Способ управления газоразрядной индикаторной панелью переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧВжи СПУБЛИК Н Бузмаков,(54) СП ИНДИКАТ (57 ) Из ряд ной вано в СОБ УПРАВЛЕНИЯРНОЙ ПАНЕЛЬЮ ПЕбретение относехнике и можетстройствах отогаэораэрядныхпеременного то ации н анелях етения- повышение над а счет улучшения лемента отображе осуществляют сле лени ни посо льзонфорныхОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЩгТЕ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО А ВТОРСНОМУ СВИ(56) Патент Франции Р 247848кл. Н О 3 7/36, 979.Авторское свидетельство СССР9 083224, кл. С 09 С 3/00, 98 ГАЗОРАЗРЯДНОЙ РЕМЕННОГО ТОКА тся к газораэбыть использоражения инфориндикаторных а. Цель изобежности управ- условий вклюния и гашения. дующим образом Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть испо вано в устройствах отображения и мации на газоразрядных индикатор панелях переменного тока (ГИПП).Целью изобретения является повышение надежности управления за счет улучшения условий включения элемента отображения и гашенияПодача импульсов записи с длительностью фронта, равной времени накопления зарядов (настенного напряжения на диэлектрической поверхности элемента отображения), способствует усцис 80 по 1579 1В газоразрядной панели, содержащейдве системы электродов, на первую изних подают двухполярные периодическиеимпульсы поддержания разряда, а авторую - опорный уровень напряжения,Для управления элементами отображения информации на выбранные электроды обеих систем подают импульсы записи/стирания, а длительность импуль"сов поддержания разряда, подаваемыходновременно с импульсами записи/стирания, увеличивают на время, равноеразности периода повторения и удвоенного значения номинальной длительнос"ти импульса поддержания разряда призаписи - на выбранных электродах, пристирании - на всех, кроме выбранного.Длительность фронта импульса записи/стирания и среэа ичпульса стиранияустанавливают равными времени накопления заряда в элементе отображения. тановлению уровня настенного напряжения в оптимальной точке переэаряднойхарактеристики, которая устанавливаетзависимость настенного напряженияот внешнего напрчжения, Это позволяетустранить процесс саморазряда настенного напряжения при переходе от уров- "ня напряжения записи до уровня напря-жения импульса поддержания разряда,формируемого после импульса записи,и обеспечить устойчивую последовательность разряда при подаче импульсовнапряжения поддержания разрядов. Увеличение длительности импульса поддер 1579330жання разряда на выбранном электродена время, равное разности между пе"риодом повторения и удвоенной номинальной длйтельности импульса поддержания разряда, дает возможность относительно результирующего напряженияна элементе отображения формироватьсрез импульса записи на уровне напряжения удлиненного импульса и передний 1 Офронт импульса напряжения поддержанияразряда противоположной полярности отуровня напряжения поддержки, а не отуровня импульса записи. Это такжеустраняет возможность возникновения 5процесса самораэряда настенного напряжения перед импульсом напряженияподдержания разряда. Кроме этого, увеличение длительности импульса на всевремя между импульсами поддержания 20разряда уменьшает число дополнительных циклов коммутации напряжения элементами схемы управления при записи/стирании и позволяет применять высоковольтные интегральные микросхемы 25с большими временными задержками включения и выключения.Формирование импульса стирания сдлительностью фронта в среза равноговремени накопления зарядов по второй ЗОсистеме электродов на выбранном электроде и совмещение подачи этого импульса относительно фронта и вершины,когда на выбранном электроде первойсистемы нулевой уровень напряжений,приводит к формированию результирующего напряжения, имеющего прямой иинверсный импульсы стирания на вы"бранном элементе отображения,Длительность передних фронтов этих 4 Оимпульсов стирания равна времени накопления настенного напряжения. Времянакопления заряда определяется какминимальное значение длительности импульса управления в соответствии с 45паспортными данными каждой панели.