Основные параметры газонаполненных матричных панелей неременного тока

1. Рабочее напряжение поддержания разряда минимальное напряжение управляющего импульса записи (обычно дается при рабочем напряжении поддержания разряда .

2. Минимальное и максимальное значения управляющего импульса стирания (обычно даются при рабочем напряжении поддержания разпяда 80—100 В).

3. Длительность фронта и длительность импульса напряжения записи .

4. Длительность импульсов напряжения поддержания разряда .

5. Частота повторения импульсов напряжения поддержания разряда .

6. Яркость свечения; разрешающая способность (элементов/см).

7. Цвет свечения.

8. Размеры информационного поля (мм).

В ряде конструкций с целью уменьшения времени запаздывания при возникновении разряда в индикаторных «точках» и стабилизации значения соответствующих напряжений в объеме газонаполненной камеры постоянно поддерживается разряд между определенными электродами (элементами рамки, обрамляющей рабочее поле). Благодаря ему создается повышенная концентрация заряженных частиц. Соответственно в параметрах указывают напряжение возникновения разряда в элементах рамки (200—220 В). Питание рамки обычно осуществляется от отдельного источника напряжения.

Газонаполненные ЗСИ постоянного тока отличаются от ЗСИ переменного тока тем, что у них электроды находятся в непосредственном контакте с газовой средой и без принятия специальных мер у ячеек отсутствует память о предыдущем состоянии. Конструктивно они сложнее, чем ЗСИ переменного тока. Однако на их основе удается создать более эффективные цветные ЗСИ, особенно в тех случаях, когда используются возбуждаемые ультрафиолетовым излучением люминофоры.

Простейшие ЗСИ постоянного тока выполняют сегментной конструкции (рис. 3.29. а). В них используется свойство тлеющего разряда с областью прикатодного свечения повторять контуры катода. Обычно катоды всех разрядов выполняют в виде сегментов, расположенных в форме восьмерки (рис. 3.29. б). Одноименные сегменты всех разрядов электрически соединяют между собой. Над каждым знаком имеется индивидуальный анод. Такое конструктивное решение упрощает организацию управления. Оно осуществляется следующим образом. Катоды — сегменты первого разряда, сочетание которых образует - нужный знак, — подключают к минусовому концу источника питания.

Рис. 3.29. Многоразрядный газонаполненный ЗСИ (а): расположение катодов и анола в одном разряде (и), условное обозначение (в)

Анод этого разряда соединяют с плюсовым выводом этого же источника. Если приложенное напряжение окажется больше напряжения возникновения разряда, то около соответствующих сегментов появляется световое излучение (см. § 3.2). Так как при этом падение напряжения на газовом промежутке уменьшается, в цепь каждого катода должен быть включен резистор, на котором падает напряжение, равное разности между потенциалами возникновения разряда и его поддержания. Таким образом высвечивается цифра первого разряда. В следующий момент времени изменяются сегменты, подключенные к источнику питания, и меняется анод, соединенный с плюсовой шиной. Высвечивается цифра следующего разряда и т. д. У таких ЗСИ количество выводов катодов равно количеству сегментов, а выводов анодов — количеству разрядов. Частота переключения напряжений порядка 100—700 Гц. В результате глаз человека воспринимает все разряды светящимися и не замечает их мерцания. Яркость свечения, а при наличии люминофоров и его цвет почти линейно зависят от тока разряда и при неизменном значении резистора в цепи катода могут быть изменены варьированием напряжения.

В ряде ЗСИ постоянного тока для упрощения управления часто применяют самосканирование. Сущность его поясняет рис. 3.30, а. Элементарная ячейка ЗСИ имеет анод индикации 1 и сканирования 4. Вместе с катодами 3 (рис. 3.30, б) и диэлектрической прокладкой 2 они образуют сообщающиеся между собой разрядные камеры. Причем камеры сканирующей стороны, образованные катодами , сообщаются между собой.

Первоначально разряд зажигается на сканирующей стороне катода КО. Для этого на него подают импульс отрицательной полярности (разность потенциалов между анодом сканирования и КО порядка 250 В). В это время потенциалы других катодов положительны, так как на них подано напряжение смещения порядка 100 В.

