Tyhjiöfluoresenssiindikaattori ( VLI ) tai katodiluminesenssiindikaattori ( CLI ) (tyhjiöfluoresenssinäyttö ( VFD ), saksalainen Digitron tai Fluoreszenzanzeige ) on sähkötyhjiölaite , osoituselementti , joka toimii tyhjiöputken periaatteella .
VLI voi olla segmentti , matriisi , muistomerkki, yhdistetty.
Tyhjiöfluoresoiva ilmaisin on suoraan lämmitetty sähkötyhjiötriodi , jossa on useita fosforipinnoitettuja anodeja . Lampun parametrit valitaan siten, että se voi toimia matalilla anodijännitteillä - 9 - 27 V.
Se on suoraan lämmitetty volframikatodi , johon on lisätty 2 % toriumia päästön helpottamiseksi suhteellisen alhaisessa lämpötilassa. Huolimatta siitä, että torium on radioaktiivinen alkuaine, tyhjiöluminesenssiindikaattori ei aiheuta vaaraa käyttäjälle ollenkaan, koska ensinnäkin toriumin prosenttiosuus langassa on hyvin pieni, ja toiseksi suurin osa toriumatomeista sijaitsee langan paksuudessa ja sen säteilyä viivästyy volframi. Kun se tuodaan annosmittariin, se ei rekisteröi säteilytason ylitystä luonnolliseen taustaan nähden. Mutta jos indikaattori on rikki, ei ole suositeltavaa altistaa sen lankaa lämmölle, jotta torium ei pääse ilmaan. Suurin vaara on niiden tehtaiden työntekijöissä, joissa indikaattoreita valmistetaan, mutta sielläkään he eivät ole alttiina vaarallisille tekijöille edellyttäen, että tarvittavat turvatoimenpiteet täyttyvät.
Indikaattorin korkeudesta riippuen käytetään joko yhtä tai useampaa kierrettä, jotka on kytketty rinnan halkaisijaltaan pienempiä kuin hiukset. Niiden kiristämiseen käytetään pieniä litteitä jousia. Hehkulangan jännite, riippuen indikaattorin pituudesta, vaihtelee välillä 0,8 - 5 V. Jos se ei ole tiedossa, on hehkulangan jännitettä asteittain nostettava nollasta täydellisessä pimeydessä, kunnes tuskin havaittavissa oleva punainen hehku ilmestyy. Juuri tässä langan lämpötilassa se ei voi palaa loppuun erittäin pitkään. Korkeammalla jännitteellä, kun katodin hehku on selvästi näkyvissä, palamisen riski kasvaa. Lämpeneminen kestää sekunnin murto-osan ja siihen liittyy joskus ominaista akustista "soittoa" lämpötilan muodonmuutosten vuoksi.
Moninumeroisten ilmaisimien hehkun tasaisuuden parantamiseksi niiden hehkua syötetään vaihtovirralla. Anodi- ja verkkojännitteet syötetään indikaattoriin suhteessa tehomuuntajan hehkukäämin keskipisteeseen [ 1] . Ulkoisten sähkökenttien ja lasiin kerääntyvien varausten vaikutukseen ( dielektrinen ) liittyvän hehkun epätasaisuuden vähentämiseksi polttimon sisäpinnalle levitetään pinnoite läpinäkyvän metallikerroksen muodossa, joka on yhdistetty toisella litteällä jousella. johonkin hehkulangan johtimista.
Toisin kuin vastaanotto-vahvistusradioputkien ristikot , jotka ovat sylinterimäisiä, VLI-verkot ovat litteitä. Ristikkojen määrä on yleensä yhtä suuri kuin indikaattorin tuttu määrä. Ristoilla on kaksi tarkoitusta: ensinnäkin ne vähentävät jännitettä, joka riittää indikaattorin hehkumiseen kirkkaasti, ja toiseksi ne tarjoavat mahdollisuuden kytkeä purkauksia dynaamisen ilmaisun aikana , kääntämällä moninumeroista ilmaisinta (tai sarjaa useita yksittäisiä numeroindikaattorit, samannimiset anodit kytketty rinnan ) eräänlaiseksi elektrotyhjiöloogisten elementtien matriisiksi " AND ".
