Электронный коммутатор

 

ЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР содержащий последовательно расположенные электронную пушку, модулятор, анод, отклоняющие пластины и мишень, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем устранения электрической связи между электронным лучом и входами каналов, мишень выполнена в виде матрицы фотоприемников, число которых соответствует числу каналов коммутатора с нанесенными на нее последовательно диэлектрическим прозрачным для света и катодолюминесцентным слоями. (Л 0 / / Фиг.1 00 4 СО ел У

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(gg) Н 01 J 31/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO

00 ось О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3516222/18-21 (22) 06.12.82 (46) 07.03.84. Бюл. № 9 (72) А. М. Кульша и В. М. Ломако (71) Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. акад. А. Н. Севченко (53) 621.383 (088.8) (56) 1. Власов В. Ф. Электровакуумные приборы. М., «Наука», 1949, с. 348 — 440.

2. Путилин А. Б. Политрон (Использование в схемах преобразования информации)

М., «Энергия», 1980, с. 15 — 16.

3. Авторское свидетельство СССР № 397990, кл, Н 01 J 31/06, 1974.

„„SU„„1078495 А (54) (57) ЭЛЕКТРОННЫ Й КОММУТАТОР содержащий последовательно расположенные электронную пушку, модулятор, анод, отклоняющие пластины и мишень, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем устранения электрической связи между электронным лучом и входами каналов, мишень выполнена в виде матрицы фотоприемников, число которых соответствует числу каналов ком мутатора с нанесенными на нее последовательно диэлектрическим прозрачным для света и катодолюминесцентным слоями.

1078495

Недостатками указанного устройства являются значительная трудность реализации большого числа каналов, зависимость тока луча от нагрузки в канале, большие габариты. зо

Известен электронно-лучевой прибор «По литрон», который представляет собой электронную пушку с системой горизонтально отклонякнцих пластин и коллектором. Электронный луч падает на коллекторные пластины. Меняя напряжение на системе отклоняю- З5 щих пластин, можно коммутировать токи через коллекторы (2).

Изобретение относится к электронным приборам, использующим электронный поток для коммутации электрических сигналов, и может быть применено в автоматике, в вычислительной технике при вводе дискретноаналоговой информации в вычислительную машину, в робототехнике, в телевизионной технике при коммутации матричных и мозаичных приемных и передающих устройств (твердотельные фоточувствительные линейки, матрицы, плоские экраны и т. п.).

Известен электронный коммутатор, содержащий электроннолучевую трубку, в котороой установлен металлический диск с прорезами по окружности. Если подать на от-клоняющие пластины переменные напряжения одинаковой частоты, но сдвинутые по фазе на 90, то электронный пучок будет вращаться, описывая на экране окружность.

Регулировкой напряжений на пластинах радиус окружности устанавливается таким, чтобы электронный пучок проходил через прорезы диска, замыкая по очереди цепи электродов, находящихся за прорезами. Частота вращения луча, а следовательно, и частота включения каждого отдельного электрода, равны частоте переменногоо напряжения на отклоняющих пластинах (1).

Недостатками указанного устройства являются большие габариты, необходимое для стабилизации работы прибора постоянство сопротивления в выходной цепи прибора.

Наибоолее близким к предлагаемому является электроннолучевой цифроаналоговый преобразователь, содержащий последовательно расположенные электронную пушку, модулятор, анод, отклоняющие пластины и мишень.

В известном устройстве мишень выполнена в виде изолированных друг от друга токопроводящих пластин, каждая из которых имеет отверстие, площадью пропорциональной весу разряда кода (3).

Недостатками устройства являются большие габариты, сложность изготовления, зависимость тока луча от нагрузки в канале.

Цель изобретения — расширение области применения путем устранения электрической связи между электронным лучом и входами каналов.

1О !

Поста вле н на я цел ь дости га ется те м, что в устройстве, содержащем последовательно расположенные электронную пушку, модулятор, анод, отклоняющие пластины и мишень, мишень выполнена в виде матрицы фото п ри ем ни ко в, ч и сло кото рых со ответствует числу каналов коммутатора с нанесенными на нее последовательно диэлектрическим прозрачным для света и катодолюминесцентными слоями.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого электронного коммутатора; на фиг. 2— схема электронного коммутатора для коммутации матричного экрана; на фиг. 3— эквивалентная схема функциональной ячейки матричного экрана с элементами электронного коммутатора; на фиг. 4 — схема расположения электронного коммутатора относительно матричного экрана параллельно экрану; на фиг. 5 — то же, перпендикулярно экрану.

Электронный коммутатоор (фиг. 1) содержит электронную пушку 1, модулятор 2, анод 3, отклоняющие пластины 4, катодолюминесцентный слой 5, диэлектрический прозрачный для света слой 6, матрицу фотоприемников 7, число элементов в которой равно числу каналов коммутатора. Все детали электронного ком мутатора помещены в герметичную оболочку, в которой создан вакуум (не показана) . Электронный луч, фор мируемый электронной пушкой 1, модулятором 2, анодом 3, сканируется отклоняющими пластинами 4, бомбардирует катодолюминесцентный слой 5, вызывая его свечение, интенсивностью которого можно управлять напряжением на модуляторе 2. Излучение катодолюминисцентного слоя 5 проходит через прозрачный для света слой 6 и освещает элементы матрицы фотоприемников 7, вызывая в этих элементах фотоотклик. Параметры фотоотклика в каналах коммутатора зависят от тока луча (напряжение на модуляторе и аноде), скорости развертки (скорость нарастания напряжения на отклоняющих пластинах), времени нарастания и спада свечения катодолюминисцентного слоя и инерционных характеристик фотоприемника.

