Устройство и принцип работы LCD телевизора


Сегодня телевизоры стали неотъемлемой частью каждой семьи. Придя домой после работы, каждый хочет привести себя в порядок, насытиться и ненадолго отключиться от реальности при помощи зрелищного преставления. Телевизор на протяжении десятилетий успешно справляется с этой человеческой потребностью, представляя вниманию домочадцев различные развлекательные программы и просмотр понравившихся кинолент. Телевизор стал обыденным предметом для всех без исключения людей.

устройство ремонт телевизоров

Кроме этого, данная техника выполняет функцию основного средства массовой информации, позволяя отдыхающим людям узнать новости о событиях происходящих внутри государства и за его пределами. Плюс ко всему, вниманию телезрителей предлагается масса полезных рубрик, позволяющих получить познавательную информацию о различных способах проведения отдыха и получения полезных советов по дому и на приусадебном участке. Телевизор привлекает к своему экрану ежедневно миллионы людей. А если сюда добавить клуб интересов, привлекающий любителей спортивных состязаний и всевозможных чемпионатов в остальных сферах развлечений, то станет ясно, что телевидение готово заполнить все свободное время любого человека. Устройство телевизора, его история, принцип работы – далее в статье.

Революционное открытие

Первое открытие было совершено в далеком 1843 г., естествоиспытателем А. Беном, который соорудил устройство, используя сургучно-металлические пластины. Его изобретение было способно передавать изображения на расстоянии. Однако главное открытие принадлежит У. Смиту, который во второй половине 1873 г. установил, что полупроводниковые элементы обладают способностью менять сопротивление при смене яркости освещения.

устройство экрана

Различия современных телевизоров по типу

Сегодня телевизор является обязательным устройством, которое можно встретить в каждом доме. Во всем мире можно найти достаточно людей, которые до такой степени привязаны к телевизионным программам, что просто не представляют свою жизнь без телевидения. Современные устройства телевизоров различают по следующим типам:

  • кинескопные;
  • плазменные;
  • проекционные;
  • жидкокристаллические.

В наше время каждый человек имеет возможность, сидя дома на диване, включив одно из этих устройств, наблюдать за событиями, происходящими в любом конце планеты.

Кинескопный

Телевизионный кинескоп имеет вид стеклянной колбы, на одной ее стороне расположена электронная трубка, на другой — экран. Экран кинескопа обеспечивают специальным фосфорсодержащим покрытием. По нему электронная трубка выстреливает потоком электронов. При достижении электроном фосфорной панели, начинает светиться задействованный пиксель. В первых черно-белых кинескопах ставили одну трубку, после в цветных приемниках установили сразу три, разделенные по цвету. Одна из них была красная, другая – синяя, а третья – зеленая.

Электронный луч, перемещаясь слева направо, очерчивает линию, состоящую из пикселей, а затем движется вниз, создавая вертикальную линию. Происходит это непрерывно с большой скоростью, а тем временем глаз видит цельную картинку. Частоту колебаний измеряют в специальных единицах, называющихся герцы. Первые кинескопы всегда имели выпуклую поверхность, позже стали выпускать более удобные модели с совершенно плоским экраном. Таким образом, устройство экрана телевизора всегда считалось сложным и важным элементом. А модели, обладающие плоским экраном, ценились дороже.

Общее о жидкокристаллических матрицах

Виды матриц телевизоров последних поколений имеют одну общую черту — все они работают на жидких кристаллах, которые были открыты еще в конце XIX века, но только недавно стали использоваться в экранах и мониторах. Широкое распространение кристаллы получили благодаря своему свойству: находясь в жидком состоянии, сохранять кристаллическую структуру. Данное явление позволяет получать интересные оптические результаты, пропуская свет сквозь эту субстанцию, из-за двойного состояния которой моделирование цветов получается быстрым и насыщенным.

Со временем ячейку матрицы с кристаллами научились разделять на три сегмента: синий, красный и зеленый. Это образует современный пиксель — точку, сочетание которой с другими точками, дает картинку. Структура любых экранов телевизоров в XXI веке состоит из таких пикселей. Но устройство самого пикселя (количество электродов, транзисторов, конденсаторов, углы расположения электродов и др.) определяет вид матрицы. Существуют четкие характеристики, отличающие функционирование одних пикселей от других.

Какой тип матрицы лучше для телевизора, становится ясно после изучения их разновидностей и особенностей.

Самыми распространенными являются следующие виды:

  • TN;
  • VA;
  • IPS.

Благодаря определенным технологиям, одна матрица лучше для телевизора, чем другая. Отличаются они и по стоимости. Но при других обстоятельствах эту разницу можно и не ощутить, поэтому стоит сэкономить. Итак, в чем же их главные отличия, преимущества и недостатки?

