электровакуум.приборы (1084498), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Отверстия в диэлектрической матрице совмещаются с проекцией электродов одной группы на взаимно перпещщкулярные нм электроды другой группы, Сверху структура закрыта прозрачным стеклом 1. Таким образом, внутри прибора образуется матричное поле из ряда строк (анодов сканирования или индикации) и столбцов (ка.тодов сканирования). Катоды сканирования обьединены в три или большее число групп подобно катодам декатронов и обеспечивают направленный перенос разряда. Работу матричного индикатора с самосканироваиием иллюстрирует рис. 27.16, а, на котором изображено расположение электродов в одной строке н подсоединение их к источникам электропитания, и рис. 27.16, б, где показаны диаграммы управляющих напряжений на электродах.
Для упрощения рассмотрения разделим структуру на две части: а) сканирующую, образованную анодом сканирования А„, и катодами сканирования КС, К1, К2, КЗ, и б) индикаторную, образованную анодом индикю1ни и катодами сканирования. В сканирующей части происходит направленный перенос разряда по катодам сканирования К1, К2, КЗ по мере переключения напряжений 177гс, Ук,, (1кт, Укз. Этот процесс последовательного продвижения по 337 К1 К2 К3 К1 К2 К3 о-х и) Ксх Асх я ах " ха ны а на,„ рнс. 27.16. Схема включения (а) н днаграмма напряжения (о) матричного ннднка- тора с самосканнрованнем катодам аналогичен описанному в 8 27.4 для шкальных дискретных индикаторов. Цикл работы начинается со сброса разряда на катод сброса КС в результате подачи импульса сброса Укс.
Для уменьшения статистического разброса времени возникновения разряда на КС используется постоянно горящий разряд на дежурные электроды 27. Затем разряд переносится по катодам сканирования, после достижения последнего катода сканирования строки вновь вьграбатьвается импульс сброса Укс, разряд возвращается на КС и цикл сканировании повторяется. Из-за малых размеров отверстий в катодах свечение сканирующего разряда практически не воспринимается оператором. Единственным назначением этого разряда является облегчение возникновения разряда в индикаторной ячейке, образованной данным катодом сканирования и противолежащим участком анода индикации, за счет проникновения туда активных часпщ из сканирующей ячейки, связанной с ващикаторной посредством отверстия в катоде сканирования.
Для создания изображения иэ светящихся индикаторных ячеек в 338 определенные моменты времени синхронно с разверткой по катодам на индикаторный анод подаются положительные импульсы напряжения Ц, „. Пробой газа происходит только в индикаторных ячейках, на которые подается импульс Уа „, одновременно с существованием в связанной с ними сканирующей ячейке разряда.
После возникновения разряда в шщикаторной ячейке напряжение на аноде индикации падает до уровня Ун, что делает невозможным возникновение разряда в других ячейках. Из рис. 27,16, а видно, что индикаторная и сканирующая части связаны друг с другом только через отверстия в катодных электродах, а электрические цепи питания сканирующего и индикаторного разряда независимы, если только выходные сопротивления источников управ- ЛяЮщИХ ИМПУЛЬСОВ 1)КС, 1)К, УКЭ, бсКЭ МаЛЫ.
БЛаГОдаря ЭтОМу раэряды в сканирующей и индикаторной частях независимы и могут существовать одновременно. Отдельные строки прибора связаны между собой только посредством общих катодных электродов. Поэтому и разряды в каждой строке могут существовать независимо друг от друга, что позволяет параллельно вводить в них информацию. Работа матричного индикатора с самосканированием имеет много общего с работой ЭЛТ с растровой разверткой; сканирование разряда аналогично развертке строки ЭЛТ, а возбуждение разряда на индикаторный анод — отпиранию пуча ЭЛТ с помощью модулятора. Различие между приборами заключается только в том, что развертка ЭЛТ происходит последовательно строка за строкой, а в матричном индикаторе с самосканированием — параллельно во всех строках. В заключение остановимся на механизме понижения напряжения возникновения разряда посредством сканирующего разряда.
