Устройство для отображения информации на газоразрядной индикаторной панели

. СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ИЮ (11) 11 С 09 СЗ/2 ПИСАНИЕ ИЭОЬРЕтен 1ч ВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВ 1) 3523839/24-242) 2112.826) 07.12.84 Бюл, У 42) Б.Н.Калугин, П.Н.ТА.А.Шорохов3) 681.327.11(088.8) е и ельство СС8 ь 1975-2805,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯИНФОРМАЦИИ НА ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ИНДИКАТОР-НОЙ ПАНЕЛИ, содержащее группы управляющих ключей по координатам Х и У,первую и вторую группы развязывающихэлементов на диодах по координатамХ и У и ограничительные элементы нарезисторах по координатам Х и У.,причем: выходы управляющих ключейпервой группы покоординатам Х и Уподключены к анодам соответствующихдиодов первой группы по соответствующей координате, катоды диодов первой группы по каждой из координатсоединены с анодами соответствующих диодов второй группы, одним извыводов соответствующего резистораи соответствующей координатной шинойгазоразрядной индикаторной панели,выходы управляющих ключей второйгруппы по координате У подключены к катодам соответствующих диодов второй группы, выходы управляющих ключей третьей группы по координате У - к другим выводам соответствующиМ резисторов, входы управляющих ключей первой и третьей групп по коордйнате У соединены с положительной шиной питания, а входы управляющих ключей второй группы по координате У - с шиной нулевого потенциала, о т. л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения надежности путем сокращения длительности фронта импульсов поддерживающего напряжения, оно содержит зарядный ключ, вход которого под-ключен к положительной шине питания, а выход - к входам управляющих ключей первой группы по координате Х, первый шунтирующий ключ, вход которого соединен с отрицательной шиной питания, второй шунтирующий ключ, вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход - к выходу первого шунтирующего ключа и входам управляющих ключей второй ,группы по координате Х, выходы которых соединены с другими выводами соответствующих резисторов, и разрядный ключ, вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход - к катодам диодов второй группы,15 30 Целью изобретения является упрощение устройства и повышение надеж ности путем сокращения длительности фронта импульсов поддерживающего напряжения,Изобретение относится к радиотех-,,нике и может быть использовано всистемах индикации для отображенияинформации с запоминанием на газоразрядной индикаторной панели переменного тока (ГИПП),Известно устройство для отображения информации на газоразряднойиндикаторной панели, содержащее ключевые элементы первой и второй груп Опы, дополнительный ключевой элемент,источники управляющего и поддерживающего напряжений, блок логическихэлементов, разрядные элементы иГИПП 1.1Недостатками этого устройстваявляются сложность и низкая надежность из-за неоптимальной формы импульсов поддерживающего напряжения.Это обусловлено большим числом ключей и дискретных элементов, подключенных к каждому из электродов ГИПП.Наиболее близким к изобретениюпо существу технического решенияявляется устройство для отображенияинформации на газоразрядной индикаторной панели, содержащее газоразрядную индикаторную панель, связанную с группой ограничительных резисторов, первой и второй группойразвязывающих диодов, первую группуключей, связанных с группой ограничительных резисторов, вторую группуключей, связанных с первым источником питающего напряжения, разрядныйключ, связанный с второй группойразвязывающих диодов, второй источник питающего напряжения, блок управления второй координатой, связанныйс соответствующими электродамигипп Гг 3.Недостатками известного устройства являются сложность из-за большого числа ключей, необходимых дляфункционального устройства, и низкая 45надежность из-за большого числа развязывающих элементов (диодов), подключенных к каждому из электродовГИПП. При этом искажается формауправляющих и поддерживающих импульсов и уменьшается диапазон памятиГИПП. Поставленная цель достигается тем что устройство для отображения информации на газоразрядной индикаторной панели, содержащее группы управляющих Ключей по координатам Х и У, первую и вторую группы развязывающих элементов на диодах по координатам Х и У и ограничительные элементы на резисторах по координатам Х и У, при. чем выходы управляющих ключей первой группы по координатам Х и У подключены К анодам соответствующих диодов первой группы по соответствующей координате, катоды диодов первой группы по каждой из координат соединены с анодами соответствующих диодов второй группы, одним из выводов соответствующего резистора и4соответствующей координатной шиной газоразрядной.