Плазменный

Каков принцип работы и устройство телевизора данного типа? Принцип действия плазменной панели заключается в воздействии ультрафиолетового излучения на заряженные частицы под названием люминофоры. При движении электрического разряда сквозь поле разряженного газа, появляется ультрафиолет и открывается проводящий коридор, который состоит из плазмы.

устройство телевизоров

При помощи проводников, одни из которых расположены вертикально, а другие — горизонтально, с внутренней части панели производится кадровая, а также строчная развертка. Телевизионный процессор способен корректировать раздачу кадров на небывалых скоростях. Благодаря этому свойству с внешней стороны экрана глаза видят цельное изображение.

Плоские телевизоры сменяют кинескопные

Все многообразие представленных моделей определяется двумя наиболее важными параметрами: типом конструкции и размером экрана. Сегодня традиционные кинескопные телевизоры сходят со сцены, и рынок завоевывают два типа плоских телевизоров: жидкокристаллические (ЖК) — LCD (Liquid Crystal Display) и плазменные — PDP (Plasma Display Panel). Именно эти современные технологии сегодня являются главными конкурентами, и именно их противоборство зачастую заставляет покупателей чесать затылки, выбирая замену устаревшему кинескопному «старичку».

В отличие от кинескопных, плоские телевизоры (иногда говорят плоскопараллельные панели) не имеют геометрических искажений изображения и в них не используется высокое напряжение (да-да, те самые киловольты, без которых ни один кинескоп работать не может). Такие телевизоры не создают вредных электрических и магнитных полей, так как они не содержат таких узлов разверток и высоковольтного напряжения, какие используются в традиционных телевизорах. Они и сами не подвержены влиянию внешних полей, что с успехом позволяет использовать их в качестве устройств отображения информации в домашних кинотеатрах совместно с акустическими системами, содержащими динамические головки с неэкранированными магнитами.

Плоские телевизоры имеют очень малую толщину корпуса, позволяющую более экономично использовать жилое пространство и вписывать их практически в любой интерьер. И еще, что очень важно, только плоские современные телевизоры в полной мере поддерживают новейшие цифровые технологии, в том числе обеспечение показа телевидения высокой четкости.

Главное отличие новых технологий формирования изображения на плоских экранах от кинескопных заключается в управлении всем массивом элементов изображения одновременно. Напомним читателю, что процесс воспроизведения изображения на экране кинескопа сводится к последовательному прорисовыванию электронными лучами отдельных строк, цельная картина из которых складывается только благодаря инерционности ее восприятия зрением человека.

И та, и другая технологии используют общий базовый принцип получения многообразия цветов — разбиение экрана на мельчайшие точки (пикселы), каждая из которых формируется тремя еще меньшими точками (субпикселами) или ячейками трех основных цветов: красного, зеленого, синего (триадами). Если зритель находится на каком-то удалении от экрана, то он не может различить субпикселы друг от друга и воспринимает их как единое целое. Поэтому, используя три этих цвета в различных пропорциях, можно создавать многообразие цветов, а в равных пропорциях, но с различной интенсивностью, — все оттенки серого от белого до черного.

Рассмотрим, прежде всего, чем же отличаются друг от друга эти две современные технологии.

Проекционный

В основу принципа действия проекционных телевизоров заложен алгоритм передачи качественного изображения с минимизированного передатчика на большой экран. Передаваемое изображение формируется внутри самого проекционного телевизора, при посредстве небольшого источника, составленного из электрических трубок или жидкокристаллического дисплея. Дальше при помощи зеркал и оптических приспособлений его проецируют на подготовленный экран.

Каково устройство телевизора? Вся конструкция состоит из звуковой системы, проектора, панели управления и экрана. В моделях, предназначенных для домашнего использования, все составляющие заключены в общем корпусе. По этой причине они получаются габаритными. Проекционный способ передачи изображения позволяет совмещать мягкость и сочность полученной картинки, а также широкие возможности цветового разрешения. В дополнении изображение, передаваемое проекционными телевизорами, совершенно избавлено от зернистости, которая является недостатком кинескопов.

ЖК телевизоры

Жидкокристаллические телевизоры – это самый популярный тип подобных устройств, если судить по количеству покупок последних в год. Размеры их экранов варьируются от 12 до 65 дюймов, портативные модели – от 5 до 10. Вес самого тяжёлого – менее 5 кг. Очень тонкий – 3-5 см. Длительный срок эксплуатации – 15-20 лет.

Потребляет энергии менее от 25 до 40 Вт/ч, что в 2-3 раза меньше чем ЭЛТ. Экран ЖК-телевизоров покрывается антибликовым слоем, чтобы предотвращать отблески света во время использования.

Угол обзора важная характеристика только для жидкокристаллических телевизоров. Этот критерий определяет максимальный угол, при котором изображение на экране передаётся без потери качества (сохраняет яркость и контрастность).

