УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВАКУУМНЫМИ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫМИ ИНДИКАТОРАМИ Российский патент 1997 года по МПК G09G3/12 

Изобретение относится к индикаторной технике и может быть использовано при применении вакуумных люминесцентных индикаторов (ВЛИ) с прямонакальным катодом.

В индикаторной технике известны способы и устройства управления вакуумными люминесцентными индикаторами, при которых напряжение накала катодов подается от вторичной обмотки трансформатора (см. книгу Б.И. Горфинкеля и др. Низковольтные катодолюминесцентные индикаторы. М. Радио и связь, 1983, с. 64). Средняя точка этой обмотки соединяется с отрицательными зажимами источника питания постоянного тока, питающими аноды и сетки, и положительным зажимом источника питания постоянного тока для подачи на аноды и сетки запирающего напряжения.

Однако по указанному техническому решению нельзя достичь высокой равномерности свечения люминофора анодов во времени и по длине катода, особенно в индикаторах, установленных в объектах, подвергающихся вибрации, или в индикаторах, имеющих напряжения накала, соизмеримые с напряжениями питания анодов и сеток.

Известны технические решения для импульсного разогрева тел накала, находящихся в вакууме (см. Богуславский Р.Е. Севериновский Н.С. О динамической модели миниатюрных ламп накаливания для оптоэлектронных приборов. Полупроводниковая техника и микроэлектроника, 1981 г. вып. 33, с. 79-86).

Однако в указанном техническом решении не используется возможное сохранение эмиссионной способности тела накала как источника электронов в вакуумном люминесцентном индикаторе для поддержания практически одинакового электрического режима электродов индикатора при формировании изображения.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к предлагаемому решению прототипом является устройство управления вакуумными люминесцентными индикаторами, описанное в патенте США N 4859912 (кл. G 09G 3/10, опубл. 29.08.89 г.).

Схема регулировки яркости для вакуумного флуоресцентного дисплея, имеющего анод, сетку и накальный электрод, содержит блок для подачи переменного тока на накальный электрод, в результате чего напряжение катод-анод и яркость излучаемого света изменяются во времени и по длине дисплея, схему для апериодической подачи управляющих импульсов, разрешающих свечение дисплея, широтно-импульсный модулятор для управления скважностью управляющих импульсов и регулирования тем самым яркости дисплея и блок координации работы схемы разрешения свечения с величиной тока накала для запуска управляющих импульсов или групп управляющих импульсов на участках противоположной фазы накала с достаточно высокой частотой, чтобы получить равномерную яркость дисплея.

Способ управления ВЛИ по патенту США N 4859912 заключается в том, что питание накала катода от вторичной обмотки со средней точкой трансформатора синхронизируется с подачей анодных и сеточных управляющих сигналов. При этом в каждом элементарном временном промежутке, из суммы которых формируется изображение на индикаторе, имеется одинаковое количество периодов переменного накального напряжения.

Существенным недостатком данного технического решения является то, что протекающий ток накала вызывает неодинаковые по длине падения напряжения на различных участках катода относительно средней точки вторичной обмотки питающего трансформатора, к которой подсоединены источники анодного и сеточного питания.

Например, если суммарный ток анодов и сеток в каждый момент времени много меньше тока накала, то при прямоугольных импульсах накала амплитудой U_н, отмеренная от средней точки разность потенциалов между точками катода и сеткой U_g,x будет
U_g,x E_g + U_н • [(L 2x)/L]
где E_g напряжение источника питания сеток;
L длина катода;
x расстояние точек катода, отмеренные от места его крепления.

Очевидно, что указанная неодинаковость напряжения точки катода сетки и, аналогично, точки катода анода приводит к неравномерности свечения люминофора анодов индикатора, которая увеличивается при сближении значений напряжений питания сеток, анодов с напряжением накала.

