Устройство для отображения информации на газоразрядной индикаторной панели

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ПАНЕЛИ, содержащее группы управляющих ключей по координатам X и У, первую и вторую группы развязывающих элементов на диодах по координатам X и У и ограничительные элементы на резисторах по координатам X и У, причем: выходы управляющих ключей первой группы ПОкоординатам X и У подключены к анодам соответствующих диодов первой группы по соответствующей координате, катоды диодов первой группы по каждой из координат соединены с анодами соответствующих диодов второй группы, одним из выводов соответствующего резистора и соответствующей.координатной шиной газоразрядной индикаторной панели, выходы управляющих ключей второй группы по координате У подключены к катодам соответствующ:их диодов второй группы, выходы управляющих ключей третьей группы по координате У - к другим выводам соответствзпощиз1 резисторов, входы управляющих ключей лервой и третьей групп по координате У соединены с положительной шиной питания, а входы управляющих ключей второй группы по координате У - с шиной нулевого потенциала, о тличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности путем сокращения длительности фронта импульсов поддерживающего напряжения, оно содержит зарядный ключ, вход которого подключен к положительной щине питания а выход - к входам управляющих ключей первой группы по координате X, первый шунтирующий ключ, вход которого соединен с отрицательной шиной питания, второй шунтирующий ключ, вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход - к вы ходу первого шунтирующего ключа и х входам управляющих ключей второй to ;о ( группы по координате X, выходы которых соединены с другими выводами Соответствующих резисторов, и разэ рядный ключ, вход которого подключен к шине нулевого потенциала, . а выход - к катодам диодов второй группы.

. СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

6% (11) 3(59 С 09 С 3/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3523839/24-24 ,(22) 21 ° 12.82 (46) 07.12.84„ Бюл. 1Ф 45 (72) Б.Н.Калугин, П.Н.Телень и А.А.Шорохов (53) 681.327.11(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N -629543, кл. G 09 G 3/28, 1975.

2. Заявка Японии Ф 54-2805, кл. G 06 К 15/18, 1974. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ

ИНФОРМАЦИИ НА ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ИНДИКАТОР-

НОЙ ПАНЕЛИ, содержащее группы управляющих ключей по координатам Х и У, первую и вторую группы развязывающих элементов на диодах по координатам

Х и У и ограничительные элементы на резисторах по координатам Х и У., причем: выходы управляющих ключей первой группы по координатам Х и У подключены к анодам соответствующих диодов первой группы по соответствующей координате, катоды диодов первой группы по каждой из координат соединены с анодами соответствующих диодов второй группы, одним из выводов соответствующего резистора и соответствующей координатной шиной газоразрядной индикаторной панели, выходы управляющих ключей второй группы по координате У подключены к катодам соответствующих диодов второй группы, выходы управляющих ключей третьей группы по координате

У вЂ” к другим выводам соответствующиМ резисторов, входы управляющих ключей первой и третьей групп по коордйнате У соединены с положительной шиной питания, а входы управляющих ключей второй группы по координате

У вЂ” с шиной нулевого потенциала, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности путем сокращения длительности фронта импульсов поддерживающего напряжения, оно содержит зарядный ключ, вход которого под- g ключен к положительной шине питания, а выход — к входам управляющих ключей первой группы по координате Х, первый шунтирующий ключ, вход которого соединен с отрицательной шиной Я питания, второй шунтирующий ключ, вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход — к выходу первого шунтирующего ключа и входам управляющих ключей второй ,группы по координате Х, выходы которых соединены с другими выводами соответствующих резисторов, и разрядный ключ, вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход - к катодам диодов второй группы, 1128290

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение надежности путем сокращения длительностифронта импульсов поддерживающего напряжения. 1

Изобретение относится к радиотех-,,нике и может быть использовано в

I системах индикации для отображения информации с запоминанием на газоразрядной индикаторной панели переменного тока (ГИПП).

Известно устройство для отображения информации на газоразрядной индикаторной панели, содержащее ключевые элементы первой и второй груп- 1О пы, дополнительный ключевой элемент, источники управляющего и поддерживающего напряжений, блок логических элементов, разрядные элементы и

ГИПП (1).

Недостатками этого устройства являются сложность и низкая надежность из-за неоптимальной формы импульсов поддерживающего напряжения.

Это обусловлено большим числом ключей и дискретных элементов, подключенных к каждому из электродов ГИПП.

Наиболее близким к изобретению по существу технического решения является устройство для отображения информации на газоразрядной индикаторной панели, содержащее газоразрядную индикаторную панель, связанную с группой ограничительных резисторов, первой и второй группой развязывающих диодов, первую группу ключей, связанных с группой ограничительных резисторов, вторую группу ключей, связанных с первым источником питающего напряжения, разрядный ключ, связанный с второй группой развязывающих диодов, второй источ-. ник питающего напряжения, блок управ. ления второй координатой, связанный с соответствующими электродами гипп Г2).