В балансе цена – качество ЖК-телевизоры лучший вариант.

Достоинства ЖК телевизоров

  • Энергосбережение;
  • Экономия пространства за счёт тонкости корпуса – можно подвесить с кронштейном на стену или потолок;
  • Антибликовый дисплей;
  • Малый нагрев – до 30 градусов Цельсия;
  • Длительный срок эксплуатации.

Недостатки ЖК телевизоров

  • Длительное время отклика;
  • Угол обзора меньше чем у плазменных и ЭЛТ.

Принцип работы ЖК телевизоров В основе работы ЖК-устройства лежит вязкая жидкость (цианофенил), состоящая из строго упорядоченных молекул. Под воздействием электрического поля они одновременно меняют своё положение. При прохождении через них светового потока, они поляризуют его. За последнее свойство цианофенил и назван жидкими кристаллами, из-за схожего свойства у твёрдых кристаллов.

Световой поток создаётся источником света (от того где он расположен, зависит принцип работы ЖК-панели: на прохождение или на отражение). В качестве такого источника используются флуоресцентные лампы с холодным катодом. Свет проходит через первый поляризационный фильтр, затем через слой жидких кристаллов с управляющими электродами.

На электродах создаётся разность потенциалов (напряжение), величина которой влияет на степень поворота кристаллов-поляроидов, как следствие, на угол поляризации света. Чем больше последний, тем ярче светится пиксель на экране. Затем свет попадает на второй поляризационный фильтр, расположенный перпендикулярно первому и, наконец, после прохождения цветового фильтра, выводится на экран.

Временем отклика называется скорость поворота кристаллов во время подачи на них напряжения.

Чем выше поданное напряжение, тем быстрее поворот кристаллов – меньше время отклика. Чем меньше время отклика, тем менее размытым кажется видео (смена изображений) на экране. Чтобы сделать скорость отклика максимальной применяется технология компенсации времени отклика (RTC). Принцип её в том, чтобы обеспечить пиксель напряжением с максимальной амплитудой.

Изображение на экране ЖК-телевизора сохраняется на дисплее, пока не поменяется другим (смена кадра), потому что пиксели экрана никогда не гаснут, а только меняют интенсивность свечения.

Жидкокристаллический

Устройство ЖК-телевизоров создано по принципу поляризации заданного светового потока, проходящего через кристаллы. LCD-панель представлена в виде двух слоев, состоящих из специального поляризованного стекла, которые соединяют вместе. Первый слой покрывают нужным полимером, в котором содержатся особые жидкие кристаллы. Затем ток электричества проходит через них, заставляя все кристаллы вращаться по определенной траектории. Тем временем, подвижные кристаллы пропускают сквозь следующий слой стекла необходимое количество света.

устройство ремонт

Для прохождения света сквозь жидкие кристаллы нужен внешний источник. Его располагают за пределами поляризованного стекла. Жидкие кристаллы пропускают сквозь себя свет ламп, а так как они находятся в определенном положении, то появляется изображение при помощи фильтра.

LED-телевизоры устроены иначе. Для подсветки жидкокристаллической матрицы здесь применяют светодиоды. Они потребляют намного меньше энергии, а также выдают большую яркость. Эти устройства обладают более качественной цветопередачей и более четкой контрастностью. А также у них увеличен срок службы и работа сопровождается меньшим тепловыделением. По ошибке некоторые люди считают эту систему устройством цифрового телевизора, однако, цифровое ТВ – это лишь способ передачи сигнала.

LED телевизоры

Грубо говоря, LED телевизоры ничем не отличаются от жидкокристаллических. В них просто используются более проработанные, долговечные, стабильные источники света — это полупроводниковые кристаллы. Они решили все проблемы газоразрядных ламп в ЖК телевизорах, а именно:

  • не имеют высокого энергопотребления;
  • показывают срок службы, намного превышающий газоразрядные лампы;
  • отличаются малыми габаритами;
  • работают в широком температурном диапазоне;
  • формируют более интенсивный цветовой поток;
  • отличаются чистым, равномерным белым спектром, позволяющим передать больше цветовых оттенков дисплея.

Как и в ЖК, LED телевизоры используют жидкокристаллическую матрицу и подсветку. Однако возросшая во много раз интенсивность ее излучения позволила максимально упростить, удешевить общую конструкцию. Так появилась контурная Edge LED подсветка. В ней диоды размещены только по периметру дисплея. Их свет направлен вдоль экрана. Преломляясь на светофильтре, отражаясь от задней подложки с зеркальной поверхностью, он формирует общий, равномерный световой поток на всей площади матрицы.

