Зміст
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 3
1 Матричні принтери ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1 Принцип дії ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .4
1.2 Характеристики матричних принтерів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
2 Лазерні принтери ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 6
2.1 Принцип дії ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
2.2 Основні характеристики лазерних принтерів ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
3 Діапроектори ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
3.1 CRT-технологія ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
3.2 LCD-технологія ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 10
3.3 DLP-технологія ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
3.4 D-ILA-технологія ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
Література ................................................. .................................................. .... 21
Введення
Периферійними або зовнішніми пристроями називають пристрої, розміщені поза системним блоком і задіяні на певному етапі обробки інформації. Перш за все - це пристрої фіксації вихідних результатів: принтери, плотери, модеми, сканери і т.д. Поняття "периферійні пристрої" досить умовне. До їх числа можна віднести, наприклад, накопичувач на компакт-дисках, якщо він виконаний у вигляді самостійного блоку і приєднується спеціальним кабелем до зовнішнього роз'єму системного блоку. І навпаки, модем може бути вбудованим, тобто конструктивно виконаний як плата розширення, і тоді немає підстав відносити його до периферійних пристроїв.
Принтери призначені для виведення інформації на тверді носії, здебільшого на папір. Існує велика кількість різноманітних моделей принтерів, що різняться принципом дії, інтерфейсом, продуктивністю та функціональними можливостями. За принципом дії розрізняють: матричні, струменеві та лазерні принтери.
1 Матричні принтери
До недавнього часу були найпоширенішими пристроями виведення інформації, оскільки лазерні були дорогими, а струменеві мало. Основною перевагою є низька ціна та універсальність, тобто можливість друкувати на папері любої якості.
1.1 Принцип дії
Друкування відбувається за допомогою вбудованої у друкуючий вузол матриці, що складається з декількох голок. Папір втягується у принтер за допомогою валу. Між папером та друкуючим вузлом розташовується барвна стрічка. При ударі голки по стрічці, на папері з'являються точки. Голки, що розташовані у друкуючому вузлі керуються електромагнітом. Сам друкуючий вузол пересувається по горизонталі і керується кроковим двигуном. Під час просування друкуючого вузла по рядку, на папері з'являються відбитки символів, що складаються з точок. У пам'яті принтера містяться коди окремих літер, знаків і т.п. Ці коди визначають, які голки і в який момент слід активізувати для друкування певного символу.
Матриця може мати 9, 18 або 24 голки. Якість друку 9-голковими принтерами невисока. Для підвищення якості, можливе друкування 2-х і 4-х кратним проходженням по рядку. Для сучасних матричних принтерів стандартом є матриця з 24 голками. Голки розташовані у два ряди по 12 у кожному. Якість друку значно вище. Матричні принтери дозволяють друкувати відразу кілька копій документа. Для цього аркуші перекладають копіювальною калькою. Матричні принтери не вимогливі і можуть друкувати на поверхні любого паперу - картках з картону, рулонному папері тощо.
1.2 Характеристики матричних принтерів:
Швидкість друку. Вимірюється кількістю знаків, що друкуватимуться за секунду. Одиниця виміру cps (character per second - символів у секунду). Виробники вказують максимальну швидкість друку в чорновому режимі (однопрохідне друк). Однак, при виборі принтера слід врахувати, що для режиму підвищеної якості, а також при виводі графічних зображень, ця величина значно менша.
Об'єм пам'яті. Матричні принтери обладнані внутрішньою пам'яттю (буфером), що приймає дані від комп'ютера. У дешевих моделях об'єм буфера складає 4-6 Кбайт. У дорожчих сягає 200 Кбайт. Чим більше пам'яті, тим менше принтер звертається до комп'ютера за певною порцією даних, що дозволяє центральному процесору виконувати інші завдання. Друкування може відбуватись у фоновому режимі.
Роздільна здатність. Вимірюється кількістю точок, що друкуються на одному дюймі. Одиниця виміру dpi (dot per inch - точок на дюйм). Цей показник важливий для друкування графічних зображень.
