Способ определения временных параметров газоразрядных приборов Советский патент 1986 года по МПК H01J9/42 

. Изобретение относится к электронной технике и может быть использован при автоматическом контроле параметров газоразрядных приборов (ГРП) при их производстве и производстве устройств на их основе.

Цель изобретения -г повьшение производительности способа путем автоматизации процесса и снижение его трудоемкости, особенно Д.ПЯ ГРП постоянного тока.

На фиг.1 и 2 представлены спектральные и временные характеристики, поясняющие предлагаемый способ; на фиг.З - схема устройства, реализующего способ.

На фиг.1 представлены .виды спектра принимаемых сигналов; а - спектр регулярных составляющих сигнала, принимаемого при подаче на ГРП напряжения, не превышающего напряжение зажигания ; б - эпюры выбранных регулярны составляющих из принимаемого спектра; в - выделенная полоса приема шумового сигнала; г - спектр излучаемого ГРП сигнала при подаче на электроды напряжения зажигания.

На фиг.2 представлены временные характеристики, поясняющие процесс измерения параметров: а - внешние управляющие импульсы; б - импульсы зажигания на электродах ГПР; в - импульсы, соответствующие напряжению зажигания с логическими уровнями; г - импульс, преобразованный приемником шумового сигнала; д - импульс, соответствующий напряжению запаздывания. Устройство, изображенное на фиг.3 содержит ГРП 1, схему 2 управления, подключенную к регулируемому источнику 3 питания, приемник 4 регулярных составляющих, приемник 5 шумовых сигналов, формирователь 6 длительности, схему 7 вычитания и экран 8, в котором размещены ГРП 1 ,, схема 2 управления и источник 3 питания.

В низкотемпературной плазме га- з ового разряда при определенных условиях возникают колебания, обусловленные движением электронов, в диапазоне

с амплитудой до нескольких вольт. В зависимости от конструктивного выполнения ГРП эти колебания могут излучаться в пространство с различной интенсивностью и спектром. Использование этого явления в предлаИ старт, до Ю Гц

ионов частот от 10

0

0

5

гаемом способе контроля параметров позволяет автоматизировать процесс и повысить безопасность контроля.

Контроль параметров по предлагаемому способу ocyD ecтвляeтcя в два этапа. На первом этапе определяются частоты регулируемых составляющих, обусловленные работой схемы управления ГРП, и максимальная разность частот между соседними регулярными составляющими, в пределах которой принимается шумовой сигнал. Эти составляющие выделяются при подключении ГРП к схеме управления и подаче на 5 электро,ды ГРП напряжения, меньшего напряжения зажигания, при этом получаются сигналы, обусловленные, работой генераторов, усилителей, логических элементов и ключей схемы управления . Для предотвращения попадания такого рода сигналов в полосу приема определяют их частоты и выбирают максимальный интервал частот между соседними регулярными составляющими, в пределах которых-устанавливают полосу пропускания приемника шумового сигнала. Фактически действия по первому этапу предотвращают ложное срабатывание схемы контроля, так как при появлении регулярных составляющих в полосе приема, обусловленных работой схемы управления, схема контроля может выделить импульс даже если ГРП не сработал.

Необходимость подачи на электроды ГПР напряжения, меньшего напряжения зажигания, обусловлена необходимостью учета и измерения регулярных составляющих, зависящих от конкретной реализации схемы управления и типа контролируемого ГРП. Излучение регулярных составляющих в большой степени зависит от длины проводников, а некоторые панели имеют длину электродов до 30 см и более.

