Устройство для индикации

Союз Советских СоциалистическихРеспублик,ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИЗЛЬСТВУ(22) Заалано 280679 (21) 2786753/18-24 (51)М. КЛ. 0 09 О 3/10 с присоединением завки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР но дедам изобретений н открытий(54 ОЙ ндиклци нап ных нию имп Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах отображения информации на основе газоразрядных (плазменных) индикаторных панелей (ГИП).переменного тока.Известно устройство для индикации,содержащее индикаторную панель, блОксопряжения и задакций генератор Ц .Недостатками этого устройства являются следующие факторы:очень сложная схема для получениядвух изолированных (неполярных) напряжений,подключение к генератору опорногонапряжения помимо самой плазменнойпанели еще и ключей, ограничителей нрегуляторов напряжений приводит кувеличению потребляемой от него мощности, и следовательно, к увеличению 20импульсных токов, создающих в своюочередь помехи на корпусных шинах ивызывающих сбои в работе логическихузлов (блока управления),подключение к генератору опорногоряжения дополнительных перечисленузлов также приводит к увеличедлительностей передних фронтовульсов опорного напряжения, таккак в этом случае помимо емкости па нели к выходам генератора подключаются дополнительные параэитные емкости новых узлов. Увеличение фронтов опорного напряжения вызывает уменьшение стеночного потенциала и потерю свойства запоминания записанной информации в панель,в устройстве заменены лишь два внешнах источника напряжения на встроенные преобразователи напряжения, причем эти источники относитель. но маломощные и имеют незначительные параэитные связи, тогда как другие высоковольтные источники с большими потребляемыми токами, например для питания генератора опорного напряжения, остались внешними со всеми присущими связями и помехами. Следовательно, проблема повышения помехоус" тойчивости до конца ие решена.известно также устройство для индикации, содержащее индикаторную панель, блок сопряжения, генератор поддерживающего напряжения и задающий генератор.В устройстве производится коррекция формы поддерживающего напряжения на электродах панели, за счет чего расширяется диапазон памяти ГИГ 1 2 .очень узкой. Поэтому при незначительных уходах и нестабильностях напряжений опорных и управляющих импульсов теряется управляемость ГИП,т,е. при записи не зажигаются отдельные ячейки,а пги стирании не гасятся некоторые из них или зажигаются и гасятся соседние (невыбранные) ячейки. Это вызывает искажение изображения.Наиболее близким к предлагаемому 25 является устройство для индикации,содержащее адресные блоки по координатам Х и У, выходы которых подключены ко входам индикаторной панели,первые входы адресных блоков по координатам Х и У соединены с выходами соответствующих Формирователей импульсов записи-стирания, вторые входы с выходами соответствующих генерато 40 ров поддерживающего напряжения, третьи входы - с первым выходом блока управления, первый и второй входы которого подключены к выходам блока сопряжения и задающего генератора соответственно.В устройстве, при отклонении амплитуд от оптимального значения,величина отклонения управляет частотой генерации поддерживающих напряжений 3,50 Недостаток этого устройства заключается в слабо выраженной зависимости граничных напряжений диапазона памяти и частоты поддерживающего напряжения, что вызывает необходимость перестройки частоты в большом диапазоне.Однако диапазон рабочей частоты современных;ГИП ограничен с обеих 55 60 сторон и лежит в пределах 30-100 кГц, а изменение частоты даже в этом узком диапазоне вызывает изменение яркости изображения. Следовательно, нестабильность напряжений отражает 65 Однако практически установлено, чтотакой прием расширения диапазона памяти не эффективен, поскольку невозможно сформировать компенсирующие импульсы, совпадающие по форме и во времени с провалами на вершине поддерживающих импульсов, Кроме того, глубина провалов изменяется в зависимости от числа горящих ячеек на дан 1 ной шине и, следовательно, появляется необходимость автоматически регулировать амплитуду компенсирующих импульсов. Недостатком данного устройства является также то, что не принято мер по обеспечению надежного переключения ячеек на экране ГИП в моменты записи и стирания, посколь ку управление ГИП переменного тока является сложной задачей в силу ряда причин, обусловленных конструкцией и принципом работы панели. Из-за большого числа ячеек и разброса их 20 характеристик рабочая область напряжений, в которой возможно управление всеми ячейками ГИП, оказывается ся на яркости изображения, что нежелательно для восприятия.