Сущность изобретения заключается в следующем. Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении комфортности считывания информации с вакуумных люминесцентных индикаторов путем уменьшения неравномерности свечения люминофора анодов по длине катодов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в устройстве управления вакуумными люминесцентными индикаторами, включающем анодные и сеточные коммутаторы, управляющие входы которых соединены с блоком управляющих сигналов, а питающие выводы с источниками питания анодов и сеток постоянного тока положительной и отрицательной полярности, имеющими общую точку, катоды индикаторов соединены в последовательную цепь, в устройство введены накальный источник постоянного тока отрицательной полярности и накальный ключ, управляющий вывод которого соединен с блоком управляющих сигналов, при этом первый вывод накального ключа соединен с первым катодным выводом первого индикатора, а второй вывод накального ключа с отрицательным зажимом накального источника постоянного тока, причем второй вывод последнего индикатора соединен с положительным зажимом накального источника постоянного тока и общей точкой источников питания постоянного тока.

Кроме того, в устройство введены диоды, аноды которых соответственно соединены с первыми выводами катодов индикаторов, а катоды диодов с общей точкой источников питания постоянного тока.

На чертеже представлено устройство управления вакуумными люминесцентными индикаторами, где 1 первый вакуумный люминесцентный индикатор, 2 второй вакуумный люминесцентный индикатор, 3 последний вакуумный люминесцентный индикатор, 4 аноды индикаторов, 5 сетки индикаторов, 6 катоды индикаторов, 7 коммутаторы, 8 первые питающие выводы коммутаторов, 9 - положительный источник питания постоянного тока, 10 вторые питающие выводы коммутаторов, 11 отрицательный источник питания постоянного тока, 12 - управляющие выводы коммутаторов, 13 блок управляющих сигналов, 14 - накальный ключ, 15 управляющий вывод накального ключа, 16 первый вывод накального ключа, 17 первый катодный вывод первого индикатора, 18 второй вывод накального ключа, 19 накальный источник питания постоянного тока отрицательной полярности, 20 второй катодный вывод первого индикатора, 21 - первый катодный вывод второго индикатора, 22 первый катодный вывод последнего индикатора, 23 второй катодный вывод последнего индикатора, 24 - общая точка источников питания постоянного тока, 25 катоды диодов, 26 - диоды, 27 аноды диодов.

Устройство управления вакуумными люминесцентными индикаторами содержит первый вакуумный люминесцентный индикатор 1, второй вакуумный люминесцентный индикатор 2 и т.д. последний вакуумный люминесцентный индикатор 3, имеющий аноды 4, сетки 5 и прямонакальные катоды 6. Аноды 4 и сетки 5 подключены к коммутаторам 7. Первые питающие выводы 8 коммутаторов 7 подсоединены к положительному источнику питания постоянного тока 9, вторые питающие выводы 10 коммутаторов 7 подсоединены к отрицательному источнику питания постоянного тока 11. Управляющие выводы 12 коммутаторов 7 подсоединены к блоку управляющих сигналов 13.

Устройство содержит также накальный ключ 14, управляющий вывод 15 которого соединен с блоком управляющих сигналов 13. Первый вывод 16 накального ключа 14 соединен с первым катодным выводом 17 первого индикатора 1, второй вывод 18 накального ключа 14 соединен с накальным источником питания постоянного тока отрицательной полярности 19. Второй катодный вывод 20 первого индикатора 1 соединен с первым катодным выводом 21 второго индикатора 2 и т. д. последовательно до первого катодного вывода 22 последнего индикатора 3. Второй катодный вывод 23 последнего индикатора 3 соединен с общей точкой 24 положительного источника питания постоянного тока 9, отрицательного источника питания постоянного тока 11 и накального источника питания постоянного тока отрицательной полярности 19. С общей точкой 24 соединены также катоды 25 диодов 26, аноды 27 которых соединены соответственно с первым катодным выводом 17 первого индикатора, с первым катодным выводом 21 второго индикатора 2 и т.д. с первым катодным выводом последнего индикатора 3.

Устройство управления вакуумными люминесцентными индикаторами работает следующим образом.

Вначале производится подогрев катодов 6 индикаторов 1, 2, 3 в течение времени τ_п, для чего блок управляющих сигналов 13 подает напряжение на коммутаторы 7 и накальный ключ 14, которые подключают сетки 5 и аноды 4 к отрицательному источнику питания 11, замыкают первый катодный вывод 17 первого индикатора 1 с накальным источником питания постоянного тока отрицательной полярности 19.

