Устройство для отображения информации на газоразрядной индикаторной панели Советский патент 1984 года по МПК G09G3/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам отображения информации выполненншч на базе газоразрядных приборов.

Известно устройство для отображения информации на газоразрядной индикаторной панели, содержащее газоразрядную индикаторную панель, сканируюгаие анодные и катодные ключи, обший токоограничивающий резистор, ключ записи, блоки развертки и дополнительные резисторы катодного смесчения 13.

Недостатком данного устройства является .малое быстродействие устройства, обусловленное последовательным перебором всех ячеек на фиксированной частоте. 1Вследствие того, что ячейки газоразрядной индикаторной панели постоянного тока не обладают свойством памяти, объем отображавмой информации на подобном устройстве мал, так как дпя получения достаточной яркости изображения его необходимо регенерировать с определенной частотой. Для существующих панелей эта частота регенерации довольно высока, и нижняя граница этой частоты лежит в пределах 400-500 Гц. Учитывая, что для воспроизведения одного элемента на суыествующих панелях необходимо минимальное время (20-25) 10 с, то максимальный объем отображаемой информации для описанного устройства не превышает 100 элементов. Для воспроизведения текстовой информации, содержащей 1000 символов, необходимо возбуждать 15-17 тыс. индикаторных ячеек панели.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности, является устройство -ДЛЯ отображения информации на газоразрядной индикаторной панели, содержащее газоразрядную индикаторную панель постоянного тока, индикаторные ячейки которой образованы в узлах пересечений анодных и катодных электродов, селективные анодные и сканирующие катодные ключи, последовательно соединенные токоограничивающие резисторы и диоды, подключенные к каждому анодному электроду и шине питания, конденсаторыиндивидуального возбуждения индикаторных ячеек, включенные между анодным электродом и селективным, анодным ключом, синхронизатор и источник питания постоянного тока 23.

Недостатком известного устройства является низкая надежность, обусловленная избыточностью оборудования. На каждый электрод приходится (четыре радиокомпонента: два токоограйичивающих резистора, диод и конденсатор. Недостаточная надежность обусловлена и нестабильностью заряда конденсатора индивидуального возбуждения ячеек из-за значительного

колебания величины этого заряда, которая зависит от падения напряже . ния на токоограничивающем резисторе При возбуждении выбранной индикаторной ячейки заряд конденсатора уменьшается на величину ДО. Эта величина определяется величиной.второго токоограничивающего резистора возбуждения разряда и временем протекания .разрядного тока, которое зависит от веротяности пробоя газового промежутка. Восполнение этого заряда, осуществляется в одном случае в период протекания разрядного тока через первый токоограничивающий резистор, а в другом случае при отсутствии та.кого тока. Все это приводит к значительным разбросам в величине импульса поджига, что существенно влияет н надежность возникновения разряда в индикаторной ячейке. Все это обуславливает недостаточную надежность работы известного устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства, путем стабилизации возникновения разряда в индикаторной ячейке.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для отображения информации на газоразрядной индикаторной панели, содержащее первую группу ключей, информационные входы которых являются входами устройства, а выходы подключены к первым входам соответствующих делителей напряжения выходы которых соединены с соответствующими шинами газоразрядной индикаторной панели на одной из координат, шины газоразрядной индикаторной панели по другой координате подключены к выходам соответствующих ключей второй группы; информационные входы которых соединены с соответствующими выходами синхронизатора, содержит ограничители напряжения, выходы которых подключены к вторым входам соответствующих делителей напряжения, и формирователь импульсов тока, первый и второй входа которого соединены с соответствукяцими выходами синхронизатора, третий вход - с шиной нулевого потенциала, а первый, второй и третий выходы - с первым и вторым управляющими входами ключей второй группы и с управляющими входами ключей первой группы соответственно.

Синхронизатор содержит последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик и дешифратор, выходы которого являются выходами синхронизатора.