Рис. 3.30. Схематическое изображение самосканирующейся ячейки (а) и ее упрощенная конструкция (б): 1 анод индикации; 2 - диэлектрическая прокладки; 3 каюд: 4 анод сканирования

В процессе тлеющего разряда появляются ионы, понижающие напряжение возникновения разряда между анодом индикации 1 и , а также в расположенной рядом и сообщающейся каналом соседней камере сканирования с катодом . Если теперь на КО подать напряжение смещения, на - отрицательный импульс той же амплитуды, то разряд переместится на катод . При этом кагод имеет тот же потенциал, что и , но разряда в нем не произойдет, так как он расположен дальше от камеры, в которой происходила разрядка, и концентрации носителей заряда в нем недостаточно для возникновения разрядки. Камера с катодом сообщается также с камерой с катодом . Разряд на катоде подготавливает разряд на катоде и т. д. Таким образом осуществляется перенос заряда в заданном направлении.

Если на аноды индикации подать напряжение, значение которого меньше напряжения возникновения разряда у «невозбужденного» газового «промежутка», последний все равно возникнет, так как он подготовлен разрядом, горящим в ячейке сканирования. В неподготовленной ячейке он не возникает. При переходе разряда в следующую камеру разряд в ячейки индикации затухает. Причем если при сканировании заряд проходит через все камеры, то управляя напряжением анода индикации можно обеспечить свечение только требуемых значений.

В цепи анодов обычно включают резисторы, обеспечивающие компенсацию скачков напряжения, обусловленных разностью потенциалов возникновения разряда и горения.

Кроме параметров, определяющих характеристики оптического изображения, для данных приборов основными являются: напряжение возникновения разряда (150— 200 В); напряжение поддержания разряда (100—170 В); ток индикации сегмента (десятки ).

Рис. 3.31. Условное обозначение (а) и излучающая сторона конструкции (в) матричного ЗСИ постоянного тока: - первый и второй аноды; 1, 2, 3 - гребья, вторая, первая сетки, 4 - катод

Недостатки рассмотренных газонаполненных приборов отображения информации — значительные напряжения и мощности управляющих сигналов. Для устранения этого между анодом и катодом вводят дополнительные управляющие сетки, которые при напряжениях анод - катод 200 -400 В позволяют уменьшить управляющие сигналы до нескольких В — десятков В.

Примером такого решения является матричный ЗСИ (рис. 3.31, а, б). В нем кроме анодов и катода имеются три сетки 1, 2, 3. Две сетки выполнены из ортогонально расположенных электродов 2, 3 и расположены рядом с катодом. Третья сетка 1 расположена между анодом и сетками 2, 3, на которые подается положительный потенциал, а на сетку 1 - отрицательный. Эти потенциалы резко увеличивают напряжение возникновения разряда. Последнее обусловлено тем, что электроны, эмиттируемые катодом, попадают на положительно заряженные сетки 2, 3, находящиеся вблизи него. Ввиду малого расстояния, которое они проходят, и небольшой приобретенной скорости, ионизация ими газа невелика. Отрицательный заряд сетки 1 создает около катода отрицательный градиент электрического поля, дополнительно препятствующий движению электронов к анодам. Для зажигания разряда в ячейках цилиндрической формы (рис. 3.31, б) необходимо уменьшить положительный потенциал сеток 2,3 и уменьшить по модулю отрицательный потенциал сетки 1.

В тех ячейках, в которых потенциал сеток 2, 3 соответствует открытому состоянию, возникнет разряд и появится свечение. Так же как в предыдущем случае, в приборе создается подготовительный разряд, ток которого . Подготовительный разряд стабилизирует значения параметров управляющих сигналов. Для подобных приборов дополнительно указывают параметры: напряжение отпирающее статическое или импульсное первой и второй сеток 10 В, третьей сегки ; напряжение на сетках, соответствующее закрытому состоянию первой, второй и третьей сеток, . Стирание записанной информации рекомендуется проводить одновременно, уменьшая потенциалы обоих анодов.

В настоящее время разработано большое количество газонаполненных приборов, в том числе и цветных, которые позволяют успешно решать задачу отображения информации в устройствах индивидуального пользования.