По окончании времени подогрева τ_п наступает время отображения τ_от, для чего блок управляющих сигналов 13 подает такие напряжения на коммутаторы 7, которые соответствуют отображаемой в данный момент информации, замыкая аноды 4 и сетки 5 с положительным источником питания 9 или отрицательным источником питания 11. При этом накальный ключ 14 размыкается, токи анодов 4 и сеток 5 индикаторов 1, 2, 3 протекают параллельно через первые катодные выводы 17, 21, 22, диоды 26 на общую точку 24, через второй катодный вывод 23 последнего индикатора 3 на общую точку 24. По окончании времени отображения τ_от повторяется процесс подогрева катодов 6 индикаторов 1, 2, 3 и т.д. Время между импульсами катодов 6 должно быть менее 2 мс, а скважность импульсов Q_п и их амплитуда U_и.п. связаны соотношением

где U_эф.1, U_эф.2, U_эф.N эффективные значения напряжений накала катодов 6 индикаторов 1, 2, 3 в последовательной цепочке.

Естественно, что в последовательную цепочку катодов 6 включены индикаторы 1, 2, 3 с одинаковым током накала.

В том случае, когда индикаторы 1, 2, 3 имеют разные токи накала, комбинациями параллельных соединений катодов 6, используя при необходимости дополнительные внешние нагрузки, добиваются одинакового тока каждого последовательного звена накальной цепи.

Для надежной отсечки анодного тока в процессе подогрева катодов 6 абсолютная величина напряжения отрицательного источника постоянного тока 11 должна быть больше абсолютной величины напряжения накального источника питания постоянного тока отрицательной полярности 19.

Изготовленное по описанной схеме устройство управления индикаторами типа П782, содержащее 16 параллельных групп, в каждой из которых по 2 последовательно включенных катода, и работающего при скважности 10 и напряжении накального источника питания, равном 42 В, обеспечивает равномерное во времени и по длине катодов изображение в диапазоне кадровой частоты от 64 до 2048 Гц.

Таким образом, разделением во времени процессов подогрева катода индикатора и отображения информации при достаточном выравнивании потенциалов катода достигается уменьшение неравномерности свечения люминофора анодов вакуумных люминесцентных индикаторов с прямонакальными катодами как по времени, так и по длине катода.

Изобретение относится к индикаторной технике и может быть использовано при применении вакуумных люминесцентных индикаторов (ВЛИ) с прямонакальным катодом. Для повышения комфортности считывания информации с вакуумных люминесцентных индикаторов путем уменьшения неравномерности свечения люминофора анодов по длине катодов в устройстве управления вакуумными индикаторами, содержащем анодные и сеточные коммутаторы, управляющие входы которых соединены с блоком управляющих сигналов, а питающие выводы - с источниками питания анодов и сеток постоянного тока положительной и отрицательной полярности, имеющими общую точку, катоды индикаторов соединены в последовательную цепь, кроме того, в устройство введены накальный источник постоянного тока отрицательной полярности и накальный ключ, управляющий вывод которого соединен с блоком управляющих сигналов, при этом первый вывод накального ключа соединен с первым катодным выводом первого индикатора, а второй вывод накального ключа - с отрицательным зажимом накального источника постоянного тока, причем второй вывод последнего индикатора соединен с положительным зажимом накального источника постоянного тока и общей точкой питания постоянного тока. Кроме того, в устройство введены диоды, аноды которых соответственно соединены с первыми выводами катодов индикаторов, а катоды диодов - с общей точкой источников питания постоянного тока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство управления вакуумными люминесцентными индикаторами, содержащее анодные и сеточные коммутаторы, управляющие выводы которых соединены с блоком управляющих сигналов, а питающие выводы с источниками питания анодов и сеток постоянного тока положительной и отрицательной полярности, имеющими общую точку, отличающееся тем, что катоды индикаторов соединены в последовательную цепь, в устройство введены накальный источник постоянного тока отрицательной полярности и накальный ключ, управляющий вывод которого соединен с блоком управляющих сигналов, при этом первый вывод накального ключа соединен с первым катодным выводом первого индикатора, а второй вывод накального ключа с отрицательным зажимом накального источника постоянного тока, причем второй вывод катода последнего индикатора соединен с положительным зажимом накального источника постоянного тока и общей точкой источников питания постоянного тока. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введены диоды, аноды которых сооответственно соединены с первыми выводами катодов индикаторов, а катоды диодов с общей точкой источников питания постоянного тока.