Purkauksen "päälle kytkemiseksi" verkkoon kohdistetaan positiivinen bias, jonka jännite on yhtä suuri kuin anodi. Alhaisilla anodijännitteillä positiivinen bias on vaaraton lampulle. Se toimii verkkovirtatilassa.
Anodit on päällystetty loisteaineella, jonka viritysenergia on vain muutama elektronivoltti. Juuri tämä tosiasia mahdollistaa lampun toiminnan alhaisella anodijännitteellä, koska loisteaine on hyvin virittynyt matalaenergiaisilla elektroneilla. Segmentit hehkuvat myös, kun ne valaistaan mustalla valolampulla , jonka fotonienergia aallonpituudella 380 nm on vain 3,27 eV:
Anodit sijaitsevat yleensä tasaisella keraamisella tai lasilevyllä, jolle fotolitografialla muodostetaan eräänlainen piirilevy. Joissakin indikaattoreissa kuvan kontrastin lisäämiseksi ja epätarkan muotoisten anodien käytön mahdollistamiseksi ritilöiden ja anodien väliin asetetaan mustattu metallimaski, jossa on reikiä. Moninumeroisissa indikaattoreissa samannimisten anodien kytkentä toisiinsa, mikä on välttämätöntä dynaamisen indikoinnin kannalta, tehdään suoraan levylevylle, mikä mahdollistaa lampun lähtöjen määrän vähentämisen. Jos dynaaminen näyttölaite kootaan useista erillisistä yksinumeroisista osoittimista, tällaiset liitännät tehdään ulkoisesti.
Loisteaineen kuluminen, ei katodisäteilyn häviäminen ollenkaan (koska torioidut volframikatodit ovat erittäin kestäviä), aiheuttaa asteittaisen indikaattorin kirkkauden vähenemisen. Tämän todistaa se, että harvoin käytetyt segmentit samassa indikaattorissa voivat hehkua paljon kirkkaammin kuin usein käytetyt, kun taas katodiemissioiden katoaminen heikentäisi kirkkautta tasaisesti. Prosessin merkittäväksi hidastamiseksi segmenttianodeihin suositellaan jännitettä enintään 12 V. Käytännössä tämä vaatimus kuitenkin usein jätetään huomiotta ja indikaattoreita käytetään 27 V:n anodijännitteellä. , minkä vuoksi ne menettävät kirkkautta useiksi vuosiksi.
Pohjimmiltaan VLI käyttää laajakaistaisen säteilyspektrin loisteainetta, jonka huippu osuu sinivihreään väriin. Pohjimmiltaan tällaiset indikaattorit on peitetty vihreillä valosuodattimilla, mutta tällaisen loisteaineen laajakaista mahdollistaa muiden valosuodattimien avulla saada muita hehkun värejä. Joten "Signal-201" -ajastimessa käytetään keltaista valosuodatinta ja samankaltaisessa laitteessa "Electronics 21-10" - sininen. Keltaisia suodattimia käytettiin myös useissa 1990-luvun puolivälin videonauhureissa. Jotkut ensisijaisen kellon PCHK-3 kopiot (ilman kirjainindeksiä "M") sisältävät punaisen valon suodattimia. Kaikissa näissä tapauksissa, loisteaineen laajakaistaisen emissiospektrin vuoksi, ilmaisimen merkit on "maalattu" sopivalla värillä. On kuitenkin huomattava, että valosuodattimet, joiden väri eroaa vihreästä, voivat merkittävästi vähentää "indikaattori-valosuodatin" -järjestelmän yleistä tehokkuutta.
Niitä käytetään VLI:ssä ja muiden luminesenssivärien fosforeissa. Ne erottavat yksittäiset segmentit muiden taustasta, peitettynä yllä mainitulla laajakaistaloisteaineella. Näiden loisteaineiden emissiospektri on kapeakaistaisempi, eikä valosuodatin pysty muuttamaan niillä peitettyjen segmenttien väriä (mutta vain tekee niistä melkein tai kokonaan näkymättömiä). Siksi yhdessä moniväristen segmenttien indikaattoreiden kanssa käytetään yleensä neutraalitiheyssuodattimia. On huomattava, että joillakin näistä loisteaineista on vielä pienempi viritysenergia - esimerkiksi indikaattorien punaiset segmentit voivat hehkua paitsi mustan valolampun, myös sinisen LED -valon alla .
