Устройство для индикации Советский патент 1981 года по МПК G09G3/10 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах отображения информации на основе газоразрядных (плазменных) индикаторных панелей (ГИП) .переменного тока. Известно устройство для индикации содержащее индикаторную панель,.блрк сопряжения и заданадий генератор 13 . Недостаткс1ми этого .устройства являются следующие факторы: очень сложная схема для получения двух изо лированных (неполярных) напряжений, подключение к генератору опорного напряжения помимо самой плазменной панели еще и ключей, ограничителей и регуляторов напряжений приводит к увеличению потребляемой от него модности, и следовательно, к увеличению импульсных токов, создающих в свою очередь помехи на корпусных шинах и вызывсиощих сбои в работе логических узлов (блока управления), подключение к генератору опорного напряжения дополнительных перечисленных узлов также приводит к увеличению длительностей передних фронтов иишульсов опорного напряжения, так как в этом случае помимо емкости панели к выходам генератора подключаются дополнительные паразитные емкости новых узлов. Увеличение фронтов опорного напряжения вызывает уменьшение стеночного потенциала и потерю свойства запоминания записанной информации в панель в устройстве заменены лишь два внешних источника напряжения на встроенные преобразователи напряжения, причем эти источники относитель но маломсяцные и имеют незначительные паразитные связи, тогда как другие высоковольтные источники с большими потребляемыми токами, например для питания генератора опорного напряжения, остались внешними со всеми присущими связями и помехами. Следовательно, проблема повышения помехоустойчивости до конца не решенё. известно также устройство для индикации, содержащее индикатсчрную панель, блок сопряжения, генератор поддерживающего напряжения и задающий генератор. В устройстве производится коррекция формы поддерживающего напряжения на электродах панели, за счет чего расширяется диапазон памяти ГИП 2j .

Однако практически установлено, ЧТО такой прием расширения диапазона памяти не эффективен, поскольку невозможно сформировать компенсирующие импульсы, совпадающие по форме и во времени с провалами на вершине поддерживающих импульсов. Кроме того, глубина провалов изменяется в зависимости от числа горящих ячеек на данfeofl шине и, следовательно, появляется необходимость автоматически регулировать амплитуду компенсирующих импульсов. Недостатком данного устройства является также то, что не принято мер по обеспечению надежного переключения ячеек на экране ГИП в моменты записи и стирания, поскольку управление ГИП переменного тока является сложной задачей в силу ряда причин, обусловленных конструкцией и принципом работы панели. Из-за большого числа ячеек и разброса их характеристик рабочая область напряжений, в которой возможно управление всеми ячейками ГИП, оказывается очень узкой. Поэтому при незначительных уходах и нестабильностях напряжений опорных и управляняцих импуль- сов теряется управляемость ГИП,т.е. при записи не зажигаются отдельные ячейки,а пои стирании не гасятся некоторые из них или зажигаются и гасятся соседние (невыбранные) ячейки. Это вызывает искажение изображения. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для индикации,содержащее адресные блоки по координатам X и У, выходы которых подключены ко входам индикаторной панели,первые входы адресных блоков по координатам X и У соединены с выходами соответствующих формирователей импульсов записи-стирания, вторые входы с выходами соответствующих генераторов поддерживающего напряжения,треть входы - с первым выходом блока управления, первый и второй входы которого подключены к выходам блока сопряжения и задающегОГенератора соответстве но.

В устройстве, при отклонении амп литуд от оптимального значения,величина отклонения управляет частотой генерации поддерживающих напряжений ЗД .

Недостаток этого устройства заключается в слабо выраженной зависимости граничных напряжений диапазона памяти и частоты поддерживающего напряжения , что вызывает необходимость перестройки частоты в большом диапазоне.

