Газоразрядные индикаторные панели постоянного тока с внешней адресацией и с самосканированием

Газоразрядные индикаторные панели (ГИП) называют также матричными индикаторами, так как они представляют собой множество светоизлучающих элементов, образуемых на пересечениях ортогональных электродов. ГИП делятся на три основные подгруппы: постоянного тока с внешней адресацией; с самосканированием; переменного тока.

Конструкция ГИП постоянного тока с внешней адресацией изо­бражена на рис. 2.13.

	Рис. 2.13. Структура ГИП постоянного тока с внешней адресацией: 1 – подложки; 2 – катоды-столбцы; 3 – диэлектрическая матрица; 4 – отверстия; 5 – аноды-строки

Образующиеся в местах пересечения анодов и катодов светоизлучающие ячейки электрически и оптически изо­лированы друг от друга с помощью диэлектрической матрицы, отверстия в которой совмещены с местами пересечения электро­дов. Пространство между подложками заполнено газом.

Простейшая схема включения ГИП постоянного тока с внеш­ними резисторами в цепях столбцов, источниками смещения U_см, возбуждения строк U_си возбуждения столбцов U_сбпоказана на рис. 2.14. Одновременное включение ячеек, у которых один из электродов подключен к общему резистору, невозможно. Действительно, после возникновения в одной из таких ячеек разряда напряжение на общем электроде падает до напряжения поддержания U_п, которое всегда меньше напряжения возникновения разряда U_в. По этой причине в других ячейках разряд возникнуть не может. Напротив, ток в ячейках, подключен­ных к одной строке, ограничивается разными резисторами, и они могут включаться одновременно.

ГИП постоянного тока, как и большинство других матричных индикаторов, не обладают внутренней памятью и должны рабо­тать в режиме с регенерацией изображения при кадровой частоте f_к выше критической частоты мельканий f_кчм. В общем случае можно записать для режима регенерации

t_В= 1/ (q f _к), (2.23)

где t_В - время выборки ЭО.

Наиболее часто используется построчный режим выборки яче­ек, когда одновременно адресуются все ЭО одной строки и после­довательно включается строка за строкой. В этом случае

t_В= 1/ (q f_кN_с), (2.24)

где N_с-число строк, по которым производится развертка.

Нормальное формирование изображения в схеме рис. 2.14 обеспечивается, когда при совпадении импульсов по строке и столбцу промежуток пробивается, т. е.

E_см + U_с + U_сб ≥ U_в, (2.25)

а при подаче импульса только по строке или по столбцу разряд в нем не поддерживается:

E_см+ U_сб < U_п. (2.26)

Заметим, что напряжение возникновения разряда U_в в (2.25) на­растает с уменьшением времени выборки элемента отображения, t_В.

Если принять, что U_с = U_сб = U_и,то неравенства (2.25) и (2.26) преобразуются в

E_см+ 2U_и ≥ U_в,(2.25,а)

E_см+ U_и< U_п. (2.26,а)

Графическое решение неравенств (2.25,а) и (2.26,а) показано на рис. 2.15. Заштрихованная часть рисунка соответствует области выполнения неравенств. Изпостроения видно, что с ростом E_см требуемая амплитуда импульсов (U_и уменьшается, при этом сужа­ется допустимый диапазон изменения (Δ U_и,).

Формула (2.24) показывает, что большим N_ссоответствуют малые t_в, что приводит к росту U_в и, следовательно, U_и. Кроме того, t_в может оказаться сравнимым с τ_ст, что вызывает нестабильность возникновения разряда. Для уменьшения τ_ст и его ста­билизации в ячейках ГИП создается небольшая предваритель­ная ионизация либо с помощью так называемого рамочного разряда (вспомогательного разряда на периферии индикаторного поля, где ячейки не видны наблюдателю), либо разряда в виде координатной сетки, при котором возбуждена часть ячеек индикаторного поля по вертикальным и горизонтальным линиям, либо в виде слабого разряда по всему индикаторному полю.

Для создания предионизации также используют повышение кадровой частоты регенерации изображения. Например, если вместо f_к = 50 Гц взять f_к = 500 Гц, значение t_в по (2.23) уменьшается ров­но в десять раз, однако паузы между импульсами настолько сни­жаются, что оказываются сравнимыми с временем деонизации τ_Д. В результате остаточные заряды существенно снижают τ_ст и вероятность возникновения разряда возрастает.

Существенным недостатком ГИП постоянного тока являет­ся ограничение информационной емкости из-за падения яр­кости. При строчной адреса­ции кажущаяся яркость опре­деляется формулой

L_V.каж = L_V.и / N_с,(2.27)

где L_V.и-импульсная яркость свечения. Так как практически не удается неограниченно уве­личивать L_V.и путем увеличения тока из-за насыщения излучения разряда и люминофора, то можно принять максимальное значение L_V.и = 10 000 кд/м².

Если необходимо L_V.каж = 50-100 кд/м², то максимальное число строк для ГИП с внешней адресацией оказывается равным 100-200. В связи с указанным ограничением основное применение ГИП постоянного тока нашли либо в качестве экранов индивидуального пользования с ог­раниченной информационной емкостью (ГИП 10000), либо в качестве элементов большого экрана (ИГПП-32´32). Основ­ные параметры таких ГИП приведены в табл. 2.5.