Из-за узких отверстий связи из сканирующих частей в индикаторные проникают только незаряженные частицы, а именно метастабильные атомы и фотоны. Дпя часто используемого газового наполнения — пеннинговой смеси Ме + 0,1% Ат — этими частицами являются метастабильные атомы Не. Попадая в индикаторную часть разряда, они ионизируют там атомы в результате реакции Пеннинга 1Че + Ат -+Аг' + Ме+ е (см. гл. 25). Поскольку время диффузии метастабильных атомов из сканирующего разряда в ячейку индикации сравнительно велико, снижение напряжения возникновения разряда в ней происходит с заметным запаздыванием по сравнению с моментом начала сканирующего разряда в связанной ячейке сканирования.
Поэтому импульс на анод индикации следует подавать с задержкой приблизительно 10 мкс по отношению к моменту переноса разряда в соответствующую сканирующую ячейку, Информационная емкость матричного индикатора с самосканированием ограничена теми же принципиальными факторами, что и матричного индикатора постоянного тока с внешней адресацией — как следует из (27.5) и (27.8) с увеличением числа столбцов А1св значения Ь„каж 339 и Т уменьшаются. Развертка в матричных индикаторах со сканированием производится по столбцам, так что в (27.5) и (27.8) вместо ЛГстр подставляется Ф,н. Однако благодаря сканирующему подготовительному разряду г„у первого типа индикатора оказывается значительно меньше, чем у второго, и условие Т Р г, выполняется легче. Благодаря этому удается создать приборы с Усн — 200, дальнейшее увеличение Л',н приводит к недопустимому снижению Т.„„, Обычно матричные индикаторы с самосканированием представляют собой вытянутые по горизонтали структуры с ограниченным числом строк и большим числом столбцов.
Наиболее широко они применяются для воспроизведения буквенно-цифровой информации в виде одной текстовой строки. Число знакомест в такой текстовой строке доходит до 32 (222 Х 7 элементов отображения) . Следует отметить, что использование разряда сканирования для адресации индикаторных ячеек позволяет заметно упростить схему управления по сравнению с индикатором с внешней адресацией. Для индикаторного поля 222 Х 7 элементов число управляющих высоковольтных ключей в схеме управления матричного индикатора со сканированием равно 12 (5 ключей схемы сканирования и 7 ключей схемы возбуждения анодов индикации). В индикаторе с внешней адресацией число ключей равно 229 (222 ключа адресации н 7 ключей подачи информации) .
Рассмотренные выше индикаторы постоянного тока с внешней адресацией и индикаторы с самосканированием работают в режиме с регенерацией изображения, когда информационная емкость индикаторного поля ограничена. В отличие от них матричные индикаторы переменного тока, к рассмотрению которых мы переходим, способны зало.
минать информацию непосредственно на индикаторном поле, так что исчезает необходимость повторно воспроизводить изображение с кадровой частотой. По существу новое изображение записывают только при необходимости обновления информации. Эта запись производится путем развертки по строкам и столбцам, как и в остальных типах матричных индикаторов, однако при этом кадровая частота может пацать до единиц — долей герца.
В принципе информационная емкость таких приборов ограничивается только конструктивными факторами. Конструкция матричного индикатора переменного тока схематически изображена на рис. 27.17, а, а поперечное сечение нескольких ячеек прибора — на рнс. 27.17, б.
Прибор состоит из двух стеклянных подложек 1, на внутренние поверхности которых нанесены электроды 2. Со стороны, противоположной подложке, электроды покрываются слоем тонкого стекла 3. На поверхность стекла наносится изолирующий слой М80. Чтобы прибор сохранял достаточную прозрачность, электроды делаются либо из прозрачного материала — оксида олова- индия, либо из очень узких проводников. Зазор 4 между пластинами заполняется газом под давлением, близким к атмосферному, для фик- 340 рис. 77.17. Конструкниа матричного инникатора пе- ременного тока садни зазора используются тонкие стеклянные прокладки.
