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) (9)

ния в условиях высокой вне1пней освещенности. Минимальная наработка ВНИ составляет (10-20)-10 ч. Ведутся работы по увеличению ее до 50-10 ч. Теоретические пределы наработки составляют несколько сотен тысяч часов.

В последние годы наметилась тенденция к созданию ВНИ на тонких накаливаемых пленках. Сохраняя все достоинства ВНИ с элементами в виде спирали, новые ВНИ имеют и другие достоинства: плоский корпус; плоская лицевая поверхность; повыщенная устойчивость к вибрационным нагрузкам; возможность отображения информации в виде цифр, букв, символов и других знаков, шкал. При этом может быть уменьшена глубина расположения знака по сравнению с торцевыми ВНИ существующей конструкции, что приведет к расширению угла обзора. Большой срок службы ВНИ, высокие и стабильные значения их параметров, относительно малая стоимость определяют перспективность данного вида индикаторов.

3. Газоразрядные знакосинтезирующие индикаторы

3.1. ФИЗИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП действия

в газоразрядных ЗСИ электрическая энергия преобразуется в световую за счет излучения возбужденных атомов газа. По физическому принципу можно выделить две большие группы ЗСИ: переменного тока и постоянного.

Большинство газоразрядных ЗСИ имеет матричную конструкцию. На рис. 3.1 представлена конструктивная схема матричного газоразрядного ЗСИ переменного тока.

Конструктивно индикатор газоразрядный графический (ИГГ) состоит из двух стеклянных пластин, образующих камеру, заполненную, как правило, смесью неона с другими инертными газами. На каждой стеклянной пластине размещается набор параллельных проводников (на одной - анодов, на другой - катодов), покрытых прозрачным диэлектриком и защитным слоем. Пластины располагаются так, чтобы


Рис 3 1. Матричный ЗСИ переменного тока

- стеклянные пластины, 2 - газовый промежуток; 3 - аноды, 4 - защитное покрытие, 5 - катоды

Минимум Пашена ра

Рис. 3 2. Зависимость между напряжением зажигания и произведением давления газа на межэлектродный зазор



катоды и аноды были перпендикулярны друг другу. При определенном значении электрического поля, создаваемого в областях пересечения электродов, происходят ионизация и свечение газа, электроны и ионы движутся к противоположным электродам, образуя разрядный ток. Светящийся газ в местах приложения напряжения создает точки отображаемой информации. Следует заметить, что конструкция светового элемента представляет собой емкость с тройным диэлектриком (диэлектрическое покрытие электрода - газ - диэлектрическое покрытие второго электрода). В такой системе для непрерывного свечения требуется знакопеременное питающее напряжение. Газовый разряд в ячейке излучает свет, цвет которого зависит от газовой смеси. Смесь неона с добавкой 0,2 % ксенона дает излучение отрицательного разряда, спектр которого имеет максимум на длине волны 0,585 им, а также «положительного столба» с максимумом па длине волны 0,64 нм.

Яркость свечения элементарной ячейки определяется не только питающим напряжением и его частотой, по и свойствами газа, диэлектрического и защитного покрытий. Так, диэлектрическое покрытие, создавая емкостную связь между проводниками и газом, определяет максимальный разрядный ток для данного напряжения. Зависимость напряжения зажигания разряда от свойств газа и защитного покрытия имеет вид

С, ipd)

и,=С, ipd)/lg

lg(I + l/T)

(3.1)

где С и Сг - константы, определяемые газовой смесью; р -давление газа; d - межэлектродный зазор; у - коэффициент вторичной эмиссии, материала защитного покрытия.

