СВМБМ

результате повышается интенсивность процессов ионизации, возбуждения и рекомбинации.

Основной излучающей областью разряда является отрицательное свечение. Светоотдача излучения в этой области, однако, невелика – около 0,1 лм/Вт. Поэтому в последнее время ведутся работы по использованию свечения положительного столба.

При приложении к газоразрядной ячейке напряжение U > UЗ (напряжение зажигания) самостоятельный разряд начинается с некоторой задержкой. Время задержки состоит из статического времени запаздывания и времени формирования.

Статическое время запаздывания – это время между моментом приложения напряжения и началом протекания тока. Время формирования равно времени нарастания тока от первоначального значения до значения тока пробоя. Если не приняты специальные

Полное время запаздывания реального прибора составляет единицы микросекунд.

Если к электродам газовой ячейки приложить постоянное напряжение смещения U0, причем

подачи отрицательного импульса гашения разряда величиной Uc. Для количественной оценки вводится величина

приборов, в которых постоянно поддерживается разряд только в одной из множества параллельно включенных ячеек. Напряжение включения ячейки Uг меньше напряжения выключенных ячеек. Этим они полностью застрахованы от случайного пробоя. Подготавливая разряд, можно селективно включить одну ячейку из имеющих общее ограничивающее

сопротивление. Адресованная и подготовленная ячейки имеют пониженное напряжение пробоя, т.е. меньший интервал памяти и небольшое время включения. При приложении напряжения, превышающего величину Uз, в подготовительной ячейке происходит пробой, напряжение падает до Uг , а другие ячейки не загораются.

Долговечность приборов с газовым разрядом ограничивается, как правило, распылением материала катода, что приводит к увеличению тока утечки и коротким замыканиям между электродами, уменьшению выхода света из индикатора, уменьшению давления газа. Основными способами увеличения службы ГРИ является уменьшение рабочего тока (и соответственно снижение яркости) или введение в ячейку некоторого количества ртути, что придает процессам деградации в ячейке существенно иной характер.

По принципу действия и конструкции ГРИ делят на три группы: знаковые (большей частью цифровые); индикаторные тиратроны; газоразрядные индикаторные панели.

Знаковые индикаторы.

Наиболее простые по конструкции и принципу действия знаковые (цифровые) индикаторы содержат множество катодов, окруженных общим анодом. Электродная структура знакомоделирующего цифрового индикатора, показанная на рис. 9.4, содержит набор из десяти катодов, каждый из которых имеет форму цифры, окруженной со всех сторон анодным электродом.

Преимущества газоразрядных знаковых индикаторов сводятся к следующему: большие размеры знака, постоянная готовность к работе, малая потребляемая мощность, широкий сектор обзора, отсутствие зависимости яркости знака от угла обзора и низкая стоимость. До появления вакуумных люминесцентных и полупроводниковых индикаторов они были наиболее распространенными индикаторными приборами в вычислительной и измерительной технике.

Недостатками этих индикаторов являются необходимость коммутирования высоких управляющих напряжений и экранирование одних символов другими, а также уменьшение угла обзора вследствие большой толщины катодного пакета и ограниченное число используемых знаков.

Поэтому в последующих разработках знакомоделирующие индикаторы были заменены знакосинтезирующими, которые выполнялись много разрядными. Конструктивно такие индикаторы напоминают вакуумные люминесцентные, однако в отличие от последних они имеют не три, а два электрода. В ГРИ на месте анодов ВЛИ располагаются холодные катоды, а на месте сеток – аноды, выполняемые путем напыления прозрачного проводящего покрытия на внутреннюю поверхность лицевой части прибора.

Параметры типичных цифровых знакосинтезирующих индикаторов приведены в таблице:

Рис. 9.5. Индикаторный тиратрон ТХ19А: а) электродная структура;

б) распределение потенциала в рабочем пространстве Подготовительный разряд на подкатод ПК существует постоянно и

плазма (ПЛ) этого разряда, примыкающая к первой сетке С1 и второй сетке С1, образует так называемый плазменный катод (ПЛК). Управление возникновением основного разряда на вспомогательный анод А1 и анод индикации А2 осуществляется с помощью сеток С1 и С2 , которые воздействуют на потенциал плазменного катода (последний определяется наиболее положительной из сеток, а если потенциалы сеток – одинаковы – сеткой, ближайшей к анодам). При положительном потенциале хотя бы на одной из сеток С1 , С2 между плазменным катодом ПЛК и катодом К возникает тормозящее электрическое поле,

препятствующее прохождению электронов в пространство К-А1,А2 (сплошная линия на рис. 9.5б). Напротив, если и С1 и С2 находятся под потенциалом, близким к катодному, то электроны проникают в промежуток К-А1,А2, в котором становится возможным возбуждение разряда (пунктир на рис. 9.5б).

