Вакуумные люминесцентные индикаторы

В литературе эти индикаторы называют также катодолюминесцентными индикаторами [9]. Подобно СИД излучение в них возникает в результате излучательной рекомбинации возбужденных, электронов с дырками валентной зоны. Но возбуждение (накачка) происходит не путем инжекции электронов через р-п переход, а в результа­те облучения люминофора широким потоком электронов, испускае­мых накаленным катодом.

Конструкция вакуумного люминесцентного индикатора показана на рис. 41.

Рис.41. Катодолюминесцентный индикатор: I - катод; 2 - сетка: 3 - аноды-сегменты; 4 - подложка, U_н, U_с, U_a - напряжения накала, сетки и анода.

 

Принцип его действия следующий: оксидный катод прямого накала I нагревается током до температуры 600 - 700 °С, при которой свечение самого катоде еще не заметно. Широкий по­ток электронов направляется к никелевой сетке 2 с широкими ячейками. Если на сетке напряжение U_с >0, то электроны проходят через сетку, если U_с <0- отражаются от сетки. Пройдя сетку, электроны устремляются к аноду, выполненному в виде сегментов 3 на подложке 4. На поверхность сегментов нанесен сдой люминофора. Каждый сегмент-анод имеет свой вывод, на который подается напряжение 20 - 30 В. Для обеспечения низковольтной люминесценции используют люминофоры на основе ZnS и CdS ,

Подавая напряжение на те или иные аноды-сегменты U _а , можно формировать любую цифру от 0 до 9, как в индикаторах на СИД. Цвет свечения индикатора преимущественно сине-зеленый, реже оранжевый; выбором люминофора можно получить и другие цвета.

Аналогично можно строить многоразрядные индикаторы с динамической индикацией. Управляющим электродом, включающим в нужный момент индикацию нужного разряда, является сетка. Одноименные сегменты цифр всех разрядов объединены, но сетки цифр каждого разряда имеют индивидуальные выводы. Конструктивно вакуумные люминесцентные индикаторы выполняются подобно радиолампе со стеклянной вакуумированной колбой и металлическими выводами. Форма колбы может быть цилиндрической или плоской, количество сегментных цифр в одной колбе на общей подложке колеблется от I до 14. Кроме того, известны матричные и линейные индикаторы (табл. 4.).

 

Таблица 4. Параметры серийных люминесцентных индикаторов

Тип индикатора	Число цифр или точек	Размеры знака, мм	Uн, В	J н , мА	Uα(c), В	Jα(c) мА	Яркость, кд/м2
ИВ8 (1-раpрядный)	I	6x9	0,85	100	20	0,8(3)	500
ИВ27 (14-раз рядный)	14	3,2x5,3	3,1	180	24	1,6(2)	300
ИВЛГ1 (матричный)	128x128	0,5x0,5	4,25	1200	20	—	300

 

 

Для вакуумных люминесцентных индикаторов характерно наличие двух источников питания. Один из них предназначен для накала катода, он имеет небольшое значение U _н при высоких токах накала J _н. Другой источник служит для питания анодной и сеточной цепей; для него характерно более высокое напряжение U _а(с) ≈ 20 В при небольшом токе J _а(с). Такое напряжение в МЭА обычно получают с помощью специальных импульсных преобразователей постоянного напряжения, что усложняет схему питания и создает помехи для работы основного устройства. Световая эффективность составляет 0,5-5 лм/Вт, что несколько лучше, чем для СИД. Материалы, необходимые для создания индикатора, дешевы и технологичны, поэтому вакуумные люминесцентные индикаторы получили широкое распространение в переносной бытовой аппаратуре и калькуляторах. Обозначение складывается из букв ИВ (индикатор вакуумный) и цифр, указывающих номер разработки.

 

Индикаторы на ЭЛТ

Индикаторы на электронно-лучевых трубках (ЭЛТ) за последние года претерпели существенную модернизацию [I]. Имея своим про­тотипом осциллографические и телевизионные трубки, они способны отражать сразу большое количество буквенной, цифровой и графи­ческой информации в цвете. В настоящее время известны два основ­ных типа ЭЛТ: с электростатическим и электромагнитным отклоне­нием.

Принцип действия ЭЛТ о электростатическим отклонением пока­зан на рис. 42,а.

 

Рис.42. Электронно-лучевые трубки: а - с элект­ростатическим отклонением; б- с электромагнитным отклонением: 1 - катод; 2 - модулятор;3 - пластины вертикальной ОС; 4 - пластины горизонтальной ОС; 5 - катушки горизонтальной ОС;6 - катушки верти­кальной ОС; 7-траектория электронного луча; 8 - люминофор экрана.