На втором этапе фиксируют момент появления шумового сигнала, вьщеляе- мого в диапазоне частот между соседними регулярными составляющими из спектра излучаемого сигнала, и по разнице между моментом подачи напряжения зажигания и моментом появления шумового сигнала определяют время запаздывания разряда, а по длительности шумового сигнала - время горе-- ния разряда ГРП. Известно, что низкотемпературная плазма газового разряда излучает в акустическом диапазо0

5

0

5

5

3

не и радиодиапазоне. ГРП имеют гораздо более высокий уровень шумов в широком диапазоне частот по сравнению с электровакуумными приборами. Так, например, спектральная плотность шу- мов стабилитронов тлеющего разряда Чна частоте 500 Гц составляет 0,5 мкВ/Гц и, следовательно,- в полос 10 кГц их уровень имеет значение 5 мВ. С учетом того, что чувствитель ность приемников составляет единицы микровольт, прием шумовых сигналов не представляет затруднений.

Возможно появление дополнительных регулярных составляющих в пределах выбранной полосы приема шумового сигнала после подачи напряжения на ГРП. Однако однозначность их излучения с разрядом в ГРП позволяет лишь упростить контроль: сузить полосу приема, увеличив его чувствительность. Предлагаемый способ контроля может бб1ть реализован в устройстве, приведенном на рис.3.

Контролируемый ГРП 1 со схемой 2 управления и регулируемым источником 3 питания помещается в экран 8,служащий антенной для приемника 4 регулярных составляющих и приемника 5 шумовых сигналов.

Под воздействием внешних импульсов управления (фиг.2а) схема 2 управления вырабатывает высоковольтный импульс (фиг.26) с напряжением, мень шим напряжения зажигания, устанавливаемым регулируемым источником 3. Схема 2 управления с контролируемым ГРП 1 излучает сигнал с электродов ГРП, спектр которого показан на фиг.1а. С помощью приемника 4 измеряются частоты регулярных составляющих, выбираются частоты f и fj (фиг.16), интервал между которыми имеет максимальное значение, и устанавливается полоса приемни- ,ка 5, равная разности частот регулярных составляющих (фиг.1в). На каждый импульс управления формирователь 6 длительности вырабатывает импульс (фиг.2в) с длительностью, равной длительности импульсов, поступающих на электроды ГРП 1 со схемы 2 управления (фиг.26). Далее напряжение источника 3 питания устанавливают рав- ным напряжению зажигания ГРП. На это заканчивается первый этап контроля параметров ГРП.

5464

Затем подают очередной импульс управления, вызывающий в ГРП разряд, которьш принимается приемником 5 шумового сигнала (фиг.1г). На выходе приемника 5 формируется импульс (фиг.2г), поступающий на измеритель времени горения (выход устройства X) и на схему вычитания 7 длительностей представляющую собой например, триггер, первое срабатывание которого производится от переднего фронта импульса с формирователя 6 длительности (фиг,2в,. сигнал У), второе срабатывание - от приемника 5 шумового сигнала. На выходе схемы 7 появляетс импульс (фиг.2д), поступающий на измеритель и соответствующий времени запаздывания зажигания.

В случае контроля временных параметров панели схема управления осуществляет мультиплексирование элементов отображения.

Предлагаемый способ контроля был опробован при измерении временных параметров матричного индикатора ИГПП1-32/32. Диапазон частот шумового сигнала для ИГПП1-32/32 лежит в диапазоне 2-100 кГц с максимумом около 40 кГц, где среднеквадратичное зн чение шума составляет 80 мкВ в поло- се пропускания по уровню 0,7-50 Гц.

На основе предварительно полученных параметров шумового сигнала прибора ИГПП -32/32 были измерены частоты регулярных составляющих индикатора ИМГ-2-01, в состав которого входят панели. Регулярные составляющие с уровнями 0,3-1,5 В имели частоты 32; 48; 64 и 120 кГц. Уровень составляющих контролировали селективным вольтметром В6-9, частоты - генератором ГЗ-36 по методу замещения. Прием шумового сигнала осуществляли анализатором спектра в полосе между 35 и 48 кГц, а длительность импульсов измеряли по осциллографу С1-18, подключенному к выходу детек-, тора анализатора спектра. В качестве антенны использовали металлическую сетку, помещенную на лицевой поверхности ИМГ-3-01 и соединенную с входом анализатора спектра и селективного вольтметра. Полученные значения длительности импульсов иа выходе анализатора спектра (время горения элементов отображения) находились в пределах 40-44 мкс.

