СВМБМ

ЭЛИ по сравнению с другими видами имеют следующие достоинства: высокую надежность, большой срок службы, относительно высокую яркость, большой угол обзора, малую стоимость и т.д.

Схема питания ЭЛИ Для возбуждения ЭЛИ необходимо коммутировать переменные

напряжения с большими амплитудами, лежащими в пределах 250…350 В. Из полупроводниковых приборов для этой цели можно использовать тиристоры, полевые транзисторы и оптроны. Однако, существенным недостатком тиристоров являются большие токи удержания. Поэтому, для управления ЭЛИ удобно использовать оптроны, которые позволяют коммутировать сравнительно высокие напряжения при малых рабочих токах, обеспечивая гальваническую развязку цифровой части схемы управления от высоковольтного источника питания индикатора.

Принципиальная схема устройства формирователя для одного ЭО изображена на рис. 6.11.

Рис. 6.11. Оптронная схема возбуждения электролюминесцентного индикатора

В этой схеме генератор тока на транзисторах VT1 и VT2 возбуждает светодиод Д, который облучает фоторезистор R3. Выбор фоторезистора в качестве коммутирующего элемента обусловлен не только хорошим взаимным согласованием его характеристик с ЭЛИ, но и тем, что, благодаря инерционности переключение индикатора происходит плавно, что повышает срок службы. При низком уровне входного логического сигнала светодиод возбуждается и засвечивает фоторезистор R3, сопротивление которого становится меньше 2 КОм. При высоком уровне сигнала сопротивление R3 возрастает настолько резко, что возбуждающее напряжение не попадает на индикатор.

напряжения. Напряжение питания ВЛИ приблизительно равно 20 В, что позволяет использовать для управления интегральные схемы.

Физический принцип действия ВЛИ основан на использовании явления люминесценции, возникающей в катодолюминофорах при их бомбардировке электронным пучком. В отличие от высоковольтной катодолюминесценции, которая используется в ЭЛТ,в ВЛИ применяют низковольтную люминесценцию. В результате устраняют главный

электронами вполне определенной энергии eU, где U – потенциал начала катодолюминесценции. У большинства материалов, которые образуют группу высоковольтных люминофоров и применяются для ЭЛТ, величина U исчисляется сотнями вольт.

Более 40 лет тому назад был обнаружен ряд веществ, у которых потенциал начала катодолюминесценции равен всего нескольким вольтам (например, для ZnS U = 6…7 B, а для Zn, CdS U = 4…5 B).

Люминофоры, которые применяют для изготовления ВЛИ должны удовлетворять следующим требованиям:

-ширина запрещенной зоны не должна превышать 3…4 эВ;

-сопротивление люминофора должно быть низким (не более единиц кОм);

-потенциал начала катодолюминесценции должен быть низким.

Буквенно-цифровые (знаковые) индикаторы применяются в цифровых приборах, пультах, для отображения различной информации на табло всевозможных размеров и назначения.

ВЛИ представляет собой многоанодный диод или триод, изображение в котором формируется в результате высвечивания низковольтного люминофора, нанесенного на аноды и возбуждаемого потоком электронов. Триодная структура (см. рис.7.1) позволяет управлять индикатором по двум независимым входам, что и определило ее широкое применение.

Рис. 7.1. Триодная структура вакуумного люминесцентного индикатора:

1- управляющая сетка; 2-анод; 3-люминофор; 4- катод; 5- экран; 6- подложка

Рабочая температура оксидного катода лежит в диапазоне 900…1000 К, при этом испускаемое им свечение достаточно мало для того, чтобы препятствовать считыванию с сегментов основного изображения.

Допустимое изменение напряжения накала Uнак не должно превышать ±10%, при большем напряжении сокращается срок службы, при меньшем

– падает яркость свечения.

Для запирания индикатора на сетку и соединенный с ней экран подается небольшое отрицательное напряжение (несколько вольт) по отношению к катоду. При выключении индикатора положительный потенциал прикладывают к сетке и тем анодным сегментам, которые необходимы для формирования символа. Остальные сегменты находятся под катодным потенциалом.