Из выражения (3.1) следует, что для снижения рабочего напряжения необходимо иметь защитное покрытие с большим коэффициентом вторичной эмиссии. Коэффициент у зависит не только от свойств материала покрытия, но и от отношения напряженности электрического поля к давлению. Существует область малых значений у при малых значениях Е/р. Для одного и того же состава газа и материала защитного покрытия имеется зависимость между напряжением зажигания и произведением pd (рис. 3.2). Из рисунка видно, что для данной газовой смеси существует такое значение произведения pd, прн котором можно получить минимальное значение напряжения зажигания. Однако заметим, что с ростом pd возрастает диапазон памяти ячейки. Следовательно, для данной конструкции прибора величина pd является компромиссной между напряжением зажигания и диапазоном памяти. Обычно несколько увеличивают напряжение зажигания так, чтобы расширить диапазон памяти н тем самым упростить условия управления прибором в целом. В связи с емкостным характером нагрузки элементарной ячейки газоразрядной матрицы отсутствует шунтирующее действие элементов друг на друга, т. е. в предразрядный промежуток времени вся матрица представляет совокупность параллельно соединенных конденсаторов. Эквивалентная схема одного элемента представлена на рис. 3.3.

Рассмотрим принцип действия элементарной ячейки. Пусть на обкладки аб (рис. 3.3) подано напряжение питания в виде, указанном на рис. 3.4. В момент io к ячейке прикладывается напряжение возникновения разряда f/вр. При этом в газовом объеме возникает тлеющий разряд и соответствующий ток проводимости, а во внешней цепи - такой же по амплитуде ток смещения. Ток проводимости образуем на поверхности диэлектрического слоя ячейки заряды, которые заряжают Сдс до напряжения f/дс, по знаку противоположному внешнему напряжению, что приводит к гашению разряда. Но в момент ti меняется полярность приложенного напряжения, которое по знаку совпадает



--дс

"at Упр

Рис. 3.3. Эквивалентная схема элементарной ячейки

электрического слоя ячейки; С,, - емкость газового промежутка ячейки

+ -У -у-

ПодЬержпниб

разряда

разряда

Рис. 3.4. Перезаряд элементарной ячейки ИГГ: а - эпюра напряжений; б - поджиг ячейки в момент t; в - смена полярности fjjj в момент <j; г -поджиг ячейки в момент 5 - смена полярности U в момент <а; е - поджиг ячейки в момент ti; 1, 5 - проводник; 2, 4 - диэлектрик, 3 - газ

С напряжением на диэлектрическом слое. Суммы этих двух напряжений (от источника питания и наведенного на диэлектрике) хватает для возникновения очередного тлеющего разряда. Происходит очередная по времени световая импульсная вспышка, протекают токи проводимости и смещения, но противоположного направления, за счет которых осуществляется перезаряд емкости диэлектрика. В момент 2 снова меняется полярность внешнего напряжения, создавая третью световую вспышку и соответствующий перезаряд емкостей, и т. д. Таким образом, ячейка с частотой питающего напряжения поддерЛ{ання разряда f/np генерирует световые импульсы, воспринимаемые глазом как непрерывное световое излучение.

В соответствии с изложенной выше электродинамикой работы элементарной ячейки напряжение на газовом промежутке

it) dt,

(3.2)

где (/д со - начальное напряжение на Сд о к моменту возникновения разряда в ячейке; (р - мгновенное значение разрядного тока газового промежутка ячейки.

Серия указанных циклических процессоров в ячейке заканчивается равновесным состоянием. Условием равновесия является постоянство (неизменность) конечных напряжений на диэлектрических слоях от цикла к циклу. На рис. 3.5 представлены импульсы напрял{ения на диэлектрических слоях и газовом промежутке в зависимости от воздействия приложенного напряжения. Как видно из рисунка (для условия равновесия), изменение напряжения на диэлектрических слоях равно двойному напряжению, т. е. Д(/д сг-2(/д с;. Функция изменения внутреннего напряжения на ячейке за счет внешнего приложенного напряжения называется перезарядной характеристикой ячейки. Она помогает понять режимы работы прибора и с ее помощью можно определить режимы записи и стирания отображаемой информации. Типовая перезарядная характеристика представлена на рис. 3.6.



(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)