Il monitor a tubo catodico

I monitor (schermi di computer) sono la maggiorparte delle volte di tubi catodici(sigla CRT, ossia cathode ray tube o in italiano tubi ad irraggiamento catodico), cioè un tubo di vetro sottovuoto nel quale una collisione ad elettroni emette un flusso di elettroni diretto da un campo elettrico verso uno schermo coperto di piccoli elementi fosforescenti.

La collisione ad elettroni è costituito da un catode, cioè un elettrone metallico caricato negativamente, da uno o più anodi (elettroni caricati positivamente). Il catode emette degli elettroni attirati dall'anode. L'anode agisce così da acceleratore e da concentratore per gli elettroni per costituire un flusso di elettroni diretto allo schermo.
Un campo magnetico è incaricato di deviare gli elettroni da sinistra a destra e dal basso verso l'altro. E' creato grazie a due bobine X e Y sotto tensione (dette deflettori) che servono rispettivamente a deviare i flussi orizzontalmente e verticalmente.

Lo schermo è ricoperto da un sottile strato di elementi fosforescenti, detti luminosfere, che emettono della luce per eccitazione quando gli elettroni le colpiscono, cosa che costituisce un punto luminoso detto pixel.

Attivando il campo magnetico, è possibile creare un refresh da sinistra verso destra, poi verso il basso una volta arrivati alla fine della linea.

Questo refresh non è visibile all'occhio umano grazie alla persistenza della retina, provate ad esempio ad agitare la vostra mano davanti allo schermo per visualizzare questo fenomeno: vedrete la vostra mano in più esemplari!

Grazie a questo refresh, combinato o meno con l'attivazione della collisione ad elettroni, è possibile far "credere" all'occhio che solo alcuni pixel sono "accesi" nello schermo.

Il monitori a colori

Un monitor in bianco e nero permette di visualizzare delle gradazioni di colore (a livello dei grigi) cambiando l'intensità del raggio.

Per i monitor a colori, tre fasci distinti di elettroni (corrispondenti a tre catodi) colpiscono ciascuno un punto di un colore specifico : uno rosso, uno verde e uno blu (<a href="../video/couleur.php3">RGB, corrispondente a Red, Green, Blue o in italiano RVB, Rosso, verde, blu).

Tre punti di colore sono quindi detti triade(in inglese triad o dot trio).

Le luminosfere blu sono realizzate a base si solfato di zinco, i verdi con solfato di zinco e di cadmio. I rossi infine sono i più difficili da realizzare, e sono fatti partendo da un miscuglio di ittrio e europio, oppure di ossido di gadolinio.

Tuttavia queste luminosfere sono così ravvicinati le une alle altre che l'occhio non ha la capacità di distinguerle: vede un colore composto da questi tre colori. Provate a mettere una piccola goccia d'acqua sul vetro del vostro schermo: questa farà da lente d'ingrandimento e le luminosfere compariranno.

Inoltre, per evitare dei fenomeni di sbavatura (un elettrone destinato a colpire una luminosfera verde ne colpisce una blu) viene posta una rete metallica detta mascheradavanti allo strato di luminosfere per guidare i flussi di elettroni.

Secondo la mascera utilizzata si distinguono più categorie di schermi catodici :

• I tubi FST-Invar (Flat Square Tube) le cui luminosfere sono rotonde. Questi monitori utilizzano una griglia detta maschera (o shadow mask in inglese). Essi danno un'immagine netta e dei buoni colori ma hanno l'inconveniente di deformare e oscurare l'immagine negli angoli.
• I tubi Diamontron di Mitsubishi e Trinitron di Sony la cui maschera è costituita da fenditure verticali (dette apertura a griglia o griglia a fenditure verticali), che lasciano passare più elettroni e danno un'immagine più luminosa.
• I tubi Cromaclear di Nec la cui maschera è costituita da un sistema ibrido con delle fenditure a forma di alveoli , rappresenta la migliore delle tre tecnologie.

Caratteristiche tecniche

I monitor CRT sono caratterizzati dai seguenti dati :

• La definizione : è il numero di pixel che lo schermo può visualizzare, questo numero è generalmente compreso tra 640x480 (640 pixel in lunghezza e 480 in larghezza) e 1600x1200, ma tecnicamente sono possibili delle risoluzioni superiori.
• La dimensione  : Essa si calcola misurando la diagonale dello schermo e si esprime in pollici (un pollice equivale a 2,54 cm). Bisogna fare attenzione a non confondere la definizione dello schermo con la sua dimensione. In effetti uno schermo di una data dimensione può visualizzare differenti definizioni, anche se di solito gli schermi di grandi dimensioni hanno una definizione migliore.
• Il passo della griglia (in inglese dot pitch): E' la distanza che separa due luminosfere; più questa è piccola più l'immagine sarà precisa. Così un dot pitch inferiore o uguale a 0,25 mm darà un buon confort di utilizzazione, mentre gli schermi con dei dot pitch superiori o uguali a 0,28 mm saranno da evitare.
• La risoluzione : Determina il numero di pixel per unità di superficie (pixel per pollice lineare (in inglese DPI: Dots Per Inch, tradotto punti per pollice). Una risoluzione di 300 dpi significa 300 colonne e 300 righe di pixel per pollice quadrato che darà quindi 90000 pixel per pollice quadrato. La risoluzione di riferimento di 72 dpi da un pixel di 1"/72 (un pollice diviso 72) ossia 0.353 mm, corrispondenti ad un punto pica (unità tipografica anglosassone). I termini « risoluzione » e « definizione » sono spesso confusi a torto dalla stampa.
• La frequenza di refresh verticale (refresh rate in inglese): Essa rappresenta il numero di immagini che sono visualizzate al secondo, o più esattamente il numero di refresh dell'immagine al secondo. Viene chiamato anche tasso di refresh, è espresso in Hertz. Più questo valore è elevato migliore sarà il confort di visualizzazione (non si vedrà l'immagine scintillare), bisogna quindi che sia ben superiore a 67 Hz (limite inferiore a partire dal quale l'occhio vede effettivamente l'immagine "clignoter"). La maggiorparte delle persone vede solo lo scintillio (in inglese flicker) partendo da 70 Hz, così andrà bene anche un valore superiore o uguale a 75 Hz.