Формирователь импульсов тока содержит два переключателя, управляющие контакты которых являются соответственно первым и вторым вхбдами формирователя, общий контакт первого переключателя соединен с одной из обкладок первого конденсатора, втора обкладка которого подключена к аноду первого диода и является третьим вых дом формирователя, общий контакт JBTO рого переключателя является вторьам выходом формирователя и соединен с одной из обкладок второго конденсатора, другая обкладка которого подключена к катоду второго диода и является первым выходом формирователя, анод второго диода соединен с положительной шиной питания и с пер выми выводами переменных резисторов, второй вывод одного из резисторов подключен к размьжающему контакту пе вого переключателя, а второй, вывод другого резистора - к замыкающему контакту.второго переключателя, размыкающий контакт второго переключателя соединен с замыкающим контактом первого переключателя, третьими выво дами переменных резисторов, катодом первого диода, отрицательной шиной питания и является третьим входом формирователя. На фиг, 1 представлена функционал ная схема устрбйства; на фиг. 2 врегленная диаграмма работы устройства; на фиг. 3 - принципиальная схема формирователя импульсов тока. Устройство для отображения информации на газоразрядной индикаторной панели содержит газоразрядную йндика торную панель 1, первую группу ключей 2f вторую группу ключей 3j делители 4 напряжения, синхронизатор 5, формирователь 6 импульсов тока, огра ничители 7 напряжения, первый пере-, ключатель 8, второй переключатель 9, первый конденсатор., 10, второй конден сатор 11, первый диод 12, второй диод 13, переменные резисторы 14. , Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии ключи первой -группы (селективные) 2 разамкнуты, т.е. выход отключен от управляющего входа, а на информационном входе присутствует потенциал, соотве тствующий коду нуля. Все ключи второй группы сканирующие 3 находятся в выключенном состоянии, т.е. на их выходах установлен потенциал, присутствующий на втором управляющем входе этих ключей. Ба информационных входах сканирующих ключей 3 присутст вует потенциал, соответствующий коду НУ.ПЯ, а потенциал На первом управляю щем входе изменяется в соответствии С временной диаграммой, показанной на фиг. 2 QL. В момент времени t, на ,первом и втором выходах формировате ля б импульсов тока по сигналам управления, поступающим на первый и второй входы от синхронизатора 5, ге нерируются напряжения согласно временной диаграмме, показанной на фиг. 2 и , 5 , в . В этот же момент времени по запросу синхронизатора 5 от внешнего устройства на информационные входа селективных ключей 2,,-2 поступает информация согласно временным диаграммам, показанныгл на фиг.2ц, к,/ для п тактов сканирования. Для г.определенности показано,.что на селективные ключи 2 и 2j поступают кодЪ . fl во всех п тактах сканирования,ана селективный ключ 2 - код О. В первый такт сканирования сканирующий ключ 3 коммутирует в момент времени 4;., - t на выход ключа потен- циал, присутствующий на первом управляющем входе, т..е. анодный электрод панели подключается с помощью этого ключа к первому выходу, формирователя импульсов тока б, а остальные электроды в эти моменты времени подключены к второму, . формирователя через не выбранные сканирующие ключи. При записи индикаторные ячейки газоразрядной индикаторной пан1ли 1 селективные ключи 2.,-2 выборочно замыкаются, в результате чего катодные электроды панели подключаются к третьему выходу формирювателя б импульсов тока. Таким образом, к индикаторным , ячейкам, в которые производится запись 1, прикладывается напряжение, равное разности потенциалов, присутствующих на первом и третьем выходах формирователя б, а к не выбранным ячейкам прикладывается разность потенциалов , присутствующая на первом и втором выходах формирователя. Эта же разность потенциалов устанавливается между выбранным и не выбранным сканирующим анодными электродами. При достаточной величине пробивного напряжения в выбранной индикаторной ячей ке происходит разряд и через нее потечет ток, в результате чего на токоограничивающих резисторах делителей 4 напряжения падает часть приложенного к индикаторной ячейке напряжения. Очевидно, что выделяемая на этих токоограничивающих резисторах мощность бесполезно теряется, и величина этих потерь тем больше, чем больше ток, протекающий через индикаторную ячейку. В момент времени t импульс перенапряжения, приложенный к индикаторной ячейке, снимается и ток пробоя уменьшается, при этом ток свечения может быть усилен за счет создания низкоомной цепи протекания тока через Ограничитель 7 напряжения. Если в качестве ограничителя 7 напряжения использовать диод, то ток,.протекающий через индикаторную ячейку в момент времени -tj , когда селективные ключи 2 размыкаются, замыкат ется через первый токоограничивающий резистор делителя, диод ограничителя и второй выход формирователя б В это время к индикаторной ячейке приложено напряжение источника посто янного тока, величина которого выбир ется на 10-15% выше падения напряжения на индикаторной ячейке в режи ме протекания разрядного тока. Очевидно, что побочные энергетические потери в этом случае не превышают 10-15%, а ток протекающий. через индикаторную ячейку, определяется ве личиной первого токоограничивающего резистора делителя 4 напряжения. Пос ле завершения цикла в момент времени ij сканирующий ключ 3 выключается, и напряжение на анодном электроhe панели падает до нуля. Разряд в возбужденных индикаторных ячейках этого электрода прекращается. Интервалы времени t t - возбуждения разряда; -tj - горения; tjt - выклю 1ения зависят от параметров индикаторных ячеек газоразрядной индикаторной панели 1 и величин токоограничивагацих резисторов делителя 4 напряжения. В момент времени .J по сигналу от синхронизатора 5 включается . второй сканирующий ключ З , и рабочий цикл повторяется аналогично описанному. После опроса п -го сканирую щего ключа 3 весь цикл по возбуждению индикаторных ячеек газоразрядной индикаторной панели 1 повторяется заново, начиная с первого сканирующе го ключа. При использовании в качест ве ограничителя 7 напряжения резисто ра временные интервалы включения и горения совмещаются, а величина второго токоограничивающего резистора делителя 4 напряжения может составлять доли ом. Весполезные энергетические потери в этом случае составляют 60-100% на каждую возбужденную индикаторную ячейку.