Вакуумные люминесцентные индикаторы получили широкое применение я различной электронной аппаратуре благодаря: возможности получения высокой яркости н миогоцветности в одном стеклянном баллоне прн экономичном и про-стом управлении; полной электрической совместимости с интегральными схемами управления; абсолютной технологической совместимостью платы дисплея о кристаллами ИС и возможности создания гибридных вакуумно-полупроводнико-вых дисплеев: удобству эксплуатации низкому рабочему напряжению и малым расходам мощности.

К недостаткам ВЛИ можно отнести то, что в крупногабаритных табло необ ходимо применять меры для исключения бликов, возникающих от внешнего освещения и мешающих считыванию информации. Для малогабаритных устройств необходим отдельный источник питания для цепей накала индикаторов.

Для управления ВЛИ применяют два основных способа: статический н динамический. Прн статическом способе управления смена информации происходит достаточно редко и число соединений между индикатором и схемой управления равно числу выводов от всех управляемых анодов-сегментов, один сеточный вы* вод и два вывода от катода.

Статический способ управления удобен при небольшом числе (6-20) управляемых элементов. Если количество коммутируемых элементов превышает 5-0- 60, схема управления становится сложной в изготовлении и ненадежной в эксплуатации. Кроме того, статическая адресация не в состоянии обеспечить все возможные виды изображений (при адресации матрицы), поскольку она должна удовлетворять требованиям выборки всех элементов индикатора одновременно. Эти проблемы отпадают при использовании мультиплексного динамического способа управления, прн котором управляющие импульсы передаются: с временным уплотнением, когда каждому нз каналов п управления, в течение такта Т предоставляется время Т/п; с временной селекцией, когда п схем коммутатора открываются поочередно на время, не превышающее Tjn, импульсами тактовой частоты, сдвинутыми во времени на Tjn.

При мультиплексном управлении каждый знак должен иметь отдельную сетку, а общие сегменты анодов соединены внутри индикатора, что значительно сокращает число выводов ВЛИ. В мультиплексном режиме ВЛИ управляется сканированием сеток последовательно с достаточно высокой частотой повторения импульсов для избежания возможного возникновения эффекта мерцания, заметного глазом. Кроме того, необходимо иметь небольшое межцифровое время бланкирования импульсов, чтобы дать возможность паразитным емкостям анодов-сегментов разрядиться при переключении анодных шин на новое изображение следующей цифры, так как в противном случае может возникнуть побочное изображение. Обычно в зависимости от типа применяемого индикатора для стекания накопленного заряда за время межцифрового бланкирования используются резисторы от 30 до 100 кОм.

В свою очередь, мультиплексное управление одно- и многоразрядными зна-косинтезирующими индикаторами разделяют на трн способа. Первый способ основан на использовании сеточной развертки. При этом отображаемые знаки поочередно синтезируются на каждом знакоместе. Возбуждение анодов-сегментов происходит со скважностью Q, равной числу знакомест, н средняя (видимая) яркость свечения анодов-сегментов индикатора соответственно в Q раз меньше мгновенной яркости свечения этих анодов-сегментон.

Второй способ основан на использовании анодной развертки. В этом случае напряжения возбуждения поочередно подаются на одноименные аноды-сегменты, участвующие в формировании отображаемых знаков, а положительные напряжения на сетки знакомест поступают в те фазы периода анодной развертки, которые соответствуют синтезируемой информации в данном знакоместе. Скважность воз- буждения анодов-сегментов равна числу анодов-сегментов в знакоместе (например, в цифровых ВЛИ число анодов-сегментов вместе с децимальной точкой рав-ло восьми). Следовательно, средняя яркость свечения анодов всегда ниже мгновенной в число раз, равное количеству сегментов в одном разряде.

Третий способ - способ знаковой развертки. Возможность его осуществления обусловлена тем, что на всех знакосинтезирующих ВЛИ отображается, как правило, ограниченное число знаков, например большинство цифровых ВЛИ отображает всего 11 знаков: цифры от 0 до 9, десятичный знак , и некоторые буквы русского алфавита. Прн таком способе мультиплексного управления на параллельно соединенные одноименные аноды-сегменты в каждый момент времени подаются напряжения, синтезирующие один из знаков, а положительные напряжения коммутируются на управляющие сетки тех знакомест, где этот знак должен в это время отображаться. Соответственно скважность возбуждения анодов-сегментов будет равна числу знаков, отображаемых на данном многоразрядном ВКИ или индикаторном устройстве, состоящем из нескольких (многих) одноразрядных ВЛИ.

