WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |

б- ток через ЖК ячейку При возбуждении ячейки переменным напряжением после прекращения возбуждающего напряжения можно подать сигнал частотой 10... 40 кГц в течение нескольких миллисекунд; за это время ячейка гаснет. Время выключения (релаксации) сокращается до 5... 10 мс.

Рис.3.1.Знакопеременное управляющее напряжение ЖКИ:

Возбуждение ЖКИ может осуществляться частотным или а- импульсы напряжения прямоугольной формы;

фазовым способом. Частотный способ иллюстрируется схемой, б- импульсы напряжения сдвинутые по фазе показанной на рис. 3.3. Она •состоит из инвертора, двух вентилей (1 и 2) с двумя входами и транзисторного ключа. К Для ЖК материалов характерна заметная инерционность при коллектору транзистора приложено постоянное напряжение, возбуждении и снятии возбуждения. Ячейка включается с равное удвоенной амплитуде переменного напряжения запаздыванием на 10... 20 мс (время реакции) по отношению к возбуждения (40 В). На вход одного из вентилей подано фронту возбуждающего импульса, а время выключения (время переменное напряжение частоты 30... 500 Гц, на вход другого релаксации) примерно на порядок превышает время включения — напряжение частоты 10...40 кГц. С коллектора транзистора (рис. 3.2,б).

на сегмент индикатора подаются импульсы прямоугольной Известны различные способы уменьшения времени формы соответствующей частоты амплитудой 40 В. На общий выключения ЖК ячеек. Можно после снятия напряжения электрод индикатора подается постоянное напряжение для возбуждения через несколько миллисекунд подать на ячейку компенсации постоянной составляющей возбуждающего короткий импульс относительно большой амплитуды. При этом сигнала. При подаче управляющего сигнала, соответствующего ускоряется процесс нейтрализации ионов, накопленных в ЖК за 55 режиму включения сегмента индикатора на выходе вентиля 1 целесообразно использовать частотный метод управления.

формируется положительный сигнал, переключающий Управление многоразрядными ЖКИ может осуществляться в транзистор с частотой возбуждения 30... 500 Гц. Сигнал на статическом или динамическом режиме.

выходе вентиля 2 в это время отсутствует. При изменении полярности управляющего сигнала на выходе вентиля возникает сигнал гашения сегмента с частотой 10...40 кГц.

Устройство управления (без формирователей) удобно выполнять на комплементарных МДП-схемах серии К176.

Рис.3.4. Принципиальная схема воэбуждения ЖКИ фазовым методом Структурная схема управления индикатором в статическом Рис.3.3.Принципиальная схема воэбуждения ЖКИ режиме показана на рис. 3.5. Каждое знакоместо индикатора 31— сигналами переменной частоты Зn подключено к регистру оперативной памяти Роп. Каждая кодовая комбинация регистра преобразуется в сегментный код Фазовый метод (рис. 3.4) предусматривает подачу на входы индикатора дешифраторами управления ДУ, с выхода которых вентилей импульсов напряжения с частотой 15... 25 Гц, информация в коде индикатора через ключи блока сдвинутых по фазе относительно друг друга на 180°. В формирователей БФ используется для коммутации питания зависимости от уровня управляющего сигнала на сегмент с сегментов индикатора.

выхода формирователя подаются напряжения различных фаз.

Для этого устройства управления характерно полное Сегмент не возбуждается при совпадении фаз на электродах использование контраста знакоместа, так как время возбуждения ЖКИ; возбуждение происходит только при различных фазах.

свечения равно длительности цикла индикации. Недостаток По сравнению с частотным, фазовый метод позволяет вдвое схемы необходимость иметь для каждого знакоместа свой снизить напряжение питания, однако при этом не удается дешифратор и формирователь для каждого сегмента. Число сократить время включения ЖКИ. При использовании фазового внутрисхемных соединений велико, оно равно произведению метода информацию можно выводить до 5 раз в секунду, это числа выходов на один цифровой разряд на число цифровых достаточно для цифровых приборов, калькуляторов, разрядов.