51

Контрольную проверку времени горения элементов отображения осуществляли с использованием фотометра ФП4, сигнал с детекторного выхода которого поступал на осциллограф для измерения длительности. Занижение измеренного времени горения по предлагаемому способу приблизительно на 2 мкс можно объяснить случайным характером шумового сигнала, вносящего погрешность измерений, учитываемую при статистической обработке результатов измерений .

Поскольку измерение частот регулярных составляющих в спектре излучаемого сигнала производят, не про никак в схемы управления, с помощью приемников,селективных вольтметров, анализаторов спектра, обеспечивается

простота и безопасность работ на пер- 20 гания разряда на электроды прибора

вом этапе, позволяющая йыделить первый э.тап в разовую операцию для установок, контролирующих определенный тип ГРП,

Использование шумового сигнала в качестве носителя информации о процессах, происходящих в ГРП, позволяет автоматизировать процесс измерений и значительно снизить его трудоекость. Этому способствуют высокий уровень шумовых сигналов, излучемых rPOj отсутствие гальванической связи приемника шумовых сигналов с ГРП; высокая скорость измерений, что позволяет просто и безопасно проводить прием шумовых сигналов независимо от вида контролируемого ГРП (с учетом того, что предварительно проведен первый этап контроля). Высокую скорость контроля обеспечивают за счет использования только электрических сигналов при контроле измерения длительности шумового сигнала и за счет

и

возможности выдачи результатов измерений в виде стандартных двоичных кодов для дальнейшей автоматической обработки и учета.

Преимущество предлагаемого способа особенно наглядно при контроле панели постоянного тока, когда число элементов отображения в одном экземпляре составляет более 4000, причем достоверность результатов можно значительно увеличить за счет многократных измерений временных параметров каждого элемента отображения.

5 Формула изобретения

Способ определения временных параметров газоразрядных приборов, заключающийся в подаче напряжения зажи5

0

5

0

и определении времени запаздывания возникновения разряда и длительности его горения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени осуществления операций способа, перед подачей напряжения зажигания на электроды прибора подают импульсы напряжения, не превышающего напряжения зажигания, определяют частоты; регулярных составляющих в спектре излучения и полосу пропускания шумов, а после подачи напряжения за ;игания фиксируют момент появления: щумового и/или регулярных составляющих и определяют время запаздьзваиия возникновения разряда по разнице между моментом подачи напряжения зажигания и моментом появления шумового сигнала и/или регулярных составляющих, а время горешия разряда - по длительности щумового сигнала и/или регулярных составляющих.

fiuei

g

i гор en ил

f запаздыВания

Редактор Л.Пчелинская Техред

Составитель В.Александров

М.ХоданичКорректор А.Обручар

Заказ 2657/54 Тираж 643Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно

шо-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

дзие.г

(frue.3

j/ffpefg rfffi/Я

Изобретение относится к области электронной техники. Может использо- ваться при автоматическом контроле параметров газоразрядных приборов (ГРП) при их производстве, а также устройств на ГРП. Цель изобретения повышение производительности способа - достигается путем автоматизации процесса и снижения его трудоемкости, особенно для ГРП постоянного тока. Способ предусматривает перед подачей напряжения зажигания разряда на электроды ГРП, подачу импульсов напряжения, на превьшающего напряжение зажигания, определение частоты регулярных составляющих в сп ектре излучения и полосы пропускания шумов. После подачи напряжения зажигания фиксируют моменты появления шумов сигнала и/или регулярных составляющих. Определяют время запаздывания возникновения разряда и время горения разряда. Функциональная схема устройства, реализующего способ, приводится в описании изобретения. Работа устройства поясняется по времен- ньм диаграммам. 3 ил. (Л