Однако диапазон рабочей частоты современных ,ТИП ограничен с обеих сторон и лежит в пределах 30-100 кГц а изменение частоты даже в этом узком диапазоне вызывает изменение яркости изображения. Следовательно, нестабильность напряжений отражаатся на яркости изображения, что нежелательно для восприятия.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем что устройство содержит распределитель импульсов, входы которого подключены к выходу задающего генератора и второму выходу блока управления, а первый выход - к первым входам генераторов поддерживающего напряжения, и формирователь корректирущих импульсов, первый и второй входы которого соединены со вторым выходом распределителя импульсов и третьим выходом блока управления, первые и вторые выходы - со вторыми входами соответствующих генераторов поддерживающего напряжения, а третий выход со входами формирователей импульсов записи-стирания, а также тем, что формирователь корректирующих импульсов содержит десять элементов И, четыре элемента ИЛИ, триггер и два элемента НЕ, причем первые входы первого, третьего, восьмого и десятого элементов И соединены собой и через первый элемент НЕ - с первым входом второго элемента И, первые входы четвертого, шестого, седьмого и девятого элементов И соеднены между собой и через второй элемент НЕ с первым входом пятого элемента И, второй вход первого элемента И соединен со вторым входом второго элемета И, выходы второго и третьего элементов И подключены ко входам первого элемента ИЛИ, второй вход четвертого элемента И соединен со вторым входом пятого элемента И, выходы пятого и шестого элементов И подключены ко входам второго элемента ИЛИ,выходы седьмого и восьмого элементов И соединены со входами третьего элемента ИЛИ, а выходы девятого и десятого элементов И - со входами четвертого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены к единичному и нулевому входам триггера соответственно.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для индикации, на фиг.2 временные диаграммы работы устройства, на фиг. 3 - функциональная схема формирователя корректирующих импульсов и генераторов поддерживающего напряжения .