электронных часов. При более высоких частотах смены При динамическом управлении пространственно разделенные информации, например при динамическом принципе индикации, 57 разряды работают последовательно во времени. Возможны два последовательной выборкой знакомест типа управления — с последовательной выборкой знакоместа и с последовательной выборкой цифры. Такт распределителя Тр=nр, где р — время возбуждения одного разряда, a n— число разрядов. Частота распределителя fр = 1/Tp=1/(nР) должна быть выше или равной некоторой критической частоты fкр, при которой мерцание разрядов незаметно, т. е. fp=nfкр.

При последовательной выборке цифры дешифратор цифр ДШЦ последовательно и синхронно с генератором фазоимпульсных констант ГФК синтезирует цифры от 0 до параллельно на всех знакоместах 31—Зn (рис. 3.7). Информация от регистра памяти в фазоимпульсном десятичном коде подается через формирователи Ф1—Фn на общий электрод знакомест.

Цифра высвечивается в момент совпадения информации регистра с синтезируемой цифрой. Устройство не имеет ограничений по числу разрядов, однако работает при постоянной скважности (десять цифр 0... 9), что ограничивает возможности ее использования применительно к ЖКИ с малым контрастом.

Рис.3.5. Структурная схема управления индикатором в статическом режиме В первом случае (рис. 3.6) распределитель знакомест Рзм последовательно через формирователя Ф1—Фn возбуждает знакоместа десятичных разрядов 31—Зn, на которые синхронно с помощью коммутатора К, управляемого Рзм и дешифратором цифр ДШц, с регистра памяти подается информация, подлежащая индикации.

Рис.3.7..Структурная схема управления ЖКИ с последовательной выборкой цифр Основные параметры ЖКИ: контрастность К и пропускание, пороговое напряжение Uпop, управляющее напряжение Uyпр, время включения (реакция) вкл, время выключения (релаксации) выкл. Отношение интенсивности света, выходящего из ЖК ячейки в исходном состоянии, к интенсивности света в возбужденном состоянии ЖК ячейки называется пропусканием, Рис.3.6.Структурная схема управления ЖКИ с если наблюдение ведется в направлении навстречу входящему 59 лучу и контрастностью во всех других случаях. Для ячеек на управления приведена на рис. 3.9.

эффекте динамического рассеяния контраст составляет от 15:до 100 :1, пропускание — минимум 20:1. Для ячеек на основе твист эффекта контрастность и пропускание — от 40:1 до 100:1.

Значения порогового и управляющего напряжений определяются по коэффициенту рассеяния света в ячейке КР.

Зависимость коэффициента рассеяния света от напряжения, приложенного к электродам ячейки, показана на рис. 3.8.

Рис. 3.9. Принципиальная схема управления ЖК индикатором в статическом режиме Резисторы R1 R7 обеспечивают требуемый ток через сегмент:

1 UВЫХ -1,2 Uпор -UВЫХ, ГЕН R1= Iсег Рис.3.8.Зависимость коэффициента рассеяния света от где UВЫХ - выходное напряжение высокого уровня логического напряжения на ячейке элемента DD2, - пороговое напряжение ЖК – индикатора, Uпор Пороговое напряжение UПOP соответствует значению Кр=0,05.

Управляющее напряжение. Uynp— значению Кр=0,5. UВЫХ - выходное напряжение низкого уровня генератора ГЕН Значение UПOP для индикатора, использующего эффект Г.

динамического рассеяния, увеличивается на низких и высоких частотах (индикатор становится менее эффективным).

Требуемый уровень логической единицы обеспечивается Индикаторы на основе твист эффекта обычно используют на выбором Uп ИМС. В статическом импульсном режиме работы частотах 1... 10 кГц. В справочных данных индикаторов индикатора постоянное пороговое напряжение заменяется на указывают рекомендуемую частоту управляющего напряжения.

действующее напряжение:

Время включения вкл определяется как время, в течение которого контрастность достигает 90% установившегося Uпор.дейст = q Uпор, значения, а время выключения выкл — как время уменьшения контрастности от 90 до 10% установившегося значения.

При работе индикаторов в статическом непрерывном режиме где q – скважность импульсов возбуждения, применяют микросхемы серии КМОП, позволяющие менять Uпор – постоянное пороговое напряжение.

напряжение питания от 3 до 15 вольт и тем самым обеспечить требуемый выходной уровень логической единицы превышающий Для двухкоординатного метода управления ЖК - индикаторами пороговое напряжение индикатора. Принципиальная схема целесообразно в цепи общего провода индикатора применять 61 логические элементы с Z – состоянием. Принципиальная схема управления 4-разрядным ЖК-индикатором приведена на рис. 3.10. Принципиальная схема фазоимпульсного способа индикации приведена на рис.3.11.