Предложенная длительность фронта исреза обеспечивает передачу напряжения на газовой промежуток выбранныхэлементов отображения с учетом их не"однородности параметров при изготов"50ленни ГИП.Импульс стирания с такой длительностью фронта некритичен к форме фрон"та из-за нелинейности электрическойхарактеристики газового разряда ипозволяет снизить требования к эле"ментам схемы управления по сравнениюс импульсом стирания с линейным фронтом, Нелинейность формы фронта обеспечивает ток разряда на соответствующем нелинейном участке электрической характеристики газового разряда, где наиболее неустойчивый процесс разряда. Поэтому выбранная длительность при нелинейном фронте импульса, стирания определяет эффективность предложенного импульса стирания, особенно для ГИП с увеличенной шириной электродов и повышенным взаимодействием между элементами отображения. Выбранное значение длительности фронта определяется иэ минимального значения длительности импульса опорного напряжения. Инверсный импульс стирания с аналогичными параметрами прямого импульса стирания позволяет по сравнению с прототипом формировать . инверсный импульс с амплитудой, равной амплитуде импульса напряжения поддержания разряда. Инверсный импульс стирания с крутым фронтом особенно не эффективен дпя ГИП с увеличенной неоднородностью параметров элементов отображения.Амплитуда импульсов записи и стирания выбирается из условия работы в оптимальной точке переэарядной характеристики и определяется по паспорт ным данным конкретной панели.На фиг.1 приведены временные диаграммы, поясняющие способ управления с нулевым и постоянным высоким уровнем опорного напряжения по одной координате системы электродов (а - двухполярное импульсное напряжение по координате У с удлиненным отрицательным импульсом; б - нулевой уровень напряжения по координате Х с управляющими импульсами; в - результирующее напряжение для нулевого уровня напряжения по одной координате; г - двухполярное импульсное напряжение по координате У с удлиненным положительным импульсом; д - постоянный высокий уровень напряжения по координате Х с управляющими импульсами; е - результирующее напряжение с постоянным напряже" кием по одной координате); на фиг,2 типовая гереэарядная характеристика элемента отображения.На представленных эпюрах фиг.1 обозначены: 1 - импульс напряжения поддержания разряда 0 о с номинальной длительностью Г о = с и периодом по" вторения С; 2 - импульс полу;яборки записи с длительностью ь; 3 - форма5 1579330 6напряжения накопления зарядов (ца- координаты Х постоянного уровня опор- стенного напряжения) в элементе отоб- нога напряжения равного 11(фиг.1,г) ражения;0(О- напряжение на элемен импульс 2 формируется методом шунтите отображения перед разрядом С - рования напряжений ца выбранном элек)5время накопления зарядов ца элементе троде (фвг,1)д ) до нуля, Дпцтельность отображения), 4 - импульс полувыборки фронта импульса 2 по координате Х усстирания; 5 - прямой импульс стирания танавливают равной времени цакопле" с длительностью С; 6 - инверсный им- ния зарядов или минимальному значению пульс стирания с длительностью ь; О длительности импульса поддержания7 - импульс записи (О я - уровень м и Разряда) при которой умецьшачнапряжения на второи системе электро- ется статический диапазон изменения )дов) напряжения поддержания разряда когдаНа фиг.2 обозначено: о- внешнее сохраяяется одно из двух устойчивыхнапряжение; 0- минимальное на состояний элемента отображения (горит пряжение поддержайия разряда; Цмаксимальное напряжение поддержания длительностьсамого импульсаимразряда;- точка, ниже которой пре по координате Х устанавливается вкращается последовательность разряда) диапазоне7 (с - 2 с )диапазоне ) Иомим им )Б - точка, в которой последователь при этом Г спри этом.ива иммииность разряда переходит в режим гаше- Верхняя граница длительности им"ния, т.