„ Выбор уровней перенапряжений ЛЕ и flEj (.фиг. 2) диктуется конструкти ными особенностями самих газоразрядных индикаторных панелей постоянного тока. Для обеспечения надежного и быстрого включения индикаторных ячеек при максимально допустимой скваж-ности сканирования электродов к индикаторной ячейке необходимо, приложить напряжение, равное 20 горения. Такое значительное перенапряжение вследствие недостаточной изоляции индикаторных ячеек может вызвать паразитный пробой между соседними анодными электродами. Для исключения этого явления на невыбранные электроды прикладывается напряжение смещения, уменьшающее разность потенциалов до (1-1,5)u горения, следовательно -величина ,El лежит в пределах О-и горения. Величина ДЕ2 выбирается из условия создания- на воздуждаемой индикаторной ячейке достаточного уровня перенапряжения с одной стороны и исключения ложных зажиганий от невыбранных анодных электродов, т.е. ДЕ2 1,5U горения. В предлагаемом устройстве уменьшено количество элементов на 25%, приходящейся на каждый селективный ключ, и улучшены условия возбуждения индикаторных ячеек за счет постоянства уровня прикладываемого к индикаторной ячейке напряжения. Для индикаторного устройства, содержащего 512-512 индикаторных ячеек при сканировании по 64 электродам, общее количество селективных ключей 2 составит 4096 и, следовательно, общее количество элементов уменьшается на 4096 при использовании в качестве ограничителя напряжения диода и сохранении общей потребляемой мощности или уменьшение общего числа элементов на 8192 единицы при использовании в качестве ограничителя напряжения резистора -с (эдновременным двукратньам увеличением потребляемой мощности. При использовании газоразрядной индикаторной панели с индикаторной ячейкой, потребляющей 0,4 Вт, в предлагаемом устройстве, работающем в знаковом режиме при отображении 2000 символов, общий перерасход мощности по сравнению с известным устройством составляет 100-110 Вт. Общий суточный перерасход энергии составит 2,4-2,5кВт.ч. При использовании этого же устройства в телевизионном режиме общий суточный перерасход энергии составляет около 20 кВт/ч, что говорит о недопустимости использования резистора в качестве ограничителя 7 напряжения для устройства подобного класса.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ,ОТОВРААЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ПАНЕЛИ, содержащее пёрвуп группу ключей,информационные входы которых являются входами устройства, а выходы подключены к первым входам соответствующих делителей напряжения, выходы которых соединены с соответствуюиими иинами газоразрядной индикаторной панели по одной из координат, . шины газоразрядной индикаторной панели по другой координате подключены к выходам соответствующих ключей второй группы, информационные входы которых сое динены с соответствующими выходагчи синхронизатора, о т л ич а ю W е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства путем стабилизации возникновения разряда в индикаторной ячейке, оно содержит ограничители напряжения, выходы которых подключены к вторы 1 входам соответствующих делителей напряжения, и формирователь импульсов тока, первый и второй входы которого соединены с соответствующими выходами синхронизатора, третий вход - с шиной нулевого .потенциала, а первый, второй и третий выходы - с первыгл л вторым управляющими входами ключей второй группы и с управляющими входами ключей первой группы соответственно. 2.Устройство по п. 1, о т л ич ающе е с я тем, что синхронизатор содержит последовательно соединенные генератор импульсов, счетчик и дешифратор, выходы которого являются выходами синхронизатора. 3.Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что формирователь импульсов тока содержит два переключателя, управляющие контакты которых являются соответственно перв1-ам и вторым входами формирователя, общий контакт первого переключателя соединен с .одной из обкладок первого конденсатора,вторая обкладка которого подключена к аноду первого диода и является третьим выходом формирователя, общий контакт .второго переключателя является вторым выходом Формирователя и соединен с одной из обкладок второго конденсатора,, другая обклад.Ь ка которого подключена к катоду второго диода и является первым выходом формирователя, анод второго диода соединен с положительной шиной питания и с первыми выводами переменных рези 1 сторов , второй вывод одного из резисторов подключен к размыкагадему контакту первого переключателя, а второй 00 вывод другого резистора - к замысх кающему контакту второго переключателя, paз шкaющий контакт второго переключателя соединен с замыкающим .контактом первого переключателя, третьими выводами переменных резисторов , катодом первого диода, отрицательной вшной питания и является третьим входом формирователя.