Кольоровий друк. Існує кілька моделей кольорових матричних принтерів. Але, якість друкування 24-голчатим принтером із застосуванням різноколірної стрічки набагато гірше, ніж якість друкування на струменевому принтері.
Шрифти. У пам'яті багатьох принтерів вбудовано широкий набір шрифтів. Але друкування може відбуватись любим шрифтом True Type, розроблених для операційної системи Windows.
2 Лазерні принтери
Сучасні лазерні принтери дозволяють досягти більш високої якості друку. Якість наближена до фотографічного. Основним недоліком лазерних принтерів є висока ціна, але ціни мають тенденцію до зниження.
2.1 Принцип дії
У більшості лазерних принтерів використовується механізм друкування, як у копіювальних апаратах. Основним вузлом є рухомий барабан, що наносить зображення на папір. Барабан являє собою металевий циліндр, покритий шаром напівпровідника. Поверхня барабана статично заряджається розрядом. Промінь лазера, що скерований на барабан, змінює електростатичний заряд у точці попадання і створює на поверхні барабана електростатичну копію зображення. Після цього, на барабан наноситься шар фарбувального порошку (тонера). Частинки тонера притягуються лише до електрично зарядженим точкам. Папір втягується з лотка і йому передається електричний заряд. При накладанні на барабан, аркуш притягає на себе частки тонера з барабана. Для фіксації тонера, папір знов заряджається й проходить між валами, нагрітими до 180 градусів. По закінченні, барабан розряджається, очищується від тонера і знов використовується.
При кольоровому друці зображення формується змішуванням тонерів різного кольору за 4 проходження аркуша через механізм. За кожен прохід на папір наноситься певна кількість тонера одного кольору. Кольоровий лазерний принтер є складним електронним пристроєм з 4 резервуарами для тонера, оперативною пам'яттю, процесором та жорстким диском, що відповідно збільшує його габарити та ціну.
2.2 Основні характеристики лазерних принтерів:
Швидкість друкування. Визначається швидкістю механічного протягування аркуша та швидкістю обробки даних, що надходять із комп'ютера. Середня швидкість друку 4-16 сторінок за хвилину.
Роздільна здатність. У сучасних лазерних принтерах сягає 2400 dpi. Стандартним вважається значення в 300 dpi.
Пам'ять. Робота лазерного принтера пов'язана з величезними обчисленнями. Наприклад, при роздільній здатності 300 dpi, на сторінці формату А4 буде майже 9 млн. точок, і потрібно розрахувати координати кожної з них. Швидкість обробки інформації залежить від тактової частоти процесора та об'єму оперативної пам'яті принтера. Об'єм оперативної пам'яті чорно-білого лазерного принтера складає не менше 1 Мбайт, у кольорових лазерних принтерах значно більше.
Папір. Використовується якісний папір формату А4. Існують моделі для формату А3. У деяких лазерних принтерах є можливість використання рулонного паперу.
Термін роботи та якість роботи лазерного принтера залежить від барабана. Ресурс барабана дешевих моделей - 40-60 тисяч сторінок.
3 Діапроектори
3.1 CRT-технологія
Мультимедійні проектори на базі електронно-променевих трубок (CRT) випускаються протягом вже декількох десятиліть. Але, незважаючи на появу більш сучасних технологій, за якістю відтворення зображення (дозвіл, чіткість, точність передачі кольору), рівнем акустичного шуму (менше 20 дБ) і тривалості безперервної роботи (10 000 годин і більше) вони до цих пір не мають собі рівних. Жодна інша технологія поки не забезпечує настільки ж глибокий рівень чорного і настільки ж широкий динамічний діапазон яскравості зображення, завдяки яким CRT-проектори дозволяють розрізняти деталі навіть при демонстрації затемнених сцен. Фізичні характеристики флюоресцентного покриття екрану трубки (див. Пристрій CRT - проектора) виключають втрату інформації при відтворенні відеосигналів різних стандартів (NTSC, PAL, HDTV, SVGA, XGA і т. д.), а схожість технології виробництва використовуються в проекторах трубок з телевізійними забезпечує точність передачі кольорів без застосування алгоритмів гамма-корекції.
Володіючи безсумнівними достоїнствами, особливо при демонстрації відео, CRT-проектори мають і ряд суттєвих недоліків, що обмежують сферу їх застосування. При значних габаритах і масі в кілька десятків кілограм вони програють сучасним портативним мультимедіа-проекторів в яскравості. При характерному для них світловому потоці в межах від 100 до 300 ANSI-лм перегляд програм можливий лише за відсутності зовнішнього освітлення. Для досягнення найкращої якості зображення при інсталяції CRT-проектора потрібно виконати безліч тонких настройок (зведення променів, баланс білого і т. д.), що вимагає залучення кваліфікованого персоналу. Між тим, після переміщення апарату на нове місце, заміни вийшов з ладу компонента або природного догляду параметрів з плином часу всі процедури необхідно повторити заново. Таким чином, до досить високою ціною самого пристрою можуть додатися значні експлуатаційні витрати.
Пристрій CRT-проектора
Найбільш досконалі CRT-проектори будуються на трьох електронно-променевих трубках з розміром екрану від 7 до 9 дюймів по діагоналі. Кожна трубка відтворює один з базових кольорів простору RGB - червоний, зелений або синій.
Виділені з вхідного сигналу колірні складові керують роботою модуляторів відповідних трубок, змінюючи інтенсивність електронного променя, який під впливом магнітного поля системи, що відхиляє сканує внутрішню поверхню екрана трубки з фосфорним покриттям. Таким чином на екрані трубки формується зображення одного кольору. За допомогою лінзи воно проектується на зовнішній екран, де змішується з проекціями від двох інших трубок для отримання повнокольорової картинки.
3.2 LCD-технологія
У мультимедійних проекторах, виконаних за технологією LCD (Liquid Crystal Display), функції формувача зображення виконує LCD - матриця просветном типу. За принципом дії такі апарати нагадують звичайні діапроектори (див. Пристрій LCD - проектора) з тією різницею, що проектується на зовнішній екран зображення формується при проходженні випромінюваного лампою світлового потоку не через слайд, а через рідкокристалічну панель, що складається з безлічі електрично керованих елементів - пікселів . У залежності від величини прикладеної до кожного такого елементу змінної напруги змінюється його прозорість, а, отже, і рівень освітленості ділянки екрана, на який проектується даний піксел.
LCD-технологія дозволила істотно здешевити проекційні апарати, зменшити їх габарити і одночасно збільшити випромінюваний ними світловий потік (у найбільш потужних моделях він досягає і 10000 ANSI-лм). Вона природним чином адаптована до відтворення відеосигналів від комп'ютерних джерел, а також збережені у цифровому форматі відеофайлів. LCD-проектори прості у використанні і настройці і зберігають свої параметри після транспортування. Саме тому вони широко застосовуються у бізнес-сфері для проведення презентацій і демонстрації шоу-програм.
Разом з тим, через обмеженість власного оптичного дозволу, визначається числом пікселів в рідкокристалічної матриці формувача зображення, LCD-проектори відтворюють без спотворення сигнали тільки одного, як правило, комп'ютерного стандарту SVGA, XGA і т. д. Для відтворення сигналів інших стандартів, в тому числі телевізійних, застосовуються спеціальні алгоритми перетворення графічної інформації до природного для даного проектора цифрового формату. Наявність непрозорих проміжків між окремими пікселями в рідкокристалічних матрицях призводить до появи на екрані сітки, помітною з близької відстані. З переходом на полісіліконовие матриці з більш щільною структурою пікселів і здатністю XGA і вище цей недолік стає практично непомітним, а постійне вдосконалення алгоритмів формування кольорового зображення значно покращує його якість у порівнянні з моделями більш ранньої розробки.