е, в неустойчивую последова- пульса 2 устанавливается меньше раэтельность разрядов; С " точка устой- ницы времени удлинения импульса подчивой последовательности разрядов. держания с целью возможности формироУправление гаэоразрядной индика-. 25 нация среза импульса 2 до уровня наторной панелью переменного тока осу- пряженця поддержания разряда, для исществляется следующим образом, ключения самостирация настенных на-В режиме индикации на одцу систе- пряжений при переходе на уровень подму электродов ГИП) напримеР, по коор держки другой полярности,динате Ч подают напряжение поддержа В результате на.выбранном элементения разряда в виде двухполярных им- отображения формируется импульс эапц",пульсов с амплитудой О (фиг.1)а а си 7. Он может быть отрицательнойиа систему электродов другой коорди- (фиг.1,в) или положительной полнрноснаты Х - нулевой уровень опорного на- ти (фиг.1,е) для случая с высокимпряжения (фиг.1,6). Возможен другой - опорным напряжением 0 Импульс за -.л 5вариант, когда вместо нулевого уров- писи 7 с предлагаемой длительностьюня, по координате Х подают постоянное фронта вызывает разряд, ток которогонапряжение, равное амплитуде упРавляю- обеспечивает уровень настенного защих импульсов 0(фиг.1)д)ряда (показанный на фиг.,в пунктирРассмотрим способ управления, ког О ной линией), Последующее формированиеда на вторую систему электродов, на- перепада уровня напряжения поддержапример Х, подают нулевой уровень опор- ния разряда не приводит к большому ного напряжения. накоплению заряда, так как он формиВ режиме записи информации на выб- Руется не от уровня" записиЭто позранном элементе отображения Формиро воляет сразу же попасть в точкУ пеРевание импульса записи осуществляют зарядной характеристики (фиг.2), копутем увеличения длительности импуль- торая характеризует устойчивую по" са напряжения поддержания разряда на следовательность разрядов при подаче выбранном электроде координаты Ч на импульсов напряжения поддержания,время сс (как показано на фиг.1,а 50 т.е. Устойчивость горения элемента пунктирной линией), на невыбранныхэлектродах сохраняют нулевой уровень.Одновременно по координате Х на Для надежного гашения импульсы выбранный электрод подают импульс по- стирачия формируют после установления лувыборки записи 2 (фиг.1,6) противо настенного напряжения от импульса заположной полярности импульсу полувы-писк, т.е. череэ определецое количебоРки 2 (фцг,1,а), сформированному уд- ство разрядов, воэникао.шх от импульлинением импульса 1 цо координате У. сов напряжения поддержзнця разряда вВ случае поцачи нд систему электродов Режиме индикации, 1579330 8В режиме стирания выключения) вы" бранного элемента отображения на первой системе электродов яа всех электродах кроме выбранного, импульс на- пряжения поддержания разряда увеличи" воют на .вреь 1 я, аналогичное режиму записи. На выбранном электроде Формируется импульс 4 путем шунтироваяия на- пряжения, после импульса поддержания до уровня (Фиг.1.а) на время равноеЛсд нам2Одновременно, по другой системе на выбранный электрод подают той же полярности импульс полувыборки стирания 4 (Фиг.1,6 ) с длительностью фронта и.среза, равным времени яакопления зарядов, при этом длительность Фронтас ,-2 1 КОМ ,и вершины импульса 4 равны --- ".2В случае постоянного опорного напряжения Уу,фиг.1,д) имльпус 4 фор-, мируется шунтироваяием напряжения.Для получения результирующего прямого и инверсного импульса стирания с дчительностью передних фронтов, равной времени накопления зарядов, импульс 4 но координате Х совмещают с импульсом 4 по координате 7 так, чтобы момент окончания разряда до нудя.на выбранном электроде У системы совпал с моментом начала Формирова" яия фронта импульса 4 по координате Х, а момент окончания установления уровня напряжения поддержания разряда на выбранном электроде 7 - с началом .Формирования среза импульса полу- выборки стирания 4 по коордияате Х.Аналогичное совмещение осуществляют для случая, когда по координате Х подают постоянное напряжение Ув и импульсы полувыборки стирания формйруют методом.