Прозрачный диэлектрический слой осуществляет электрическую развязку между электронным лучом и каналами коммутатора, что делает независимым ток луча от нагрузки в канале. Электронный луч сканируется в одной плоскости, высвечивая полоску катодолюминисцентного слоя над линейкой фотоприемников, тем самым конструкция предлагаемого электронного коммутатора имеет плоский компактный вид.

Предлагаемый электронный коммутатор применяется для коммутации матричных экю ранов в системах отображения информации (фиг. 2) . Матричный экран состоит из электродов строк Х ...Х„, электродов столбцов

Yi ... Y>, между которыми расположена опти1078495 коизменяющаяся среда (ОС) 8. Перекрестия электродов строк и столбцов образуют функциональные ячейки 9 (ФЯ) — металлизированными дорожками 10„,,...10„1» и 10У, 10у:», строки и столбцы соединены с каналами электронных коммутаторов 11 — Х и 11 — Y. Электронные коммутаторы 11 — Х и 11 — Y содержат элементы 12„,,...12>. 12y;p...12y;n и которые имеют общие электроды 13„и 13„на которые поодается напряжение UÄ v U„ox источника питания (не указан). Электронные коммутаторы 11 — Х и 11 — У бомбардируются электронными лучами, сканирующими по элементам 12„, 12„.„, 12„,,...12y,„(на схеме электронные лучи не показаны).

Эквивалентная схема функциональной ячейки 9 матричного экрана с элементами электронного коммутатора (фиг. 3) состоит из последовательно соединенных металлизированными дорожками 10,, и 10„,< элементов 12„, и 12,„электронного коммутатора и импеданса функциональной ячейки Z<„.,», питание U>, Uy подается на клеммы. Элементы электронного коммутатора состоят из фоточувствительных импедансов 2 »;», Z4„,„диэлектрических, прозрачных для света слоев

6„.,„6„.,» катодолюминисцентных слоев 5„„и

5 „бомбардируемыми электронными лучами е„и е>.

Напряжение питания, поданное на клеммы U и Uy, распределяется между импедансами элементов 12„, 12 ;и (электронный коммутатор строк — 11 — Х), импедансами функциональных ячеек 9,;,...9„.,„, импедансами элементов 121,,...12>, (электронный коммутатор столбцов 11 — Y) . Электрическое соединение этих элементов осуществляется с помощью электродов 13„и 13„, металлизированных дорожек 10„»..10„,„10„,,...10„.,„и электродов, строк и столбцов Х ...Х„, Y, Y„

По катодолюминесцентным слоям электронных коммутатаров 11 — Х и 11 — Y сканируют электронные лучи, каждый из которых имеет отдельную систему управления (не показаны) . При попадании электроонных лучей на элементы электронных коммутаторов импеданс фотоприемников уменьшается и повышается падение напряжения на соответствующей функциональной ячейке, при этом изменяются ооптические свойства оптикоизменяющейся среды 8 и происходит отображение на экране элемента изображения.

Основ ные тре бова ни я к элемента м электронного коммутатора для матричного экрана лучше видны из анализа эквивалентной схемы строки и столбца экрана (фиг. 3).

1О

15 го

25 зо

4О

Напряжение питания, приложенное к клеммам U è U, падает на импедансе фотоприемника строки Z <;» на импедансе функциональной ячейки Z>»;» и импедансе фотоприемника столбца Z . Без освещения одновременно обоих фотоприемникоов импеданс их выше импеданса функциональной ячейки и падение напряжения на ней недостаточно для изменения оптическими своиств.

При бомбардировке электронными лучами е„и е„одновременно элементов 12„.„и 12ур воозникает свечение катодолюминесцентных слоев 5„,„и 5 ;„, излучение через диэлектрические слои падает на фотоприемники строки и столбца, вызывая уменьшение импедансов Z .,< и Хру;», что приводит к возрастанию падения напряжения на импедансе функциональной ячейки Zqn;», в результате изменяются ее оптические свойства.

Предлагаемый электронный коммутатор, изготовленный на одной подложке с матричным экраном, позволяет осуществлять в аналоговом виде построчную адресацию информации, используя в качестве памяти послесвечение катодолюми нес центных слоев 5<1» и 5у,».

Электронные коммутаторы 11 — Х и 11 — Y располагаются относительно матричного экрана таким образом, чтобы электронные лучи е„и е, выходящие из электронных пушек

1у и lх, были расположены в параллельной или перпендикулярной плоскости, относительно плоскости экрана (фиг. 4 и 5), при этом корпус имеет плоский компактный вид. Для управления мозаичным экраном применяется электронный коммутатор с мозаикой фотоприемников, на поверхности которого нанесены диэлектрический и катодолюминесцентный слои.

Основным преимуществом изобретения является то, что электронный луч в системе управления электрически не связан с коммутационными цепями. Предлагаемое устройство имеет компактный плоский вид, в нем используются такие важные свойства электронного луча, как высокое быстродействие, независимость от температуры, радиационная стойкость.

Область применения электронного коммутатора может быть очень широкой. Наиболее целесообразно применять электронный коммутатор в системах связи, в вычислительной технике, в цифроаналоговой аппаратуре, в системах отображения информации и телевидении, в робототехнике.

1078495

I078495 е„, е„ ех

4Риг. 4

Редактор А. Власенко

Заказ 974/46

Составитель В. Александров

Техред.И. Верес Корректор М. Шароши

Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 (3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4