Рис.3.10. Принципиальная схема управления ЖК индикатором в динамическом режиме Рис.3.11. Принципиальная схема фазоимпульсного способа индикации Поочередная выборка элементов DD1.1 DD4.4 обеспечивает поразрядное управление ЖК-индикаторами. Резисторы R1R7 задают Расчет элементов принципиальной схемы при фазоимпульсном необходимый ток через сегменты индикатора:

методе индикации не отличается от расчета элементов схемы при динамическом режиме работы.

U1 -1,2 q Uпор -UВЫХ (1), Долговечность ЖКИ. В процессе эксплуатации ЖКИ ВЫХ DD 2 DD R1= изменяется внешний вид информационных полей, что Iсег проявляется как ухудшение и исчезновение контраста между активными и пассивными зонами, увеличивается время реакции.

где - выходное напряжение высокого уровня UИзменения внешнего вида и времени реакции является ВЫХDDследствием электрохимических явлений на границе логических элементов DD2, жидкокристаллическое вещество (ЖКВ) — поверхность q – скважность, подложки. Скорость деградационных процессов в основном Uпор – постоянное пороговое напряжение, 0 определяется постоянной составляющей напряжения UВЫХ - выходное напряжение низкого уровня логических DD возбуждения, предельно допустимое значение которого элементов DD4.

указывается в справочных данных. Наличие постоянной составляющей приводит к электролизу ЖКВ, в результате Для обеспечения положительного значения числителя формулы [1] которого возникает газовыделение в объеме ЖКВ, образуются необходимо подбирать напряжение питания цифровых микросхем пузырьки газов, визуально воспринимаемые как черные точки.

так, чтобы выполнялось условие:

Электроды индикатора (проводящие пленки) теряют свою прозрачность, и сегменты становятся видимыми в отсутствие напряжения возбуждения.

U1 >1,2 q Uпор +UВЫХ ВЫХDD DD 63 В результате старения нарушается ориентация молекул ЖКВ 4 УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА и растет ток, потребляемый индикатором. Кроме того, в ОСНОВЕ ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ИНДИКАТОРОВ процессе эксплуатации ЖКВ потребляемый ток может расти и за счет проникновения влаги через слой герметика. Влага разрушает Для управления газоразрядным знаковым индикатором ЖКВ. Особенно опасно сочетание влаги с воздействием высокой применяется дешифратор с высоковольтным выходом К155ИД1.

температуры. Выход дешифратора выполнен с открытым коллектором и позволяет При эксплуатации ЖКИ в условиях низкой температуры подключать источник питания до 60 вольт. Схема управления отдельные компоненты ЖКВ могут кристаллизоваться. газоразрядного знакового индикатора в статическом непрерывном Чередование замораживания и размораживания ЖКВ может режиме приведена на рис.4.1.

привести к образованию воздушных пузырьков, которые выглядят как черные точки.

Рис. 4.1. Схема управления газоразрядным знаковым индикатором в статическом непрерывном режиме При появлении нулевого уровня на одном из входов дешифратора, соответствующий катод подключается к минусовому выводу источника анодного напряжения. Ток протекающий от анода к катоду задается анодным резистором, величина которого определяется по формуле:

65 Ea -Uп, Rа = Iа где Eа – напряжение источника питания, Uп – напряжения поддержания разряда.

При выборе Еа необходимо, чтобы выполнялось условие:

, Еа Uв где Uв – напряжение возникновения разряда.

Для исключения паразитной подсветки невыбранных катодов на выводах катодов должно быть напряжение смещение Есм, которое должно удовлетворять условию:

Есм 40 В Этот источник обеспечивает протекание зондового тока величиной (10–15)% от анодного тока:

Iз = (0,1 0,15) Iа Рис.4.2. Схема управления газоразрядным знаковым индикатором в Для обеспечения требуемого напряжения на невыбранных катодах динамическом режиме при поразрядном методе индикации используется источник катодного напряжения Ек. Его величина должна быть меньше предельно допустимого напряжения, Расчет анодной цепи начинаем с выбора Еп, которое должно быть подаваемого на выход дешифратора Uдоп, но больше Есм:

больше напряжения возникновения:

Есм Ек Uдоп,, Еп Uв +UкэVT где Ек – напряжение катодного источника, где UкэVT 2 - напряжение коллектор-эмиттер транзистора VT2 в Еа – напряжение питания анода, Uп – напряжение поддерживания разряда. режиме насыщения.

