Вопрос №3. Устройства отображения информации со знакосинтезированием.

3.1. Основные определения и классификация

Широкое развитие и совершенствование УОИ со знакосинтезированием связано с тем, что в настоящее время резко увеличилась потребность в малогабаритных устройствах отображения цифро-буквенной информации. Основными элементами таких УОИ являются знакосинтезирующие индикаторы (ЗСИ), под которыми подразумеваются такие приборы, в которых информация, предназначенная для зрительного восприятия, отображается (синтезируется) с помощью одного или совокупности дискретных элементов. В ЗСИ синтез символов осуществляется с помощью дискретных элементов различного вида. Это могут быть отдельные точки (в мозаичных ЗСИ) или протяжённые участки – сегменты постоянной либо переменной толщины. Каждый дискретный элемент ЗСИ имеет свой адрес, что позволяет особенно эффективно использовать их в сочетании с ЭВМ или другими цифровыми приборами. При помощи ЗСИ можно отображать информацию в виде букв, цифр, символов, а также мнемоническую, графическую и телевизионную информацию. Они позволяют получать практически любые размеры информационного поля: от знаков высотой 1,5-3 мм до экрана и табло площадью в несколько десятков квадратных метров.

Известные типы ЗСИ классифицируются по следующим основным признакам:

• по принципу действия;

• по типу используемого явления;

• по конструктивному исполнению;

• по способу управления;

• по виду информационного поля;

• по виду отображаемой информации.

По принципу действия ЗСИ подразделяются на активные (принцип действия которых основан на преобразовании электрической энергии в световой поток) и пассивные (принцип действия которых основан на модуляции внешнего светового потока под действием электрического поля).

По типу используемого явления ЗСИ подразделяются на накаливаемые вакуумные, газоразрядные, электролюминесцентные, полупроводниковые и жидкокристаллические. Все приведённые типы ЗСИ относятся к индикаторам активного типа, кроме жидкокристаллических, являющихся пассивными индикаторами.

По конструктивному исполнению ЗСИ подразделяются на модульные и составные индикаторы. С помощью модульных ЗСИ обеспечивается возможность создания составных индикаторов без потери информации в местах соединения отдельных модулей. Составные индикаторы выполняются как единое целое из набора модулей.

По способу управления ЗСИ разделяются на индикаторы со встроенным и с внешним управлением. В индикаторах со встроенным управлением элементы индикации выполнены совместно с частью элементов системы управления.

По виду информационного поля ЗСИ подразделяются на одноразрядные сегментные, одноразрядные матричные, многоразрядные сегментные и многоразрядные матричные, с фиксированными и нефиксированными знакоместами.

По виду отображаемой информации ЗСИ делятся на единичные, предназначенные для отображения информации в виде точки или другой определённой геометрической фигуры, цифровые, буквенно-цифровые, графические и шкальные. Последние отображают информацию в виде уровней или значений величин.

3.2 . Электролюминесцентные знакосинтезирующие индикаторы.

П ринцип действия электролюминесцентных индикаторов (ЭЛИ) основан на свечении некоторых кристаллических веществ при возбуждении их электрическими полями или токами.

Рис.1 Электролюминесцентные индикаторы

а) электролюминесцентные индикаторы на стеклянной основе

б) электролюминесцентные индикаторы на металлической основе

в) электролюминесцентные индикаторы на гибкой основе

Конструктивно ЭЛИ представляют собой плоский конденсатор, выполненный на основе стеклянных, металлических или гибких (полимерных) пластин. Наибольшее распространение получили ЭЛИ на стеклянной основе (1) (рис.1,а). Одним из электродов является токопроводящий прозрачный слой (2), нанесённый на стекло, через который наблюдается свечение. Другим электродом служит напылённый в вакууме непрозрачный слой (4), который выполняется в виде изолированных сегментов. С помощью выбора формы и взаимного расположения сегментов получают изображение различных символов, фигур и рисунков. Между электродами помещается слой диэлектрика с равномерно распределёнными в нём кристаллами люминофора (3). У индикаторов на металлической основе одним из электродов служит сама основа (6), вторым – прозрачный электропроводный слой (2), нанесённый сверху (рис.1,б) между металлом (6) и слоем люминофора (3) для лучшего сцепления нанесён слой эмали (5), служащий также для отражения света и повышения электрической прочности. У ЭЛИ на гибкой основе (рис. 1,в) с обоих сторон (сверху прозрачных электродов (2), между которых находится слой люминофора (3)), нанесены прозрачные полимерные плёнки (7).

При подведении возбуждающего переменного напряжения к электродам ЭЛИ энергия электрического поля преобразуется электролюминофором в световой поток.

Эффективная яркость ЭЛИ ( В ) определяется зависимостью:

[2],

где b и А0 – константы;

U – эффективная величина приложенного напряжения возбуждения.

Константа b определяется формой напряжения возбуждения ( например, для синусоидального напряжения частоты f = 0.4-10 кГц b=13). Константа А0 учитывает частоту и с ее ростом увеличивается. Однако увеличение коэффициента b происходит до определенного предела ( f = 15-20 кГц), что объясняется наступлением режима насыщения. Зависимость яркости свечения ЭЛИ от частоты напряжения возбуждения приведена на рис. 2.