Самохвалов М.К. Элементы и устройства оптоэлектроники (2003) (1095923), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Коммутация элементов экрана осуществляется путем изменения потенциалов на отдельных полосках управляющих электродов, объединенных в матричную систему из строк истолбцов, что позволяет создавать плоские экраны большой площади. Дискретная матричная адресация на выбранные электроды экрана обеспечивает получение изображения. Адресация может производиться в статическом и мультиплексном режиме.92В статическом режиме на выбранные строки и столбцы одновременно подается постоянное напряжение, переключаемое при изменении изображения.
Статический режим не позволяет обеспечить отображение замкнутых фигур ("О").Рис. 58. Эпюры напряжений на строках и столбцах матричного индикатора смультиплексным управлением.В мультиплексном режиме импульсы напряжения V необходимой длительности подаются поочередно на все строки экрана. В течение каждого импульсапоочередно на все выбранные столбцы подаются импульсы напряжения Vменьшей длительности, на пересечении строк и столбцов напряжение суммируется 2V и происходит высвечивание выбранной ячейки.Поскольку напряжение V подается на все ячейки вдоль электрода, они такжевысвечиваются, но не так ярко, что приводит к снижению контраста.
Получаемое размытие изображения носит название - эффект «креста». Избежать егоможно, используя в качестве светоизлучающих или светоконтрастных ячеекэлементы с резко нелинейной зависимостью яркости свечения или контраста отприложенного напряжения.Электронно-лучевые трубкиНаиболее широко применяемыми экранами в средствах отображения информации в настоящее время являются электронно-лучевые трубки, созданные ещев 1897 г.
(К.Браун). В значительной мере они сохраняют свои позиции в важнейших по массовости применения СОИ – телевизионных и дисплеях ЭВМ. Ихраспространенность объясняется следующими их достоинствами: малое числовнешних связей (выводов), высокая яркость и достаточная контрастность, чтообусловлено значительным КПД высоковольтной катодолюминесценции – (2030%), что соответствует светоотдаче 5-60 лм/Вт. В ЭЛТ вполне достижимы яркости до 104 кд/м2 и выше; следует отметить легкость регулировки яркости,возможность воспроизведения большого числа полутонов, хорошую равномерность яркости по площади экрана.
Современные электронно-лучевые трубкиимеют большие цветовые возможности, малые геометрические искажения, вы-93сокую разрешающую способность и быстродействие, в них используются методы цифровой адресации. Технология этих индикаторов хорошо отработана,стоимость относительно невысока.На базе существующих кинескопов (размеры шага цветных триад на экранекоторых удается снизить до 0,3 мм) могут быть реализованы воспроизводящиеустройства с повышенной четкостью изображения – свыше 1000 линий на экран и более. Следует отметить, что, несмотря на большие надежды, связанные сиспользованием кинескопов со щелевыми масками, по-прежнему широко используются трубки с обычным дельтаобразным расположением источниковэлектронов (каждый из которых ответственен за возбуждение люминофора одного из трех основных цветов свечения).
Электронно-лучевые трубки позволяют вывести на экран значительный объем информации. С помощью знакогенераторов можно выводить любую цифро-буквенную информацию, формироватьлинии и фигуры. Существующие дисплеи с цветным изображением обычно высвечивают 25 строк символов, монохроматические – 32 строки, а телевизионные мониторы повышенной четкости – до 80 строк. Лучшие дисплеи этого типаимеют сейчас 1280*1024 элементов отображения – цветных триад, расстояниемежду которыми составляет 0,15 мм. Необходимо учитывать, однако, что создание систем с повышенной четкостью изображения требует повышения частоты строчной развертки, что, в свою очередь, приводит к увеличению мощности,расходуемой на нагрев экрана, и в конечном итоге – к снижению срока службыкинескопа.В то же время для индикаторов на электронно-лучевых трубках характерныследующие недостатки: высокие питающие напряжения, большие габариты имасса, чувствительность к механическим воздействиям, использование магнитных систем фокусировки и отклонения, ограничения на максимальные размерыэкрана (например, кинескопы с диагональю экрана больше 0,8-1,0 м нетехнологичны и дорогостоящи).
Все это вместе со сложностью схем управления обуславливает неэкономичность экранов на ЭЛТ. Дополнительно можно указатьналичие накаливаемого (до 700-800О С) катода, что определяет относительномалый срок службы (до 104 часов) и длительное время подготовки к действию(до нескольких десятков секунд).Конкуренция со стороны экранов других типов заставила предпринять шаги,направленные к изменению традиционной конструкции электронно-лучевыхтрубок и, в частности, - к снижению их толщины. Был предложен ряд конструкций плоских ЭЛТ.1. Электронный прожектор расположен параллельно поверхности экрана,электростатическая система отклоняет луч на 90О.