При работе индикатора в статическом импульсном режиме По характеристике индикатора определяем ток полного расчет катодной цепи и сопротивление анода не меняется. покрытия Iп.п. Этот ток задается с помощью резистора Rа:

В динамическом режиме работа при поразрядном методе индикации расчет катодной цепи также аналогичен статическому Еа -Uв -UкэVT Ra = режиму. Схема управления газоразрядным знаковым или матричным Iп.п индикатором в динамическом режиме приведена на рис 4. 67 Этот ток равен коллекторному току транзистора VT2. По определяется из выражения:

напряжению питания и Iк выбираем тип транзистора VT2. Ток базы насыщения определяем из выражения:

U1 -UбэVT1, ВЫХ Rб1= Iб Iк Iп.п Iбн = = где UВЫХ - напряжение логической единицы дешифратора разрядов DD1.

С учетом степени насыщения S, равной 2, ток базы транзистора VT2 равен:

Так как выходное напряжение логического нуля дешифратора может находиться в пределах (0 0,4) В, то для Iб = S Iб = 2 Iб надежного запирания транзистора VT1 при логическом нуле на выходе дешифратора DD1, целесообразно в эмиттерную цепь Этот ток задается резистором Rб2, при закрытом транзисторе транзистора VT1 включить диод: анодом к эмиттеру, катодом к земле.

VT1:

Фазоимпульсный метод индикации. При фазоимпульсном управлении газоразрядными индикаторами принципиальная схема Еа -UбэVT 2 -Uп, Rб2 = анодных ключей не меняется по сравнению с поразрядным Iб управлением. Изменяется только схема катодных ключей, т.к. через где Uп - напряжение поддержки разряда, катодные ключи может течь суммарный ток всех индикаторов.

Еа - напряжение питания.

Принципиальная схема управления газоразрядными индикаторами в динамическом режиме работы при фазоимпульсном методе При открытом транзисторе VT1, его ток коллектора будет индикации приведена на рис. 4.3.

определяться сопротивлением Rб2: Расчет катодных ключей начинаем с выбора напряжения смещения катодов Есм, которое будет определяться напряжением Еа -UкэVT1 стабилизации стабилитрона:

Iк = RбЕсм = Uст По допустимому току коллектора и напряжению Еа Ток стабилитрона будет состоять из суммы зондовых токов и выбираем тип транзистора VT1. Его ток базы насыщения найдем по тока определяемого Rк:

формуле:

Ек -Uст Iк, Iст = + n Iзон Iбн = Rк где Ек – напряжение катода, С учетом степени насыщения S, равной 2, ток базы Uст – напряжение стабилизации, транзистора VT1 будет равен:

Rк – сопротивление катода, n – количество одновременно включенных индикаторов (n = Iб = S Iб = 2 Iб 1 4), Этот ток задается резистором Rб1, величина которого Iзон – зондовый ток ( Iзон = 0,1 Iа ) 69 С учетом степени насыщения, равной 2, ток базы равен:

Iб = S Iб = 2 Iб Ток базы задается базовым резистором:

U1 -Uбэ ВЫХ Rб = Iб Рис.4.3. Схема управления газоразрядным знаковым индикатором в динамическом режиме при фазоимпульсном методе индикации Минимальный ток стабилитрона будет при n = 1, максимальный при n = 4 (в нашем примере). Исходя из максимального и минимального тока стабилизации, а также напряжения стабилизации, выбираем тип стабилитрона, и рассчитываем резистор Rк. При открытии транзисторов катодной цепи, стабилитрон шунтируется и не оказывает влияния на работу схемы.

В открытом состоянии через транзистор течет ток, величина которого определяется по формуле:

Ек -UкэVT Iк = Rк Ток базы насыщения транзистора равен:

Iк Iбн = 71 5 УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ОСНОВЕ ВАКУУМНЫХ НАКАЛИВАЕМЫХ ИНДИКАТОРОВ Вакуумные накаливаемые индикаторы могут работать в статическом непрерывном, статическом импульсном и динамическом режимах работы.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.