индикаторной панели, выходы управляющих ключей второй группы по координате У подключены к катодам соответствующих диодов второй группы, выходы управляющих ключей третьей, группы по координате У - к другим выводам соответствующих резисторов, входы управляющих ключей первой и третьей групп по координате У соединены с положительной шиной питания, а входы управляющих ключей второй группы по координате У - с шиной нулевого потенциала, содержит зарядный ключ, вход которого подключен к положительной шине. питания, а выход - к входам управляющих ключей первой группы по координате Х, первый.шунтирующий ключ, вход которогс соединен с отрицательной шиной питания, второй шунтирующий ключ, вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход - к выходу первого шунтирующего ключа и входам управляющих ключей второй группы по координате Х, выходы которых соединены с другими выводами соответствующих резисторов, и разрядный ключ, вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход - к катодам диодов второй группы. На фиг.1 представлена функциональ ная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока управления по координате У; на фиг.З - временная диаграмма работы устройства.Устройство содержит газоразрядную индикаторную панель (ГИП) 1, коорди31128 натные шины 2 ГИП, первую группу 3 развязывающих элементов.по координа те Х, первую группу 4 развязывающих элементов по координате У, вторую группу 5 развязывающих элементов по координате Х, вторую группу 6 развязывающих элементов по координате У, ограничительные элементы 7 и 8 соответственно по координате Х и У, первую группу 9 управляющих ключей 1 О по координате Х, зарядный ключ 10, первый 11 и второй 12 шунтирующие ключи, разрядный ключ 13, вторую группу 14 управляющих ключей по,координате Х, блок 15 управления по коор-.15 .динате У, первую 16, вторую 17 и третью 18 группы управляющих ключей по координате У, диоды 19, резисторы 20, положительную 21 и отрицательную 22 шины питания и шину 23 нулевогопотенциала.Устройство работает следующим образом,В режиме "Отображение" управляющие ключи первой группы 9 по коорди 25. нате Х находятся в положении "Замкнуто", управляющие ключи второйгруппы 14 по координате Х и шунтирующие ключи 11 и 12 - в положении"Разомкнуто", а периодически замыкаемые зарядный ключ 10 и разрядныйключ 13 выполняют функцию генератораподдерживающих импульсов и обеспечивают формирование прямоугольных импульсов поддерживающего напряжения 35амплитудой Е 1=100 ф 20 В. Генераторработает по классическому принципу"заряд - разряд" эквивалентной емкости ГИП, периодически подключаемойк положительной шине 21 питания. 40В цикле Гашение" устройство в соответствии с временной диаграммой,представленной на фиг.3, формирует навыбранной группе электродов первойкоординаты У импульс гашения малой 45длительности (0,5-1 мкс). В этомже цикле блок управления. второй координатой Х Формирует импульсы поддерживающего напряжения только по выбранной группе электродов. 50.В этом цикле в соответствующиемоменты, времени замыкаются зарядныйключ 10, один из ключей первой группы 9 по координате Х, вторая груп"па 14 управляющих ключей по координа"55те Х,и второй шунтирующий ключ 12.В результате импульс гашения форми.руется только на выбранной группе 290 4электродов. В связи с тем, что эти электроды связаны через резисторы 20 с невыбранными электродами, иа последних,может происходить частичное выделение импульсов гашения или их фронтов.