Главная -> Книги

(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) ( 8 ) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (125) (126) (127) (128) (129) (130) (131) (132) (133) (134) (135) (136) (137) (138) (139) (140) (141) (142) (143) (144) (145) (146) (147) (148) (149) (150) (151) (152) (153) (154) (155) (156) (157) (158) (159) (160) (161) (162) (163) (164) (165) (166) (167) (168) (169) (170) (171) (172) (173) (174) (175) (176) (177) (178) (179) (180) (181) (182) (183) (184) (185) (186) (187) (188) (189) (190) (191) (192) (193) (194) (8)

ком же исполнении. Следующим был этап разработки цифровых и буквенно-цифровых ВЛИ в торцевом исполнении как с гибкими, так и жесткими выводами. Создан достаточно большой номенклатурный ряд одноразрядных ВЛИ с различной высотой знака, обеспечивающих возможности конструирования цифровых и буквенно-цифровых СО индивидуального и группового пользования.

Дальнейшим направлением работ явилась разработка серии многоразрядных цифровых ВЛИ в цилиндрических и плоских корпусах для СО индивидуального пользования, а также буквенно-цифровых одноразрядных одно-, двух- и трехцветных индикаторов в плоских корпусах с высотой знаков 40 и 60 мм для СО коллективного пользования. В последние годы разработаны единичные, шкальные и мнемонические ВЛИ, ведутся разработки графических ВЛИ с числом элементов 128X128 и 256X256.

Такое обилие номенклатуры ВЛИ и явная тенденция к развитию, объясняется тем, что ВЛИ имеют целый ряд достоинств. В первую очередь, это высокий уровень яркости, зеленый цвет свечения, многоцветность и относительно небольшое энергопотребление. Когда появился первый ВЛИ, его яркость составляла 150 кд/м. По мере развития ВЛИ яркость индикаторов росла. Этому способствовали работы по созданию эффективных низковольтных катодолюминофоров, исследования электронно-оптической системы ВЛИ и ее оптимизация, успехи в технологии и производстве. В настоящее время минимальная яркость свечения ВЛИ 300-500 кд/м, номинальная 900-1200 кд/м, максимальная около 2000 кд/м. Только вакуумные накаливаемые ЗСИ имеют более высокую яркость.

Зеленый цвет свечения, наиболее благоприятный для восприятия человеком, возможность обеспечения многоцветности, высокая яркость, относительно небольшие питающие и управляющие напряжения, позволяющее использовать для управления микросхемы, высокая механическая прочность и большая долговечность определяют интерес разработчиков СО к ВЛИ. По мере развития ВЛИ проявлялись и их недостатки. Прежде всего это - стеклянный корпус с вакуумной областью, требующий аккуратного обращения. Наличие трех цепей питания требует использования трех источников питания. Собственный яркостный контраст ВЛИ недостаточно велик, что отрицательно сказывается на восприятии информации при больших значениях внешней освещенности. Правда, высокие значения яркости позволяют применять светофильтры для устранения указанного недостатка. Достоинства и недостатки ВЛИ определили их место среди ЗСИ и предпочтительные области их применения.

2.5. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ВАКУУМНЫХ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ ИНДИКАТОРОВ

С момента появления ВЛИ стали находить широкое применение в бытовой радиоэлектронной аппаратуре. Малогабаритные и настольные калькуляторы, электронные приборы точного времени, отсчетные устройства кассовых аппаратов, индикаторы этажей в лифтах, индикаторы настройки магнитофонов - вот далеко не полный перечень довольно распространенных приборов и устройств, в которых ВЛИ прочно заняли свое место.

Кроме того, в последнее время ВЛИ все больше находят применение в цифровых и буквенно-цифровых табло группового и коллективного пользования. Продолжающиеся работы по совершенствованию кон-



струкции ВЛИ, улучшение их параметров н намешвшаяся 1епдепция к увеличению долговечности позволяют надеяться, что ВЛИ будут еще долго использоваться в индикаторной технике.

2.6. ВАКУУМНЫЕ НАКАЛИВАЕМЫЕ ЗНАКОСИНТЕЗИРУЮЩИЕ ИНДИКАТОРЫ

В основу принципа действия ВНИ положено явление свечения тела накала под действием электрического тока в вакууме. В качестве тела накала обычно применяются материалы на основе вольфрама. При этом температура разогрева выбирается такой, чтобы обеспечить, во-первых, достаточно высокую яркость свечения и, во-вторых, достаточно высокие механическую прочность и надежность тела накала.

В обычных электрических лампах накаливания температура разогрева вольфрамовой нити составляет около 2500°С. В ВНИ температура разогрева тела накала порядка 1400°С, что приводит к значительному по сравнению с лампами накаливания увеличению механической прочности и долговечности. Тело накала используется в качестве элементов отображения информации. Наибольшее распространение получили цифровые сегментные ВНИ.