шунтирования напряжения на выбранном электроде (Фиг.1,д).Результирующий прямой 5 и инверсный 6 импульсы стирания в обоих случаях (фиг.1.р,е) с предлагаемыми параметрами, воздействуя яа выбранный элемент отображения, позволяют устранить эффект взаимодействия соседних включенных элементов Ьтображения, который проявляется в ГИП с широкимн электродами и при повышенной разре" шающей способности. При действии прямого импульса стирания 5 в выбранном элементе отображения настенный заряд может уменьшиться до нулевого уровня, Однако, после прекращения деиствия .м1 импульса стирания 5 от наличия зарядов на соседних элементах отображения, из-за разброса расстояния между электродами, может быть наведен по.- тенциал, величина которого достаточна, чтобы при подаче инверсного импульса с крутым Фронтом н наличии метастабильных атомов в газовом проме" жутке вызвать повторный разряд с яакоплепием зарядов. Так как при крутомфронте яа газовый промежуток передается большая амплитуда внешнего напряжения, чем для гологого фронта.Поэтому, подача инверсного импульса.6 с пологим фронтом не приводит повторному возникновению разряда. Иожетбыть и другой случай, когда последействия прямого импульса 5 произойдет разряд с накоплением зарядов более низкого уровня, яо достаточного,чтобы при воздействии инверсного импульса, но только с пологим фронтом,снизить настенное напряжение до нуля,Необходимость установления длятельности импульсов стирания аналогичнойдлительности настенного напряжения в,элементе отображения объясняетсяэлектрофизикой работы. Качественнаяоценка электрофизики работы элементаотображения может быть выявлена изтиповой перезарядной характеристики(Фиг.2), Эта характеристика"связываетизменение напряжения на газовом про 35межутке Л Би внешнее напряжение 0в. На фиг,2 эта зависимость показанакривой, на которой есть характерныеточки А, Б, С, определяющие устойчивость режима гашения и горения эле-мента отображения в пределах отУв до 0 изменения напряжениямаксподдержания разряда,Горящий элемент отображения на пе"резарядной характеристике находитсяв окрестности точки С с изменениемнастенного напряжения после разрядаЙ, при 0- номинальном напряженииимпульса поддержания разряда, и длягашения необходимо точку С сместитьниже точки Б. Наиболее оптимальноесмещение точки С обеспечивается импульсом, имеющим нелинейный фронт идлительность, аналогичную временинастенного напряжения прн амплитудеС Физической точки зрения работыэто объясняется тем что импульс стакой крутизной нарастания напряже.Ния яаиболве оптимально обеспечивает91579330" О формирование Разряда на возрастающем +20 мк 7. В этсм устрсчЪтве прнмснялучастке вольт-амперной характеристики ся способ управления по прототипу. Таунсендского разрядаВозрастающая На одну электродную систему подава" скорость, внешнего напряжения во времялись двухполярные импульсы поддержаРазряда позволяет стаби изировать во 5 чия разряда с д тельно 4 икс и времени разряд, приводящий к увеличе" частотой 50 кГц, а на другую - нулению падения напряжения на газовом вой уровень напряжения. При стирании промежутке, и снижению величины на- на систему с нулевым уровнем на все стенного напряжения. Выбранная дли О невыбранные электроды подавался комтельность фронта импульса стирания, пенсирующий импульс одновременно с равная минимальной длительности им- импульсом стирания по другой системе пульса напряжения поддержания разря-электродов, При амплитуде импульсов да, обеспечивает наименьший:уровень 70 В длительность импульса стирания настенного напряжения во время га 3 мкс с фронтом 1,5 мкс и срезом шения разряда из-за поетоянного сии- О 1 мкс а компенсирующего - 6 мкс. Дижения .