Для исключения прохождения импульсов гашения на невыбранные электроды ГИП через резисторы 20, ключи второй группы 14 по координате Х, второй шунтирующий ключ 12 должны находиться в режиме "Гашение" в замкнутом, а первый шунтирующий ключ 11 -,в разомкнутом состоянии. В режиме "Запись" устройство в соответствии с временной диаграммой должно формировать отрицательный импульс записи на одном (выбранном) электроде ГИП. В этом режиме работы в такте управления замыкается один из ключей второй группы 14 (ключ выбора электрода в группе), ключи первой группы 9 . (кроме одного выбранного) устанавливаются в замкнутое положение. Этим обеспечивается формирование (выделение) отрицательного импульса записи с амплитудой, равной Е 2 только на выбранном электроде ГИП, Для всех остальных электродов замкнутые ключи 9 и 11 обеспечивают режим короткого замыкания источника Е 2 (токи короткого замыкания ограничены резисторами 20) . Предлагаемое устройство выполняет все. функции, что и известное;в режиме "Отображение" формирует импульсы поддерживающего натяжения, поступающие на все электроды ГИП (в этом режиме задействованы ключи 9 и 13 и положительная шина 21 питания), в реюще "Запись" формирует на выбранных электродах ГИП отрица- тельные импульсы записи, которые,. суммируясь с положительными импульсами записи второй координаты, вызывают поджиг выбранной ячейки ГИП (при этом задействованы управляющие ключи первой 9 и второй 14 групп, первый шунтирующий ключ 11, резисторы 20 и отрицательная шина 22 питания ),в режйме "Гашение" формирует на выбранной группе электродов им" пульсы гашения малой длительности, которые при взаимодействии с импуль сами поддерживающего напряжения другой координаты (они Формируются только на выбранной группе электродов) вызывают уничтожение настенного заряда выбранных ячеек ГИП (при этом задействованы ключи 9, 13, 14 и 12 и положительная шина 21 питания).Используемый в предлагаемом устройстве способ гашения имеет существенные преимущества перед другими способами: .на 30-407 расширяет динамический диапазон гашения, позволяет производить гашение группы из 5 М 7=35 точек (при разложении знакоместа на 5 М 7 точек) за время одного Фтакта 1 1Т= - = --- = 20 мкс. 50 кГц 10 15 упрощает реализацию режима "Подготовка знакоместа" перед циклом записи.Подготовка заключается в последовательном выполнении следующих операций: поджиг всех точек знакоместа, одновременное гашение всех точек 25 знакоместа, поджиг выбранных точек знакоместа. Такой подготовительный режим значительно повышает надежность управления за счет дополнительной ионизации ячеек выбранного знакоместа, повышает надежность управления ГИП, что особенно важно для ГИП с большим числом электродов.Предлагаемое устройство позволяет реализовать указанный способ гашения при использовании небольшого числа ключевых схем (на 50% меньше, чем в схеме известного устройства). Кроме того, достаточно двух развязывающих диодов (у известного устрой 40. ства три), подключаемых к каждому из электродов ГИП. Этоулучшает форму импульсов поддерживающего напряжения и в конечном счете повышает надежность управления за счет рас 45 ширения диапазона памяти ГИП.Проведенный анализ и результаты экспериментальной проверки показали, что устройство отвечает всем требованиям к устройствам этого типа.При использовании в качестве ключей транзисторов типа 2 Т 630, развязывающих диодов 2 Д 522 Б и ограничительных резисторов ОМЛТ 0,25 Вт,6 кОм устройство формирует импульсы поддерживающего напряжения и импульсы гашения с длительностью фронта О, 1-0,2 мкс и амплитудой .10020 В, импульсы записи с длитель ностью фронта 2-3 мкс и амплитудой50-80 В,Для оценки технического эффекта,достигнутого в устройстве в частиповышения надежности управления ГИП,рассмотрим процессы, происходящие внем.В режиме Запись устройство формирует управляющие импульсы положительной полярности по одной координате и отрицательной по другой.Результирующая амплитуда этих импульсов должна быть достаточной длявозникновения газового разряда в выбраиной ячейке.Образовавшиеся при разряде электроны и ионы, оседая на диэлектрических слоях внутренней поверхностиГИП, создают стеночный потенциал Ос(фиг.3 д, пунктирная линия), При пе,ремене полярности поддерживающегонапряжения, прикладываемого к ячейке, повторный газовый разряд и изменение полярности стеночного напряжения происходит при соблюденииряда условий, например: высокая крутизна импульсов поддерживающего напряжения (1,Р0,3 мкс); высокаястабильность амплитуды этих импульсов (порядка 1 Е); отсутствие искажений вершины импульсов поддерживающих напряжений.