Такие устройства не получили большого распространения из-за сложности конструкции.2. ЭЛТ с диджисплейной (многоуровневой) адресацией, в которой обеспечивается цифровая адресация, имеет катод с большой эмиссионной поверхностью,равной по размерам экрану. Электронный пучок проходит через ряд управляющих (адресующих и коммутирующих) пластин с апертурными отверстиями ивозбуждает люминофор экрана только в участках, определяемых отверстиями в94возбужденных частях управляющих пластин.
Такой электронно-лучевой трубкетакже присущи сложность конструкции и неэффективность использованияэлектронного пучка.3. ЭЛТ с распределенным эмиттером (катодом), в качестве которого могутприменяться набор нитей накала (термокатодов) или газовый разряд междусистемой матричных электродов. Однако необходимость непрерывной работытаких эмиттеров на всей площади обуславливает их низкую эффективность, атермокатоду присуща также низкая механическая прочность.4.
ЭЛТ с микроканальным умножителем использует повышение тока луча дорабочего значения за счет усиления слабого электронного пучка обычной пушки при прохождении отверстий пластины микроканального умножителя. Сложность конструкции, ограниченная разрешающая способность препятствуют широкому использованию таких ЭЛТ.Несмотря на удовлетворительные результаты, получаемые в ходе разработкитаких “плоских” ЭЛТ, экраны этого типа все же не могут иметь по-настоящемуплоской поверхности, а значит, - обеспечивать большой угол обзора, одинаковые резкость и цветопередачу как в центре, так и на его периферии. Особеннозаметными становятся эти недостатки в связи с попытками создания экрановбольших размеров (1,5-2 м по диагонали) и малой (несколько сантиметров)толщины.
Низковольтные катодолюминесцентные экраны имеют ограниченныйформат - до 105 знакомест, вследствие ограничения своих физических возможностей, и используются только лишь для создания матричных панелей малых исредних размеров.Газоразрядные экраныГазоразрядные (плазменные) экраны или газоразрядные индикаторные панели (ГИП) делятся на три основные подгруппы: ГИП постоянного тока с внешней адресацией, ГИП постоянного тока с самосканированием и ГИП переменного тока.Газоразрядные индикаторные панели постоянного тока по существу являются совокупностью большого числа двухэлектродных газоразрядных ячеек; свечение возникает лишь в ячейках, находящихся на пересечении тех полосокэлектродов, на которые подано напряжение.
Для повышения стабильности работы панели между верхними и нижними электродами располагается диэлектрическая пластина с отверстиями, оси которых совпадают с перекрестиямиэлектродов; разряд происходит в пространстве, ограниченном этими отверстиями. Расстояние между соседними отверстиями определяют разрешающаяспособность панели (до 1-5 ячеек на 1 мм), размер по диагонали может быть до1 м и более.
Газоразрядные индикаторные панели постоянного тока имеют наиболее высокую светоотдачу и более простое управление яркостью.В газоразрядных панелях может использоваться как свечение самого разряда,так и излучение слоя люминофора. Для более полного использования световогопотока усложняют форму излучающих ячеек и путь тока в них, стараясь распо-95ложить светящийся «положительный столб» параллельно светоизлучаю-щейповерхности. При этом значительно ухудшается разрешающая способ-ностьГИП, так как длина разряда не должна быть меньше некоторой крити-ческойвеличины. В противном случае длина «положительного столба» умень-шается ипадает светоотдача.
S-образная вольт-амперная характеристика газоразряднойячейки обуславливает наличие эффекта памяти, т.е. возбужденная ячейка индикатора сохраняет разряд и при понижении напряжения на ней. С другой стороны, малый перепад напряжений зажигания и свечения предъявляет требованиевысокой стабильности к источникам питания. Линейная зависимость яркостиячейки от тока и сильная зависимость тока от напряжения затрудняет регулирование яркости за счет амплитудной модуляции коммутирующего напряжения;при воспроизведении полутоновых изображений необходимо использовать широтно-импульсную модуляцию, что усложняет схему управления. Для стабилизации режима свечения газоразрядной ячейки, компенсации разброса параметров и предупреждения выхода из строя в состав панели вводятся токоограничивающие резисторы.Угол обзора газоразрядных индикаторных панелей составляет 90-150О, долговечность - до 104 часов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
