| Artículos | 01 JUN 2002

Cómo funcionan los monitores

Tags: Histórico
Conozca los componentes que se ocultan tras la pantalla de su PC
Félix Torán.
En una entrega anterior, se introdujeron las tarjetas de vídeo como el elemento encargado de convertir la información digital generada por la CPU en señales analógicas representando una imagen. En esta entrega, se aborda el componente que termina la cadena, formando finalmente las imágenes: el monitor.

El monitor es un componente al que -habitualmente- se da menor importancia que a otros elementos del PC (CPU, disco duro, etc.). Ocurre algo similar con el ratón, el teclado o los altavoces: realmente, no es en lo primero que se piensa cuando se imaginan las prestaciones de un PC. Se tiende a pensar en dichos componentes como accesorios, cuando en realidad son elementos importantes. Quizá esto ocurre debido a la localización de estos componentes: externa al equipo. A mayor distancia de la CPU, los componentes del PC tienden a comportarse como transductores, elementos de interfaz entre el hombre y la máquina. Por esta naturaleza de interfaz, componentes como los monitores son fáciles de manejar y entender por el ser humano. También resultan familiares a todo usuario, puesto que muchos de ellos son empleados en otros contextos alejados del PC (por ejemplo, los altavoces también se emplean en equipos de audio).
Centrando la atención en los monitores, recuerdan a los omnipresentes receptores de televisión, que forman parte de nuestra vida cotidiana, lo que proporciona la sensación de que no aportan demasiadas novedades. También con frecuencia, las capacidades gráficas del equipo se atribuyen a las tarjetas de vídeo, olvidando un matiz: si se emplea un monitor de calidad inapropiada, no se aprovecharán realmente las virtudes de la tarjeta. Lo mismo pasaría si se conectasen unos altavoces de baja calidad a un excelente equipo de audio. En resumen, no hay que olvidar que es el monitor quien forma finalmente las imágenes que vemos.
Vista la importancia real de los monitores en el mundo del PC, en este artículo vamos a cubrir el funcionamiento y características de dichos dispositivos, centrándonos en los más comunes en equipos de sobremesa, los de tubo de rayos catódicos (CRT).
Es importante destacar que el interior del monitor constituye un terreno muy peligroso. Se manejan tensiones eléctricas muy elevadas que pueden llegar a causar graves daños al ser humano. Por ello, la apertura del monitor debe realizarla siempre una persona cualificada.

Componentes de un monitor
Aunque su funcionamiento es simple desde el punto de vista del usuario, el interior del monitor encierra un sistema complejo. El componente estrella (y el más costoso) es el tubo de rayos catódicos (TRC, ver Figura 1). Éste contiene varios cañones, cuyo cátodo genera electrones, que son acelerados -a través del ánodo- hacia un material fosforescente (la pantalla). El cañón barre toda la pantalla, enfocando cada zona sensible y lanzando un haz de electrones con una cierta intensidad.
La pantalla está formada por una serie de zonas sensibles fosforescentes (píxeles), que al ser excitadas por los electrones, emiten radiación visible hacia el usuario. La intensidad de los haces de electrones condiciona la luminosidad de cada píxel, mientras que la composición del fósforo determina su color.
Tras ser excitados, los puntos sensibles de la pantalla son capaces de emitir radiación visible solamente durante un corto periodo de tiempo. Por ello, dichos puntos deben ser excitados de nuevo (léase, refrescados). Esto se consigue realizando el proceso de barrido multitud de veces por segundo. Si la frecuencia de refresco es apropiada, el usuario percibirá una sensación de continuidad de la imagen en el tiempo. En cambio, si dicha frecuencia es demasiado reducida, la pantalla deja de emitir radiación luminosa entre refresco y refresco, haciendo que el usuario perciba un parpadeo en la imagen. Por otra parte, si la frecuencia de refresco es demasiado elevada, el usuario no va a percibir ninguna ventaja (no hay que olvidar que el ojo tiene su propia frecuencia de muestreo para capturar imágenes) y, además, se requerirá un elevado ancho de banda entre la tarjeta de vídeo y el monitor para mover tanta información por segundo. Por tanto, la elección de la frecuencia de muestreo está sujeta a un compromiso.
El TRC está gobernado por un circuito controlador. Éste recibe las señales analógicas procedentes de la tarjeta de vídeo y controla al TRC en consecuencia, haciendo que las imágenes se formen sobre la pantalla.
El monitor también dispone de componentes de interfaz con el usuario, que se materializan en forma de controles situados en el exterior del monitor. Estos también se hallan conectados al circuito controlador del monitor, que es quien se encarga de hacer efectivas las órdenes del usuario. Los controles del monitor permiten modificar parámetros como el brillo, el contraste, etc.
Respecto al suministro de energía eléctrica, el monitor es el único componente estándar del PC que dispone de su propia fuente de alimentación. Algunos equipos disponen de un zócalo extra, que permite conectar el cable de alimentación del monitor directamente sobre el PC. Esto no significa que el monitor reciba energía de la fuente interna del PC. En realidad, el PC deja pasar su alimentación de corriente alterna -procedente de la red eléctrica- hacia el monitor. La ventaja radica en que, al conectar/desconectar el PC, el monitor se conecta/desconecta automáticamente. Otro aspecto fundamental es la interfaz con el PC, que permite a la tarjeta de vídeo enviar las señales analógicas necesarias para el gobierno del monitor.
Todavía queda por introducir un último componente: la cubierta del monitor. En el caso del monitor, su papel protector es importante, ya que, como se ha dicho antes, oculta un hardware peligroso para el usuario. Además, hay que recordar que los componentes internos del monitor generan una gran cantidad de calor. Por ello la cubierta contiene multitud de ranuras, que aseguran una correcta ventilación. Es importante evitar la obstrucción de dichas ranuras; de lo contrario, el monitor podría calentarse en exceso y acabar averiándose.

Funcionamiento del TRC
Como ya hemos introducido, la misión fundamental del cañón es barrer toda la pantalla, dotando de un color e intensidad luminosa a cada píxel. Este proceso es imprescindible, y debe repetirse varias veces por segundo (como dato práctico, las frecuencias de refresco estándares son 56, 60, 65, 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110 y 120 Hz).
En primer lugar, se comienza en el píxel situado en la parte izquierda superior de la pantalla. Entonces, se barren todos los píxeles de la línea superior en sentido horizontal, de izquierda a derecha. A continuación, el haz se desactiva, y el cañón se desplaza hacia el primer píxel de la línea inmediatamente inferior (como si de un “retorno de carro y avance de línea” se tratara). El proceso se repite hasta cubrir toda la pantalla. Finalmente, el haz se vuelve a desactivar, y el TRC vuelve a enfocar al píxel original, listo para “dibujar” una nueva pantalla. Este proceso se denomina “barrido progresivo”, y queda ilustrado en la Figura 2.
Existe otro tipo de barrido, denominado “entrelazado”, que se emplea en el mundo de la televisión, y que también se utilizaba en los primeros monitores, para aprovechar los desarrollos existentes. Mediante esta técnica, en cada refresco sólo se rellena la mitad de las l&

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