LCD - технологія
Принцип роботи рідкокристалічних матриць, використовуваних в LCD-проекторах в якості формувачів зображення, грунтується на властивості молекул рідкокристалічного речовини міняти просторову орієнтацію під впливом електричного поля і надавати поляризуючий ефект на світлові промені. У багатошаровій структурі матриці, що представляє собою прямокутний масив безлічі окремо керованих елементів (пікселів), шар рідких кристалів поміщається між скляними пластинами, на поверхні яких нанесені борозенки. Завдяки їм, у всіх елементах матриці вдається зорієнтувати молекули ідентичним чином, причому, внаслідок взаємно перпендикулярного розташування борозенок двох пластин, орієнтація молекул змінюється в міру віддалення від однієї з них і наближення до іншої на 90 |.
Пропущений через такий шар рідкокристалічного речовини поляризоване світло (див. рис.) Також змінює площину поляризації на 90 |. Тому структура, в яку додані вхідний і вихідний поляризаційні фільтри з взаємно перпендикулярними осями поляризації (a і b), виявляється прозорою для зовнішнього світлового потоку, частково слабшає при проходженні вхідного поляризатора.
Перебуваючи під впливом електричного поля, молекули рідкокристалічного шару міняють свою орієнтацію, і кут повороту площини поляризації світлового потоку помітно зменшується. У цьому випадку велика частина світлового потоку поглинається вихідним поляризатором. Таким чином, керуючи рівнем електричного поля, можна змінювати прозорість елементів матриці.
У LCD-панелях з активною адресацією пікселів, виконаних з застосуванням підкладок з аморфного кремнію, кожен елемент працює під управлінням окремого тонкоплівкового транзистора (TFT - Thin Film Transistor). Сам транзистор і з'єднувальні провідники, займаючи значну частину поверхні матриці, знижують її світлову ефективність, перешкоджаючи збільшення дозволу, визначається числом пікселів.
Перехід на полісіліконовую технологію (p-Si), що широко застосовується в сучасних LCD-проекторах, дозволив перенести елементи схеми управління в шар полікристалічного кремнію і помітно зменшити розміри провідників і керуючих транзисторів. Тим самим, вдалося підвищити світлову ефективність матриць і забезпечити умови для збільшення їх дозволу.
Додатковий виграш по світловому потоку в деяких LCD-матрицях забезпечує мікролінзовий растр - кожен елемент матриці забезпечується власної мікролінз, що направляє світловий потік через прозору область. Подібні матриці сьогодні застосовуються в багатьох LCD-проекторах.
Пристрій LCD-проектора
Сучасні LCD-проектори виконуються на базі трьох полісіліконових рідкокристалічних матриць, розміром, в основному, від 0.7 до 1.8 дюймів по діагоналі. Структурна схема такого проектора представлена на малюнку.
Світлове випромінювання лампи за допомогою конденсора перетворюється на рівномірний світловий потік, з якого дихроїчних дзеркала-фільтри виділяють три колірні складові (червону, синю і зелену) і направляють їх на відповідні LCD-матриці. Сформовані ними кольорові зображення об'єднуються в цветосмесітельном призматичному блоці в одне повнокольорове, яке потім через об'єктив проектується на зовнішній екран.
3.3 DLP-технологія
Що лежить в основі будь-якого DLP-проектора технологія цифрової обробки світла (DLP) базується на розробках корпорації Texas Instruments, яка створила новий тип формувача зображення - цифрове мікродзеркальний пристрій DMD (Digital Micromirror Device). DMD-формувач представляє собою кремнієву пластину, на поверхні якої розміщені сотні тисяч керованих мікродзеркал. Головна його перевага в порівнянні з формувача іншого типу полягає у високій світлової ефективності, обумовленої двома факторами: більш ефективним використанням робочої поверхні формувача (коефіцієнт використання - до 90%) і меншим поглинанням світлової енергії працюють "на відбиття" мікродзеркалах, які до того ж не вимагають застосування поляризаторів. У силу цих причин, а також щодо простого вирішення проблеми відведення тепла, DLP-технологія дозволяє створювати як потужні проекційні апарати з великим світловим потоком (в даний час досягнуто рівня 18000 ANSI-лм), так і надмініатюрні проектори (ультрапортативні, мікропортатівние) для мобільних користувачів. Саме в цих класах продуктів DLP-технологія сьогодні домінує.