Сетка создает почти равномерный поток электронов в плоскости анодов. Электроны, попадающие на включенные аноды – сегменты, возбуждают люминофор, а электроны, летящие на выключенные сегменты, отражаются. Не собираемые включенными анодами электроны попадают на экран.

Важной особенностью ВЛИ является использование низковольтной

1 - катодная нить; 2 - подложка; 3 - анод; 4 - шина одноименных сегментов; 5 - сетка знакоместа; 6 - выводы из корпуса

Индикатор имеет баллон плоской формы. Для нанесения анодов и люминофора используются методы фотолитографии и пленочной технологии. Прибор не имеет экрана, этим достигается увеличение угла обзора. Общее число выводов равно сумме числа знакомест (сеток), числа анодов одного знакоместа и числа выводов катода (для 17-разрядного 7-сегментного индикатора с десятичной точкой

17+8+2=27).

Параметры типичных вакуумных люминесцентных индикаторов: одноразрядных цифровых ИВ-8, ИВ-11; много разрядного на 8.5 разрядов миниатюрного ИВ-27; матричного ИВЛМ1-517, матричной панели 128×128 П350 – приведены в таблице:

-импульсное напряжение;

-на знаковый разряд.

ВЛИ выпускаются в цилиндрических и плоских баллонах. Первые бывают как одноразрядными, так и много разрядными, вторые – только много разрядными.

Основа одноразрядного ВЛИ с цилиндрическим баллоном – стеклянная или керамическая плата, на которой закреплены все остальные детали индикатора (см. рис.7.3).

Рис. 7.3. Устройство одноразрядного ВЛИ:

1 - плата; 2, 8 - проводящие слои; 3 - вывод; 4 - люминофор; 5 - экранирующий электрод; 6- сетка; 7 - катод

В углублениях платы, выполненных в виде сегментов, находится проводящий слой, соединенный с контактами. Каждый сегмент имеет отдельный вывод. Проводящие слои сегментов полностью покрыты люминофором. На передней строке платы в направлении считывания устанавливается плоский металлический экранирующий электрод. Отверстия в этом электроде расположены напротив соответствующих сегментов, покрытых люминофором. На небольшом расстоянии от экранирующего электрода натянута управляющая сетка. В свою очередь, на малом расстоянии от плоскости сетки, примерно параллельно оси лампы, расположен прямонакальный оксидный катод.

тока и предотвращения нежелательного свечения люминофора к сетке

ускоряются в направлении анодных сегментов. Задача управляющей сетки состоит еще и в том, чтобы обеспечивать возможно более равномерное распределение плотности потока электронов но поверхности анода индикатора.

Экранирующий электрод имеет тот же потенциал, что и управляющая сетка. Электроны попадают на сегменты, имеющие в данный момент положительный потенциал; возникает низковольтная катодолюминесценция – нанесенный на анодный сегмент люминофор начинает светиться. Яркость свечения в зависимости от применяемого люминофора достигает значений 300…700кд/м2 и более.

Развитием цилиндрического ВЛИ стала конструкция индикатора в плоском баллоне (см. рис. 7.4).

точечной матрицы 5×7 или 7×12 элементов, матричные, аналоговые и цифро-аналоговые.

Первые два типа индикаторов обеспечивают представление всех букв, цифр и большого числа символов. Матричные ВЛИ содержат большое число светоизлучающих элементов. Такой индикатор позволяет отображать буквенно-цифровые сообщения, графики и даже несложные движущиеся изображения.

Обычно в матричном индикаторе одна сетка покрывает один столбец светоизлучающих элементов (рис. 7.5а). Управление индикатором осуществляется по сеточным цепям. При работе яркость свечения отдельного элемента не постоянна по площади, а снижается к краям (рис. 7.5б), поскольку на них попадает меньше электронов, чем на центральную часть элемента. При этом проявляется влияние соседних сеток, находящихся под отрицательным потенциалом.

L

1

2

3

4

распределение яркости свечения по отдельному светоизлучающему элементу соответственно поясняются с помощью рис. 7.6а и 7.6б.