Для равномерности свечения анодов-сегментов во всех знакоместах при всех способах мультиплексного управления необходимо равенство между собой отрезков времени каждой фазы соответствующей развертки, т. е. необходимо, чтобы скважности свечения каждого анода-сегмента, участвующего в формировании изображения, были одинаковыми. Частота повторения процессов синтезирования изображения при динамическом управлении ВЛИ должна быть больше частоты, при которой глаз человека еще замечает мелькание изображения (обычно /50 Гц).

ОДНОРАЗРЯДНЫЕ ИНДИКАТОРЫ

Этот вид индикаторов к настоящему времени нашел достаточно широкое распространение. Основными областями применения одноразрядных ВЛИ являются различные малоразрядные (два-трн разряда) и нестандартные по числу разрядов табло и панели, например: указатели номера канала в телевизорах, этажности в лифтах нли времени приготовления пищи в бытовых электроплитах, информационные панели в кассовых аппаратах, в диспетчерских пультах различного назначения, информационных табло в сочетании с другой информацией и т. д.

Конструктивно одноразрядные ВЛИ выполняют в цилиндрических или прямоугольных (четырехугольных) баллонах. Прямоугольный вид конструкции дает не которую экономию площади лицевой панели аппаратуры за счет того, что у торцевого индикатора выводы сделаны в ножку, противоположную торцу.

В одноразрядных ВЛИ для улучшения формы анодов-сегментов перед анодами помещают металлический экранирующий электрод с отверстиями нужной геометрической формы. При этом упрощается изготовление подложки, поскольку уже нет необходимости иметь точно выполненные анодные сегменты. Экранирующий электрод, кроме того, улавливает частицы вещества, распыленные с поверхности анодов-сегментов под действием электронной бомбардировки, и вто-

ричные электроны, вылетающие с той же поверхности. Поверхность экранирую-щего электрода как правило, чернят для повышения контраста.

Ассортимент выпускаемых вакуумных одноразрядных индикаторов (например, ИВ-ЗА, ИВ-11, ИВ-12, ИВ-22 и т. д.) достаточно велик (свыше 20 наименований), что позволяет радиолюбителю подобрать ВЛИ по виду знака, его размеру и конструкции баллона. Следует помнить при этом, что ВЛИ в исполнении с прямоугольным баллоном имеют несколько более суженный угол обзора за счет искажений, возникающих от ребер баллона.

Индикаторы типов ИВ-1 н ИВ-1А позволяют индицировать точку н тире (в ИВ-1 тире расположено горизонтально, а в ИВ-1А - вертикально). Все остальные типы одноразрядных индикаторов имеют от 2 до 18 анодов-сегментов, что дает возможность высветить на одном знакоместе различный алфавит цифр илн букв. Например, индикаторы (ИВ-3, ИВ-6, ИВ-8, ИВ11, ИВ-12 и ИВ-22), имеющие по восемь анодов-сегментов, расположенных в виде восьмерки, позволяют отобразить на одном знакоместе цифры от 0 до 9, отдельные буквы русского алфавита (А, Б, Г, Е, 3, Н, О, П, Р, С, У и Ч), а также децимальную точку.

Вакуумные люминесцентные индикаторы с увеличенным числом анодов-сегментов (например, ИВ-4, ИВ-17, ИВЛ1 -18/Г, имеющие по 18 анодов-сегментов)-позволяют высветить на одном знакоместе не только набор цифр от 0 до 19 двух размеров, полный русский, латинский алфавиты и некоторые греческие буквы, но и отдельные буквенно-цифровые сочетания одновременно.

Индикаторы типов ИВ-8, ИВ-17 и ИВ-22 исполнены с повышенной надежностью.

Все индикаторы выпускают с зеленым цветом свечения, а индикаторы типов ИВ-3, ИВ-ЗА и ИВ-6 могут изготавливатьси с зеленым или красным цветом свечения, причем яркость свечения красного цвета не менее 100 кд/м2. Индикаторы типа ИВ-4 допускают эксплуатацию при напряжении накала 2,86 В, при этом минимальная наработка составляет 500 ч, а типа ИВ-6 1,2 В и 3000 ч соответственно.

