CRT显示器“带宽"这一指标指的什么?

CRT显示器“带宽"这一指标指的什么?


带宽是显示器视频放大器通频带宽度的简称,指电子枪每秒钟在屏幕上扫过的最大总像素数,以MHz(兆赫兹)为单位。从表面上看,只需用行频乘以水平分辨率就可以得到带宽。但实际上,电子枪在扫描时扫过水平方向上的像素点数与垂直方向上的像素点数均高于理论值,这样才能避免信号在扫描边缘衰减,使图像四周同样清晰。
水平分辨率大约为实际扫描值的80%,垂直分辨率大约为实际扫描值的93%,所以带宽的计算公式为:带宽=水平分辨率/0.8×垂直分辨率/0.93×场频。或带宽=水平分辨率×垂直分辨率×场频×1.344。例如:在1024×768@85Hz的模式下,带宽为1024×768×85×1.344=89.84199868mhz。 带宽的值越大,显示器性能越好。
带宽越高,惯性越小,响应速度越快,允许通过的信号频率越高,信号失真越小,它反映了显示器的解像能力。与行频相比,带宽更具有综合性也更直接的反映显示器的性能。它造成显示器性能差异的一个比较重要的因素。
带宽决定着一台显示器可以处理的信息范围,就是指特定电子装置能处理的频率范围。工作频率范围早在电路设计时就已经被限定下来了,由于高频会产生辐射,因此高频处理电路的设计更为困难,成本也高得多。而增强高频处理能力可以使图像更清晰。所以,宽带宽能处理的频率更高,图像也更好。每种分辨率都对应着一个最小可接受的带宽。如果带宽小于该分辨率的可接受数值,显示出来的图像会因损失和失真而模糊不清。
带宽这一参数对电脑爱好者而言并不是什么陌生的词汇,在相当多的计算机类书籍和技术文章中都指出:“带宽表示显示器综合性能的重要指标,带宽越高
的显示器将支持更大的分辨率和更高的刷新频率。”这样的说法自然不自然地就让人们把带宽和分辨率、刷新率划上了一个等号,然而事实真的如此吗?让我
们来看看在带宽认识上存在的一些常见误区。
*具有 150MHZ或更高带宽的显示器在1024 X768的分辨率下能够达到 100HZ或更高的刷新频率
*带宽达到185MHZ的显示器能够支持1280xl024分辨率下85HZ的刷新频率
*分辨率越高的情况下,显示效果越好
上面这些观点看起来似乎有理有据,然而都不完全正确。那么,我们究竟该如何认识带宽这一参数呢?或者更进一步,我们该如何来正确判断和推算我们最关心的分辨率和刷新率呢?要明白这些就必须了解一些有关显示器的基本参数常识,它们包括显示器带宽到底是什么、该如何计算带宽、行频又是什么,甚至我们所熟知的刷新频率究竟又是指的什么?
一、带宽是什么
带宽这个词在电子学领域里的出现频率是极高的,其大意是指波长、频率或能量带的范围,特指以每秒周数表示频带的上、下边界频率之差,并用此来描述某一周期性变化信号的频带宽度,但在数字传输方面带宽却常常被用来衡量传输数据的能力,即单位时间内传输数据容量的大小和整体吞吐数据的能力。而显示器的带宽则是指每秒钟所扫描的图像频点的总和,也就是每秒钟电于枪扫描过的总像素数量,其计算公式如下:
显示器理论带宽计算公式:
理论带宽(MHz)=水平分辨率X行频
由于带宽代表的是显示器的一个综合指标,所以也就自然而然地成为了衡量一台显示器性能好坏的重要标准。它既表述了显示器最基本的频率特性,也决定着一台显示器电路工作的频率范围。必须声明的是,所有的CRT显示器前期设计中就决定了该显示器能拥有多大的带宽,上面所列出的计算公式亦只是用于计算显示器工作在设定分辨率时的理论带宽,或是用于计算工作在设定分辨率和刷新率时所需达到的理论带宽。
二、信号衰减与过扫描系数
和上面描述的理论不同的是,CRT显示器在实际工作时,其电子枪在扫描的时候无论水平还是垂直方向都会在两端有一定的信号衰减,如果完全按照理论带宽来进行设计,则显示的图像必然会因为信号衰减而模糊,因此在设计产品时一般都要超出理论值一定范围,这样才能确保显示在屏幕上的是扫描线的中间部分,从而保证图像的清晰度。通常,该信号范围一般在水平方向要大25%左右,垂直方向则要大 4%~8%左右。如果我们在 1024X768的标准分辨率下来理解这一现象,那么就是指电子枪每行扫描的点数会大于1024个点,扫描的行数也大于768行,然后只显示中间信号衰减较少、清晰度较高的那一部分。此外,由于电子枪在从左到右扫描的过程中还有着当一行扫描完毕后再快速返回到左面的过程和扫描完一帧图像之后从底部返回到顶部的过程(行、场道程扫描,回扫),所
有这一切都决定了完全按照理论参数来进行设计是不可取的。
那么,该如何来衡量这一事实呢?我们又该如何来获知一台显示器的“最大带宽”而非“理论带宽”?按照VESA(视频电子标准协会)所制订的GTF标准,我们通常在计算带宽数值的时候会在理论带宽的基础上乘上一个系数(行过扫描系数)以计算出该显示器所能表现出的最大实际带宽数值,于是最大带宽计算公式便变为:
最大带宽(MHz)=水平分辨率X行频X行过扫描系数
三、“最大带宽”VS“有效带宽”
在了解了带宽的计算公式和两种计算的差别之后,我们就可以看出如SONY E200显示器的135MHz一定是指没有乘行过扫描系数的(另一种说法是SONY产品的过扫描系数通常指定为1),只计算在有效面积内的显示器有效带宽。而当前我们所能看到的其他显示器的带宽则是指乘上行过扫描系数之后该显示器所能显示的最大理论带宽,它们是两个完全不同的参数,因此是不能放在一起比较的。作为使用者,我们只会关心有效面积内内的有效带宽。
四、该如何判定不同分辨率下的刷新率上限
在明日了毕竟带宽指的是什么之后,问题并没有得到解决——如何来根据带宽确定某一显示器在特定分辨率下所能达到的最大刷新率呢?实际上这同样可以依照EZSA GTF的标准,然而我们必须了解CRT显示器的另一“重要参数—行频。
行频是始显示器电子枪在单位时间里所扫描的水平线数量,它是一个综合了分辨率和场频的参数,它能够比较全面地反映显示器的性能。当我们在较高分
辨率下想要提高显示器的刷新率时,可以通过估算行频是否超出频率响应范围来得知显示器能否达到理想的刷新率,要证明这一点,我们不妨一起看看前文列
举的一些错误观点。
五、走出带宽认识上的误区
明白了上文所表述的概念之后,我们就可以用产品的技术指标来比较精确地推算产品的分辨率和刷新率的具体指标,下面将要阐明具体算法。
*如何正确判断显示器能否支持1024 x768@85HZ的刷新率?
当前市面上销售的17英寸CRT显示器大多支持70kHz或更高的行频,这是因为只有支持70kHz行频的显示器才能确保这一显示器能够在1024 X 768的标准分辨率下支持85Hi的刷新频率,从而确保画面无闪烁。
注:刷新频率是指每秒钟显示器屏幕刷新的次数,它又称场频、垂直扫描频率或刷新率,单位为HZ。
行频的计算公式如下:
行频(kHz)=刷新频率(场频)X垂直分辨率X1.04(场过扫描系数,通常取1.04—1.08)
而根据上述公式,当某一17英寸显示器的分辨率为 1024 X 768,刷新频率为 85HZ时,此时的行频为:768 x 85 xl.08=70kHZ
另一方面,通过对行、场频及它们之间关系的理解,可以帮助我们在选择显示器时估算所选显示器在特定分辨率下能够达到的最高刷新率。譬如对上述拥
有85kHZ行频的显示器,它在1024 X 768的分辨率下能够达到的最高刷新率就可用下面的公式反推:
因为:85kHz(行频)一最高刷新频率X 768(垂直分辨率)xl.08
所以:最高刷新频率一85kHz(行频)X768(垂直分辨率)X1.08=102HZ
注:虽然102HZ为该显示器在1024 X 768分辨率下的最大刷新频率,但由于操作系统中通常不会包含这种非标准的刷新率选项,因此这款显示器在1024 X 768的分辨率下通常可以选择85HZ刷新频率,但我们可以通过使用 PowerStrip等第3方软件来加以证实。
*185MHZ带宽的显示器能够支持1280 x1024@85HZ的显示模式吗?
上文提到的关于行频的计算公式也说明了为什么某些标有185MHZ带宽的显示器在1280 x 1024的分辨率下不能达到85HZ以上的刷新率,这是因为当前市面上几乎所有的这“档次显示器都只拥有85kHZ的行频,这种情况也出现在 1024 X 768的分辨率下能否达到100HZ的刷新率等类似的情况下。下表列出了通常情况
下行频、通常标称带宽和刷新频率在85Hi以上时的最大分辨率的大致关系,可供大家参考。
六、一些可能出现的真它疑问
*为什么拥有高带宽和较高行频的显示器在设定的分辨率时却无法选择更高的刷新频率?
我们有时还会碰到这样一种情况,即带宽和行频都能够达到标准,但显示器却总是无法设置到超过85HZ的刷新频率。这通常是因为显示器厂商在提供的驱动程序中对相应的分辨率下能够选择多高的刷新频率作了一定的限制,目的是出于延长显示器使用寿命和对显卡驱动中对相应分辨率提供的标准显示模式提供支持的考虑。那么,这种情况下我们又该如何来证明厂家提供的参数是否准确呢?同样.使用类似PowerstriP之类的第三方调试优化软件或修改显示器的驱动程序可以实现刷新频率的更大范围调整。但需要注意的是显示器厂家通常只对显示器使用说明书里列出的几十种标准显示模式下的显示效果提供保证,非标准显示模式的画面可能出现线性失真,且不容易通过用户OSD菜单调到令人满意的显示效果。
*让显示器长期工作在高分辨率及高刷新率下是否会产生负面影响?
倘若让显示器长期工作在极限频率下是否对使用寿命有影响呢?事实上现在的显示器都工作在多频状态,为了保证在分辨率切换的时候保持阳极高压的稳
定以及扫描区域尺寸的稳定,现在的显示器都设有二次升压电路。二次升压电路对行电路的供电在扫描频率发生变化的时候会进行调整以适应频率变化的要求,随着频率的升高,二次升压电路输出的电压也随之升高,因此长期工作在最大分辨率时,电路元件也工作在接近元件最大耐压值的情况下,虽然厂家在设计上和驱动程序中都为显示器留出了一定的富余指标,但让显示器长期工作在接近饱和的状态还是有一定的影响。因此最好还是让显示器工作在厂家建议的最佳分辨率上。
七、后记
必须指出,理论上的技术参数其实并非主宰一切,而只有对这些技术参数有着本质的理解才能得到正确的判断,就产品本身而言,我们最终关心的往往只是性能而不是指标。譬如就17英寸CRT显示器而言,其可视面积通常不会超过16英寸,因此最佳显示分辨率应该是 1024X768,倘若一味提高分辨率,则文字就会变得很小,倘若用于CAD等专业应用,由于可以自由缩放工作区域,因此影响不大,但对非专业用户而言这样反而会影响正常观看,因此这种情况除了片面地强调带宽和行频除了追求数字之外就不再有真它意义。正确的做法应该是在技术参数能够达到要求的情况下,更多地去比较显示画质、色纯和亮度等其它与实际应用密切相关的细节。 
简单一点带宽越高,越可以上高的分辨率和高刷新率 


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