Герметизация проводится по периферии с помощью стеклоцемента. Изолирующая пленка М80 выполняет функции эффективного эмиттера вторичных электронов а также имеет высокую стойкость к рас. пыпению под воздействием ионной бомбардировки, что обеспечивает большой срок службы прибора. Благодаря высокому давлению газа разряды, возникающие в ячейках, образованных на пересечениях проекций электродов, расположенных на одной подложке, на электроды другой подложки, концентрируются в узкой области и не влияют друг на друга. Это позволяет отказаться от диэлектрических барьеров, используемых для изоляции ячеек в других типах матричных индикаторов, Образованная на пересечении строки и столбца ячейка матричного индикатора переменного тока представляет собой структуру металл— диэлектрик — газ — диэлектрик — металл (МДГЛМ) .
Механизм прохождения разряда в ячейке со структурой МДГДМ в общем виде выглядит так. Прн достаточном напряжении между электродами, расположенными на противоположных подложках, начальные электроны в газовом зазоре ускоряются и создают электрон- ионные лавины.
Ионы, движущиеся к отрицательному электроду, а также попадающие на него фотоны и метастабильные атомы, бомбардируя слой М80, покрывающий отрицательный электрод, вызывают эмиссию электронов и появление новых лавин. В результате возникает самостоятельный разряд. Однако в отличие от стационарного разряда, описанного в 8 25.4, этот разряд быстро прекращается из-за зарядки емкостей МДГДМ-структуры разрядным током и, таким образом, ток носит характер однократного импульса. Чтобы последовательность импульсов разрядного тока через промежуток не прекращалась, необходимо прикладывать к нему не постоянное, а знакопеременное напряжение. Диаграммы напряжений и токов, иллюстрирующие работу матричного индикатора переменного тока, приведены на рис. 27.18, Между горизонтальными и вертикальными электродами панели приложено знакопеременное напряжение Ео.
Амплитуда его выбирается несколько меньшей напряжения возникновения разряда, но достаточной для поддержания уже возникшего разряда. 341 (27,10) ««у 1 «г («Со — — 1 1 ««Г. с «« (27.9) (27.11) 343 342 Рнс. 27.1а. Днаграммы напряжений н токов, иллюстрирующие работу матрнчного ннппкатора переменного тока Включение ячейки (запись) проводится методом двухкоординатной выборки, для чего на соединенные с ней вертикальный У и горизонтальньш Х электроды в интервале времени г, — Гг подаются полуимпульсы записи Уя и Уу„суммарная амплитуда которых 1 У„1 + 1(«у1 = Уа > У~.
Ток разряда «р, протекающий через ячейку, сначала нарастает в про. цессе формирования, а затем падает, поскольку приложенное к газовому промежутку ячейки напряжение уменьшается по мере заряда емкостей структуры МДГДМ. В результате протекания импульса тока емкости С МДГДМютруктуры заряжаются до напряжения Поскольку после окончания импульса тока газовый промежуток вновь становитсЯ непРовоДЯЩим, напРЯжение УСо сохРанЯетсЯ на емкости до момента времени га.
В следующий временной интервал га — 14 к ячейкам прикладывается положительньш импульс поддерживающего напряжения. В результате того, что он сУммиРУетсЯ с напРЯжением на емкости УСо, пРило- женное к газовомУ пРомежУткУ Ячейки напРЯжение Е„+ УСо > У сти. мулирует повторное возникновение разряда. Протекание тока в интервале Га — 14 ПРиводит к перезаряДке емкости до напРЯжения Усг ПРотивоположной полярности„причем новое напряжение на емкости определяется как 1 / «2 «4 (7С« = («Со — 111«С м — ~ ( «71 — 1 «' 71 С ( р гз Прикладыааемый к ячейке в интервале времени га — га импульс снова приводит к ее перезажиганию н т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