Устройство содержит газоразрядную индикаторную панель (ГИП) 1, адресный блок 2 по координате X, адресный блок 3 по координате У, генераторы 4 поддерх ивающего напряжения, распределитель 5 импульсов, формирователи б импульсов записи-стирания, блок 7 управления, блок 8 сопряжения, задающий генератор 9, формирователь 10 корректирующих импульсов, первый,второй, третий, четвертый, пятый,шестой седьмой, восьмой, девятый и десятый элементы И 11-20 соответственно,три гер 21, первый, второй, третий,четвертый элементы ИЛИ 22-25 соответст венно, первый элемент НЕ 26, второй элемент НЕ 27. , ГИП 1 переменного тока обладает свойством запоминания однократно записанной информации, т.е. не требует последующей регенерации изображения Адресные блоки 2 и 3 по координа там X и У выполняют функции дешифрации и сложения поддерживающего и уп равляющих напряжений по соответству щим координатам. Генераторы 4 поддерживающего напряжения формируют относительно высо ковольтные импульсы (порядка 120 В) прямоугольной или ступенчатой формы что зависит от избранного метода адресации. При адресации методом полувыборки используются трехуровневые импульсы поддерживающего напряжения Для их формирования необходимы три электронных ключа. Формирователи 6 импульсов записистирания выдают сравнительно высоко- вольтные импульсы управления, одни из которых имеют положительную поляр ность (например по оси Х), а другие отрицательную полярность (например по оси у) . Блок 7 управления содержит в своем составе (на чертеже не показаны) счетчики знакомест и строк, если отображается алфавитно-цифровая инфо мация, знакогенератор, преобразующий двоичный код знаков в код под.свечиваемых ячеек на экране ГИП 1, и другие логические узлы. Его состав изменяется в зависимости от типа уст ройства для индикации и вида отображаемой информации. Блок 8 сопряжения с источником информации содержит (на чертеже не показаны) приемник, узел контроля входной информации, магистральные усилители сигнсшов и другие узлы,необходимые для обмена служебными сигналами с источником информации, которым в частном случае может служить ЭВМ. Порядок обмена сигналами между источником и приемником стандартизован, например ГОСТ 18146-72, поэтому используелшй тип стыка полностью определяет схему блока 8 сопряжения. Задающий генератор 9 представляет собой относительно высокочастотный (например 1 МГц) и высокостабильный (например кварцевый) генератор. Формирователь корректирунвдих импульсов 10 выполнен на логических элементах И и ИЛИ. Он производит переключение сигналов с одного входа на два различных выхода. Устройство для индикации работает следующим образом. На электроды индикаторной панели (ГИП) 1 всегда должны подаваться импульсы поддерживающего нгшряжения, амплитуда которых недостаточна для поджога ячеек на экране, но и такова, что ранее включенные ячейки не должны самопроизвольно гаснуть. Поддерживающее напряжение формируется генераторами 4 поддерживающего напряжения и через адресные бпоки 2 и 3 по координатам X и У поступают на электроды ГИП 1 (фиг. 1). Генераторы 4 подцерживаняцих напря- . жений производят заряд и разряд емкостной нагрузки, образованной ортогональными электродами ГИП 1 в моменты времени, определяе№ле синхронизирующими импульсами, которые поступают на их входы со второго выхода распределителя 5 импульсов и проходят через формирователь 10 корректирующих импульсов. Синхроимпульсы получаются в распределителе 5 импульсов из непрерывной последовательностиимпульсов, поступатацих на его вход с выхода задающего генератора 9. Можно условиться, что задающий генератор 9 работает на частоте 1 МГц (период 1 мкс), а генераторы 4 поддерживающих напряжений работают на частоте 50 кГц (период 20 мкс). Деление частоты и выделение соответствующих синхроимпульсов (любого из 20 импульсов, соответствующих периоду генераторов 4 поддерживающих напряжений) производится с помощью распределителя 5 импульсов. На фиг. 2 условно показаны три возможных режима работы: поддержка имеющегося изображения.,запись информации и ее стирание. В период записи на формирователь 10 корректирующих импульсов подается сигнал ЗП, с третьего выхода блока управления 7 на период стирания - сигнал СТ. В режиме поддержки с выходов формирователя 10 корректирующих импульсов передаются синхроимпульсы СИ 1 и СИ 5 на первый генератор 4, а СИ 11 и СИ 15 - на второй генератор 4. В режиме запис:: передаются СИ 1, СИ 5 и СИ 10 - на первый генератор 4;СИ 11 и СИ 15 - на второй генератор 4, а из СИ б и СИ 9 формируется импульс записи, который передается на формирователи 6 импульсов записи-стирания. В режиме стирания передаются СИ 1 и СИ 5 - на первый генератор 4, СИ 11, СИ 15 и СИ 20 - на второй генератор 4, а из СИ16 и СИ 17 формируется импульс стирания, который передается на формирователи б импульсов записи-стирания. Синхросигналы в генераторах 4 управляют очередностью включения и выключения электронных ключей и тем самым изменяется форма поддерживающих напряжений. На временных диаграммах в порядке иллюстрации оказано, что в период записи первый генератор 4 формирует трехступенчатый мпульс поддерживающего напряжения, которого больший уровень имеет длиельность 4 мкс, а промежуточный уровень - 5 МКС (его амплитуда около 0,5 от амплитуды верхнего уровня). В период стирания второй генератор 4 формирует трехуровневый сигнал у которого длительности уровней 4 и 5 МКС соответственно (амплитуда сред него уровня равна примерно 0,25 .от амплитуды верхнего уровня). На промежуточные уровни накладываются импульсы записи длительностью около 4 МКС или стирания длительностью 1-2 МКС (на фиг. 2 отмеченные штриховкой) . Поскольку напряжения Ux и Uy с выходов генераторов подаются на эле ктроды ГИП 1, то в каждый момент в ячейках существует р-азность потенциалов , показанная в виде нижней осциллограммы (фиг. 2). Из этой осциллограммы видно, что импульсы записи и стирания помещаются на промежуточный уровень (пьедестал) и складываются из двух разнополярных импульсов. Этот прием позволяет имет управляющие импульсы амплитудой окол 40-50 В и,следовательно,использовать относительно низковольтные транзисторы вформирователях сигналов запи си-стирания. В момент записи сигнал превышает уровень напряжения газового разряда и происходит первая вспышка в ячейке. Образовавшиеся электроны и ионы оседая на диэлектрических слоях вну ренней поверхности ГИП 1, создают стеночный потенциал Ug, изображенный штрихпунктирной линией на после ней осциллограмме (фиг.2). При пере ключении полярности поддерживакщего напряжения происходит вторая вспышк в ячейке и изменение полярности сте ночного напряжения и т.