СВМБМ

ППИ имеют очень высокую долговечность. В технической документации на ППИ, как правило указывается минимальная наработка 15000 ч, а в облегченных режимах 30000ч.

В радиолюбительской практике можно допустить уменьшение яркости на 30 и даже на 50%. В этом случае минимальная наработка составит уже не 15000ч, а, например, 25000. Опыт показывает, что ППИ работают 70...80000 часов и более (около 8...10 лет непрерывной работы).

Для повышения надежности работы ППИ рекомендуется эксплуатировать их в облегченных режимах, например, при рабочих токах и напряжениях на уровне 0,5...0,7 от предельных значений. При этом яркость свечения будет вполне достаточна для практических целей. Нельзя применять ППИ в предельных режимах.

Приведем данные об основных параметрах некоторых промышленных ППИ. Эти данные сведены в таблицу.

Матричные ППИ по конструкции делятся на два типа: отражающие и не отражающие. Конструкции таких ППИ приведены на рис. 5.9.

Рис. 5.9а. Структура ППИ отражающего типа(а) и поперечный разрез такого индикатора (б):

1 – светодиод; 2 – проводник из золота; 3 – контактная площадка; 4

– отражающая стеклянная пластинка; 5 – алюминиевая подложка; 6 – катод; 7 – черная смола; 8 - анод

В индикаторе отражающего типа на подложке из алюминия продольно расположены катодные электроды в виде параллельных линий шириной 0.5 мм и шагом 0.8 мм между ними. Анодные электроды сформированы отдельно на краю подложки ортогонально катодным электродам. Отражающая стеклянная пластина имеет отверстия с шагом 0.8 мм, в которые устанавливают СИД, образующие матрицу. Стенки отверстий в отражающей стеклянной пластине имеют обращенный вверх наклон около 45°. Они покрыты тонкой отражающей пленкой золота. На поверхность алюминиевой подложки нанесен слой черной смолы, за исключением мест расположения контактных площадок диодных кристаллов, контактных площадок для проводников и электродов – выводов (анодных электродов).

Виндикаторах не отражающего типа катодные электроды шириной

0.3мм имеют шаг 0.5 мм. Светодиоды расположены зигзагообразно на алюминиевой подложке.

Рис. 5.9б. Структура ППИ не отражающего типа (а) и поперечный

Системы адресации СИД.

Рассмотрим способ организации адресации мало разрядных цифровых СОИ сначала с помощью структурной схемы. Будем рассматривать СОИ, воспроизводящие одну или несколько текстовых строк, каждая из которых содержит несколько знакомест сегментного или точечно-матричного формата. Такие СОИ широко применяют в цифровых часах, калькуляторах, разнообразных электронных измерительных приборах и т.п.

В простейшем случае схема однокоординатной адресации содержит счетчик (Сч), знакогенератор (ЗГ), преобразующий код счетчика в код индикатора, формирователь Ф, превращающий сигналы цифровой логики с выхода дешифратора в сигналы, необходимые для возбуждения ЗО индикатора (см. рис. 5.10а).

В схеме, представленной на рис. 5.10а при смене данных в счетчике одновременно и в том же темпе меняются показания индикатора, что усложняет работу оператора. Для устранения этого недостатка систему модифицируют введением регистра-фиксатора Рг между счетчиком и знакогенератором (см. рис. 5.10б).

По сигналу записи «Запись» в Рг фиксируются текущие показания счетчика, причем частоту подачи этого сигнала выбирают в соответствии с пропускной способностью оператора или же заданным

темпом обновления информации. Модифицированную схему часто выполняют таким образом, чтобы по сигналу запрета «Запрет», подаваемому на блок формирователя (или знакогенератора), индикатор выключался. Тем самым исключается высвечивание так называемых незначащих нулей, зарегистрированных счетчиком. Например, если счетчики пятиразрядного цифрового вольтметра содержат число 05,170, то на индикаторе надо высветиь показания только второго, третьего и четвертого счетчиков, для чего на блоки Ф (или ЗГ), управляющие старшим и младшим разрядами индикатора, подаются сигналы «Запрет».