крутизны нарастания напряжения намический диапазон управления состана газовом промежутке, Зто вместе свил 5 В, при статическом 8 В, увеличением постоянной времени, рав- . После доработки синхронизатора, ной произведению сопротивления газо для применения данного способа управвого промежутка и емкости изоляции ления на электродах с импульсамн наэлектродов после разряда, усугубляет. пряжения йоддержания разряда, импулЬс процесс уменьшения накопления эаря- отрицательной полярности увеличивали дов, Минимальная длительность напря- на всю длительность паузы между имжения поддержания разряда фиксируется 25 пульсами положительной полярности, а значением уменьшения статического на выбранном электроде этой системы диапазона изменения напряжения поддер- шунтировали отрицательный уровень до жания. Разряда, т.е. временем, когда , нуля после номинальной длительности обеспечивается необходимая величина импульса поддержки на 4 мкс, Одновренакопленного напряжения зарядов. Ниже ЗО менно на. выбранный электрод другой, этого значения: некоторые элементы .системы подавали импульс стирания с отображения гаснут и для поддержания фронтом и срезом, составляющими по в них последовательности разрядов4 мкс, при этом начало фронта совпанеобходимо повысить напряжение под- дало с моментом подачи нулевого уров- держания разряда. Для режима зажига- ня на выбранном электроде первой сис" ния элемента отображения импульс за- темы. При этом прямой и инверсный им 35писк такой формы улучшает процесс пульсы стирания имели фронт длительформирования разряда, по сравнению .с костью " 4 мкс, т.е, равный минималь 1импульсом, имеющим крутой фронт. При ной длительности импульса напряжения зажигании увеличенная амплитуда внеш- поддержания. Длительность импульса него напряжения позволяет попасть на . поддержки при стирании увеличивалась отрицательный участок вольт-амперной на 1 О мкс. Амплитуда инверсного имхарактеристики, и невысокая скорость пульса была равна амплитуде импульса нарастания внешнего напряжения после напряжения поддержания разряда. Дйнавозникновения разряда. застабилизиро мический диапазон управления увели- вать разряд и обеспечить более опти- чился до 7 В. мальный уровень накопленных зарядов, Данный способ проверялся и в ГИП после разряда. Это позволяет сразу с разрешением между элементами отображе попасть в точку С на перезарядной жения О,З мм, имеющей повышенное вэан. характеристике при последующей подаче 50 модействие между элементами отображеимпульсов напряжения поддержания раз- ния. ГИП с таким разрешением монтнроряда. Кроме этого, как известно, по- валась в устройстве ИГТ 70-512/256 и логая форма импульса записи создает . имела динамический диапазон управляениэкий уровень помех, не влияющих на мости 4,5 В, а по данному способу входные цепи схем управления.55 8 В.Предлагаемый способ управления оп" . Таким образом, предлагаемый способ робован в устройстве ИГГ 70-52/256 .:управления, улучшая процесс гашения в котором использована панель ИГПВ- элемента отображения, расширяет дина/256 с широкими электродами )ОО ф мический диапазон управления ГИПП, 11579330тем самым повышая надежность управле- повьипения надежности управления, длипия е тельность импульсов поддержания, подаваемых одновременно с импульсами ф о р м у д а и з о б р в т е н и я записи/стирания, увеличивают на вреСпособ управления газоразрядной3мя, равное разности периода повторе- индикаторной панелью, переменного то- ния и удвоенного значения номинальна, заключающийся в подаче двухполяр- ной длительности импульса поддержаиых периодических импульсов поддержа- ния разряда при записи - на выбранных пия разряда на первую систему элект электродах, прн стирании - на всех родов и опорного уровня напряжения накроме выбранного, а длительность фрон- вторую систему, и в подаче импульсов та импульса записи/стирания и среза записи/стирания,на выбранные электро- импульса стирания устанавливают равды обеих систем электродов,. о т л и- ниии времени накоплвния заряда в элеч а ю щ и Й с я тем, что, с целью 1 менте отображения.,Шевкун Редакотор Н рре менск Заказ 2828 Тираж 250 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45 КНТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент"г;Ужгород Гагарина, 1 О ставит хред Н ель С.Двини ердюкова