Цель изобретения - повышение надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит распределитель импульсов, входы которого под-ключены к выходу задающего генератора и второму выходу блока управления, а первый выход - к первым входам генераторов поддерживающего напряжения, и формирователь корректирующих импульсов, первый и второй входы которого соединены со вторым выходом распределителя импульсов и третьим выходом блока управления, первые и вторые выходы - со вторыми входами соответствующих генераторов поддерживающего напряжения, а третий выход со входами формирователей импульсов записи-стирания, а также тем, что формирователь корректирующих импульсов содержит десять элементов И, четыре элемента ИЛИ, триггер и два элемента НЕ, причем первые входы первого, третьего, восьмого и десятого элементов И соединены между собой и через первый элемент НЕ - с первым входом второго элемента И, первые входычетвертого, шестого, седьмого и девятого элементов И соеднены между собой и через второй элемент НЕ с первым входом пятого элемента И, второй вход первого элемента И соединен со вторым входом второго элемента И, выходы второго и третьего элементов И подключены ко входам первого элемента ИЛИ, второй вход четвертого элемента И соединен со вторым входом пятого элемента И, выходы пятого и шестого элементов И подключены ко входам второго элемента ИЛИ,выходы седьмого и восьмого элементов И соединены со входами третьего элемента ИЛИ, а выходы девятого и десятого элементов И - со входами четвертого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ подключены к единичному и нулевому входам триггера соответственно.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для индикации, на фиг.2 временйые диаграммы работы устройства, на Фиг. 3 - функциональная схема Формирователя корректирующих импульсов и генераторов поддерживающего напряжения.Устройство содержит газоразрядную индикаторную панель (ГИП) 1, адресный блок 2 по координате Х, адресный блок 3 по координате У, генераторы 4 поддерживающего напряжения, распределитель 5 импульсов, формирователи б импульсов записи-стирания, блок 7 управления, блок 8 сопряжения, задающий генератор 9, формирователь 10 корректирующих импульсов, первый,второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятыйэлементы И 11-20 соответственно,триггер 21, первый, второй, третий,четвертый элементы ИЛИ 22-25 соответственно, первый элемент НЕ 26, второй элемент НЕ 27.ГИП 1 переменного тока обладает свойством запоминания однократно записанной информации, т.е. не требует последующей регенерации изображения.Адресные блоки 2 и 3 по координатам Х и У выполняют Функции дешифрации и сложения поддерживающего и уп 1 О равляющих напряжений по соответствуюсчетчики знакомест и строк, еслиотображается алфавитно-цифровая информация, знакогенератор, преобразующий двоичный код знаков в код под.свечиваемых ячеек на экране ГИП 1,и другие логические узлы. Его состав изменяется в зависимости от типа устройства для индикации и вида отображаемой информации,Блок 8 сопряжения с источникоминформации содержит (на чертеже непоказаны) приемник, узел контролявходной информации, магистральныеусилители сигналов и другие узлы,необходимые для обмена служебными сигналами с источником информации, которым в частном случае может служитьЭВМ. Порядок обмена сигналами междуисточником и приемником стандартизован, например ГОСТ 18146-72, поэтомуиспользуемый тип стыка полностью определяет схему блока 8 сопряжения,Задающий генератор 9 представляетсобой относительновысокочастотный(например кварцевый) генератор.формирователь корректирующих импульсов 10 выполнен на логическихэлементах И и ИЛИ. Он производит переключение сигналов с одного входана два различных выхода.Устройство для индикации работаетследующим образом.На электроды индикаторной панели(ГИП) 1 всегда должны подаваться им-пульсы поддерживающего напряжения,40 50 55 бО щим координатам.Генераторы 4 поддерживающего напряжения формируют относительно высоковольтные импульсы (порядка 120 В) 15 прямоугольной или ступенчатой формы, что зависит от избранного метода адресации. При адресации методом полу- выборки используются трехуровневые импульсы поддерживающего напряжения. 2 О Для их формирования необходимы три электронных ключа.формирователи б импульсов записи- стирания выдают сравнительно высоко. вольтные импульсы управления, одни из которых имеют положительную полярность (например по оси Х), а другие отрицательную полярность (например по оси У).Блок 7 управления содержит в своем составе (на чертеже не показаны) амплитуда которых недостаточна дляподжога ячеек на экране, но и такова,что ранее включенные ячейки не должны самопроизвольно гаснуть, Поддерживающее напряжение Формируется генераторами 4 поддерживающего напряженияи через адресные бчоки 2 и 3 по координатам Х и У поступают на электродыГИП 1 (фиг. 1) .