Устройство для управления газоразрядной индикаторной панелью

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ПАНЕЛЬЮ, содерхощее две группы разрядных транзисторов, базы которых подключены к шинам синхронизации, а эмиттеры « шине нулевого потенциала, а зарядный ключ, база которого соединена с одной из шин синхронизации, коллектор - с положительной шиной питания, а эмиттер - с катодами зарядных диодов , аноды которых подключены к соответствующим координатным шинам газоразрядной индикаторной панели, отличающееся тем, что, с целью упрсчцения устройства и снижения потребляемой мощности, оно содержит группу разрядных диодов, аноды которых подключены к соответствующим координатньм шинам газоразрядной индикаторной панели, а катодда к коллекторам соответствующих разрядных транзисторов первой и второй групп, $ (Л с

, SU„„1029221 А

COIOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

У5Р 0 09 0 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСИОЖУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ -?? ?,"-.? ? ?

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЙОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3348010/?18-24 (22) 23.10.81 (46) 15.07.83 ° Бюл. В 26 (72) Б.Н. Калугин, И.И. Задубовский, В.Т. Николаенко и -В.П. Ляпко (53 ) 681.:327. 11(088. 8 ) (56) 1. Патент СЮА 93852609,кл.315кл. 315-169 ТУ, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

В 629543, кл. 0 06 К 15/18, 1975 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ .ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ИНДИКАТОРНОЙ ПАНЕЛЬ)0, содержащее две группы разрядных транзисторов, базы которых подключены к шинам синхронизации, а эмиттеры к шине нулевого потенциала, а зарядный ключ, база которого соединена с одной иэ шин синхронизации, коллектор — с положительной шиной питания, а эмиттер — с катодами зарядных диодов, аноды которых подключены к соответствующим координатным шинам газоразрядной индикаторной панели, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и снижения потребляемой мощности, оно содержит группу разрядных диодов, аноды которых подключены к соответствующим координатным шинам газоразрядной индикаторной панели, а-катоды - к коллекторам соответствующих разрядных транзисторов первой и второй групп.

1029221

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах отображения информации, содержащий газоразрядные индикаторные панели переменного тока.

Известно устройство для управления газоразрядной индикаторной па» нелью (ГИП}, содержащее дешифратор сигналов для горизонтальных электродов, две группы элекъ;ровных ключей, 30 . Источник управляющего напряжения, развязывающие и разрядные диоды суммирующие резисторы, ГИП и соответствующие связи К13.

Недостатком известного устройства является высокая потребляемая мощность за счет протекания токов через суююирующие и ключевые элементы, ко.личество которых пропорциоиальйо числу электродов ГИП. 20

Наиболее блиэкии к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для управления ГИП, содержащее две группы ключевых элементов, дополнитель-. ный ключевой элемент, источники управляккцего и нсщдержйваккцего напряжений, блок логических элементов,суммирующие элементы, раэвязывающие диоды, две группы разрящных диодов ГИП ;щ и соответствующие связи f2).

К недостаткам устройства относит:ся наличие дополнительного ключевого элемента, обеспечивакнцего разряд суммирующих конденсаторов после окончания действия управляющего импульса, на этом ключевом элементе выделяется значительная мощность и поэтому необходим теплоотвод. Применение конденсаторов вместо резисторов не решает проблему снижения потребляемой мснцности, так как величина ewcocти сУммирукяцйх элементов и рабочая частота управления ГИВ не могут произвольно уменьшаться. Частота управления в пределе совпадает с частотой 45 напрйження поддержки, которая для современных ГИП равна 30-100 кГц, а

Величина емкости должна на 1-2 порядка превиаать емкость электродов ГИН, которая составляет 5-8 пф.. При этих 56 условиях (С 200 пф, у 5, кГц) емкостное сопротивление суммирующего элемента порядка 15 кОм, что лишь в

2-3 раза отличается от номинала ранее .используемых суммирующих резисторов.

Следовательно, значительного сокращения мощности не. получается.

Наличие неполярного источника управляющего напряжения (50-100 B)

Вэмимо общего усложения и увеличения б0 габаритных размеров устройства, также приводит к непроизводительным йотерям мсицности, так.как КПД современных источников электропитания составляет

50-70%, источник поддерживающего напряжения формирует трехуровневые импульсы, и применение такого метода управления ГИП требует наличия дополннтельного источника постоянного напряжения (для Формирования промежуточного уровня) и затрат определенной мощности.

Пелью изобретения является уменьшение потребляемой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления газоразрядной индикаторной панелью, содержащее две группы разрядных транзисторов, базы которых подключены к шинам синхронизации, а эмиттеры — к шине нулевого потенциала, и зарядный ключ, база которого соединена с одной из шин синхронизации, коллектор — с положительной шиной питания, а эмиттерс катодами зарядных диодов, аноды которых подключены к соответствующим координатным шинам газоразрядной индикаторной панели, содержит группу разрядных диодов, аноды которых подключены к соответствующим координатным шинам газораэрядной индикаторной панели, а катоды — к коллекторам соответствующих разрядных транзисторов первой и второй групп.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на Фиг. 2— временная диаграмма.

Устройство содержит первую rpyrrny разрядных транзисторов 1, вторую группу разряцных транзисторов 2, зарядный ключ 3, зарядные диоды 4, координатке шины гаэоразрядной индикаторной панели.5, шина нулевого потенциала б, положительная шина питания 7, кщны синхронизации 8, группу разрядных диодов 9 °

Устройство работает следующим образом ° на вход зарядного ключа 3 (фнг.1)

as блока управления по шинам синхронизации 6 поступают "зарядные" син-. хронизйр9ющие импульсы ("ь =1-2 мкс) с частотой ЬО кГц и Отпирают его на время своей деятельности. Этого времени достатоЧно, чтобы произвести заряд всех межэлектродных С емкостей ГИН до величины выходного наприжения иаточиика питания. Потенциал заряженных межэлекъродиых емкостей сохраняетоа до наступления "разрядных" синхрониэирующих импульсов на группу разрядных транзисторов 1.

Работая по принципу "заряд-разряд" С ГИП указанные транзисторы

Формируют импульсы поддерживающего напряжения(,(фиг. 2 о,f) s режиме поддержки.

В режиме управлеоия (записи н стирания) первые и вторые группы разрядных транзисторов 1 и 2 совместно с разрядными диодами 9 образуют матричный высоковольтный дешиФратор, 1029221

3 с помощью которого на выбранных электродах ГИП формируются импульсы, выэЫвающие поджиг или гашение выбранных ячеек. Управление (запись или стирание)достигается путем расширения импульсов поддерживающего напряжения за счет бсмюее позднего отпирания выбранных транЗИеторов из числа 1 . 1 и 2 по сравнению со всеми другими невыбранными ключами.

В устройстве по a@saR из координат 10 (например Х) 4к>рвверуют дэа импульса поддерживающего нааряжеиия в пределах одного такта (фиг. 2 >, между первым и вторьцц импульсами поддерживающего напряжения, формируемых по коор-15 динате Х, вводят паузы, достаточные для формирования импульсов порщерживающего напряжения и импульсов записи по коордийате Y.

Процессы происхсщящие при записи 20 и стирании информации.

В режиме записи первые импульсы поддерживапццего напряжения на выб, ранных электродах координаты Х расширяют до момента среза импульсов записи, формируемых по координате у, в режиме стирания вторые импульсы поддерживающего напряжения расширяют до момента среза .импульсов стирания, формируемых по координате Y. им-З0 пульсы поддерживающего напряжения формируются методом "заряд-разряд" межэлементных емкостей ячеек ГИП.

Ы момент 1 межэлеметные емкости ячеек С„ панели заряжаются до уровня выходного напряжения источника питания — происходит формирование фронта импульса поддерживающего напряжения на всех шинах координаты х.

Момент разряда С и соответственно . длительность импульсов поддерживаю- 40 щего напряжения,формируемых по координате Х,зависит от режима работы ГИП.