д. При ст рании подается импульс, опережающий очередной импульс поддерживающего напряжения. Стираклций импульс вызывает перезаряд напряжения Ug,поскол ку длительность стирающего импульса мала, то напряжение .и,, не успевает возрасти до нужной величины, поэтому очередной импульс поддерживающего напряжения уже не вызывает изменения полярности ис и, следовательно, нарушается последовательность г зовых разрядов, т.е. прекращается свечение ячейки. Выбор конкретных электродов, на которых происходят описанные процессы, производится ад ресными блоками 2 и 3 по координатам X и У по кодам, поступающим из блока 8 сопряжения через блок 7 управления . Процесс формирования импульсов поддерживающего напряжения различной фор№л (прямоугольной или ступенчатой) или импульсов управления (записи или стирания) различной длительности осуществляется с помощью формирователя корректирующих импульсов 10 (фиг. 3). Формирователь 10 корректирующих мпульсов передает сигналы СИ 1, И 5, СИ 10 на первый генератор 4, а сигналы СИ 11, СИ 15 и СИ 20 - на второй генератор 4. Каждый из генераторов 4 содержит по три.ключевых транзистора. Транзисторы, включаясь fia короткое время (1,5-2 мкс), эаряают нагрузочную емкость до сответствующего уровня напряжения. ак, если открывается третий транзистор раньше, то емкость разряжается до нулевого уровня и в результате формируется узкий прямоугольный импульс поддерживающего напряжения. ЕСЛИ же раньше открвлвается второй транзистор,то емкость разряжается до уровня, определяемого величиной напряжения 4-Е2, затем включается третий транзистор и разряжает конденсатор от промежуточного уровня до нуля. В результате .формируется трехуровневый импульс поддерживакадего напряжения, позволяющий использовать низковольтные управляющие сигналы в моменты записи и стирания. Применение формирователя 10 корректирующих импульсов в составе устройства для индикации позволяет оптимизировать форму поддерживающих и управляющих сигналов, т.е. получить импульсы прямоугольной формы в период поддержки изображения или ступенчатой формы по соответствующей оси в периоды записи и стирания, обеспечить большую длительность импульсов записи по сравнению с длительностью импульсов стирания и иметь требуегялй временной интервал между задним фронтом импульса стирания и передним фронтом очередного подцерживаиадего импульса. Такие соотнетдения позволяют расширить диапазоны управляемой ГИП. При экспериментах установлено, что диапазон памяти у отечественной . ГИПП-163884 (число электродов 128 х X 128) возрос с 8 до 15 В, т.е. почти в 2 раза. Это позволяет использовать относительно низкостабильные источники питанадих напряжений,чем упрощается устройство для индикации в целом. Формирование импульсов поддерживающего напряжения без пьедесталов в процессе поддержки изображения,т.е. основную часть времени работы (ведь запись и стирание - процессы однократные) , дает поныййние КГЩ. Так, для ГИПП-16384 средний ток, потребляемый от источника Е + 125 В составляет 70 мА, .от каждого источника Е2 + 80 В и Еч 50 в средний ток составляет б и 5 мА соответственно. Тогда общая потребляемая мощность Р, ilE 125 - 0,07 + 80 . 0,006 + + 50 0,005 9,38 Вт. Потребляемая мощность в предлагаемом устройстве составляет Pj, 125 х X 0,07 , 8,б5 Вт и, следовательно, КПД возрастает на 7,8%. Формула изобретения 1.Устройство для индикации, содержащее адресные блоки по координа там X и У, выходы которых подключены ко входам индикаторной панели, перв входы адресных блоков по координатам X и У соединены с выходами соответс вующих формирователей импульсов эап |СИ-стирания, вторые входы - с выход ми соответствунадих генераторов поддерживагацего напряжения, третьи вхо .ды - с первым выходом блока управле ния, первый и второй входы которого подключены к выходам блока сопряжения и Зсодакщего генератора соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения надежное ти устройства, оно содержит распределитель импульсов, входы которого подключены к выходу задающего генератора и второму выходу блока управления, а первый выход - к первым входам генераторов поддерживающего напряжения, и формирователь корректи рующих импульсов, первый и второй входы которого соединены сО вторым выходом распределителя импульсов и третьим выходом блока управления,пер вые и вторые выходы - со вторыми вхо дами соответствующих генераторов поддерживающего напряжения, а третий выход - со входами формирователей импульсов записи-стирания. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что формирователь корректирукидих импульсов содержит десять элементов И, четыре элемента ИЛИ, триггер и два элемента НЕ, причем первые входы первого, третьего, восьмого и десятого элементов И соединены между собой и через первый элемент НЕ - с первым входом второго элемента И, первые входы четвертого, шестого, седьмого и девятого элементов И соединены между собой и через второй элемент НЕ с первым входом пятого элемента И, второй вход первого элемента И соединен со вторьш входом второго элемента И, выходы второго и третьего элементов И подключены ко входам первого элемента ИЛИ, второй вход четвертого элемента И соединен со вторым входом пятого элемента И,выходы пятого и шестого, элементов И подключены ко входам второго элемента ИЛИ, выходы седьмого и восьмого элементов И соединены со входами третьего элемента ИЛИ, а выходы девятого и десятого элементов И - со входами четвертого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены к единичному и нулевому входам триггера соответственно. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство CCCf № 514312, кл. Q 06 К 15/18, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР f 537363, кл. Q 06 К 15/18., 1975. 3.Патент США 4017762, |КЛ. 315-169 TV, опублик. 1977 (прототип) .

F

U-r