Недостатками известного устройства являются сложность из-за большого числа ключей, необходимых для функционального устройства, и низкая 45 надежность из-за большого числа развязывающих элементов (диодов), подключенных к каждому из электродов

ГИПП. При этом искажается форма управляющих и поддерживающих импуль- 50 сов и уменьшается диапазон памяти

ГИПП.

Поставленная цель достигается тем что устройство для отображения информации на газоразрядной индикаторной панели, содержащее группы управляющих Ключей по координатам Х и У, первую и вторую группы развязывающих элементов на диодах по координатам

Х и У и ограничительные элементы на резисторах по координатам Х и У, причем выходы управляющих ключей первой группы по координатам Х и У подключены К анодам соответствующих диодов первой группы по соответствующей координате, катоды диодов первой группы по каждой из координат соединены с анодами соответствующих диодов второй группы, одним из выводов соответствующего резистора и

„о соответствующей координатной шиной газоразрядной.индикаторной панели, выходы управляющих ключей второй группы по координате У подключены к катодам соответствующих диодов второй группы, выходы управляющих ключей третьей, группы по координате

У вЂ” к другим выводам соответствующих резисторов, входы управляющих ключей первой и третьей групп по координате У соединены с положительной шиной питания, а входы управляющих ключей второй группы по координате-У вЂ” с шиной нулевого потенциала, содержит зарядный ключ, вход которого подключен к положительной шине. питания, а выход — к входам управляющих ключей первой группы по координате Х, первый.шунтирующий ключ, вход которогс соединен с отрицательной шиной питания, второй шунтирующий ключ, вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход — к выходу первого шунтирующего ключа и входам управляющих ключей второй группы по координате Х, выходы которых соединены с другими выводами соответствующих резисторов, и разрядный ключ, вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход — к катодам диодов второй группы.

На фиг.1 представлена функциональ ная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — функциональная схема блока управления по координате У; на фиг.З вЂ” временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит газоразрядную .индикаторную панель (ГИП) 1, коорди3,, 1128 натные шины 2 ГИП, первую группу 3 развязывающих элементов.по координа- те Х, первую группу 4 развязывающих элементов по координате У, вторую группу 5 развязывающих элементов по координате Х, вторую группу 6 развязывающих элементов по координате

У, ограничительные элементы 7 и 8 соответственно по координате Х и У, первую группу 9 управляющих ключей 1О по координате Х, зарядный ключ 10, первый 11 и второй 12 шунтирующие ключи, разрядный ключ 13, вторую группу 14 управляющих ключей по.координате Х, блок 15 управления по коор-.15 .динате У, первую 16, вторую 17 и третью 18 группы управляющих ключей по координате У, диоды 19, резисторы 20, положительную 21 и отрицательную

22 шины питания и шину 23 нулевого

I потенциала.

Устройство работает следующим образ ом.

В режиме "Отображение" управляющие ключи первой группы 9 по коорди25 . нате Х находятся в положении "3aMкнуто", управляющие ключи второй группы 14 по координате Х и шунтирующие ключи 11 и 12 — в положении

"Разомкнуто", а периодически замыкаемые зарядный ключ 10 и разрядный ключ 13 выполняют функцию генератора поддерживающих импульсов и обеспечивают формирование прямоугольных импульсов поддерживающего напряжения 35 амплитудой Е1=10®20 В. Генератор работает по классическому принципу

"заряд — разряд" эквивалентной емкости ГИП, периодически подключаемой к положительной шине 21 питания. 40

В цикле Гашение" устройство в соответствии с временной диаграммой, представленной на фиг.3, формирует на выбранной группе электродов первой координаты У импульс гашения малой 45 длительности (0,5-1 мкс). В этом же цикле блок управления. второй координатой Х формирует импульсы поддерживающего напряжения только по выбранной группе электродов. 50

В этом цикле в соответствующие моменты, времени замыкаются зарядный ключ 10, один из ключей первой группы 9 по координате Х, вторая группа 14 управляющих ключей по координа-55 те Х и второй шунтирующий ключ 12.

В результате импульс гашения форми.руется только на выбранной группе

290 4 электродов. В связи с тем, что эти электроды связаны через резисторы 20 с невыбранными электродами, иа последних,может происходить частичное выделение импульсов гашения или их фронтов.