Обозначение одноразрядных индикаторов расшифровывается следующим образом: ИВ-1 - индикатор вакуумный, порядковый номер разработки - первый. Индикатор ИВЛ1-18/1: индикатор вакуумный люминесцентный, порядковый номер разработки - первый, число сегментов (анодов-сегментов) в индикаторе 18,. разряд один.

Работоспособность индикаторов обеспечивается при следующих климатических воздействиях и механических нагрузках:

Уровень внешнего освещения, не более, лк . . . . 500

Температура окружающей среды, °С.....от-60 до+70

Циклические изменения температуры, °С . . . .от -60 до +70 Относительная влажность воздуха при температуре

+35°С, %.............98

Механические нагрузки с ускорением, g:

линейные...... .....5

вибрационные (в диапазоне частот 1-80 Гц) . . 5 ударные:

многократные (с длительностью ударов 2-15 мс) . 15 одиночные (с длительностью удара 2-3 мс) . .100

Одноразрядные индикаторы широко применяют в радиолюбительской аппаратуре, различных радио- н электронных устройствах для индикации универсальной буквенно-цифровой информации, отображаемой красным и зеленым цветом

(цветовое кодирование), в сочетании с постоянно нанесенными трафаретами. Допускается эксплуатация одноразрядных ВЛИ в статическом или импульсном режиме.

Для питания цепей накала в индикаторах может применяться постоянное или переменное напряжение любых формы и частоты прн условии обеспечения

Основные характеристики

г

эффективного значения напряжения в пределах, оговоренных для каждого типа одноразрядного ,ВЛИ. Допускается использование индикаторов в мультиплексном (динамическом) режиме. Нерабочие аиоды-сегменты рекомендуется соединять с общей точкой схемы управления.

одноразрядных индикаторов

Соединение электродов с выводами у одноразрядных индикаторов

п. с. - проводящий слой внутренней поверхности баллона; F - вывод катода; G - вывод сетки; Св - ввободный вывод.

Внешние виды индикаторов приведены на рис. 13.

и в -1 д

V4 i i

и5-3 ив-8 ив-23

п

и

ив-ja

I I

ив-24

,0/3

*?LJjl

ив-4 ив-17

и в/1 i - -f 8/1

Рио. 13, Цифровые одноразрядные люминесцентные индикаторы

МНОГОРАЗРЯДНЫЕ ИНДИКАТОРЫ

Для обеспечения широкого выпуска малогабаритных счетных средств электронной и вычислительной техники устройствами отображения промышленностью освоен выпуск низковольтных многоразрядных люминесцентных индикаторов. Эти индикаторы позволяют конструировать более компактную (чем при применении одноразрядных приборов) аппаратуру и могут иметь конкретное назначение, например, электронные настольные часы, малогабаритные измерительные приборы, настольные и карманные счетные машины и т. д. Многоразрядные индикаторы могут иметь число разрядов 4, 6, 9, 12, 13 и 17. Выпускают приборы

в цилиндрическом баллоне н плоской конструкции. Индикатор состоит из множества (в зависимости от числа разрядов) триодов и катода прямого накала.

Для сокращения числа выводов и обеспечения работы в мультиплексном режиме одноименные аноды-сегменты во всех разрядах электрически соединены между собой внутри индикатора и имеют общие выводы. Управляющие сетки выполнены так, что каждый разряд имеет отдельный вывод. Общее число выводов управляемых электродов равно сумме числа анодов-сегментов и числа разрядов. Катод прямого накала является общим для всех разрядов и имеет два вывода, к одному из которых подсоединяется внутренний защитный слой баллона.

Один цифровой разряд у всех типов индикаторов представляет собой набор сегментов в виде восьмерки, отдельно расположен десятичный знак (точка или запятая), число цифровых разрядов в каждом типе ВЛИ различно.

Аноды-сегменты расположены в одной плоскости по отношению к глазам наблюдателя. Угол наблюдения изображения у всех многоразрядных индикаторов составляет около 100°.

При нанесении катодолюминофора на аноды-сегменты многоразрядных индикаторов цилиндрической и плоской конструкций применяют электрофорез илв трафаретную печать, обеспечивающую точное и равномерное покрытие анода-сегмента. При этом отпадает необходимость в экранирующем электроде, что значительно упрощает конструкцию и существенно увеличивает угол обзора многоразрядного ВЛИ.