Физические процессы,. происходящие в ГИП, связаны с прохождениембольших импульсных токов. Они образуются токами заряда и разряда эквивалентной емкости ГИП (Д ) и разрядными токами горящих ячеек ГИП( й ) горящих ячеек. При и =1003 величина импульсного тока достигает2 А. Величина емкостного тока опреде-.ляется емкостной нагрузкой ГИП исуммарной емкостью С согласующихдиодов, соединительнйх проводов ипереходов коллектор - эмиттер зарядных ключей. Большая величина импульсных токов, проходящих через ключевые каскады, и конечное значение сопротивления насьпцения транзисторных ключей приводит к появлению характерных искажений (провалов) на вершине импульсов поддерживающего напряжения, совпадающих во времени с протеканием разрядных токов горящих ячеек ГИП: Увеличение суммарной эквивалентной емкости С , например, за счет уве7 11282 личения числа диодов, подключенных к электродам ГИП,приводит к увеличению "провалов" на вершине импульсов поддерживающего напряжения. Это связано с наличием индуктивности подходящих проводников и индуктивности самих шин ГИП, образующих совместно С С .колебательные цепи, способствующие искажениям вершины импульсов.Таким образом, наличие емкостных 10 токов приводит к характерным искажениям (увеличению фронта и появления "провала на вершине) импульсов поддержки а действие разрядных токов обостряет эти искажения. 15Наличие провала" эквивалентно уменьшению напряжения, приложенного к ячейке в момент протекания основного внутреннего процесса ГИП - пробоя газового промежутка и .проте О кания разрядных токов в ячейке,В известных устройствах величина "провала" может достигать 5-10% от амплитудного значения импульсов поддержки, что эквивалентно 5-10%-ному 25 уменьшению питающего напряжения. Это совершенно недопустимо, особенно для ГИП с большим числом электродов и малыми межэлектродными расстояниями. "Провал" уменьшает память ГИП, что может привести к искажению отображаемой информации, самопроизвольному. гашению зажженных ячеек на экране ГИП. Длительностьфронтаимпульсовподдержки, мкс З 5 УстРойство,объект 30 0,4-0,5 7 50 Таким образом,ройство имеет сле ва перед базовым число элементов реализации устрой 55 мя наработки на о дежность управлен длительности фрон держки и большогоапазона па Для уменьшения суммарной эквивалентной емкости необходимо стремиться к уменьшению числа элементов,подсоединенных к электродам ГИП,поскольку каждый из них имеет конечное значение емкости по отношениюк корпусу,Для достижения максимальных искажений фронтов и вершин импульсов поддержки цепи прохождения импульсов поддержки должны иметь минимальные импедансы.Для уменьшения.импеданса зарядных цепей в устройстве уменьшено коли- чество ключевых схем и элементов(диодов), непосредственно подсоединенных к электродам ГИП.Дополнительным отрицательным фактором малой крутизны фронта импульсов поддержки ( 640 В/мкс) и имеющего место разброса этого параметра (из-за разброса параметров ячеек ГИП, диодов и соединительных проводников) является то, что теряется 90 8однозначность в величине настенногозаряда, образующегося в ячейках ГИП;Условия для образования настенногозаряда становятся неоптимальными,и настенный заряд не достигает оптимальной величины.При этом ГИП сохраняет работоспособность, но диапазон ее групповойпамяти сужается. Уменьшение групповой памяти снижает надежность управления ГИП, повышает требования кстабильности источников питающего напряжения, сокращает долговечностьГИП,Дополнительным преимуществомуменьшения длительности фронта импульсов поддержкиявляется повышение яркости свечекия ячеек ГИП.При заданной яркости малая длительность фронта импульсов поддержки гозволяет уменьшить тактовую частоту, например, с 50 до 30 кГц, чтодает 25-30% уменьшения потребляемоймощности и косвенным образом повышает надежность устройства.Для сравнительной оценки характеристик предлагаемого устройстваи базового объекта готовят два макета на однотипных элементах. Макеты поочередно подключаются к однойи той же газоразрядной панели переменного тока типа ГИП 16384.Результаты экспериментальных измерений приведены в таблице.1128290 1 Режа 0 лцбб цнрприаццц ДЯбС нця Увш РЮДЛС шенця Унв вш- нвш.Горностаев Составитель Техред А.Ач Тираж 446осударственного комитета ССлам изобретений и открытийква, Ж, Раушская наб., д Подписн аказ 90 б ИИПИ 4 035, М лиал ППП "Патент улПроектная,Уж РежцидтоЮражени цара Редактор И.Николайч Режим Гтенце андрю Щ/ орректор О,Бил