Для исключения прохождения импульсов гашения на невыбранные электроды ГИП через резисторы 20, ключи второй группы 14 по координате Х, второй шунтирующий ключ 12 должны находиться в режиме "Гашение" в замкнутом, а первый шунтирующий ключ 11 -.в разомкнутом со- 1 стоянии. В режиме "Запись" устройство в соответствии с временной диаграммой должно формировать отрицательный импульс записи на одном (выбранном) электроде ГИП. В этом режиме работы в такте управления замыкается один из ключей второй группы 14 (ключ выбора электрода в группе), ключи первой группы 9 (кроме одного выбранного) устанавливаются в замкнутое положение.

Этим обеспечивается формирование (выделение) отрицательного импульса записи с амплитудой, равной Е2 только на выбранном электроде ГИП.

Для всех остальных электродов замкнутые ключи 9 и 11 обеспечивают режим короткого замыкания источника Е2 (токи короткого замыкания ограничены резисторами 20) .

Предлагаемое устройство выполняет все. функции, что и известное:в режиме "Отображение" формирует импульсы поддерживающего нагфяжения, поступающие на все электроды ГИП (в этом режиме задействованы ключи

9 и 13 и положительная шина 21 питания), в pemme "Запись" формирует на выбранных электродах ГИП отрица- тельные импульсы записи, которые,. суммируясь с положительными импульсами записи второй координаты, вызывают поджиг выбранной ячейки ГИП (при этом задействованы управляющие ключи первой 9 и второй 14 групп, первый шунтирующий ключ 11, резисторы 20 и отрицательная шина 22 питания ),в режйме "Гашение" формирует на выбранной группе электродов им" пульсы гашения малой длительности, которые при взаимодействии с импуль. сами поддерживающего напряжения другой координаты (они формируются только на выбранной группе электро1128290 дов) вызывают уничтожение настенного заряда выбранных ячеек ГИП (при этом задействованы ключи 9, 13, 14 и 12 и положительная шина 21 питания) .

Используемый в предлагаемом устройстве способ гашения имеет существенные преимущества перед другими способами: .на 30-40Х расширяет динамический диапазон гашения, позволяет производить гашение группы из

5й7=35 точек (при разложении знакоместа на 5А7 точек) за время одного и такта

1 1

Т= — = — — — = 20 мкс

50 кГц

15 упрощает реализацию режима "Подготовка знакоместа" перед циклом записи.

Подготовка заключается в последовательном выполнении следующих операций: поджиг всех точек знакоместа, одновременное гашение всех точек 25 знакоместа, поджиг выбранных точек знакоместа. Такой подготовительный режим значительно повышает надежность управления за счет дополнительной ионизации ячеек выбранного знакоместа, повышает надежность управления ГИП, что особенно важно для ГИП с большим числом электродов.

Предлагаемое устройство позволяет реализовать указанный способ гашения при использовании небольшого числа ключевых схем (на 50% меньше, чем в схеме известного устройства).

Кроме того, достаточно двух развязывающих диодов (у известного устрой40. ства три), подключаемых к каждому из электродов ГИП. Это улучшает форму импульсов поддерживающего напряжения и в конечном счете повышает надежность управления за счет рас45 ширения диапазона памяти ГИП.

Проведенный анализ и результаты экспериментальной проверки показали, что устройство отвечает всем требованиям к устройствам этого типа.

При использовании в качестве ключей транзисторов типа 2Т630, развязывающих диодов 2 Д522Б и ограничительных резисторов ОИЛТ 0,25 Вт5,6 кОм устройство формирует импульсы поддерживающего напряжения и импульсы гашения с длительностью фронта О, 1-0,2 мкс и амплитудой . .100 20 В, импульсы записи с длитель ностью фронта 2-3 мкс и амплитудой

50-80 В.

Для оценки технического эффекта, достигнутого в устройстве в части повышения надежности управления ГИП, рассмотрим процессы, происходящие в нем.

В режиме Запись" устройство формирует управляющие импульсы положительной полярности по одной координате и отрицательной по другой.

Результирующая амплитуда этих импульсов должна быть достаточной для возникновения газового разряда в выб* раиной ячейке.

Образовавшиеся при разряде электроны и ионы, оседая на диэлектрических слоях внутренней поверхности

ГИП, создают стеночный потенциал 0с (фиг.3 д, пунктирная линия). При пе,ремене полярности поддерживающего напряжения, прикладываемого к ячейке, повторный газовый разряд и изменение полярности стеночного напряжения происходит при соблюдении ряда условий, например: высокая крутизна импульсов поддерживающего напряжения (4 » 0,3 мкс); высокая стабильность амплитуды этих импульсов (порядка 1X); отсутствие искажений вершины импульсов поддерживающих напряжений.

Физические процессы,. происходящие в ГИП, связаны с прохождением больших импульсных токов. Они образуются токами заряда и разряда эквивалентной емкости ГИП (1 ) и разрядными токами горящих ячеек ГИП (Зр) . Величина 3р .зависит от числа (й ) горящих ячеек. При М =100X величина импульсного тока достигает

2А. Величина емкостного тока опреде-. ляется емкостной нагрузкой ГИП и суммарной емкостью С,. согласующих диодов, соединительнйх проводов и переходов коллектор — эмиттер зарядных ключей.

