Казалось бы, уж где-где, а в мониторах с электронно-лучевыми трубками все ясно, и достаточно давно. Основы их современной схемотехники сформированы около десяти лет назад, а элементная база производится несколькими крупнейшими мировыми производителями. И ведь именно элементная база во многом определяет характеристики и построение монитора. Однако Samsung имеет собственный взгляд на элементную базу мониторов, а значит и на их схемотехнику, причем успехи корпорации в этой области позволяют говорить, о правильности выбранного направления. О схемотехнике современных мониторов Samsung и о применяемых для их производства микросхемах мы порассуждаем в настоящей публикации.
Несмотря на все многообразие выбора микросхем для мониторов, предлагаемых такими производителями, как SGS Thomson, ST Microelectronics, Philips, Motorola, Panasonic, Sanyo и т.д., фирмой Samsung разработана целая серия различных микропроцессоров, процессоров развертки, видеоусилителей и других микросхем, казалось бы, выполняющих те же самые функции, что и микросхемы «общего» применения. Однако собственное производство микросхем (или производство микросхем сторонними фирмами по заказу) имеет некоторые преимущества. Так, например, в заказной микросхеме можно использовать и реализовать такие функции, которые не могут быть достигнуты при использовании стандартных наборов микросхем. Кроме того, заказные микросхемы могут быть ориентированы на применение во вполне определенной модели монитора, а поэтому в наилучшей степени могут учесть особенности его схемотехники. Технические характеристики и параметры таких микросхем соответствуют частотным характеристикам мониторов. Однако, справедливости ради, стоит отметить, что использование в мониторе заказных микросхем в значительной степени затрудняет его ремонт «нефирменными» сервисными службами, не имеющими доступа к этим уникальным микросхемам.
Итак, в составе монитора можно выделить несколько основных блоков:
- микропроцессор;
- энергонезависимая память;
- видеопроцессор (микросхема предварительных видеоусилителей);
- оконечные видеоусилители;
- процессор разверток;
- блок срочной развертки;
- блок кадровой развертки;
- блок питания;
- модуль коррекции вертикальных искажений растра.
Для повышения технологичности производства мониторов многие из этих элементов выполняются в интегральном варианте, т.е. представляют собой микросхему с законченным набором функций.
Каждый монитор, в общем-то, имеет уникальную (в той или иной степени) блок-схему, и большинство разработчиков имеют собственные концепции построения мониторов и применяемых схемотехнических решений.
На рис.1 представлена типовая блок схема современного монитора Samsung. Попытаемся кратко охарактеризовать функции и особенности каждого из модулей.
Коммутатор выходных сигналов. Эта микросхема предназначена для управляемого выбора источника входных сигналов: либо сигналов с разъема 15-pin D-SUB, либо сигналов с разъемов BNC. В подавляющем большинстве мониторов Samsung в качестве такого коммутатора используется микросхема KA2507 (S1D2507B01). Возможность работать с двумя источниками сигналов характерна для мониторов более высокого класса и эта опция является очень удобной, когда один пользователь должен иметь возможность работать поочередно с двумя компьютерами. Выбор источника сигнала в мониторах Samsung осуществляется выбором соответствующего пункта меню.
Микросхема HighLight Zone. В очень многих современных мониторах Samsung (и не только) появилась возможность выделить на экране зону с повышенным уровнем яркости – зону HighLight. Таким образом, при работе с многооконным интерфейсом появляется возможность акцентировать внимание пользователя на какой-либо области. Размер и положение зоны повышенной яркости задается регулировками через экранное меню монитора. Формирование зоны с повышенным уровнем яркости осуществляется усилением входных сигналов R/G/B в заданные моменты времени, т.е. усиливается только та часть входного потока видеоданных, которая соответствует указанной пользователем зоне HighLight. Управление микросхемы осуществляется микропроцессором монитора путем передачи данных по шине I2C. В мониторах Samsung встречаются две микросхемы HighLight Zone: KA2520 (S1D2520) и KA2521 (S1D2521X01).
Видеопроцессор. Микросхема видеопроцессора, а точнее ее назвать микросхемой предварительных видеоусилителей, осуществляет усиление сигналов R/G/B, обеспечивает регулировку контрастности, яркости и коэффициента усиления. Большинство предлагаемых фирмой Samsung видеопроцессоров управляется микропроцессором по шине I2C. Как видно из рисунка 1, Samsung'ом разработано достаточно большое семейство микросхем подобного типа. Однако на данный момент времени уже появились и другие микросхемы видеопроцессоров, с уже встроенными контроллерами OSD. В качества примера такой микросхемы можно привести KA2552 (S1D2552X01) и KB2502.
Контроллер OSD. Контроллер OSD (служебной информации на экране) обеспечивает формирование экранного меню. Символы, которые выводятся в этом меню, передаются по шине I2C на контроллер OSD от микропроцессора. Контроллером OSD обеспечивается преобразование полученных от микропроцессора кодов символов в их точечное представление, т.е. контролер фактически представляет собой знакогенератор. На выходе контроллера OSD формируются сигналы R/G/B, соответствующие экранному меню, и эти сигналы «подмешиваются» к основным сигналам R/G/B. Как уже говорилось выше, контролеры OSD могут входить в состав видеопроцессоров – именно такое решение можно наблюдать в самых последних разработках Samsung.
Процессор разверток. Процессор разверток (синхропроцессор) является основным элементом, обеспечивающим работу блока строчной развертки, блока кадровой развертки, источника высоких напряжений для ЭЛТ, модуля коррекции вертикальных искажений растра и целого ряда других схем. Именно технические характеристики синхропроцессора определяют частотные параметры монитора, поддерживаемые им режимы и качество изображения. Samsung'ом разработан целый ряд самых современных процессоров разверток, часть из которых, правда, имеет аналоги среди микросхем семейств STV и TDA. Все процессоры разверток, разработанные Samsung, управляются и настраиваются по шине I2C. В состав большинства синхропроцессоров входят такие модули, как:
- генератор сигналов строчной развертки;
- генератор сигналов кадровой развертки;
- ШИМ-контроллер для регулировки напряжения В+;
- формирователь сигнала коррекции вертикальных искажений (E/W);
- формирователь сигналов динамической фокусировки.
Микропроцессор. Микропроцессором монитора исполняется управляющая программа, которая задает последовательность включения отдельных блоков монитора, задает режим работы, обеспечивает регулировку параметров изображения, обеспечивает вывод экранного меню и т.д. В своих мониторах Samsung достаточно редко использует микропроцессоры собственного производства, но, тем не менее, такие мониторы есть, и есть микросхемы микропроцессоров, хотя их и не так много.
Энергонезависимая память (EEPROM). В EEPROM сохраняются пользовательские, а иногда еще и заводские настройки монитора. Как признанный лидер в производстве микросхем памяти различных типов, Samsung и для мониторов предлагает собственные разработки - микросхемы S524C80D40 и S524C80D80 с доступом по последовательной шине I2C.
При разработке остальных узлов монитора Samsung использует микросхемы широкого применения, и полагается на стандартные схемотехнические решения, поэтому в данном обзоре они и не будут упоминаться.
Межблочные связи, настройка и регулировка различных параметров мониторов Samsung осуществляется передачей цифровых данных по последовательной шине I2C, которая является центральным стержнем схемотехники современных мониторов.