В режиме поддержки (отображения) все без исключения межэлементные емкости разряжаются в момент t, про-45 исходит формирование среза импульсов поддерживающего напряжения. длительность импульсов поддерживающего напряжения равна при этом временному .отрезку t„ = с„ 50

В режиме записи межэлементные емкости, относящиеся к невыбранным шинам (BR8), разряжаются до нулевого Уровня в момент времени t< и на зыбраиных шинах формируются импуль. сы поддерживающего напряжения дли.тельностью 1 . ячейки, относящиеся к Выбранной шине, остаются под напряжением Е в течение интервала времени t< - t> и разряжаются до нуле- 60 вого уровня лишь в момент времени и

Этим. обеспечивается формирование на выбранной шине координаты Х в интервале управления.Q- широкого импульса с амплитудой равной UI,(110 В), Одновременно с формированием им- . пульса по координате Х к электродаМ координаты Y прикладывается управляющий импульс. Амплитуду этого импульса выбирают такой, чтобы разность потенциалов между выбранными электродами превышала уровень зажигания ячеек ГИП (порядка 150 В). Ре- зультирующее напряжение между электродами выбранной ячейки представлеНо иа фиг. 2д, а у невыбранной— на фиг. 2е. После возникновения пробоя газа в выбранной ячейке на диэлектрических слоях ГИП создается стеночный заряд, изменение которого показано пунктирной линией на фиг.2

После однократного пробоя газового промежутка и создания стеночного заряда выбранная ячейка продолжает переключаться самостоятельно, что объясняется принципом работы ГИП пе ременного тока.

В режиме записи в процессе формирования результирующего импульса за иси участвует первый импульс поддерживающего напряжения, расширяемый на выбранном электроде координаты

Х до момента среза импульса записи, формируемого по координате Y.

В режиме стирания в процессе формирования результирующего стирающего импульса участвует второй импульс поддерживающего напряжения, расширяемый на выбранном электроде коордицаты Х до момента среза импульса стирания, формируемого по координате Y.

К выбранной ячейке ГИП прикладывается разность потенциалов импульсов, которая представлена на временной диаграмме фнг. 2 (режим стирания) в виде двух разнонолярных импульсов.

Импульс, имеющий достаточно малую длительность (t 1 мкс), срывает процесс перезаряда ячейки, как показано на диаграмме фиг. 2, перехо-дом стеночного напряжения к нулевому уровню (стеночное напряжение показано пунктирной линией).

Таким образом,. устройство выполняет ту же функцию-запись или гашение, любой ячейки ГИП, но при этом по координате Х отсутствуют специальные схемы для формирования управляющих импульсов, а процесс записи и стирания достигается путем изменения длительности импульсов поддерживающего напряжения.

Это отличие позволило исключить из устройства источник управляющего напряжения и упростить генератор поддерживающего напряжения, оставив там лишь один зарядный ключ 3 н один источник постоянного напряжения.

Если базовый объект выполнить на основе ГИП, имеющей 128х128 электродов, то в его составе будут два источника постоянного напряжения U = 50 B

1029221

Весь индикатор на ГИП, имеющий, например, .128х128 электродов, потребляет .от бортовой сети 20 Вт (экспериментальные данные) и исключение из его состава двух источников напряжения 0 и 0 позволит сократить потребление на 7 Вт, что составляет 34,5В

/ оТ общей мощности Кроээе ТОГО»исключение этих источников напряжения упрощает устройство, сокращает его габаритные размеры, повышает надежность аппаратуры и снижает требования к стабильности напряжения источника.

Расчетные циФры потребляемых мощностей Р и Р совпадают с экспери1 ментальными данными, полученными на макетном образце индикатора. лжив 4жич

i128 - 1)

-,— - - - „.,= З,5З

Вт

ВННН0Н Заказ 4987749 ТИраж 488 Подписное

° « ° « Ю««4 «й «Ь«Ю ««««

Филиал ППП "Патент" „г;Ужгород, ул. Проектная, 4

Ь и 1 80 В. Первый источник V обеспечйвает получение управляющих сигналов, а второй U< промежуточный уро.»., вень поддерживающего напряжения.

Мощность потребляемая nepBHM B©- 5 точникоМ ат бортовой сети (а-1) и, m

Я ° y ° 3c. где n-=128 - число электродов ГИП; ц10 - скважность импульсов . управления; ф=0,6 - КПД преобразователя и выпрямителя напряжения; к q1S кОм« сопротивление суммирующего элемента. 15

При этих значениях мощность Р

2О

Мощность у потребляемая Вторым ис» точником от буровой сети, Ъ

Уа.

«1 ч tl гкл 5 где z =300 Ом — ограничивающее сопротивление в цепи "полочного" ключа (экспериментальные данные).

Тогда

80 р = --д- --gag = 3,5 вт