Принцип работы индикатора заключается в следующем: при подаче напряжения на нить накала катодов последняя начинает излучать электроны. Bcs аноды-сегменты находятся под положительным потенциалом по отношению к катоду; поэтому небольшая часть электронов будет попадать на аноды, выполненные в виде сегментов синтезированных цифр, и покрытие катодолюмннофороМ; способным светиться под воздействием низковольтного напряжения. Количества электронов, попадающих на аноды-сегменты в таком диодном режиме, недостаточно для образования свечения многоразрядного ВЛИ с высокой степенью яркости. При подаче напряжения на управляющую сетку положительного напряжения поток электронов резко увеличивается и становится достаточным, чтобы на анодах-сегментах образовалось хорошо видимое свечение катодолюминофора. Порядок подачи напряжений на электроды следующий: первым подается напряжение на катод, затем на аноды-сегменты и в последнюю очередь - на управляющие сетки.

Для высвечивания одного разряда в статическом режиме достаточно после включения накала подать рабочие постоянные напряжения иа все нужные в данном случае аноды-сегменты и одну управляющую сетку.

Для высвечивания многоразрядного числа в мультиплексном режиме необходимо подавать на аноды-сегменты каждого разряда свой набор положительных напряжений и одновременно положительное напряжение на управляющую сетку данного разряда. На, каждый последующий разряд следует подавать сдвинутые во времени относительно предыдущего разряда, новые наборы напряжений на аноды-сегменты и одновременно на управляющую сетку. Частота смены информации на одном разряде должна быть не менее 40 Гц, во избежание образования видимого для глаза мерцания изображения.

Многоразрядный ВЛИ работает, как правило, в мультиплексном режиме, а коммутация анодов-сегментов осуществляется при минимальном числе выводов за счет соединения одноименных анодов-сегментов всех разрядов к одному, об-

щему для них, выводу. При работе в мультиплексном режиме высвечивается анод-сегмент лишь того разряда, в котором одновременно подается положительный потенциал иа аиод-сегмеит и управляющую сетку. Общее число выводов управляемых электродов равно сумме аиодов-сегментов и разрядов.

Многоразрядные индикаторы индицируют не только цифровые разряды, но в различные служебные знаки в виде точек, вертикальных или горизонтальных полос и т. д. Децимальные точки могут быть расположены справа или слева от цифрового знака, а в некоторых приборах и внутри него. Например, в ВЛИ типа ИВЛ2-8/12 децимальный знак находится в нижней половине восьмерки и служит одновременно служебным знаком. В индикаторе типа ИВЛ1-8/16Л кроме децимальных точек, расположенных справа от каждого цифрового разряда, имеется еще и сегмент в виде угла (служебного знака) справа вверху у тех же цифровых разрядов.

В цилиндрическом баллоне (рис. 14) выпускаются следующие многоразряд*

ные индикаторы: ИВ-18 имеет восемь цифровых разрядов и служебные знаки,

-а

%г

I I О 1 - ill-Ill и ~ U.U.U.U.U. U.U.U,

ИВ-/8

ИВ-21, ИЦЛт-9/8Я

10Ц

П'П'П о о и и и и и и и о и О. О. и. и. и. и. и. и. и.и. и. и. и. и,

ИБ-27, ИЛЦ1Ч4/8Л

Рис. 14. Цифровые многоразрядные люминесцентные индикаторы в цилиндрическом баллоне

ИВ-21 - восемь цифровых разрядов и служебные знаки, ИВ-27 состоит из 14-та цифровых разрядов. Остальные типы многоразрядных индикаторов выпускают в плоском оформлении.

Размер информационного поля составляет у индикаторов типа ИВ-21 10,5Х Х81,8мм; ИВ-18 4,7X39,8 мм; ИВ-27 8,7x103,5 мм. Индикатор типа ИВ-18 имеет 22, а ИВ-21 19 гибких выводов, расположенных с одной стороны баллона, индикатор типа ИВ-27 11 выводов, расположенных с одного торца цилиндрического баллона и 22 вывода со второго.

Многоразрядные индикаторы, исполненные в плоском оформлении (рис. 15), принципиально ничем не отличаются от ВЛИ с цилиндрическим баллоном. Пло-

екая конструкция является эргономически более совершенной. Плоские индикаторы имеют толщину от 4,5 до 14 мм, в зависимости от типа прибора. Выводы от электродов могут быть расположены иа трех гранях стеклянного баллона.

Многоразрядные индикаторы плоской конструкции имеют, как правило, целевое назначение. Например, ВЛИ типов ИВЛ-7/5, ИВЛ2-7/5 и ИВЛЗ-7/5 пред-

А

А