И.П. Жеребцов - Основы электроники (1115520), страница 95
Текст из файла (страница 95)
Пусть теперь на резистор в цепи индикаторного свечения катода подано дополнительное управляющее напряжение в несколько единиц вольт с такой полярностью, чтобы' оно суммировалось с напряжением анодного источника. Тогда напряжение между анодом и индикаторным катодом возрастает, разряд перебрасывается на этот катод и лампа дает видимое свечение. Если же дополнительное напряжение, подаваемое на резистор, снять, то разряд снова будет только между анодом и вспомогатель. ным катодом. Свечение газа у индикаторного катода прекращается.
Знаковые индикоягоры тлеющего розряда широко распространены. Принцип устройства их показан на рис. 21.17. В баллоне с неоном находятся катоды, выгнутые из проволоки в виде цифр или других знаков и расположенные один за другим. На рис.
21.17,о приведены для упрощения лишь первые два катода в виде цифр 1 и 2. В цифровых индикаторах имеется 10 като- а) Рнс. 2!.!7. Варианты устройства (а, д) в условное графическое обозначение (в) знакового ниднкатора тлеющего разряда дов в виде цифр от 0 до 9. Анод обычно сделан из проволочной сетки. При подаче напряжения между анодом и одним из катодов возникает свечение газа (около катода), т.
е. виден светящийся знак. Толщина светящейся линии примерно 1 — 2 мм. Выпускаются подобные индикаторы с так называемыми сегментными катодами, синтезирующими изображение (рис. 21.17,б). Включение этих катодов в той или иной комбинации дает светящееся изображение цифры или какого-то другого знака. В настоящее время выпускается много типов подобных индикаторов на различные знаки. Знаковые накальные вакуумные индикаторы дают синтезированное изображение в виде цифр или букв, составленное из накаленных проволочек (рис.
21.18). В баллоне с вакуумом Рнс. 2!.18. Знаковый накальный вакуумный индикатор на теплостойкой изоляционной плате расположены вольфрамовые проволочки (нити накала). Один вывод у них делается общий. Подключение к источнику накала той или иной комбинации проволочек дает светящееся изображение цифры илн буквы. Свечение желтого цвета соответствует рабочей температуре примерно 1200'С. Долговечность составляет десятки тысяч часов. Вакуумные люминесцентные индикаторы представляют собой многоанодные триоды, имеющие оксидный катод прямого накала, сетку и аноды-сегменты, покрытые люминофором.
Возможное расположение анодов для получения синтезированных знаков показано на 299 Рис. 21.20. Принцип устройства ЭЛИ Рис. 21.19. Вакуумный люминесцентный индикатор и его условное графическое обозна- чение рис. 21.19. Включение нескольких анодов в определенной комбинации дает светящийся знак большей частью зеленого цвета. Электролюминесцентные индикаторы (ЭЛИ) предназначены для отображения различной информации в системах управления и контроля. В них используется явление электролюминесценции, состоящее в том, что некоторые вещества способны излучать свет под действием электрического поля.
По устройству ЭЛИ представляет собой плоский конденсатор (рис. 21.20). На металлический электрод 4 нанесен слой диэлектрика 3 — органической смолы с люминесцирующим порошкйм, основу которого обычно составляет сульфид или селенид цинка. Добавление к люминофору активаторов позволяет получать различный цвет свечения: зеленый„ голубой, желтый, красный, белый. Сверху люминесцирующий слой покрыт электропроводящей прозрачной пленкой 2. Для предохранения от внешних воздействий служит стеклянная пластинка 1. Если к электродам 4 и 2 приложить переменное напряжение, то под действием электрического поля в слое 3 возникает свечение.
Прозрачный электрод 2 обычно сделан из оксида олова и является сплошным, а электрод 4 имеет форму цифр, или букв, или сегментов для получения синтезированных знаков или геометрических фигур. Электрод 4 может быть растровым, состоящим из ряда полос, или матричным — с большим числом точечных элементов. Индикаторы эти бывают различных типов и размеров, дают светящееся изображение на темном фоне или темное изображение на светящемся фоне, могут быть одноцветными или многоцветными. Наиболее распространены буквенноцифровые сегментные индикаторы. Для изображения цифр они имеют от 7 до 9 сегментов, а индикаторы с 19 сегментами позволяют высвечивать все цифры и буквы русского и латинского алфавита.
Обычно ЭЛИ оформляются в пластмассовых корпусах. Для питания их применяется переменное синусоидальное напряжение 220 В частотой от 400 до 1200 Гц. Линейные размеры высвечиваемых знаков могут быть от единиц до десятков миллиметров, и в зависимости от этого потребляется ток от десятых долей миллиампера до десятков миллиампер.
Срок службы ЭЛИ составляет несколько тысяч часов. Рабочая температура окружающей среды допускается обычно от — 40 до +50'С. Несомненное достоинство ЭЛИ вЂ” малое потребление мощности при относительно высокой яркости изображения, плоская конструкция, высокая механическая прочность, большой срок службы. Недостаток, как и у многих других индикаторов, — необходимость применения довольно сложных систеМ управления. Жидкокристиллические индикаторы 1ЖКИ) основаны на использовании так называемых жидких кристаллов (ЖК), открытых еще в прошлом веке и представляющих собой некоторые органические жидкости с упорядоченным расположением молекул, характерным для кристаллов.
