına göre belirli sayıdaki tam ve alt piksel hataları normal kabul edilir. Aksi halde sıfır piksel hatası ile üretildiğinde panel maliyeti çok artmaktadır. ISO Standartlarına Göre Piksel Kusurları: ISO 13406-2 standartlarına göre dört sınıf LCD ekran tanımlanmış olup her birinin içerebileceği hatalı piksel / alt-piksel sayısı bellidir: Class I Paneller: Hiç bir piksel kusuru içeremez. Class II Paneller: Her bir milyon pikselde en fazla 2 beyaz / 2 siyah / 5 renkli nokta içerebilir. - 15" (1024 768) panellerde: 1 beyaz / 1 siyah / 3 renkli nokta - 17"-19" (1280 1024) panellerde: 2 beyaz / 2 siyah / 6 renkli nokta - 20" ve üzeri (1600 1200) panellerde: 3 beyaz / 3 siyah / 9 renkli nokta içerebilir. Ayrıca 5 5 piksellik bir alanda 2'den fazla alt-piksel kusuru ya da 1'den fazla piksel kusuru bulunamaz. Class III Paneller: Her bir milyon pikselde en fazla 5 beyaz / 15 siyah / 50 renkli nokta içerebilir. - 15" (1024 768) panellerde: 3 beyaz / 11 siyah / 39 renkli nokta - 17"-19" (1280 1024) panellerde: 6 beyaz / 19 siyah / 65 renkli nokta - 20" ve üzeri (1600 1200) panellerde: 9 beyaz / 28 siyah / 96 renkli nokta içerebilir. Ayrıca 5 5 piksellik bir alanda 5'den fazla alt-piksel kusuru ya da 1'den fazla piksel kusuru bulunamaz. Class IV Paneller: Her bir milyon pikselde en fazla 50 beyaz / 150 siyah / 500 renkli nokta içerebilir. Bu panellerde ayrıca 5 5 piksellik bir alanda 50'den fazla alt-piksel kusuru ya da 5'den fazla piksel kusuru bulunamaz.
LCD Monitör Teknolojisi-7 VGA (Video Graphics Array) VGA en eski analog görüntü standartlarından biridir. Ençok 1280x1024 çözünürlüğe izin verir. PC nin VGA çıkışı D-SUB 15PIN kablo ile monitörün VGA girişine bağlanır. Dijital görüntü verileri VGA kart tarafından analog sinyale dönüştürülerek bu kablo ile monitöre iletilir. Bu dönüştürme sırasında bir kısım veri doğal olarak kaybolmaktadır. DVI (Digital Visual Interface) DVI hem analog hem de dijital video sinyallerini iletebilir. LCD monitörler tümüyle dijital cihazlar olduğu için görüntü verileri DVI ile dijital olarak gönderilirken VGA kart tarafından dönüştürme işlemine gerek kalmaz. LCD tarafında da veriler dönüştürülmeden dijital olarak işleneceğinden daha net bir görüntü elde edilir. DVI ile 2560x1600 çözünürlükte görüntü elde edilebilir. HDMI (High Definitions Multimedia Interface) Dijital ses ve video aktarımı için geliştirilmiş en son arayüzdür. Herhangi bir ses veya görüntü kaynağından (Digital TV, PC, Player v.s.) gelen çoklu veriyi tek kablo üzerinden aktarır. 3200x2048 çözünürlüğü destekler.
