Vakuumfluorescerande indikator ( VLI ), eller katodoluminescerande indikator ( CLI ) (vakuumfluorescerande display ( VFD ), tyska Digitron eller Fluoreszenzanzeige ) är en elektrovakuumanordning , ett indikeringselement som fungerar enligt principen om ett vakuumrör .
VLI kan vara segment , matris , mnemonisk, kombinerad.
Vakuumfluorescerande indikatorn är en direktuppvärmd elektrovakuumtriod med många fosforbelagda anoder . Lampans parametrar är valda så att den kan fungera vid låga anodspänningar - från 9 till 27 V.
Det är en direktuppvärmd volframkatod med tillsats av 2 % torium för att underlätta emission vid en relativt låg temperatur. Trots det faktum att torium är ett radioaktivt element utgör vakuumluminiscerande indikatorn ingen fara för operatören alls, eftersom för det första är andelen torium i tråden mycket liten, och för det andra är de flesta toriumatomerna lokaliserade. i trådens tjocklek, och dess strålning fördröjs av volfram. När den förs till dosimeterindikatorn registrerar den inget överskott av strålningsnivån över den naturliga bakgrunden. Men om indikatorn är trasig, rekommenderas det inte att utsätta dess tråd för värme för att undvika att torium kommer ut i luften. Den största faran ligger hos de anställda på de fabriker där indikatorerna tillverkas, men även där, med förbehåll för nödvändiga säkerhetsåtgärder, utsätts de inte för några farliga faktorer.
Beroende på höjden på indikatorn används antingen en eller flera trådar som är parallellkopplade med en diameter som är mindre än ett människohår. Små platta fjädrar används för att spänna dem. Glödtrådsspänningen, beroende på indikatorns längd, sträcker sig från 0,8 till 5 V. Om den är okänd är det nödvändigt att gradvis öka glödtrådsspänningen från noll i fullständigt mörker tills en knappt märkbar röd glöd uppträder. Det är vid denna temperatur på tråden som den inte kan brinna ut under extremt lång tid. Vid högre spänning, när katodens glöd är tydligt, ökar risken för utbrändhet. Uppvärmning tar en bråkdel av en sekund och åtföljs ibland av en karakteristisk akustisk "ringning" på grund av temperaturdeformationer.
För att förbättra likformigheten i glöden hos flersiffriga indikatorer matas deras glöd med växelström. Anod- och nätspänningar appliceras på indikatorn i förhållande till mittpunkten av glödtrådslindningen i krafttransformatorn [1] . För att minska ojämnheten i glöden som är förknippad med påverkan av externa elektriska fält och laddningar som ackumuleras på glaset ( dielektrikum ), appliceras en beläggning på glödlampans inre yta i form av ett genomskinligt lager av metall anslutet med en annan platt fjäder till en av trådarnas ledningar.
Till skillnad från rutnät av mottagnings-förstärkande radiorör, som är cylindriska, är VLI-nät platta. Antalet rutnät är vanligtvis lika med antalet bekanta med indikatorn. Syftet med gallren är tvåfaldigt: för det första minskar de spänningen tillräckligt för att indikatorn ska lysa starkt, och för det andra ger de möjligheten att byta urladdningar under dynamisk indikering , vrida en flersiffrig indikator (eller en uppsättning av flera en- sifferindikatorer, anoderna med samma namn kopplade parallellt ) till en slags matris av elektrovakuum logiska element " OCH ".
För att "slå på" urladdningen appliceras en positiv förspänning på nätet, vars spänning är lika med anoden. Vid låga anodspänningar är positiv förspänning ofarlig för lampan. Det fungerar i nätströmsläge.
Anoderna är belagda med en fosfor med en låg excitationsenergi på endast ett fåtal elektronvolt. Det är detta faktum som gör att lampan kan arbeta vid låg anodspänning, eftersom fosforn är väl exciterad av lågenergielektroner. Segmenten lyser också när de belyses av en svart ljuslampa , vars fotonenergi vid en våglängd på 380 nm bara är 3,27 eV:
Anoderna är vanligtvis placerade på en platt keramik- eller glasplatta, på vilken ett slags tryckt kretskort bildas genom fotolitografi. I vissa indikatorer, för att öka bildkontrasten och möjliggöra användningen av felaktigt formade anoder, placeras en svärtad metallmask med hål mellan gallren och anoderna. I flersiffriga indikatorer görs anslutningen av anoderna med samma namn till varandra, vilket är nödvändigt för dynamisk indikering, direkt på plattan, vilket gör det möjligt att minska antalet utgångar för lampan. Om den dynamiska displayanordningen är sammansatt av ett flertal diskreta ensiffriga indikatorer, görs sådana anslutningar externt.