 

Электронный пучок, испускаемый катодом I, формируется в узкий луч с помощью фокусирующей и модулирующей системы 2, а с помощью вертикальных 3 и горизонтальных 4 пластин отклоняющей системы (ОС) сканирует экран 8, покрытый люминофором с длительным послесвечением. Электростатическое отклонение производится путем подачи на пластины 3 и 4 высокого напряжения, которое создает силу Лоренца, отклоняющую движущийся поток электронов. Такие ЭЛТ отличаются высоким быстродействием и могут ре­гистрировать мгновенные процессы, но требуют высокого отклоняющего напряжения.

 

В ЭЛТ с электромагнитным отклонением (рис. 42,6) электрон­ный луч отклоняется в магнитном поле двух пар катушек: 5 и 6. Такая система, являясь более инерционной из-за большой индуктивности отклоняющих катушек, применяется в телевизионных приемниках. Развертка осуществляется в ней строка за строкой с частотой 100 кадров в секунду. Изображение формируется модуляцией интенсивности электронного луча, В настоящее время достаточно хорошо отработана технология цветных ЭЛТ с электромагнитным отклонением.

Индикаторы на ЭЛТ часто используют в качестве видеотерминалов, дисплеев персональных и профессиональных компьютеров. Дальнейшее совершенствование ведется в направлении повышения разрешающей способности до 512x512 точек на экран и расширения цветовой палитры экранов. Созданы дисплеи на ЭЛТ, способные синтезировать 16 цветов и десятки цветовых оттенков. Для пони­жения утомляемости зрения минимальная частота смены кадров принята равной 75 Гц.

Сейчас значительные усилия прилагаются к тому, чтобы уменьшить глубину ЭЛТ при большой поверхности экрана. Основная идея заключается в том, чтобы формировать луч не перпендикулярно, а параллельно экрану. Один из образцов такой плоской ЭЛТ показан на рис.43.

 

Рис.43. Плоская ЭЛТ:1 - катод;2 – фокусирующая система; 3 - модулятор; 4 - горизонтальная ОС; б - пластины вертикальной ОС; 6 – траектория электронного луча.

 

. Электронный луч с помощью пластин 4 сканируется в горизонтальном направлении по экрану. Пластины 5 осуществляют поворот луча в сторону экрана и сканирование его в вертикальном направлении. Для этого на пластины 5 подается поочередно высокое отрицательное напряжение, отталкивающее поток электронов в сторону экрана.

Другая оригинальная ЭЛТ с V - образной траекторией электронов показана на рис. 44. Электронный луч, сформированный электронной пушкой 3, направленный вначале параллельно экрану вдоль разделительной пластины 8, огибает эту пластину с помощью электростатической поворотной линзы 7 и движется в обратном направлении.

 

 

 Рис.44.Плоская ЭЛГ с V-образной траекторией луча:1 - стеклянная колба;2 - катод; 3,- фокусирующая система; 4 - модулятор; 5 - горизонтальная ОС; 6 - траектория электронного луча; 7 - электростатическая линза; 8 - пластины вертикальной ОС; 9 -канальный усилитель.

 

Здесь на него действуют вертикальные отклоняющие подоски, расположенные на пластине 8 и направляющие луч в сторону экрана, Для эффективного отклонения электронного луча его энергия должна быть небольшой, но такой луч не способен создать высокой яркости экрана. Для повышения энергии электронов непосредственно перед экраном установлен канальный усилитель 9, который представляет собой пластину, пронизанную множеством каналов. Между входом и выходом каждого канала приложено высокое положительное напряжение. Электроны, пролетая через канал, приобретают дополнительную энергию и ускоряются, в направлении экрана. На основе описанной конструкции создана плоская ЭЛТ с экраном 23 см глубиной всего 8 см.

Несмотря на все попытки создания плоских аналогов электронной трубки индикаторы на ЭЛТ пока прочно удерживают свои позиции благодаря высокой информационной емкости, четкости и яркости изображения, возможности создания любого цвета и множества цветовых оттенков. К недостаткам ЭЛТ следует отнести их большие габариты, низкую механическую прочность из-за наличия стеклянной колба, необходимость создания высоких ускоряющих и управляющих напряжений (десятки киловольт).

Интересно отметить, что вакуумные люминесцентные индикаторы и ЭЛГ во многом похожи. И там и здесь создается электронный поток, бомбардирующий анод - экран, покрытый люминофором. Но в ЭЛТ очень тонкий электронный луч создает изображение точка за точкой. Каждая точка активизируется в течение тысячных долей времени сканирования полного кадра. Это определяет требование высоких энергий электронного луча, а, следовательно, высоких уско­ряющих напряжений.

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: