Квантовая и оптическая электроника. Лекция N13
Активные индикаторы
Индикаторомназывают электронный прибор, предназначенный для преобразования электрических сигналов в световые с пространственным распределением яркости или контраста.
В пассивных индикаторахпод воздействием электрических сигналов изменяются локальные оптические характеристики среды, что позволяет изменять в пространстве и времени амплитуду, фазу, длину световой волны, плоскость поляризации и направление распространения волн.
Все типы индикаторов могут быть разбиты на две группы: активныеипассивные. Вактивных индикаторахпроисходит преобразование электрической энергии в световую в результате использования следующих физических явлений: свечения накаленных тел в вакууме, низковольтной катодолюминесценции (возбуждение твердого тела потоком быстрых частиц), свечения газового разряда, электролюминесценции. На основе этих явлений разработаны следующие типы активных индикаторов:электронно-лучевые, вакуумные накаливаемые, вакуумные люминесцентные, газоразрядные, полупроводниковые.
Различные типы индикаторов могут быть разбиты на следующие группы: знакомодулирующие, в которых сечение светового или электронного пучка повторяет форму знака;знакогенерирующие, в которых знаки синтезируются по принципу фигур Лиссажу;знакосинтезирующие, в которых изображение формируется с помощью мозаики независимо управляемых элементов-преобразователей сигнал-код. По характеру отображений информации индикаторы всех типов делятся наединичные (точечные),школьные,цифровыеибуквенно-цифровые(одно- и многоразрядные),матричныеимнемонические(мнемосхемой называют условное изображение объектов, их состояния, процессов, явлений).
Индикаторы тлеющего разряда
Индикаторы тлеющего разряда потребляют малые мощности, имеют малую инерционность, просты по конструкции.
Простейший индикатор - неоновая лампа. Она состоит из баллона, наполненного неоном, с двумя впаянными в него электродами. Свечение прибора оранжево-красное. Если между электродами лампы приложено напряжение, равное напряжению возникновения разрядаUв.разр, то происходит разряд и в цепи скачком возникает ток.
Работу неоновой лампы определяют параметры: Uв.разр– напряжение возникновения разряда (не более 200В);Iраб– рабочий ток (не более 1мА).
Выпускаются индикаторные приборы, в которых представление светового сигнала осуществляется в знаковой форме в виде цифровых, буквенных или каких-либо других символов.
Газоразрядные (плазменные) панели(ГРП). Это многоэлектродные приборы, использующие оптическое излучение тлеющего разряда.
Общим конструктивным
признаком для большинства ГРП является
наличие двух ортогональных систем
электродов (катодных и анодных), нанесенных
или уложенных на стеклянных плоских
или гофрированных пластинах, разделенных
друг от друга диэлектрической пластиной
с матричной системой отверстий, оси
которых проходят через точку пересечения
осей электродов (Рис.1). Полосковые
электроды, как правило, прозрачны, чтобы
не преп
Рис.1
Принцип работы ГРП заключается в следующем. При подаче достаточного для зажигания разряда напряжения между каким-либо катодом и анодом (100-200 В) в ячейке, т.е. в месте, где эти электроды “пересекаются”, возникает тлеющий разряд. При подаче по определенному закону напряжения на несколько катодов и анодов можно с помощью точечного растра воспроизвести любую фигуру. Надежное и безошибочное включение многочисленных разрядных ячеек в соответствии с входными сигналами индикации является сложной задачей в ГРП матричного типа. Для увеличения быстродействия и стабильности используют вспомогательный разряд в каждой ячейке ГРП. Газоразрядные панели постоянного тока могут давать и многоцветное изображение. В этом случае на боковые или торцевые стенки ячеек наносят покрытия из люминофоров, дающие свечение определенного цвета. Располагая рядом ячейки с покрытиями из люминофоров, дающих основные цвета (синий, зеленый, красный), можно получать цветные изображения. Зажигание разряда в ячейках ГРП осуществляется по принципу развертки. В ГРП переменного тока для замены части изображения вводятся дополнительные электроды. В наиболее совершенных ГРП переменного и постоянного тока с автоматическим сдвигом благодаря возможности многострочной индикации можно резко сократить число элементов схемы управления.
Основные тенденции в развитии ГРП связаны с уменьшением числа схем возбуждения, возможностью интегрального исполнения части логики и изготовления высоковольтного блока возбуждения в одном керамическом корпусе с индикатором. Разрешающая способность ГРП переменного тока составляет 25-30 элементов/см и соответствует расстоянию между точками 0,4-0,3 мм, а ГРП постоянного тока около 12 элементов/см.