Vlákno názorů k článku Grafické karty a grafické akcelerátory (30) od Frn - "Výhodou elektrostatického vychylování je menší cena obrazovky .." Hlavní...

"Výhodou elektrostatického vychylování je menší cena obrazovky .."

Hlavní výhodou je rychlost - el.statické vychylování se chová z elektrického hlediska jako nabíjení kondenzátoru (parazitní kapacita destiček), jehož kapacita je veli malá, takže se dá dosáhnout rychlé odezvy a zobrazování i velice rychlých signálů. Naproti tomu el.mg vychylování znamená pracovat s cívkou, která je poměrně velká (protože musí být vně trubice), má relativně velkou indukčnost a nejde na ni zobrazovat bez zkreslení do tak vysokých frekvencí jako v předchozím případě. Toto je hlavní důvod, proč se u osciloskopů používá obvykle el.statické vychylování.


"Třetí signál je zaveden na mřížku umístěnou před katodou. Pomocí náboje na této mřížce se ovlivňuje intenzita elektronového paprsku a tím i intenzita vyzářeného světla v místě dopadu paprsku."

Předpětím na řídící mřížce se obvykle řídí jas, tj. množství elektronů, které se "propustí" k dalšímu použití, resp. množství, které se touto mřížkou "vrátí" zpět. Ovšem řízení jasu pomocí této mřížky je dost nepraktické (má docela velké záporné předpětí), takže se obvykle (aspoň v TV a "klasických" monitorech) jas ovládá předpětím přímo na katodě.


"Některé obrazovky v osciloskopech dokonce ani nemají před katodou mřížku a jas se tak ovládá přímo změnou napěťového potenciálu mezi anodou a katodou. ... stačí ... vyřadit potenciometr určený pro nastavení jasu a místo něj zařadit vhodný elektronický spínací prvek (mnohdy postačí jeden správně polarizovaný tranzistor)."

Ale pozor na vysoké napětí !! U velmi populárního (mezi bastlíři) malého osciloskopu sovětského původu H313 je toto napětí cca -600 V, u větších stolních modelů bude odhadem okolo 1kV (a možná i víc). Pro nějaké zkoušení bude asi bezpečnější sehnat nabušenější osciloskop, který by měl tento vstup přímo vyveden - bývá označen jako Z.


"Velmi zajímavé řešení při řízení vektorového displeje kupodivu nabízí i běžné grafické karty typu VGA či SVGA s plnobarevným (true-color) výstupem .."

To je teda maso :)
Zajímavý nápad _takhle_ generovat trojici analagových signálů z PC.

"Precejen je rozdil mezi "osmibitovym" vystupem (SVGA) a "sestnactbitovym" vystupem (zvukovky)"

No ani moc ne - IMHO by nemusel být problém dosáhnout 10-ti bitů (možná i víc). A to už by mělo stačit.

Jak ? No nevím jak to bude s rychlostí zobrazování, ale dejme tomu, že si zvolíme na videokartě režim 1024x1280 bodů. I při 60 Hz snímkové frekvenci to dělá cca 78 MHz. Pokud by nám stačilo i míň (a to by mělo), můžeme si na výstup z VGA filtrovat - např. na necelých 20 MHz. To dělá 20 miliónu bodů/s a při rozlišení 10 bitů (tedy cca 1000x1000) by jsme byli schopni nakreslit 20 tisíc vektorů za sekundu, což při obnovovací frekvenci 50 Hz dělá 400 vektorů na snímek. To by IMHO mělo stačit.

Zbývá vysvětlit proč by se měl výstup filtrovat - pak by totiž stačilo vhodně střídat hodnoty, jejichž interpolací by se dalo zvýšit rozlišení. V tomto případě 4x, tedy o 2 bity.

Příklad :

Mějme v jednom kanálu čísla
a) 1 1 1 1
b) 1 1 1 2
c) 1 1 2 2
d) 1 2 2 2
e) 2 2 2 2

Díky filtru se tato sekvence převede na :
a) 1,0
b) 1,25
c) 1,5
d) 1,75
e) 2,0

.. tedy postupné zvětšování mezi 1 a 2 s rozlišením o 2 bity větším než "hrubý" skok 1 -> 2

"Jeste se zeptam na jednu vec (vidim, ze se pohybujete v branzi)"

Děkuji za lichotku, ale jsem jenom bastlíř, kterého se současnosti živí IT. Proto jsem moc rád za každé téma, kde se oba obory protnou nebo aspoň přiblíží.
A osciloskopy jsou mi také blízké mému srdci - vždyť mít v dílně svůj vlastní je snem každého bastlíře. U mě se to poštěstilo - je to sice jenom malá "skorohračka", ale na běžné bastlení stačí. K těm lepším jsem sice přičichnul na školách, ale už je neznám natolik do hloubky a ani jsem se v nich neměl možnost vrtat jaok u svého. Takže moje názory berte prosím s malou rezervou :)


"Jaka je maximalni pouzivana frekvence, kterou lze dostat na vychylovaci desticky? Ptam se proto, ze "klasicke" osciloskopy koncily nekde na GHz a potom uz nastupovaly digitalni masinky, ktere vsak pracuji uplne jinak (ale i ty jsou zajimave, zejmena stylem "pameti")"

Vzhledem k tomu, že se chovají jako velice malý kondenzátor je to skoro neomezeně (z pohledu "běžného" málo náročného uživatele). Tipoval bych, že řádově stovky MHz by ještě mělo být technicky zvládnutelné. Ovšem pak je otázka, co se dá takovou frekvencí zobrazit - jednoduchá poučka říká, že by pro solidní zobrazení tvaru křivky měl být zesilovač schopen přenášet harmonické až do desetinásobku. kromě toho se nepříznivě uplatňují i parametry vstupního kabelu (parazitní kapacity apod.) - proto se používají sondy, které to vykompenzují. Ty ale mívají např. dělící poměr zž 1:1000 - vstupní kapacita sondy je sice přijatelná (1000x menší než následná parazitní kapacita kabelu) a nezatěžuje tolik zkoumaný obvod, ale signál si pak zase musíme 1000x zesílit zpět. A sestavit zesilovač který bude na vstupu přijímat řádově mV (nebo ještě míň) a zesílí je bez zkreslení na řádově desítky V (v lepším případě) je dost nákladné.


"Jde mi o to, jestli digitalni osciloskopy nastoupily proto, ze na ne proste byl cas (a bylo to "modni"), nebo proto, ze to klasicke osciloskopy uz na techto frekvencich neustihaly."

Těch vlivů bylo IMHO víc - jednak "nestíhaly" (tj. zkreslovaly průběh kvůli chybějícím harmonickýmú, objevovaly se problémy s luminoforem (nestíhal se rozsvítit), na "analogu" se dají zobrazovat jen opakované a stálé děje, zatímco u digitálu není problém zobrazit i jednorázové přechodné děje nebo nepravidelně se vyskytující stavy apod.
Dalším problémem je vícekanálovost : u analogových se dvoupaprskové obrazovky kvůli ceně moc neujaly a přepínat dva signály na jeden paprsek zanáší chyby, zatímco u digitálních to není žádný problém (jen se přidá další vstupní jednotka a zbytek zůstává stejný).


"S tim rizenim jasu to je pravda, ale pouze castecne, protoze i mezi katodou a anodami je docela vysoke napeti (spis bych zde mluvil o potencialu). Presne hodnoty si nemapamuji, ale tusim, ze pro cernobile obrazovky to bylo neco kolem 6kV a pro barevne vic jak 20kV."