Det är slitaget av fosforn, och inte förlusten av katodemission alls (eftersom torierade volframkatoder är mycket hållbara), som orsakar en gradvis minskning av indikatorns ljusstyrka. Detta bevisas av det faktum att sällan använda segment på samma indikator kan lysa mycket starkare än ofta använda, medan om katodemissionen går förlorad, skulle de förlora ljusstyrkan jämnt. För att avsevärt bromsa denna process rekommenderas det att applicera en spänning på högst 12 V till segmentanoderna. I praktiken ignoreras dock detta krav ofta, och indikatorerna drivs med en anodspänning på 27 V , vilket är anledningen till att de tappar ljusstyrkan i flera år.
I grund och botten använder VLI en fosfor med ett bredbandsutsläppsspektrum, vars topp faller på den blågröna färgen. I grund och botten är sådana indikatorer täckta med grönt ljusfilter, men bredbandet av en sådan fosfor gör det möjligt att, med hjälp av andra ljusfilter, få andra färger på glöden. Så i "Signal-201" -timern används ett gult ljusfilter, och i en enhet liknande design, "Electronics 21-10" - blå. Gula filter användes också i ett antal videobandspelare från mitten av nittiotalet. Vissa kopior av den primära klockan PCHK-3 (utan bokstavsindex "M") innehåller rött ljusfilter. I alla dessa fall, på grund av fosforens bredbandsutsläppsspektrum, är tecknen på indikatorn "målade" i lämplig färg. Det bör dock noteras att ljusfilter, vars färg skiljer sig från grönt, avsevärt kan minska den totala effektiviteten hos "indikator-ljusfilter"-systemet.
De används i VLI och fosforer av andra luminescensfärger. De särskiljer enskilda segment mot bakgrunden av resten, täckta med bredbandsfosforen som nämns ovan. Emissionsspektrumet för dessa fosforer är mer smalbandigt, och ljusfiltret kan inte ändra färgen på de segment som täcks med dem (men kan bara göra dem nästan eller helt osynliga). Därför, tillsammans med indikatorer som har flerfärgade segment, används vanligtvis neutrala densitetsfilter. Det bör noteras att vissa av dessa fosforer har en ännu lägre excitationsenergi - till exempel kan de röda segmenten av indikatorerna lysa inte bara under en svart ljuslampa utan också under en blå LED .
Gettern , liknande gettern för konventionella radiorör, är placerad i indikatorflaskan på en speciell hållare på sidan för att inte störa utsläppet av ljusstrålning från den, eller är gjord i form av en metallbeläggning på glödlampan. Om tätheten bryts bryts vakuumet och gettern blir vit (se fig.), vilket kan fungera som ett sätt att kontrollera indikatorns integritet.
Förutsättningarna för att skapa vakuumfluorescerande indikatorer på 1960 -talet var:
I Sovjetunionen användes VLI först för en kalkylator som heter EKVM "24-71" , denna kalkylator var en funktionell kopia av en liknande japansk modell Sharp QT-8D . När de 1971 gav de tekniska kraven till Reflektor-anläggningen var utvecklarna rädda att anläggningen inte skulle hinna ta fram indikatorer vid utsatt datum. För att försäkra och snabbt kunna ersätta dem med japanska motsvarigheter liknade formen och arrangemanget på elementen också den japanska modellen. Anläggningen klarade dock uppgiften och producerade indikatorer, som senare blev kända som IV-1 och IV-2. Den senare, förutom kalkylatorn 24-71 och dess analoga "Electronics C3-07", användes inte någon annanstans.
Vakuum luminescerande indikatorer tillverkades i Sovjetunionen , DDR och Japan . För närvarande tillverkas de i Japan, i små kvantiteter produceras i Ryssland och Ukraina. Alla vakuumfluorescerande indikatorer som någonsin släppts i världen kan delas in i tre generationer :
I VLI av den första generationen är nackdelarna: tillverkningens komplexitet, svårigheten att manuellt bestämma pinouten, besväret med installationen, faran att bryta plattan med anoder under mekanisk påkänning. Detta hotar att stänga glödtråden för andra elektroder och, med analfabet utformade kraft- och styrkretsar, även fel på dem. Dessa brister tvingade tillverkarna att utveckla indikatorer för efterföljande generationer.