Video Standartları Mode Pixel Adedi En/Boy Oranı Kullanım Yeri VGA 640 480 4:3 SVGA 800 600 4:3 XGA (Extended Graphics Array) 1024 768 4:3 15- ve 17-inç CRT, 15-inç LCD monitörler WXGA (Wide XGA) 1365 768 16:9 Geniş açılı 15.4-inç Notebook lar, LCD ler SXGA (Super XGA) 1280 1024 5:4 15- ve 17-inç CRT, 17-19-inç LCD monitörler WSXGA+ (Wide SXGA plus) 1680 1050 16:10 Geniş açılı 20-inç LCD monitörler UXGA (Ultra XGA) 1600 1200 4:3 19, 20, 21-inç CRT, 20-inç LCD monitörler WUXGA (Wide Ultra XGA) 1920 1200 16:10 Geniş açılı 22-inç ve daha büyük LCD monitörler QXGA (Quad XGA) 2048 1536 4:3 21-inç ve daha büyük CRT monitörler
Video Standartları
LCD-CRT Monitör Karşılaştırması LCD Az yer kaplar. Hafiftir. Daha az güç tüketir (c.20w). Görüntü nettir. Resmin geometrisi düzgündür. Tüm ekranda renkler sabittir. Text modunda kontrast çok iyidir. Titreme yoktur. Resmin kontrastı ve rengi görüş açısına bağlı olarak değişir. Tam siyah renk elde etmek güçtür. Hareketli görüntülerde bulanıklık olabilir. Parlaklık lambaların parlaklığı ile sınırlıdır. Resimler donuk görünebilir. Piksel hatası oluşabilir. Doğal sabit bir çözünürlüğü vardır. Gelişmiş teknoloji ürünüdür, fiyatları düşmektedir. DVI gibi sayısal bir arayüz ile problemsizdir. Hacimli, büyüktür. Ağırdır. CRT Güç tüketimi fazladır (c.150w) Netlik sınırlıdır, parlaklık ve kullanım ömrüne göre netlik bozulabilir. Geometri parlaklık ve kullanım ömrüne bağlı olarak bozulabilir. Güçlü parlak alanlar diğer bölgelerdeki resmin görünümünü etkiler. Text modunda kontrast zayıftır. Titreme vardır. Resmin kalitesi görüş açısından bağımsız olarak sabittir. Tam siyah renk elde edilir. Hareketli görüntüler nettir. Daha yüksek parlaklık elde edilebilir. Resimler daha canlı görünür. Piksel hatası gibi bir problemi yoktur. Birden fazla çözünürlüğü aynı kalitede destekler. Gelişmiş teknoloji ürünüdür, ucuzdur. Analog arayüz ile problemsizdir.
LCD Monitör Nasıl Çalışır Şebeke gerilimi AC 220V Power Board tarafından 5V ve 12V DC ye dönüştürülür ve interface kart, inverter kart, ses ve diğer devre elemanlarını besler. Ön panel tuşları interface karta bağlıdır. Power düğmesine basıldığında interface tarafından lambaları yakan inverter devresi tetiklenir. Aynı anda PC den gelen R-G-B, H-sync ve V-sync sinyalleri interface board üzerindeki işlemci tarafından işlenir ve dijital veriye dönüştürülür. Interface bu işlem için analog sinyalden örnekleme yapar. PC den gelen sinyalde aynı zamanda display mode bilgisi de vardır. Display mode görüntünün hangi çözünürlükte ve hangi frekansta gösterileceğini bildirir. Görüntü verisini taşıyan data sinyalleri LVDS kabloları ile LCD paneli süren devreye iletilir.
Arıza Tespit-1 Görüntü yok OSD tuşuna basın ekrana OSD menüsü geliyor mu? Evet > - Çözünürlüğü doğal ayarına getirin. Data kablosunu ve PC yi kontrol edin. - Interface kart üzerindeki voltajları ve frekansları ölçün. Voltajlar hatalı ise power kart arızalıdır. Frekanslar hatalı ise interface kart arızalıdır. Hayır > - Interface kart üzerindeki voltajları ve frekansları ölçün. Voltajlar hatalı veya yok ise power kart arızalıdır. Frekanslar hatalı ise interface kart arızalıdır. - Voltajlar doğru ise interface ile panel arasındaki kablo bağlantısını kontrol edin. - Lambaları kontrol edin. Lambalar yanmıyorsa power kart üzerindeki voltajları kontrol edin. Monitöre güç gelmiyor Güç kablosunu kontrol edin. Power Kart üzerinde besleme sigortasını kontrol edin. Power Kart üzerinde 5V ve 12V yoksa power kart arızalıdır. Power LED turuncu yanıp sönüyor, görüntü gelmiyor OSD den doğal çözünürlüğü ayarlayın. Düzelmez ise interface kart arızalıdır.