Сучасні DLP-проектори будуються за схемою з одним, двома і трьома DMD-кристалами (див. Пристрій DLP-проектора) апарати, вони характеризуються власним оптичним дозволом, визначеним числом мікродзеркал в DMD-матриці, і найкращим чином пристосовані для відтворення графічної та відеоінформації, що зберігається у цифровому форматі (комп'ютерні файли, записи на DVD-дисках).
Використовуваний в них принцип формування півтонів (а також повнокольорового зображення в пристроях з одного DMD-матрицею) грунтується на властивості людського ока усереднювати візуальну інформацію за короткий проміжок часу і вимагає застосування складних алгоритмів перерахунку вхідних даних в керуючі мікродзеркалах ШІМ-послідовності (сигнали з широтно- імпульсною модуляцією). Якість алгоритмів багато в чому визначає досягається точність передачі кольору.
Пристрій DLP-проектора
Сучасні DLP-проектори будуються за схемою з одним, двома і трьома DMD-матрицями.
Оптична схема одноматричну DLP-проектора
У одноматричну DLP-проекторі світловий потік лампи пропускається через обертовий фільтр з трьома секторами, пофарбованими в кольори складових простору RGB (у сучасних моделях до трьох кольоровим секторам доданий четвертий - прозорий, що дозволяє збільшити світловий потік мультимедійного проектора при демонстрації зображень з переважаючим світлим фоном) . У залежності від кута повороту фільтра (а, отже, і кольори падаючого світлового потоку) DMD-кристал формує на екрані синю, червону або зелену картинки, які послідовно змінюють одна одну за короткий інтервал часу. Усереднюючи відбиваний екраном світловий потік, людське око сприймає зображення як повнокольорове.
За схемою з одним DMD-кристалом в даний час будуються найбільш мініатюрні DLP-проектори. Вони застосовуються для проведення мобільних бізнес-презентацій, а також для демонстрації кольорового відео. Слід, однак, враховувати, що в останньому випадку світловий потік проектора з четирехсекторним кольоровим фільтром виявляється нижче зазначеного в технічному паспорті, тому що в цьому режимі прозорий сектор не працює, і ефективність використання світлового потоку лампи знижується.
Оптична схема двухматрічного DLP-проектора
У двухматрічних DLP-проекторах обертається кольоровий фільтр має два сектори пурпурного (суміш червоного з синім) і жовтого (суміш червоного і зеленого) кольорів. Дихроїчних призми поділяють світловий потік на складові, при цьому потік червоного кольору в кожному випадку спрямовується на одну з DMD-матриць. На другу в залежності від положення фільтра іде потік або синього, або зеленого кольору. Таким чином, двухматрічние проектори, на відміну від одноматричну, проектують на екран картинку червоного кольору постійно, що дозволяє компенсувати недостатню інтенсивність червоної частини спектру випромінювання деяких ламп.
Оптична схема трьохматричної DLP-проектора
У трьохматричних DLP-проекторах світловий потік лампи за допомогою дихроїчних призм розщеплюється на три складових (RGB), кожна з яких спрямовується на свою DMD-матрицю, що формує зображення одного кольору. Об'єктив апарату проектує на екран одночасно три кольорові картинки, формуючи таким чином повнокольорове зображення.
Завдяки високій ефективності використання світлового випромінювання лампи, трьохматричні DLP-проектори, як правило, характеризуються підвищеним світловим потоком, що досягає у найбільш потужних апаратів 18000 ANSI-лм.