Телевизоры LG

Южнокорейская компания LG считается одним из ведущих производителей в мире по выпуску электроники для бытового использования. Товары этой марки всегда обладали большим спросом среди потребителей на всех мировых рынках. Таких результатов удалось добиться благодаря исключительному качеству фирменных образцов и применению новейших технических разработок. Это хорошо подтверждают последние модели LED-телевизоров марки LG. Они отличаются улучшенным качеством изображения, однако, имеют меньшую стоимость, чем аналоги конкурентов.

ремонт телевизоров

Устройство телевизоров LG объединяет ряд поколений. Сюда включены основные модели, которые были созданы на базе LED-технологий, и еще более новая разработка фирмы под названием OLED-TV. Следующая модель отличается использованием новейшей матрицы, в которой применены органические светодиоды. Такой подход к производству вывел качество изображения на новый уровень.

Советы по выбору телевизора

Казалось бы, если все производители телевизоров используют одну и ту же систему формирования изображения, все модели предлагали бы своему покупателю идеальную картинку. На практике это не так. На одних телевизорах хорошо смотрится только спокойный видеоряд, например, передачи о природе или новости. Динамическое изображение, такое, как бои на мечах или современные спецэффекты, смотрится откровенно тускло, неконтрастно.

Это объясняется достаточно просто. Разные по качеству коллоиды жидких кристаллов имеют отличную друг от друга чувствительность к электрическому полю. Грубо говоря, медленнее позиционируются при подаче импульса системой формирования изображения. В результате матрица просто не успевает за видеорядом. При отображении динамических сцен возникает ситуация, когда элементарная цветовая точка еще не выдает нужного уровня прозрачности, а телевизор уже подает команду для переориентации кристаллов. В результате изображение смазывается, вокруг движущихся объектов возникает ореол. Данную особенность работы ЖК матриц нужно учитывать при покупке телевизора. Некоторые производители явно указывают скорость реакции кристаллов.

Важно! Особенность зрения человека такова, что система глаз-мозг имеет минимальное время опознавания образа и цвета в 2-4 мс, в зависимости от особенностей организма. Если у телевизора время реакции близко к этому значению, на нем будут отлично смотреться динамические сцены и сложные переходы оттенков.

Современные нормально прозрачные ЖК матрицы имеют скорость срабатывания в 5 мс. Это дешевые TN-Film дисплеи и решения сходной группы. Лучшие IPS матрицы показывают около 4 мс. Экраны премиум класса имеют скорость реакции в 1-2 мс. Но что делать, если производитель не указал в характеристиках телевизора такие подробные данные, а хочется купить устройство для наслаждения идеально четкой картинкой? В этом случае нужно ориентироваться на еще один ключевой параметр ТВ — это частота прогрессивной развертки. Такой режим прорисовки изображения означает, что картинка передается последовательно, и пиксели активируются без пропуска рядов. Значение 50 Гц покажет, что скорость обновления матрицы составляет 20 Гц.

Кажется, что это недопустимо много для человеческого глаза. Однако стоит учесть механику работы ЖК пикселя. Ему нужно время на ориентирование, только после этого формируется оттенок с требуемыми характеристиками. Таким образом, интервал обновления экрана нужно делить на 3 (округленное значение). При частоте 50 Гц получаем базовую скорость реакции матрицы в 6,5 мс. Это уже очень близко. А если учесть, что сегодня на рынке предлагаются телевизоры с прогрессивной разверткой в 60, 80, 100 и даже 200 Гц у лучших решений Самсунг — купить идеальную модель, полностью удовлетворяющую все потребности, не составит труда.

Телевизоры Samsung

С корейского языка слово «Самсунг» переводится, как «три звезды». Компания является южнокорейской. Это название хорошо известно во всем мире. считается одним из главных поставщиков электроники, а также бытовой техники. Фирма имеет многолетний опыт производства телевизионной продукции и является одним из основных конкурентов компании LG.

экрана телевизора

Однако телевизоры «Самсунг», устройство которых отличается индивидуальными характеристиками, все равно пользуются большим спросом.

Причины возникновения неисправностей

Нередко причиной поломок становится неправильное обращение с техникой самих владельцев. Регламентированное соблюдение базовых правил эксплуатации позволит длительное время сохранять в рабочем состоянии дорогое устройство. Ремонт телевизора порой может недешево обойтись.

устройство экрана телевизора

Прежде всего, не следует содержать прибор в помещении, где не исключена повышенная влажность. Также необходимо беречь устройство от механических повреждений. Оптимальное время работы телевизора составляет 6 часов, после чего лучше сделать непродолжительный перерыв. В случае подключения к телевизионному приемнику иных устройств, следует проверить их на совместимость.

В случае систематических сбоев в работе электросетей, необходимо установить стабилизатор напряжения, страхующий устройства от перепадов тока при внезапном включении. Осторожно следует обращаться с пультом дистанционного управления. В большинстве случаев он является довольно хрупкой конструкцией. Такое устройство, как пульт телевизора, в случае серьезного повреждения не всегда просто подобрать.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: