Computerhardware: Bildschirm: CRT

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CRT-Bildschirme[Bearbeiten]

Der Bildschirm wird auch als Monitor, engl. Display oder Screen, bezeichnet. Wir betrachten zuerst den klassischen Röhrenbildschirm. Darin steckt eine Kathodenstrahlröhre (engl. Cathode Ray Tube, abgekürzt CRT), die nach ihrem Erfinder auch Braun'sche Röhre genannt wird. Von deren Erfindung im Jahr 1897 vergingen 40 Jahre bis zu den ersten regelmäßigen Fernsehsendungen im Jahr 1936.

In den 50er Jahren entstand der Bedarf an Computerbildschirmen. Es gab damals nichts besseres als die ausgereifte CRT-Technologie. Der Hochfrequenzteil (Senderwahl und Dekodierung) wurde weggelassen und fertig war der Computermonitor. Die Auflösung wurde etwas höher als beim Fernsehen gewählt (wer hätte einen Computermonitor gekauft, wenn es der Fernseher auch getan hätte?).

Arbeitsweise[Bearbeiten]

Schema eines CRT-Bildschirms

Im hinteren Teil der Bildröhre befinden sich drei Elektronenkanonen (1). Jede ist für eine der Grundfarben Rot, Grün und Blau zuständig. Zwischen Kathode (1) und Anode (5) wird eine Spannung von etwa 25 000 Volt angelegt, um die Elektronen zu beschleunigen. Mit einer magnetischen Ablenkeinheit (3, 4) werden die Elektronenstrahlen (2) hauchdünn geformt und auf die gewünschte Position der Innenseite des Bildschirms gerichtet. Der Bildschirm (7, 8) ist innen mit Millionen von Gimp-icon-vergrössern-verkleinern.png Farbtripeln aus Leuchtfarbe beschichtet, die unterschiedlich leuchten (rot, grün und blau), wenn sie vom Elektronenstrahl getroffen werden.

Etwa 20 mm vor dem Bildschirm befindet sich eine Loch- oder Schlitzmaske (6), die vergrößert auf (8) zu sehen ist. Die Lochmaske besitzt so viele Löcher, wie Farbtripel auf dem Bildschirm vorhanden sind. Die drei zusammengehörenden Elektronenstrahlen müssen gemeinsam durch dasselbe Loch auf das zugehörige Leuchttripel (blau, grün, rot) treffen. Die Lochmaske verhindert, dass z. B. der Elektronenstrahl für Rot die Stelle auf der Leuchtschicht trifft, die grün leuchten soll. Das Auge ist nicht imstande, die drei farbigen Bildpunkte getrennt wahrzunehmen, und verschmilzt die Grundfarben zu einem Gesamteindruck. Je nach Anteil der Grundfarben sieht das Auge verschiedene Farbtöne. Gleich starke Anteile der drei Grundfarben ergeben weiße Farbe.

Während der Elektronenstrahl weiter wandert, leuchtet der Leuchtpunkt einige Millisekunden nach. Um ein flimmerfreies Bild zu erhalten, sollte der Elektronenstrahl des Monitors jeden Bildpunkt schnellstmöglich wieder neu zeichnen. Abhängig von Auflösung und Betrachter gelten eine 75- (75 Hertz = 75 Hz) bis 85-malige Wiederholung pro Sekunde (85 Hz) als Minimum. Bevor der Elektronenstrahl das nächste Mal vorbeihuscht (und die gleiche oder eine andere Farbe erzeugt), ist das Nachleuchten fast erloschen. Das Auge ist zu träge, um die Helligkeitsschwankungen wahrzunehmen, und sieht nur eine durchschnittliche Helligkeit.

15-poliger VGA-Stecker

Der Aufbau der Grafikkarte wurde an die Eigenheiten des Bildschirms angepasst. Weil die Bildpunkte verblassten, musste die Grafikkarte die Information über Helligkeit und Farbe jedes Gimp-icon-vergrössern-verkleinern.png Pixels (Bildpunktes) ist im Gimp-icon-vergrössern-verkleinern.png RAM der Grafikkarte, im so genannten Bildwiederholspeicher aufbewahren. Eine Elektronik liest die digitale Farbinformation für jeden Bildpunkt aus dem Bildwiederholspeicher und wandelt diese in drei analoge Helligkeitssignale um, für jede der drei Grundfarben eins. Diese drei Farbsignale, ergänzt um Synchronisationssignale, werden über das Kabel zum Monitor gesandt.

Auflösung[Bearbeiten]

Welche Auflösung ein Monitor gerade noch schafft, ist unterschiedlich. In der maximalen Auflösung sind manche Monitors etwas unscharf. Obwohl Bildröhren am Fließband produziert werden, gelingt durch Fertigungstoleranzen jede etwas anders. Die besseren wurden in teurere Profi-Monitore eingebaut, und die schlechten wurden als No-Name-Produkte verkauft.

Außer den hier aufgezählten Auflösungen gibt es noch zahlreiche Zwischenwerte. Jeder Röhrenmonitor kann problemlos alle kleineren Auflösungen darstellen, indem der Elektronenstrahl verbreitert wird und mehrere benachbarte Pixel trifft, auch ein „halb getroffenes“ Loch ist möglich. Dadurch sind Röhrenmonitore imstande, jede Auflösung scharf darzustellen – was „Flachbildschirme“ technologiebedingt nicht über die gesamte Bildfläche können (siehe Abschnitt über TFT-Bildschirme).

Probleme mit CRT-Monitoren[Bearbeiten]

  • Weil die Elektronenstrahlen magnetisch gelenkt werden, sind Monitore empfindlich gegen Magnetfelder. Entfernen Sie Steckernetzteile und aktive Lautsprecher aus der unmittelbaren Umgebung Ihres Monitors! Besonders kritisch ist ein zweiter CRT-Monitor oder Fernseher in weniger als 30 cm Abstand.
  • Mitunter stört auch eine metallische Tischplatte, ein Metallrahmen unter dem Tisch oder ein Metallschrank daneben. Eine Positionsänderung des Monitors hilft möglicherweise.
  • Das Erdmagnetfeld beeinflusst die zur Steuerung des Strahls benutzten Magneten. Deshalb hat jeder Monitor eine Funktion zur Entmagnetisierung, die Sie alle paar Monate benutzen sollten, um ein möglichst scharfes Bild zu erhalten.
  • Prüfen Sie auch, ob der Treiber der Grafikkarte richtig konfiguriert ist und Ihren Monitor mit einer flimmerfreien Bildfrequenz von mindestens 85 Hz versorgt.
  • Das Datenkabel des Monitors nicht zusammenrollen, möglichst nicht verlängern und nicht mit anderen Kabeln zusammenbündeln, sonst verschlechtert sich das Bild.