2.Индикаторы общие сведения об электронных индикаторах

Блоками цифровой индикации мы условно называем важнейшие части и узлы измерительных и контролирующих приборов, электронных часов и многих других приборов и устройств с визуально наблюдаемой цифровой информацией. Их образуют дешифраторы — специальные микросхемы, преобразующие (дешифрирующие) логическое кодовое состояние предшествующих им счетчиков импульсов в сигналы десятичной системы, и знакосинтезирующие индикаторы — электронные приборы, отображающие информацию. Один дешифратор и соответствующий ему один знакосинтезирующий индикатор образуют одноразрядный блок цифровой индикации.

Воспроизведение информации

Способы получения цифр, букв и других знаков разнообразны, однако все они должны удовлетворять требованиям, относящимся к геометрическим размерам, начертанию, освещенности, яркости, контрасту, расположению в пространстве.

Скорость и точность опознания цифр зависят от их формы. Буквы и цифры, образованные прямыми линиями, опознаются быстрее и точнее знаков, для начертания которых использованы криволинейные элементы. Чем более сложную комбинацию прямолинейных и криволинейных элементов имеет цифра или буква, тем труднее она опознается.

Скорость и безошибочность считывания информации, воспроизводимой зна-косинтезирующими индикаторами, определяется, в частности, яркостью свечения индикатора, расстоянием от индикатора до наблюдателя, внешней освещенностью. Для безошибочного считывания необходимо определенное сочетание перечисленных факторов, отклонения от которого ведут к появлению ошибок. Возможны ошибки, связанные с высвечиванием лишнего сегмента, не входящего в состав отображаемого знака, отсутствием свечения одного из сегментов, входящего в состав отображаемого знака, появлением «лишних» сегментов или одновременным отсутствием части сегментов.

Идентификация цифр и букв зависит от их размеров, внешней освещенности, величины контраста по отношению к фону. Так, например, при освещенности 20...1000 лк белые знаки с относительно малым угловым размером 6... 9' на темном фоне опознаются быстрее и точнее, чем темные знаки с большим угловым размером (35') на белом фоне.

Воспроизводить десять арабских цифр можно с помощью пяти, шести, семи и более сегментных индикаторов, сегменты которых имеют прямолинейную и криволинейную конфигурацию. Применение дятисегментных индикаторов позволяет упростить коммутационное устройство управления, снизить потребляемую мощность. При одиночной ошибке в канале управления семисегментным индикатором, вызывающей погасание одного рабочего сегмента или зажигание одного нерабочего сегмента, может образоваться конфигурация, отображающая неправильный символ.

Основные параметры индикаторов

Яркость определяется силой света, излучаемой единицей поверхности. Человеческий глаз воспринимает очень широкий диапазон яркости—от Ю-6 до 10е кд/м2. Яркость свечения экрана телевизионного приемника составляет, например, 100...130 кд/м2. Однако чувствительность глаза при изменениях уровня яркости не остается постоянной. Как высокий, так и низкий уровни яркости утомляют наблюдателя. Яркость свечения отдельных элементов изображения, создаваемого индикатором, должна быть по возможности одинакова, что по различным причинам не всегда удается реализовать. Поэтому в справочных данных индикаторов, обычно указывают допустимую неравномерность свечения элементов изображения. Интересно, что глаз плохо чувствует неравномерность свечения больших площадей, если эта неравномерность не «бросается в глаза». Однако резкие изменения яркости на малых площадях глаз фиксирует хорошо;

так, например, в центре экрана цветного кинескопа глаз может различить одну темную точку на 1 млн. светящихся.-

В затемненных помещениях при низких уровнях внешней засветки достаточно иметь яркость 30... 70 кд/м². Мелкие детали изображения хорошо различаются при яркости около 100 кд/м². Для удобного восприятия подвижных, быстроменяющихся изображений надо иметь яркость 300 кд/м² и более. Длительное наблюдение очень ярких изображений утомляет оператора и повышает чувствительность к мельканию изображений.

Угол обзора — параметр индикатора, определяющий удобство применения его в устройствах отображения информации. Угол обзора — совокупность углов наблюдения, при которых обеспечивается безошибочное считывание воспроизводимой индикатором информации. Под углом наблюдения понимается угол между направлением наблюдения и нормалью к плоскости знакоместа индикации. На величину угла наблюдения влияют многие факторы: конструктивное выполнение индикатора (цилиндрический, плоский, торцевой, глубина знакоместа, наличие держателей и т. п.), уровень внешней освещенности, расстояние наблюдения, яркость индикатора и т. п. Для каждого сочетания этих факторов существуют углы наблюдения, при которых обеспечивается безошибочное считывание информации. Максимальную величину такого угла наблюдения называют оптимальным углом обзора.

Наряду с углом обзора для характеристики пространственного восприятия излучения используется диаграмма направленности излучения индикатора, отображающая угловое распределение интенсивности излучения.

Цвет. Для наилучшего различения отображаемых сигналов используется цветовое кодирование. Цвет характеризуется тремя параметрами: яркостью, цветовым тоном и насыщенностью. Яркость цвета определяется величиной светового потока, излучаемого в заданном направлении единицей площади поверхности в пределах единичного телесного угла. Цветовой тон (оттенок) цвета — свойство цвета, позволяющее определить данный цвет как красный, зеленый и т. д. Он характеризуется длиной волны светового излучения. Насыщенность цвета — степень его свободы от примеси белого цвета.

В индикаторах обычно не удается добиться узкого спектра излучения. В одноцветных индикаторах желательно, чтобы максимум спектра излучения совпадал с максимальной чувствительностью глаза, но источник света с не слишком узкой полосой спектра излучения более приятен для наблюдения, чем узкополосный. В индикаторах с цветовым кодированием информации узкая полоса излучения также нежелательна, так как при использовании узкополосных источников наблюдатель, переводя взгляд с одного поля на другое, может увидеть изображение в дополнительном цвете и допустить ошибку в считывании информации.