Распределение потенциала после возникновения разряда на А1, А2 (штрих пунктирная линия на рис. 9.5б) показывает наличие еще одной плазменной области – положительного столба ПС, примыкающего к анодам. Ультрафиолетовое излучение положительного столба возбуждает люминофор Л, излучающий видимый свет.

Из сказанного следует, что для возникновения разряда в индикаторном тиратроне необходимо иметь низкие уровни напряжения на его сетках при высоких уровнях на анодах А1 и А2. Это позволяет записать следующее условие включения в виде логического уравнения

четырех входовая схема совпадения. Однако низкие значения управляющих напряжений получаются только по С1 и С2 , по А1 и А2 они значительно выше, так что большей частью используют сеточное управление. Удобство сеточного управления связано и с тем, что

информацию, т.е. анодный разряд в них сохраняется, пока есть

пространства (штрих пунктир на рис. 9.5б) выше потенциала сеток и на них собираются ионы. В отсутствие заряда сетки коллектируют электроны и принимают электронный ток.

Индикаторы тиратроны применяются как единичные элементы отображения при создании матричных полей большого размера. Так как размер баллона прибора составляет около 10 мм, то получить индикаторное поле с высокой разрешающей способностью на их базе не удается. Кроме того, каждый элемент отображения присоединяется к схеме с помощью шести выводов, что создает большие конструктивные и технологические трудности.

Для устранения этих недостатков созданы тиратронные матричные индикаторы, содержащие в одном баллоне несколько однотипных ячеек, а также встроенных резисторов Rлк. В настоящее время выпускаются 16-точечные тиратронные матрицы ИТМ1 (все точки зеленого цвета свечения) и ИТМ2 (четыре квадратных поля по четыре разноцветных точки в каждом), сегментный тиратронный индикатор ИТС1, содержащий семь элементов отображения для синтеза арабских цифр, и 40-

элементный индикатор (формат 5×8) для отображения буквенно-

цифровой информации ИВГ-1-5×8Л. Два первых типа приборов имеют прямоугольный баллон таких размеров, что позволяет строить наборные индикаторные поля с равномерным шагом по всему полю. Основные параметры некоторых индикаторных тиратронов приведены в таблице ниже.

Таблица

Газоразрядные индикаторные панели Газоразрядные индикаторные панели (ГИП) называют также

матричные индикаторы, так как они представляют собой множество светоизлучающих элементов, образованных на пересечениях ортогональных электродов. ГИП делятся на три основные группы: постоянного тока с внешней адресацией и с само сканированием переменного тока.

Конструкция ГИП с постоянного тока с внешней адресацией изображена на рис.9.6.

Рис. 9.6. Конструкция ГИП постоянного тока с внешней адресацией:

1 – стеклянные пластины подложки; 2 – катодные столбцы; 3 –диэлектрическая матрица; 4 – отверстия; 5 – анодные строки

Панели постоянного тока имеют две ортогональные системы полосковых электродов, разделенных друг от друга диэлектрической пластинкой с матричной системой отверстий, оси которых совпадают с перекрестиями электродов. Пространство между дорожками заполнено газом.

Простейшая схема включения ГИП постоянного тока с внешними резисторами в цепи столбцов, источниками смещения Eсм, источниками

возбуждения строк Uс и возбуждения столбцов Uсб показано на рис.9.7.

Рис. 9.7. Схема включения ГИП постоянного тока с внешней адресацией

Одновременное включение ячеек, у которых один из электродов (на рис. 9.7. данные электроды расположены в столбцах) подключен к общему резистору, невозможно. Действительно, после возникновения в одной из таких ячеек разряда напряжения на общем электроде падает до напряжения поддержания Uп, которое меньше напряжения возникновения разряда Uв, и другие ячейки пробиться не могут.

Напротив, ток в ячейках, подключенных к одной строке, ограничивается разными резисторами, и они могут включатся одновременно.

ГИП постоянного тока, как и большинство других матричных индикаторов, не обладают внутренней памятью и должны работать в режиме с регенерацией изображения при кадровой частоте fк выше критической частоты мельканий fкчм. В общем случае можно записать для режима регенерации