Getteri , joka on samanlainen kuin tavanomaisten radioputkien getteri, sijaitsee indikaattoripullossa erityisellä pidikkeellä sivulla, jotta se ei häiritse valosäteilyn poistumista siitä, tai se on valmistettu metallipinnoitteen muodossa. polttimo. Jos tiiviys katkeaa, tyhjiö katkeaa ja getteri muuttuu valkoiseksi (katso kuva), mikä voi toimia tapana valvoa ilmaisimen eheyttä.
Edellytykset tyhjiöfluoresoivien indikaattoreiden luomiselle 1960-luvulla olivat:
Neuvostoliitossa VLI:tä käytettiin ensimmäisen kerran EKVM "24-71" -nimisessä laskimessa , tämä laskin oli toiminnallinen kopio samankaltaisesta japanilaisesta mallista Sharp QT-8D . Kun Reflektorin tehtaalle vuonna 1971 annettiin tekniset vaatimukset, kehittäjät pelkäsivät, ettei tehdas ehtisi tuottamaan indikaattoreita sovittuun päivämäärään mennessä. Jotta ne voitaisiin varmistaa ja korvata nopeasti japanilaisilla vastineilla, elementtien muoto ja järjestely oli myös samanlainen kuin japanilaisessa mallissa. Tehdas selviytyi kuitenkin tehtävästä ja tuotti indikaattoreita, jotka myöhemmin tunnettiin nimellä IV-1 ja IV-2. Jälkimmäistä, lukuun ottamatta laskinta 24-71 ja sen analogia "Electronics C3-07", ei käytetty missään muualla.
Tyhjiöluminoivia indikaattoreita valmistettiin Neuvostoliitossa , DDR :ssä ja Japanissa . Tällä hetkellä niitä valmistetaan Japanissa, pieniä määriä tuotetaan Venäjällä ja Ukrainassa. Kaikki maailmassa koskaan julkaistut tyhjiöfluoresoivat indikaattorit voidaan jakaa kolmeen sukupolveen :
Ensimmäisen sukupolven VLI:ssä haittoja ovat: valmistuksen monimutkaisuus, vaikeus määrittää pinout manuaalisesti, asennuksen vaikeus, vaara, että levy rikkoutuu anodeilla mekaanisen rasituksen alaisena. Tämä uhkaa sulkea hehkulangan muilta elektrodeilta, ja lukutaidottomasti suunnitelluilla teho- ja ohjauspiireillä myös niiden vikaantuminen. Nämä puutteet pakottivat valmistajat kehittämään seuraavien sukupolvien indikaattoreita.
Toisen ja kolmannen sukupolven VLI:ssä ensimmäinen ja viimeinen johtopäätös ovat aina hehkulangan päätelmiä. Verkon päätelmät on helppo määrittää visuaalisesti, ja anodipäätelmien vastaavuus segmenteille referenssiarkin puuttuessa määritetään empiirisesti viemällä indikaattori toimintatilaan ja vaihtamalla sen anodit. On syytä muistaa, että vaikka tällaisissa indikaattoreissa hehkulangan oikosulku muihin elektrodeihin voi tapahtua vain sen palaessa, mikä tapahtuu erittäin harvoin, indikaattorin virransyöttö- ja ohjauspiirit on silti suunniteltava ottaen huomioon ottaa huomioon tämän tilanteen mahdollisuus.
Erikoisindikaattoreita ovat mittarit, jotka poikkeavat suunnittelultaan perinteisistä.
Niiden avulla on mahdollista parantaa kuvan näkyvyyttä osoittimessa, mutta ne pakotetaan luopumaan dynaamisesta ilmaisusta ja lisäämään hieman anodijännitettä. Esimerkkejä tällaisista laitteista ovat Elektronika 7 -kelloissa käytettävä lineaarinen ilmaisin IV-26 sekä Sylvania-segmentin indikaattorit - 8843 ja 8894.