Генераторы 4 поддерживающих напряжений производят заряд и разряд емкостной нагрузки, образованной ортогональными электродами ГИП 1 в моменты времени, определяеьые синхронизирующими импульсами, которые поступают на их входы со второго выхода распоеделителя 5 импульсов и проходятчерез формирователь 10 корректирующих импульсов. Синхроимпульсы получаются в распределителе 5 импульсов изнепрерывной последовательности импульсов, поступающих на его вход с выхода задающего генератора 9. Можно ус"ловиться, что задающий генератор 9работает на частоте 1 МГц (период1 мкс), а генераторы 4 подцерживающих напряжений работают на частоте50 кГц (период 20 мкс), Деление частоты и выделение соответствующихсинхроимпульсов (любого из 20 импульсов, соответствующих периоду генера"торов 4 поддерживающих напряжений)производится с помощью распределителя 5 импульсов, На фиг. 2 условнопоказаны три возможных режима работы:поддержка имеющегося изображениязапись информации и ее стирание. В период записи на формирователь 10 корректирующих импульсов подается сигналЗП, с третьего выхода блока управления 7 на период стирания - сигнал СТ.В режиме поддержки с выходов формирователя 10 корректирующих импульсовпередаются синхроимпульсы СИ 1 иСИ 5 на первый генератор 4, а СИ 11и СИ 15 - на второй генератор 4. Врежиме запис:; передаются СИ 1, СИ 5и СИ 10 - на первый генератор 4,СИ 11и СИ 15 - на второй генератор 4, аиз СИ б и СИ 9 формируется импульсзаписи, который передается на Формирователи б импульсов записи-стиранияВ режиме стирания передаются СИ 1и СИ 5 - на первый генератор 4,СИ 11, СИ 15 и СИ 20 - на второй генератор 4, а из СИ 16 и СИ 17 Формируется импульс стирания, который передается на формирователи б импуль"сов записи-стирания. Синхросигналы вгенераторах 4 управляют очередностьювключения и выключения электронныхключей и тем самым изменяется Формаподдерживающих напряжений. На временных диаграммах в порядке иллюстрациипоказано, что в период записи первыйгенератор 4 формирует трехступенчатыйимпульс поддерживающего напряжения,у которого больший уровень имеет длительность 4 мкс, а промежуточныйуровень - 5 мкс (его амплитуда около 0,5 от амплитуды верхнего уровня).В период стирания второй генератор 4 формирует трехуровневый сигнал, у которого длительности уровней 4 и 5 мкс соответственно (амплитуда среднего уровня равна примерно 0,25 .от амплитуды верхнего уровня), На промежуточные уровни накладываются импульсы записи длительностью около 4 мкс или стирания длительностью 1-2 мкс (на фиг. 2 отмеченные штриховкой). Поскольку напряжения О и О с выходов генераторов подаются на электроды ГИП 1, то в каждый момент в ячейках существует разность потенциалов О-О, показанная в виде нижней осциллограммы (фиг. 2). Из этой осциллограммы видно, что импульсы записи и стирания помещаются на промежуточный уровень (пьедестал) и складываются из двух раэнополярных импульсов. Этот прием позволяет иметь управляющие импульсы амплитудой около 40-50 В и,следовательно, использовать относительно низковольтные транзисторы в формирователях сигналов записи-стирания.В момент записи сигнал превышает уровень напряжения газового разряда и происходит первая вспышка в ячейке. Образовавшиеся электроны и ионы, оседая на диэлектрических слоях внутренней поверхности ГИП 1, создают стеночный потенциал Ос, изображенный штрихпунктирной линией на последней осциллограмме (Фиг.2). При переключении полярности поддерживающего напряжения происходит вторая вспышка в ячейке и изменение полярности стеночного напряжения Ос и т.д. При стирании подается импульс, опережающий очередной импульс поддерживающего напряжения. Стирающий импульс вызывает перезаряд напряжения ОС,поскольку длительность стирающего импульса мала, то напряжение Ос не успевает возрасти до нужной величины, поэтому очередной импульс поддерживающего напряжения уже не вызывает изменения полярности О и, следовательно, нарушается последовательность газовых разрядов, т.е. прекращается свечение ячейки. Выбор конкретных электродов, на которых происходят описанные процессы, производится адресными блоками 2 и 3 по координа" там Х н У по кодам, поступающим из блока 8 сопряжения через блок 7 управления . Процесс формирования импульсов поддерживающего напряжения различной формы (прямоугольной или ступенчатой) или импульсов управления (записи или стирания) различной длительности осуществляется с помощью формирователя корректирующих импульсов 10 (фиг. 3). Формирователь 10 корректирующихимпульсов передает сигналы СИ 1,СИ 5, СИ 10 на первый генератор 4,а сигналы СИ 11, СИ 15 и СИ 20 - навторой генератор 4. Каждый из генераторов 4 содержит по три .