Рис. 5. 10.Схема однокоординатной адресации

Пример: Рассмотрим схему одноразрядного цифрового устройства индикации на основе знакосинтезирующего 7-сегментного ППИ типа АЛ304Г. Для этого воспользуемся структурной схемой, представленной на рис. 5.10б. При ее реализации блок «Сч» может быть выполнен на ИМС К155ИЕ2 с выходным двоично-десятичным кодом, а блоки ЗГ и Ф – на одной ИМС К514ИД2 (двоично-десятичный 4-разрядный счетчик), преобразующий позиционный код счетчика в унитарный десятичный код знакомоделирующего индикатора. Дешифратор ИД2 имеет открытый коллекторный выход, что определяет его использование для индикаторов с раздельными катодами и необходимость использования навесных резисторов (см. рис. 5. 11).

а – при нулевом уровне входного сигнала; б – при единичном уровне

индикации при нулевом уровне входного сигнала и с функцией запрещения индикации при его единичном уровне, который соответствует входу «Запрет» (см. схему на рис. 5. 11б). Кроме этого, индикация запрещена при входных числах, равных 10, 11 – 15.

Схема одноразрядного цифрового индикатора представлена на рис. 5. 12.

Рис. 5.12. Схема одноразрядного цифрового индикатора Так как ППИ типа АЛ304Г имеет раздельные катоды, то в

качестве преобразователя кода 1-2-4-8 в семи сегментный десятичный код следует использовать дешифратор типа К514ИД2, на выходах которого транзисторы имеют открытые коллекторы.

Навесное сопротивление для данной R схемы можно определить по

Uа - среднее значение падения напряжения на полупроводниковом переходе индикатора; Iа ном - номинальное значение тока возбуждения индикатора.

Если принять Ек = 5 В; Uнас = 0,5 В ; Uа = 2В; Iа ном = 5 мА,

получим R = 5000 Ом.

Примеры устройств на ППИ

Рассмотрим простейшие примеры устройств, в которых находят использование ППИ.

На рис. 5.13 представлен пример схемы индикации заданной температуры в термостатическом объеме.

Рис. 5.13. Схема индикации заданной температуры в термостатическом объеме

В начальном положении при высоком омическом сопротивлении датчика - термистора R1 транзистор VT1 заперт - горит светодиод красного цвета VD2 (температура повышается). При достижении

Впервом случае (рис. 5.14) свечение светодиода VD

соответствует низкому уровню сигнала на выходе. Во втором случае (рис. 5.15) реализована индикация высокого уровня.

Рис. 5.14. Пример схемы индикации низкого уровня сигнала на выходе

Рис. 5.15. Схема индикации включения напряжения высокого уровня

6.Электролюминесцентные индикаторы

Электролюминесценцией называется явление излучения света люминофором под действием электрического поля.

Электролюминесцентное излучение возникает в результате приложения электрического поля к люминофорному материалу. Интенсивность излучения зависит от напряженности поля, а также частоты его изменения, если поле переменное.

Свечение связано с ускорением движения носителей зарядов в люминофоре, для чего требуется достаточно высокая напряженность поля (порядка 10 3…106 В/см).

Наиболее распространенным люминофором является сульфид цинка (ZnS) с примесями меди, марганца и некоторых других элементов, называемых активаторами.

1 – слой люминофора; 2 – металлический электрод; 3 – выводные контакты; 4 – герметический корпус; 5 – прозрачный электрод (SnO2); 6 – стеклянная подложка

по яркости и контрастности они уступают многим другим типам излучающих элементов. Зависимость, связывающая яркость элемента с приложенным к нему напряжением, определяется формулой вида:

В среднем для ЭЛИ постоянного тока при питающем напряжении около 100В яркость свечения равна приблизительно 300кд/м2. Характерной особенностью для этих элементов является уменьшение их световой мощности в процессе эксплуатации, что связано с миграцией примесей в люминофоре в зонах контакта с электродом. Срок службы элементов может быть увеличен, если осуществить их питание

способность ЭЛИ менять цвет излучения в зависимости от приложенного напряжения, что позволяет осуществлять световое кодирование отображаемой информации.

Тонкопленочные индикаторы переменного тока являются наиболее

электродов с люминофором заменена емкостной, и сам элемент представляет собой конденсатор. Для этого слой люминофора