IV-26 tyhjiöluminesenssiindikaattori pystyy näyttämään seitsemän pistettä peräkkäin. Toisin kuin muissa tyhjiöfluoresoivissa ilmaisimissa, siinä ei ole ristikkoa. Tämä sulkee pois mahdollisuuden käyttää sitä dynaamisissa osoitusjärjestelmissä ja tekee tarpeelliseksi syöttää sen anodeja hieman yliarvioidulla jännitteellä. IV-26-indikaattorista on kolme versiota, jotka eroavat toisistaan pinoutissa ("tyyppi 1", "tyyppi 2", "tyyppi 3"). Ilmaisin "tyyppi 1" näyttää kaikkien seitsemän pisteen kontaktit; indikaattorilla "tyyppi 2" on yhdistetty johtopäätökset 1-2, 3-4-5, 6-7 pistettä; "tyypin 3" indikaattorissa on yhdistetty 2-3 ja 5-6 pisteen päätelmät. Näin ollen voi olla mahdollista kytkeä ilmaisin "tyyppi 1" "tyyppi 2" tai "tyyppi 3" sijaan yhdistämällä lähtöjä, mutta ei päinvastoin.
Niissä on monimutkainen elektrodijärjestelmä, joka koostuu seuraavista "kerroksista" (lueteltu tarkkailijan suunnassa): levyt "etuosan" segmentin anodilla (jotka ovat läpinäkyviä), "etuverkoista", katodista, " back" sarja verkkoja ja "taka" levyt segmentti anodeja. Niiden avulla voidaan muodostaa kuva kahdessa peräkkäin sijaitsevassa tasossa. Löytyi sovellus useista musiikkikeskuksista 1990-luvun puolivälissä. Valmistajat hylkäsivät ne nopeasti valmistuksen monimutkaisuuden vuoksi.
Niissä katodi ja levy anodeineen on ikään kuin järjestetty uudelleen ja ristikot jätetään keskelle. Anodit kiinnitetään etulasiin. Ristikot eivät estä tarkkailijaa näkemästä niitä.
Ne käyttävät samanlaista tekniikkaa kuin joissakin LCD -näytöissä . Lampun sisällä sijaitsevan paketoimattoman CMOS IC:n käyttö mahdollistaa lampun johtojen määrän vähentämisen rajusti, mutta tekee osoittimesta herkän staattiselle sähkölle. Esimerkki tällaisesta laitteesta on kotitalousvaa'an ilmaisintyyppi IVLSHU1-11/2.
Niissä ei käytetä chip on glass -tekniikkaa, mutta ilmaisimen takana on kortti, jossa ohjaus-IC:t sijaitsevat (yleensä yhteensopiva HD44780 :n , RS-232 :n tai rinnakkaisporttiprotokollan kanssa ) ja jännitemuunnin, jonka avulla voit syöttää moduuliin virtaa yhdellä jännite (yleensä 5 AT). Tällaisia näyttömoduuleja käytetään usein osana POS-päätteitä, joita kutsutaan "asiakasnäytöksi", ja pienempiä, joilla ei ole omaa koteloa - kopiokoneissa, palvelimissa ja muissa laitteissa. Osa nykyaikaisista asiakasnäytöistä on tehty VLI:n sijasta värillisille TFT-matriiseille, ja niissä yhdistyvät digitaalisen valokuvakehyksen toiminnot mainosten näyttämiseen ja virtuaalisen "VLI:n" toiminnot samalla fontilla näytön alareunassa. Ohjausmenetelmien suhteen nämä moduulit eivät eroa perinteisistä.
Koska VLI:t ovat elektroniputkia, niitä voidaan käyttää sähköisten signaalien vahvistamiseen [2] . Samalla on siedettävä mikrofoniefektin esiintymistä (koska VLI:itä ei alun perin ollut tarkoitettu käytettäväksi vahvistimina radioputkina, ei ole ryhdytty toimenpiteisiin tällaisen vaikutuksen poistamiseksi). Tällaisissa vahvistusvaiheissa oleva hehku syötetään tasavirralla taustan ilmaantumisen estämiseksi.
Näyttötekniikat _ | |
---|---|
Video näyttää |
|
Ei-video |
|
3D-näytöt |
|
Staattinen | |
Katso myös |
|
Elektroniset tyhjiölaitteet (paitsi katodisäde ) | ||
---|---|---|
Generaattori ja vahvistinlamput | ||
Muut | ||
Suoritustyypit |
| |
Rakenteelliset elementit |
|