ключевыхтранзистора. Транзисторы, включаясьна короткое время (1,5-2 мкс), заряжают нагруэочную емкость до соответствующего уровня напряжения.Так, если открывается третий транзистор раньше, то емкость разряжается до нулевого уровня и в результате формируется узкий прямоугольныйимпульс поддерживающего напряжения.Если же раньше открывается второй 15 транзистор,то емкость разряжается доуровня, определяемого величиной напряжения +Е, затем включается третий транзистор и разряжает конденсатор от промежуточного уровня до нуля.20 В результате Формируется трехуровневый импульс поддерживающего напряжения, позволяющий испольэовать низковольтные управляющие сигналы в моменты записи и стирайия.25 Применение формирователя 10 кор"ректирующих импульсов в составе устройства для индикации позволяет оптимизировать форму поддерживающих иуправляющих сигналов, т.е. получитьимпульсы прямоугольной формы в период поддержки иэображения или ступенчатой формы по соответствующей оси впериоды записи и стирания, обеспечитьбольшую длительность импульсов записи по сравнению с длительностью импульсов стирания и иметь требуемыйвременной интервал между эадНим фронтом импульса стирания и переднимфронтом очередного поддерживающегоимпульса. Такие соотношения поэволя ют расширить диапазоны управляемойГИП. При экспериментах установлено,что диапазон памяти у отечественнойГИПП(число электродов 128 хх 128) возрос а 8 до 15 В, т.е. поч ти в 2 раза. Это позволяет испольэовать относительно ниэкостабильныеисточники питающих напряжений,чемупрощается устройство для индикациив целом.Формирование импульсов поддерживающего напряжения без пьедесталов впроцессе поддержки изображения,т.е.основную часть времени работы (ведьзапись и стирание - процессы однократные), дает повышение КПД.Так, для ГИППб 384 средний ток,потребляемый от источника Е 4 =+ 125 В составляет 70 мЛ, от каждого источника Е 2= + 80 В и Е 350 В средний ток составляет б и 60 5 мА соответственно. Тогда общая потребляемая мощностьР =1 Е = 1250,07 + 80 0,006 ++ 50 0,005 = 9,38 Вт.Потребляемая мощность в предлагаеб 5 мом устройстве составляет Р= 125 хх 0,07 =. 8,65 Вт и, следовательно,КПД возрастает на 7,8.Формула изобретения1. Устройство для индикации, содержащее адресные блоки по координатам Х и У, выходы которых подключены ко входам индикаторной панели, первые входы адресных блоков по координатам Х и У соединены с выходами соответствующих формирователей импульсов запи" ,си-стирання, вторые входы - с ныходами соответствующих генераторов поддерживающего напряжения, третьи вхо.ды - с первым выходом блока управления, первый и второй входы которого подключены к выходам блока сопряжения и задающего генератора соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит распре- . делитель импульсов, входыкоторого подключены к выходу задающего генератора и второму выходу блока управ.ления, а первый выход - к первым входам генераторов поддерживающего напряжения, и формирователь корректирующих импульсов, первый и второй входы которого соединены со вторым выходом распределителя импульсов и третьим выходом блока управленияпервые и вторые выходы - со вторыми входами соответствующих генераторов поддерживающего напряжения, а третий выход - со входами формирователей импульсов записи-стирания.2. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что формирователь корректирующих импульсов содержит десять элементов И, четыреэлемента ИЛИ, триггер и дна элемента НЕ, причем первые входы первого,третьего, восьмого и десятого элементов И соединены между собой и через первый элемент НЕ - с первымвходом второго элемента И, первыевходы четвертого, шестого, седьмогои девятого элементов И соединены между собой и через второй элемент НЕс первым входом пятого элемента И,второй вход первого элемента И соединен со вторым входом второго элемента И, выходы нторого и третьегоэлементов И подключены ко входам 5 первого элемента ИЛИ, нторой входчетвертого элемента И соединен совторым входом пятого элемента И,вы"ходы пятого и шестого. элементов Иподключены ко входам второго элемен О та ИЛИ, выходы седьмого и восьмогозлементон И соединены со входамитретьего элемента ИЛИ, а выходы девятого и десятого элементов И - со входами четнертого элемента ИЛИ, выходытретьего и четвертого элементов ИЛИподклочены к единичному и нулевомувходам триггера соответственно. Источники информации,принятые но внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 514312, кл. С, 06 К 15/18, 1973.2. Авторское свидетельство СССР9 537363, кл . С 06 К 15/18 1975.3. Иатент США В 4017762,кл, 315-169 ТЧ опублик, 1977 (прототип) .822244 ВНИИ 1 и Заказ 1861/77 Тираж 484 Подписное илиал ППП "Патент", .Ужгород,ул.Проектная 4