3.4 D-ILA-технологія
Відносно недавно розроблена компанією Huges-JVC технологія D-ILA (Direct Drive Image Light Amplifier) фактично є першим комерційним втіленням так званої технології LCOS, що представляє, на думку більшості експертів, одне з найбільш перспективних напрямків в області створення проекційного обладнання. Подібно LCD-технології вона базується на властивостях рідких кристалів, однак, замість звичайних просвітних матриць на основі аморфного або полікристалічного кремнію, припускає використання в якості формувачів зображення приладів відображає типу (див. Пристрій D-ILA проектора). У матриці D-ILA светомодулірующій рідкокристалічний шар розташовується поверх підкладки з монокристалічного кремнію, на якій фотолітографічним способом сформовані керуючі пікселями електроди, одночасно виконують функції відображають елементів. Майже вся схема управління матрицею розміщується безпосередньо в підкладці, що забезпечує даної технології ряд істотних переваг в порівнянні з LCD-панелями. Матриці D-ILA простіше у виготовленні і при менших розмірах можуть мати істотно вищий дозвіл. Ефективність використання площі кристала в них досягає 93% (вище, ніж у матрицях DMD), що практично виключає прояв сіткової структури на екрані.
Більшість випущених до теперішнього часу D-ILA-проекторів базуються на матрицях з роздільною здатністю SXGA (1365х1024 пікселів) і, володіючи світловим потоком в межах від 1000 до 7000 ANSI-лм, характеризуються порівняно великою масою і високою ціною. Крім того, існують і матриці підвищеного дозволу QXGA (2048х1536 пікселів) розміром 1.3 дюйма по діагоналі. Останні забезпечують повноцінне (без використання алгоритмів стиснення) відтворення відеосигналів стандарту HDTV (1080i).
Пристрій D-ILA - проектора
Матриця D-ILA представляє собою багатошарову структуру, розміщену на підкладці з монокристалічного кремнію. Всі компоненти схеми управління виконані за компліментарною технології CMOS і розташовуються за светомодулірующім шаром рідких кристалів. Це дозволяє істотно збільшити щільність розміщення пікселів, розміри яких можуть становити всього кілька мікронів, і забезпечити високу ефективність використання площі кристала (досягнутий рівень - 93%). Перевагою технології є також можливість формування светомодулірующего шару і схеми управління в ході єдиного технологічного процесу.
Відбивні властивості матриці визначаються станом шару рідких кристалів, змінюється під впливом змінного електричного напруги, яке формується між відбивають пікселнимі електродами і спільним для всіх пікселів прозорим електродом. D-ILA-матриці витримують істотне підвищення температури, що дозволяє застосовувати в проекторах, виконаних на їх основі, потужні джерела світла.
Оптична схема проектора D-ILA
Проектори D-ILA будуються за трьохматричної схемою (кожна матриця формує зображення одного з базових кольорів RGB-простору) і демонструють чудове зображення, на якому практично непомітна пікселная структура. Вони з рівним успіхом можуть бути застосовані для відтворення комп'ютерних і відеосигналів, однак у силу новизни технології спектр випускаються на сьогоднішній день пристроїв відносно невеликий.
Література
Інформатика. Базовий курс. / Под ред. С. В. Симоновича. - СПб., 2000 р.
А. П. Мікляєв, Настільна книга користувача IBM PC 3-видання М.:, "Солон-Р", 2000, 720 с.
Симонович С.В., Євсєєв Г.А., Мураховський В.І. Ви купили комп'ютер: Повне керівництво для початківців у запитаннях і відповідях. - М.: АСТ-ПРЕСС КНИГА; Інфорком-Прес, 2001 .- 544 с.: Іл. (1000 рад).
Ковтанюк Ю.С., Солов'ян С.В. Самовчитель роботи на персональному комп'ютері - К.: Юніор, 2001 .- 560с., Іл.