В настоящее время известно большое число жидкокристаллических веществ и они изучены достаточно хорошо. Жидкие кристаллы прозрачны для световых лучей, но под действием электрического поля напряженностью 2 — 5 кВ1см структура их нарушается, 21.6. ДИСПЛЕИ 301 молекулы располагаются беспорядочно и жидкость становится непрозрачной. Эти индикаторы могут иметь различные конструкции и работать либо в проходящем свете, созданном каким- либо специальным источником, либо в свете любого источника (искусственного или естественного), отражающемся в индикаторе. Рассмотрим этот последний, наиболее распространенный тип ЖКИ 1рис.
21.21). Индикаторы такого типа применяются в наручных электронных часах, микрокалькуляторах и других устройствах. Между двумя Рис. 21.21. Принцип устройства и работы ЖКИ стеклянными пластинками 1 и 3, склеенными с помощью полимерной смолы 2, находится слой жидкого кристалла 4 толщиной 10 — 20 мкм. Пластинка 3 покрыта сплошным проводящим слоем 1электрод 5) с зеркальной поверхностью. На пластинку 1 нанесены прозрачные слои — электроды А, Б, В,..., от которых сделаны выводы„не показанные на рисунке. Эти электроды имеют форму цифр, или букв, или сегментов для синтезирования различных знаков. Если на знаковые электроды напряжение не подано, то ЖК прозрачен, световые лучи внешнего естественного освещения проходят через него, отражаются от электрода 5, выходят обратно и никаких знаков не видно. Но если на какой-то электрод, например А, подано напряжение, то ЖК под этим электродом становится непрозрачным, лучи света не, проходят через зту часть жидкости 1б), и тогда на светлом фоне виден темный знак.
Жидкокристаллические индикаторы весьма экономичны. Ток, потребляемый для воспроизведения одного знака, не превышает 1 мкА. Долговечность ЖКИ составляет десятки тысяч часов. Недостаток этих индикаторов — низкое быстродействие. Время появления или исчезновения знака, т. е. время перехода молекул ЖК из упорядоченного расположения в беспорядочное или обратно, доходит до 200 мс. Для управления ЖКИ применяются довольно сложные устройства, обычно на основе интегральных микросхем.
Помимо рассмотренных индикаторных приборов простейшего типа разработаны и выпускаются еще и другие, более сложные. Дисплеи — зто оконечные устройства информационных систем, служащие для визуального изображения информации и связи человека с машиной. Широко применяются дисплеи малого размера, например в электронных часах или микрокалькуляторах, и дисплеи большого размера.
Различные типы дисплеев основаны на использовании разнообразных физических и химических явлений. Все дисплеи можно разделить на две большие группы: излучающие свет и ,иодулирующие свею. Светоизлучающий дисплей должен давать свечение достаточной яркости. Особенно большая яркость необходима, если дисплей применяется при солнечном освещении. Важен цвет свечения: человеческий глаз наиболее чувствителен к желтому и желто-зеленому цвету. Изображение должно быть контрастным. Чем больше отношение максимальной яркости к минимальной, тем выше контрастность. Желательна широкая диаграмма направленности дисплея, т.
е. возможность хорошей видимости изображения под разным углом зрения. Для управления работой дисплея применяются токи и напряжения различного вида и амплитуды. Всегда желательна возможно меньшая потребляемая мощность. Дисплеи, работающие с устройством на интегральных схемах, должны питаться напряжением не более 30 В. У дисплеев большого размера, потребляющих значительную мощность, важен более высокий КПД. Высокое быстродействие не требуется для дисплеев, так как человеческий глаз не может различать изменения„ происходящие быстрее чем за 0,1 с. Разрешающая способность дисплея оценивается минимальным размером наблюдаемого элемента.
Это может быль квадрат со стороной не менее 50 мкм. У многих дисплеев этот элемент больше, причем он зависит от яркости и расстояния от дисплея до наблюдателя. Некоторые типы дисплеев обладают «памятью», т. е. могут сохранять изображение без потребления или с малым потреблением энергии. Рассмотрим теперь основные типы светоизлучающих дисплеев.
В электронно-лучевых дисплеях используются электронно-лучевые трубки, подробно рассмотренные в гл. 20. Дисплеи на светоизлучаюи1их диодах (принцип работы этих диодов описан в 3 13.7), как правило, имеют небольшие (несколько сантиметров) линейные размеры и низкое (не более 5 В) напряжение питания. Дисплеи на газоразрядных элементах (в $ 21.5 уже рассмотрены газоразрядные индикаторы), иначе плазменные, имеют две взаимно перпендикулярные системы электродов в виде проводящих полос.
Между электродами инертный газ — неон, или ксенон, илн смесь газов. Такие системы иногда называют еще газоразрядными индикаторными панелями (ГИП). Дисплеи с электродами в виде полос могут иметь различное число электродов, например 512 горизонтальных и столько же вертикальных. Разрешающая способность характеризуется числом линий (обычно две-три) на 1 мм. Возможно также применейне точечных электродов. Неон дает оранжевое свечение. Иногда на подложку, на которой расположены электроды, наносят люминофор, дающий свечение другого цвета. Питание этих дисплеев возможно постоянным или переменным током. 302 Электролюминесцентные дисплеи составлены из электролюминесцентных индикаторов (ЭЛИ).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