Большая величина импульсных токов, проходящих через ключевые каскады, и конечное значение сопротивления насьпцения транзисторных ключей приводит к появлению характерных искажений (провалов) на вершине импульсов поддерживающего напряжения, совпадающих во времени с протеканием разрядных токов горящих ячеек ГИП:

Увеличение суммарной эквивалентной емкости С, например, за счет уве7 11282 личения числа диодов, подключенных к электродам ГИП,приводит к увеличению

"провалов" на вершине импульсов поддерживающего напряжения. Это связано с наличием индуктивности подходящих проводников и индуктивности самих шин ГИП, образующих совместно G G ! колебательные цепи, способствующие искажениям вершины импульсов.

Таким образом, наличие емкостных tp токов приводит к характерным искажениям (увеличению фронта и появления

"провала на вершине) импульсов поддержки., а действие разрядных токов обостряет эти искажения. 15

Наличие провала эквивалентно уменьшению напряжения, приложенного к ячейке в момент протекания основного внутреннего процесса ГИП— пробоя газового промежутка и .проте- 2п кания разрядных токов в ячейке.

В известных устройствах величина

"провала" может достигать 5-10Х от амплитудного значения импульсов поддержки, что эквивалентно 5-10%-ному 25 уменьшению питающего напряжения. Это со-вершенно недопустимо, особенно для ГИП с большим числом электродов и малыми межэлектродными расстояниями. "Провал" уменьшает память ГИП, что может привести к искажению отображаемой информации, самопроизвольному. гашению зажженных ячеек на экране

ГИП.

Для уменьшения суммарной экви35 валентной емкости необходимо стремиться к уменьшению числа элементов, подсоединенных к электродам ГИП, поскольку каждый из них имеет конечное значение емкости по отношению к корпусу, Крутизна фронта импульсов поддержки, В/мкс иапазон

Устройство

Длительность фронта импульсов поддержки мкс

ðóïïîой паяти, В

90 8 однозначность в величине настенного заряда, образующегося в ячейках ГИП; Условия для образования настенного заряда становятся неоптимальными, и настенный заряд не достигает оптимальной величины.

При этом ГИП сохраняет работоспособность, но диапазон ее групповой памяти сужается. Уменьшение групповой памяти снижает надежность управления ГИП, повышает требования к стабильности источников питающего на. пряжения, сокращает долговечность ГИП.

Дополнительным преимуществом уменьшения длительности фронта импульсов поддержки-является повышение яркости свечекия ячеек ГИП.

При заданной яркости малая длительность фронта импульсов поддержки г озволяет уменьшить тактовую частоту, например, с 50 до 30 кГц, что дает 25-30Х уменьшения потребляемой мощности и косвенным образом повышает надежность устройства.

Для сравнительной оценки характеристик предлагаемого устройства и базового объекта ..готовят два макета на однотипных элементах. Макеты поочередно подключаются к одной и той же газоразрядной панели переменного тока типа ГИП 16384.

Результаты экспериментальных измерений приведены в таблице.

Для достижения максимальных искажений фронтов и вершин импульсов поддержки цепи прохождения импульсов поддержки должны иметь минимальные 45 импедансы.

Для уменьшения.импеданса зарядных цепей в устройстве уменьшено коли- чество ключевых схем и элементов (диодов), непосредственно подсоеди- 50 ненных к электродам ГИП.

Дополнительным отрицательным фак% тором малой крутизны фронта импульсов поддержки (640 В/мкс) и имеющего место разброса этого параметра 55 (из-за разброса параметров ячеек

ГИП, диодов и соединительных проводников) является то, что теряется

Предлагаемое 40-50 0,2-0,3 15

Базовый объект 30-40

0,4-0,5

Таким образом, предлагаемое устройство имеет следующие преимущества перед базовым объектом: малое число элементов, необходимое для реализации устройства, большее время наработки на отказ и высокую надежность управления из-за малой длительности фронта импульсов под- держки и большого диапазона памяти.

1128290:

1128290

Фиг 2

1128290 1

Ре®и/ „ а//изб инпар//ациц

-: wc

ДУМ

ЖIЯ кв

Хнв

ll///7Ä//bС гашения

ХвшЧнвш

Составитель А.Горностаев

Техред А.Ач

Корректор О.Билак

Редактор И.Николайчук

Заказ 9068/39,. Тираж 446

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул..Проектная, 4

Режи//, дтааражени

////рпр д

Ф

Хвш

Увш

Унвш

-хвш

Режи//

Гашение

c///pupa

Щ/