Arıza Tespit-2 Görüntü bozuk veya renklerde problem var PC den gelen data kablosunu kontrol edin. Kabloda kopuk olabilir. Interface ile panel arasındaki kablo bağlantısını kontrol edin. Eprom u yeniden programlayın. Interface kartı değiştirin. Ekran açıldıktan sonra hemen kararıyor LCD lambaları zamanla zayıflamış veya arızalıdır. Titreme, kararma veya soluk görüntü varsa lambalar arızalıdır. Yatay veya dikey çizgi var LCD de yatay veya dikey çizgi LCD panel üzerindeki kontrol devresinin arızalı olduğunu gösterir. Ses çıkmıyor Hoparlör girişlerindeki sinyali kontrol edin. Sinyal yoksa ses kablo bağlantısını kontrol edin. Ses katındaki voltajları kontrol edin. Voltajlar hatalı veya eksik ise ses katı arızalıdır. Voltajlar normal ise hoparlör (ler) arızalıdır.
LCD Monitörün Sökülmesi-1 1- Monitör yatık konuma getirilerek ilk önce ayak sökülür. 2- Arka kasayı tutan vidalar sökülerek kasa çıkarılır. 3- Display Panel yukarı gelecek şekilde yatırılarak ön bezeli tutan vidalar sökülür. Bezeli tutan tırnaklar hafifçe içeri bastırılarak bezel çıkarılır. 4- Display Panelin tutucu vidaları, lamba ve LVDS kablosu sökülerek display açığa alınır.
LCD Monitörün Sökülmesi-2 5- Kartların bulunduğu metal kabin tutucu vidalar sökülerek çıkarılır. 6- Power kart ve interface kart görünür. Inverter devresi power kart üzerinde değilse inverter kart da görünecektir.
OSD Ayarları-1 OSD menüsü monitörün markasına ve modeline göre farklılık gösterir.
OSD Ayarları-2
OSD Ayarları-3
LCD Monitörün Test Edilmesi Monitörün arızasının giderilmesinden sonra ayarlarının yapılması ve fonksiyonlarının test edilmesi gerekir. Monitör ayarlarını yapmak ve test adımlarını sırayla uygulamak üzere hazırlanmış pek çok program bulunmaktadır. Passmark, DisplayMate gibi. Bu programlar olmadan da uygun şablonlar kullanılarak OSD den ayar yapılabilir ve aynı anda test edilebilir. Test/Ayar sırasında aşağıdaki fonksiyonlar kontrol edilmelidir. 1- Geometrik ayarlar: Yatay ve dikey olarak görüntü düzgün boyutlarda mı? 2- Netlik ve çözünürlük: Çözünürlük aralığında her çözünürlük için görüntü net mi? 3- Renkler ve gri tonları: Renkler gerçek renklerde mi? Grinin tüm tonları görünüyor mu? 4- Piksel hataları: Parlak veya ölü piksel var mı? LCD monitör test edilmeden önce en az 20dk çalıştırılarak ısınması sağlanmalıdır.
Örnek Test Şablonu
Örnek Test Şablonu
Piksel hataları giderilebilir mi? Piksel hatalarını giderebildiği belirtilen bazı yazılımlar var: UDPixel, JScreenFix, Kill Dead Pixel Piksel masajı veya baskı yöntemi ile parlak piksel hataları (bazen) giderilebiliyor. Monitör kapalı iken parlak pikselin bulunduğu bölgeye hafif nemli yumuşak pamuklu bir bez ile baskı yapılır. Baskı sırasında monitörün power düğmesi açılır. Baskı kaldırıldığında piksel hatası kaybolacaktır. Bu yöntemle bütün piksel hataları giderilmez. Uygulama sırasında daha fazla piksel hatasının oluşması da mümkündür. Önce kaybolan piksel hatası sonradan tekrar ortaya çıkabilir.
Temel Bilgisayar Teknisyenlik Eğitimi Seminer Notları Monitör Teknolojisi Özlem Sezer Fahrettin Çevik Hamza Beyaztaş Sorularınız için osezer@bimtes.com.tr