Индикаторы (стр. 4 из 4)
особенно у панелей переменного тока.
Высокое напряжение питания и большое число эле-ментов
требуют довольно сложных схем управления. Тем не менее
на основе как биполярных, так и МОП-транзисторов и спе-
циальных интегральных схем удается изготовить достаточно
компактные плоские устройства, размещаемые на задней
стороне панели. Схемы управления не только воспроизводят
на экране требуемые образы, но и позволяют изменять интен-
сивность свечения, обеспечивая передачу до нескольких
десятков полутонов (градаций яркости). Для уменьшения чис-
ла выводов от панели и упрощения схемы управления используют
принцип самосканирования, для реализации которого в
центральной пластине делают специальные отверстия, соеди-
няющие определенным образом соседние ячейки друг с другом.
Вследствие этого зажженное состояние, созданное в одной
ячейке, последовательно перемещается по всем элементам
строк и столбцов экрана. Для получения цветного изображения
изготавливается прозрачная панель (рис. 3.13), каждый слои
которой генерирует свечение определенного цвета (обычно К—О—В),
а требуемая окраска обеспечивается соответствующим управлением
этими слоями. Возможно и другое решение задачи: в панели
с ксеноновым наполнением (УФ излучение) создается сложное
люминофорное покрытие (подобное триадам ТВ экрана), а
газовый разряд «включает» нужный цвет.
Уменьшить напряжение и мощность управляющих сигналов можно
лишь введением в электрическую схему дополнительных электродов.
При сохранении напряжения анод — катод на уровне 200 ... 400 В
для включения разряда в трехэлектродной схеме необходимо лишь
20 ... 40 В, а в четырехэлектродной (тиратронной) — 2 ... 6 В. Мощность,
потребляемая управляющей цепью, может быть снижена до 10-4...10-5
Вт, и устройство оказывается полностью совместимым со стандартными
биполярными и МОП-интегральными схемами. Но для практической
реализации указанных преимуществ необходимо создание индикаторов
тиратронного типа в панельной конструиции методами пленочной
технологии. Важнейшая задача совершенствования плазмечных панелей
всех видов заключается в повышении их долговечности до 104 . . . 105 ч
на основеоптимизации конструкции, тщательного подбора материалов и
отработки мас-сового производства.
4. Применение индикаторов
Применение индикаторов характеризуется прежде всего тем, что именно этими приборами электроника широко входит в быт человека. Можно упомянуть такие изделия, как электронные цифровые часы (рис. 3.21), калькуляторы, автомобильные индикаторные панели, настроенные шкалы радиоприемников, указатели программ телевизоров, индикаторы кухонного оборудования.
В промышленности эти приборы являются обязательным элементом периферийных устройств ЭВМ, автоматизированных систем управления, контрольно-измерительной аппаратуры, сервисных устройств транспортных и связных систем. В военной технике системы отображения информации необходимы на командных пунктах, в различных навигационных устройствах, системах наведения, в приборных щитах самолетов, танков, подводных лодок ...
Все это предопределяет массовое производство индикаторных приборов: годовой выпуск приборов (в пере-счете на знак) превышает 1 млрд., объем производства почти такой же, как у диодов всех типов, очень высоки и темпы роста — удвоение объема за 5—6 лет.
Индикаторные средства играют решающую роль в переходе от телефона к терминалу и к видеотелефону; в будущем найдут свое разрешение проблемы твердотельного телевидения, электронной книги и газеты. Не исключено, что совершенствование полупроводниковых светоизлучающих диодов даст в конце концов средство для воспроизводимого получения тех 10 млн. оттенков, которые насчитывают наиболее полные цветовые каталоги; решит все сегодняшние проблемы колориметрии; породит новые виды изобразительного искусства и в конечном счете начнет активно воздействовать на формирование эстетического мира человека.
5. Четыре поколения индикаторных приборов
Четыре поколения индикаторных приборов может быть выделено на основе ретроспективного и перспек-тивного анализа их развития. Первое поколение характеризуется небольшим числом используемых физических принципов, низкими значениями к. п. д. и яркости, малыми информационными возможностями (Nэл≈1 ••• 10), болыиими габаритами, одноцветностью, высоким управляющим напряжением, малой долговечностью (<103 ч), высокой стоимостью, ограниченным применением. Типичными представителями этого поколения являются газоразрядные пакетные индикаторы (типа «Никси»), первые образцы
ЭЛИ.
К типичным представителям второго поколения индикаторных приборов следует отнести полупроводнико-вые и жидкокристаллические индикаторы, многоразрядные люминесцентные и плазменные монодисплеи. Эти приборы характеризуются высокой яркостью свечения и контрастностью, экономичностью, приемлемой долговечностью (104 ч), невысокой стоимостью. Эти каче-ства, а также повышенная информационная емкость (Nэл≈10 ••• 103), совместимость с интегральными схемами управления обеспечивают широкое и многообразное применение индикаторов второго поколения. Как тенденция, проявляющаяся в отдельных представителях этого поколения, эти приборы характеризует многоцветность. Переход от первого поколения ко второму стал возможен благодаря привлечению новых физических эффектов и широкому и последовательному внедрению плоскостных конструкций и групповых методов обработки.
Третье поколение будет базироваться в основном на тех же физических принципах, что и второе, однако совершенствование новых материалов и технологии позволит достигнуть еще большей экономичности и ин-формационной мощности (Nэл≈104 ••• 105); долговечность превысит 104 ... 105 ч; многоцветность станет обя-зательным качеством табло и экранов. Совмещение с устройством управления избавит потребителя от труд-ностей применения и благодаря низкой стоимости распространение информационных средств станет повсеместным. Неким прообразом изделия третьего поколения могла бы служить трехцветная плазменная панель, существенно усовершенствованная в направлении экономичности, миниатюризации схем управления, повышения долговечности и надежности и снижения стоимости.
Четвертое поколение индикаторных приборов можно наметить лишь контурно. Это полностью твердотельные квазимонолитные всецветные универсальные экраны с встроенным управлением, плоской конструкции с рабочей площадью от 1 до 104 см2. Срок службы должен превышать (5...7)*104 ч. Электронное обрамление экранов неизбежно должно будет использовать новые методы обращения с информацией. Не исключено также, что в этих приборах будут частично проявляться черты устройств отображения последующих поколений, в частности способность воспроизведения объемных голографи-ческих образов. Создание устройств четвертого поколения потребует не только коренного изменения технологии (совмещение групповой обработки с непрерывными процессами), но и открытия новых физических эффектов и синтеза новых совершенных материалов. Тем не менее большинство прогнозов сходится на том, что к начаяу XXI века это будет реализовано.