I VLI av andra och tredje generationen är de första och sista slutsatserna alltid slutsatserna av glödtråden. Slutsatserna av rutnäten är lätta att bestämma visuellt, och överensstämmelsen mellan anodslutsatserna och segmenten i avsaknad av ett referensblad bestäms empiriskt genom att introducera indikatorn i driftläge och byta dess anoder. Man bör komma ihåg att, även om i sådana indikatorer, kortslutningen av glödtråden till andra elektroder bara kan inträffa när den brinner ut, vilket händer extremt sällan, bör strömförsörjningen och styrkretsarna för indikatorn fortfarande utformas med hänsyn till beakta möjligheten av denna situation.
Särskilda indikatorer inkluderar indikatorer som skiljer sig i design från traditionella.
De gör det möjligt att förbättra synligheten för bilden på indikatorn, men de tvingas överge den dynamiska indikeringen och öka anodspänningen något. Exempel på sådana enheter är den linjära indikatorn IV-26 som används i Elektronika 7 -klockor , såväl som Sylvania-segmentindikatorer - 8843 och 8894.
IV-26 vakuum luminiscerande indikator kan visa sju punkter ordnade i rad. Till skillnad från andra vakuumfluorescerande indikatorer har den inget rutnät. Detta utesluter möjligheten att använda den i dynamiska indikeringssystem och gör det nödvändigt att mata dess anoder med en något överskattad spänning. Det finns tre varianter av IV-26-indikatorn, som skiljer sig från varandra i pinout ("typ 1", "typ 2", "typ 3"). Indikatorn "typ 1" visar kontakterna för alla sju punkter; indikatorn "typ 2" har kombinerat slutsatserna 1-2, 3-4-5, 6-7 poäng; "typ 3"-indikatorn har kombinerade slutsatser på 2-3 och 5-6 poäng. Således kan det vara möjligt att ansluta indikatorn "typ 1" istället för "typ 2" eller "typ 3" genom att kombinera utgångarna, men inte vice versa.
De har ett komplext elektrodsystem, bestående av följande "lager" (listade i riktning från observatören): plattor med "front" segmentanoder (som är genomskinliga), en "främre" uppsättning galler, en katod, en " baksida" uppsättning galler och en "baksida" plattor med segmentanoder. De tillåter att bilda en bild i två plan placerade efter varandra. Hittade applikation i ett antal musikcenter i mitten av nittiotalet. Tillverkare övergav dem snabbt på grund av tillverkningens komplexitet.
I dem är katoden och plattan med anoderna så att säga omarrangerade, och gallren lämnas i mitten. Anoderna appliceras på frontglaset. Rutnäten hindrar inte betraktaren från att se dem.
De använder teknik som liknar den som används i vissa LCD -skärmar . Användningen av en förpackningslös CMOS IC, placerad inuti glödlampan, gör att du kan drastiskt minska antalet ledningar på lampan, men gör indikatorn känslig för statisk elektricitet. Ett exempel på en sådan anordning är den inhemska vågindikatorn typ IVLSHU1-11/2.
De använder inte chip-on-glas-teknik, men bakom indikatorn finns ett kort där kontroll-IC:er är placerade (vanligtvis kompatibel med HD44780 , RS-232 eller parallellportprotokoll ) och en spänningsomvandlare som låter dig driva modulen med en spänning (vanligtvis 5 AT). Sådana displaymoduler används ofta som en del av POS-terminaler som kallas "kunddisplay", och mindre som inte har ett eget hölje - i kopiatorer, servrar och andra enheter. Några av de moderna kundskärmarna är gjorda istället för VLI på TFT-färgmatriser och kombinerar funktionerna hos en digital fotoram för att visa reklam och en virtuell "VLI" med samma typsnitt längst ner på skärmen. När det gäller styrmetoder skiljer sig dessa moduler inte från konventionella.
Eftersom VLI är elektronrör kan de användas för att förstärka elektriska signaler [2] . Samtidigt får man stå ut med att det uppstår en mikrofoneffekt (eftersom VLI:er från början inte var avsedda att användas som förstärkande radiorör har de inte vidtagit åtgärder för att eliminera en sådan effekt). Glödet i sådana förstärkningssteg, för att förhindra uppkomsten av en bakgrund, matas med likström.
| Displayteknik _ | |
|---|---|
| Video visas |
|
| Icke-video |
|
| 3D-skärmar |
|
| Statisk | |
| se även |
|
| Vakuum elektroniska enheter (förutom katodstråle ) | ||
|---|---|---|
| Generator och förstärkarlampor | ||
| Övrig | ||
| Typer av prestanda |
| |
| Strukturella element |
| |