Zurück zur Röhre

Gehen wir zurück zum alten, 1987 von IBM eingeführten 15-poligen D-Sub-Verbinder, wird alles noch einmal einfacher. Zumindest, solange wir die Ebene der Signalerzeugung nicht verlassen. Hier gibt es keinen Pixeltakt - wie anfangs erwähnt kennt ein Röhrenbildschirm keine Pixel.

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Da Grafikkarten allerdings nur über eine endliche Menge an Speicher verfügen, sind sie zu einem diskreten Raster von Bildpunkten gezwungen. Gab es anfangs nur wenige Bildformate, so wurden es mit der Zeit und fortschreitender Technik immer mehr. Das bedeutet: Grafikkarte und Monitor mussten sich irgendwie austauschen, wie der Elektronenstrahl über die Röhre zu bewegen ist - die Bild- und Zeilenfrequenz.

Dazu gibt es zwei Möglichkeiten: Der Monitor enthält eine feste Taktquelle und unterstützt so nur einige wenige Frequenzen. Diese werden über die Polarität der Synchronisationsleitungen ausgewählt. Davon gibt es zwei, um den horizontalen und vertikalen Strahlrücklauf auszulösen. Die auf ihnen übertragenen Spannungsimpulse synchronisieren zudem die Taktquelle des Monitors mit der der Grafikkarte.

Die sogenannten Multi-Sync-Monitore kommen hingegen mit einem wesentlich breiteren Spektrum an Bild- und Zeilenfrequenzen klar. Hier ist eine einstellbare Taktquelle verbaut, deren Frequenz auf die Synchronisationspulse angepasst wird.

Woher kennt Windows meinen Monitor?

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Als Computer für mich noch Neuland waren, gab es diverse Dinge, die nach Magie aussahen. Beispielsweise dass Windows wusste, welche Auflösungen und Bildfrequenzen mein Monitor unterstützt. Natürlich ist auch das ziemlich einfach erklärbar: Mit der Zunahme an Auflösungen und Bildfrequenzen und dem Trend zu Plug-and-Play führte die Video Electronics Standards Association (VESA), die den VGA-Standard entwickelte (heute verwaltet sie Displayport), ein zusätzliches Feature ein.

Ein kleiner Speicher im Monitor enthält eine standardisierte Datenstruktur namens Extended Display Identification Data (EDID). Dafür wurden zwei Pins des 15-poligen Steckers umgenutzt. Über sie identifizierten sich die Anzeigegeräte bereits zuvor, allerdings waren maximal vier Bit nutzbar. Zwei der ehemaligen ID-Pins wurden zu einer I2C-Verbindung, über die der Speicher ausgelesen werden kann, über den zuvor ungenutzten Pin 9 wird er mit Spannung versorgt.

In der EDID-Struktur sind neben den unterstützten Bildformaten auch ein Hersteller- und Produktcode gespeichert. Der sogenannte Display Data Channel (DDC) existiert noch immer, sowohl HMDI als auch Displayport haben hierfür zwei Signalleitungen.

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Die Farbsignale

Die Kontinuität von DVI und HDMI wird beim Blick auf die Farbsignale deutlich: Auch beim VGA-Standard hat jede Farbe ihre eigenen Leitungen. Pro Farbe sind zwei Leiter vorhanden, die allerdings kein Differenzsignal übertragen. Der zweite Leiter ist jeweils eine eigene Masse-Verbindung, die das gesendete Signal zur Grafikkarte zurückführt. Das ist wichtig, um unabhängig vom Kabel eine definierte Impedanz einzuhalten.

Der sogenannte RAMDAC wandelt die digitale Farbinformation der Pixel im Bildspeicher in ein analoges Spannungssignal. Die Spannung codiert die Intensität jeder der drei Farbkomponenten - je höher die Spannung, desto stärker der jeweilige Elektronenstrahl. Und je mehr Elektronen auf einen Phosphorpunkt geschossen werden, desto intensiver leuchtet er. Der erlaubte Spannungsbereich ist allerdings begrenzt - gängig sind 0 Volt für "Elektronenstrahl aus" und 0,7 Volt für "maximale Leuchtstärke". Die Synchronisationssignale arbeiten mit TTL-Pegel, also 0 und 5 Volt.

Spezielle Computermonitore sind allerdings eine verhältnismäßig neue Entwicklung. Bis in die 1980er Jahre wurden andere Geräte zweckentfremdet, um mit Computern Bilder darzustellen. Waren es anfangs Oszilloskope, setzte sich nach und nach ein anderes Medium durch: der Fernseher. Diesen Vorfahr lässt der VGA-Modus noch erahnen, er leitet sich direkt vom NTSC-Format ab.

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 Das Bild gibt den Takt vorDie Urzeit: Fernseher 
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Crass Spektakel 18. Aug 2022 / Themenstart

Nein weil die im Amiga nicht beschaltet sind. Das waren die normalen analogen Leitungen...

Gokux 17. Aug 2022 / Themenstart

Danke. "Umfassend" war keine Übertreibung :D

rubberduck09 17. Aug 2022 / Themenstart

Ganz so passiv sind diese Adapter aber nicht. Es befindet sich da ein (relativ simpler...

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