Первые цифровые ВНИ, появившиеся в конце 60-х-начале 70-х годов, конструктивно оформлялись в цилиндрических стеклянных корпусах, аналогичных корпусам приемно-усилительных ламп (рис. 2.8). Элементы отображения в виде прямолинейных сегментов (спирали диаметром 60 мкм из проволоки диаметром 10 мкм) крепились специальными держателями на керамической плате или на плате из спеченного стекла. Плата с помощью слюдяной пластины с зазубренными краями помещалась внутри корпуса. Все сегменты ВНИ имели один самостоятельный и один общий с другими сегментами выводы. Индикаторы изготавливались как с гибкими, так и с жесткими выводами. Кроме ВНИ цилиндрической конструкции нашли применение и ВНИ в торцевом корпусе.

Напряжение электропитания ВНИ составляло 3-5 В, прн этом яркость достигала соответственно (2-20)-10 кд/м. Важным достоинством ВНИ, присущим пока единственному виду ЗСИ, является постоянство значений электрических и светотехнических параметров в течение срока службы. При заданном или выбранном режиме питания яркость н собственный яркостный контраст сохраняют свои значения в пределах погрешности измерения. Высокие значения яркости и собственного яркостного контраста за счет выбора материала держателя с низким коэффициентом яркости обеспечивают возможность безошибочного восприятия информации с ВНИ при высокой внешней освещенности [до (50-tO)-10= лк]). Следует заметить, что корпус со сферической торцевой поверхностью, в отличие от цилиндрической, приводит к появлению неустранимых бликов, что резко сокращает диапазон внешней освещенности ВНИ до (10-15)-10 лк. Этот недостаток существующих

Рнс. 2.8. Конструкция цифрового ВНИ в цилиндрическом исполнении: I - стеклянный корпус, 2 - газопоглотитель; 3 - слюдяная пластина, 4 - плата; 5 - внутренние выводы сегментов; 6 - сегменты, 7 - держатели сегментов; 8 - наружные выводы


3-5210



торцевых корпусов можно устранить введением плоской торцевой по-верхноети.

Индикаторы цилиндрической конструкции имеют большой угол обзора (суммарный около 120-160°). Угол обзора ВНИ с торцевым корпусом за счет большой глубины расположения знака относительно торцевой поверхности корпуса несколько меньше. Питание ВНИ может осуществляться от источников постоянного, переменного и импульсного токов. При этом эффективное значение напряжения не должно превышать 4,5-5,0 В, которые являются предельно допустимыми для ВНИ. Для исключения мерцания изображения частоту переменного тока следует выбирать не менее 40 Гц.

Элементы ВНИ представляют собой в основном активную нагрузку. В связи с этим для них применяется статический режим управления (рис. 2.9), т. е. каждый элемент должен иметь собственную цепь управления. Поэтому создание многоразрядных ВНИ возможно только с использованием встроенных схем управления. Управление несколькими ВНИ может осуществляться в мультиплексном режиме, но для этого необходимо дополнительное коммутационное устройство. Небольшие питающие напряжения позволяют использовать для управления ВНИ микросхемы.

В связи с тем, что кроме активной составляющей элемент отображения (спираль) имеет еще индуктивную и емкостную составляющие, в момент включения ВНИ возможен бросок тока (рис. 2 10), что необходимо учитывать при расчете и выборе схем управления ВНИ.

К недостаткам ВНИ следует отнести: наличие стеклянного баллона и вакуумной области; возможность перегорания нити накала при подаче напряжений больше предельно допустимых; некоторую инерционность включения элементов отображения, особенно при малых напряжениях питания; один цвет свечения; наличие собственных резонансных частот в диапазоне 150-600 Гц, что ограничивает возможности применения ВНИ в указанном диапазоне частот; относительно большие (10-20 мА) токи потребления.

Ряд приведенных недостатков может быть устранен, например возможно получение различных цветов свечения с помощью светофильтров, снижение токов потребления правильным выбором при эксплуатации требуемого значения яркости, исключение собственных резонансных частот из указанного диапазона применением вместо спиралей тонких накаливаемых пленок.

К настоящему времени разработан ряд цифровых цилиндрических и торцевых ВНИ для отображения арабских и римских цифр, которые могут быть применены в СО индивидуального и группового пользова-


75 100 t,MC

Рис. 2.9. Схема включения ВНИ в статическом режиме управления:

/ - ВНИ; 2 - коммутационное устройство сегмента; 3 - источник питания

Рис. 2.10. Зависимость тока сегмента от времени после включения ВНИ из холодного состояния



(0) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) ( 8 ) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94) (95) (96) (97) (98) (99) (100) (101) (102) (103) (104) (105) (106) (107) (108) (109) (110) (111) (112) (113) (114) (115) (116) (117) (118) (119) (120) (121) (122) (123) (124) (125) (126) (127) (128) (129) (130) (131) (132) (133) (134) (135) (136) (137) (138) (139) (140) (141) (142) (143) (144) (145) (146) (147) (148) (149) (150) (151) (152) (153) (154) (155) (156) (157) (158) (159) (160) (161) (162) (163) (164) (165) (166) (167) (168) (169) (170) (171) (172) (173) (174) (175) (176) (177) (178) (179) (180) (181) (182) (183) (184) (185) (186) (187) (188) (189) (190) (191) (192) (193) (194)