Tak to musím oponovat - pokud mě paměť neklame, je toto napětí u moderních TV a monitorů omezováno na (tuším) 12 kV. Při hodnotách které uvádíte (20 kV) by se z obrazovky stala docela slušná rentgenka :)


" Samozrejme, ze napeti bylo zdvihane velmi mekkym "zdrojem" (trafo, nasobice napeti), takze proud tim prakticky zadny netekl :-)"

Ano - veškerý "proud" který tam teče je vlastně jenom ten proud elektronů z katody, který se "po použití" odsává zpět. Ale zase na druhou stranu je anoda (tedy vnitřní povrch obrazovky) dost daleko od ostatních částí a navíc oddělená sklem od "ostatního světa", takže na ni ten náboj dost dlouho vydrží. Výboj z vypnuté obrazovky sice není smrtelný, ale dokáže být hodně nepříjemný :)

Podle materiálů co jsem teď našel na internetu se u barevných obrazovek opravdu používá až 25 kV. Docela mě to překvapilo - žiju pořád v domění že je to míň. takže jste měl pravdu vlastně Vvy.


"Teda tusim, ze 20 kV je sice dolni mez, ale takto slabe zareni by neproslo ani skrz sklo v obrazovce"

To není tak jisté (u starých obrazovek). Tedy nedivil bych se, kdyby se kvůli tomuto jevu v novějších obrazovkách to sklo nějak upravovalo.


"Bezne se pouzivaji rozsahy 40-110 kV .."

To asi ano, ale je rozdíl mezi "běžným" rentgenem který prozáří celé tělo a na který jde průměrný člověk 1x za 10 let a mezi obrazovkou, kde stráví třeba 10h/den. Tam by i mnohem slabší záření mohlo dělat paseku, i když za delší dobu. Na druhou stranu za pár let se drtvá většina monitorů vymění za LCD a nebudeme mít o čem diskutovat ..


"Dale me napadlo (ale je to jen domnenka), ze ten luminofor vlastne ani nemusi "umet" vyzarit fotony o tak vysoke energii."

Pozor - zde směšujete 2 různé věci. Luminofor je stavěný tak, že po zásahu elektronem o _vhodné_ energii jistou část jeho energie pohltí, jeho vlastní elektron přeskočí na vyšší orbitu. Původní elektron se odrazí a dál nás nezajímá. Vybuzený elektron v luminoforu po jisté krátké době sestoupí zpět, přičemž vyzáří foton předem dané vlnové délky.
Naproti tomu u rentgenu vyzařuje tyto "žádoucí" vysokoenergetické fotony samotný elektron, nesoucí energii - toto vyzáření je ovšem podmíněno tím, že se prudce zabrzdí (a nemá jinou možnost jak energii vyzářit).
Materiál pro anody se v těchto případech volí tak, aby se elektron dal rychle zabrzdit (což mřížka kovu asi splňuje nejlépe) a dále aby byl tepelně dobře vodivý, protože se musí intenzivně chladit. Někdy tvoří anodu rotujcé kruhový terčík, aby "zasažené" místo mělo aspoň trochu času na ochlazení, naž se dostane opět pod "palbu".

Když to shrnu, není vyloučeno obojí - tedy aby se luminofor nabudil (pohltí část energie dopadajícího elektronu) a současě se může významná část energie letícího a zastaveného/odraženého elektronu vyzářit jako měkké rtg záření.

Nedá mi to abych nevzpomně na střední školu, kde jsme měli sqělého fyzikáře. Předváděl nám např. Toricelliho trubici (nikdy předtím ani potom jsem neviděl tolik rtuti pohromadě) apod. Jednou jsme probírali i rtg lampu. Byla to poslední hodina a když zazvonilo, prohlásil : "Protože jsou tyto pokusy nebezpečné, nesmíme je žákům předvádět. Takže kdo se bojí, může jít domů. Ostatním ji na chvíli zapnu". Už nevím jaké anodové napětí použil, ale bylo to asi dosti slabé, protože to s bídou prosvítilo ruku nebo penál. Každopádně to byl zážitek na jaký se nezapomíná !
Jo a domů tenkrát neutekl nikdo.