щим все участки металлизации, кроме рабочих частей катодов. Сверху подложка накрьшается стеклянной рамкой CP и стеклянной лицевой пластиной ЛП с нанесенным на ее внутреннюю поверхность рисунком прозрачных анодов А, изготовленных, на[пример, из двуокиси олова. Соединение деталей между собой и герметизация объема прибора осуществляется стеклоцементом.

Знаковый индикатор должен работать в режиме слабо аномального тлеющего разряда, т. е. при токах, слабо превышающих ток покрытия катода свечением. Поэтому для нормальной работы знаковых индикаторов должно вьшолняться условие, вытекающее из (25.42) :

/к = kl„ = Л/к,н5к = kJoPS, (27.1)

где /к - катодный ток; /„ - ток полного покрытия катода свечением; •к,н - плотность тока нормального тлеющего разряда; 5 - площадь катода (в виде знака или сегмента); к - коэффициент, больший единицы.

Кроме того, должно вьшолняться условие возникновения разряда Е,> и, (27.2)

где £а - напряжение питания анода.

Исходя из приведенных условий, можно сформулировать определенные требования к газовому наполнению и конструкции прибора. Чтобы уменьшить питающее напряжение Е, все промежутки анод-катод должны иметь минимально и приблизительно одинаковое напряжение возникновения разряда. В конструкции, изображенной на рис. 27.1, расстояние между анодом и различными катодами меняется в широких пределах. Поэтому здесь в качестве газового наполнения целесообразно использовать смесь неона с аргоном, в которой напряжение возникновения разряда слабо зависит от расстояния между электродами (см. рис. 25.8). Другим достоинством этой смеси являются малые значения •к,нО> что позволяет вьшолнить условие (27.1) при сравнительно больших давлениях, когда катодное распьиение происходит с малой скоростью.

При включении промежутка анод-катод индикатора по схеме рис. 24.2 неизбежно возникает разброс катодных токов, обусловленный неидентичностью ВАХ, разбросом номиналов резисторов и напряжений источника питания Е. Определить катодный ток индикатора по его ВАХ можно, использовав формулу (24.1) и выполнив следующее графическое построение (рис. 27.3). Построить ВАХ в координатах £/=/(/), отложить по оси ординат значение Е, провести из этой точки нагрузочную прямую с углом = ctgi?a по отношению к оси абсцисс, направленную вниз. Легко видеть, что ордината точки пересечения этой прямой с ВАХ дает падение напряжения на промежутке, а абсцисса - катодный ток.

Рис. 27.3. К определению рабочих точек катодов цифровых индикаторов 7 = .н

.1 •

Используя этот метод построения, покажем теперь, что катодные токи разных катодов имеют значительный разброс.

Приведенные на рис. 27.3 ВАХ 1-3 относятся к различным катодам, а точки А, Б, Б на них соответствуют переходу от нормального к аномальному тлеющему разряду. Допустим теперь, что нагрузочные прямые также имеют разброс, обусловленный непостоянством и R- Очевидно, нагрузочная прямая 4, соответствующая режиму Emin, Ramax. должна пересекаться с ВАХ в точке А; при зтом будет обеспечен режим полного покрытия свечением всех катодов. Естественно, что построенная для Еатах, Ramin прямая 5 пересекается с ВАХ в точках 1, 2, 3, соответствующих большему току, чем в точке А. При этом более высокое катодное падение напряжения приводит к большей скорости распыления катодов и к уменьшению срока службы индикатора вследствие запыле-ния лицевого стекла баллона и возникновения проводящих мостиков или разрьшов электродов.

Для уменьшения скорости катодного распыления используют материал с малым коэффициентом распьшения - титан, который, однако, не обладает стабильными эмиссионными свойствами, или же нихром, который при высокой эрозионной стойкости сохраняет стабильные эмиссионные свойства в ycлoвJgяx тлеющего разряда. Для уменьшения катодного распыления следует увеличивать давление газа, однако возможности этого пути ограничены необходимостью вьшолнения условия (27.1).

Другим эффективным способом уменьшения катодного распьшения является введение в прибор небольшой добавки ртути. Предполагается, что пары ртути создают на поверхности катода защитную пленку, находящуюся в равновесии с паровой фазой. Однако добавка ртути эффективно действует только при температурах, обеспечивающих достаточнук) упругость ртутного пара.

В реальных схемах включения для коммутации катодов используются транзисторы VT0-VT9 с п-р-п типом проводимости, из которьк один включен, а остальные вьпслючены (рис. 27.4). В результате один из катодов (индуцируемый) оказьшается под нулевым потенциалом.

-оЕ„

Рис. 27.4. Схема коммутации катодов цифрового индикатора знакомоделирующего типа

-Чг-"-1 [01 83} I-1-

"к Оооооо <j) у /?,

±

~о

остальные (неиндицируемые) - под напряжением Е. С известным приближением можно рассматривать неиндицируемые катоды, на которые подается положительное смещение, как зонды, принимающие из плазмы ионный ток (плазма в индикаторе находится под потенциалом анода).

Типичная ВАХ неиндицируемого катода показана на рис. 27.5. Когда напряжение поддержания аномального разряда С/.а заметно выще нормального £/к,н. разряд может происходить и на неиндицируемый катод. Позтому в области /, где С/.а - > к,н за счет малого £/см» в индикаторе возникает ненормальный режим токораспределения между катодами и подсветки неиндицируемого катода.

В области напряжение между анодом и неиндицируемым катодом меньше, чем напряжение поддержания разряда (£/к,а - к,н см)-В зтом рабочем режиме ток на неиндицируемом катоде мал. В области / потенциал неиндицируемого катода вьпле потенциала анода Е/к,а и тем самым вьпле потенциала плазмы. На этот катод проходит электронный ток из плазмы и даже может возникнуть самостоятельный разряд, при котором неиндицируемый катод вьшолняет функции анода. Поскольку между катодами нет токоограничивающего резистора, данный режим может стать катастрофическим. Нормальная работа индикатора обеспечивается в области С/м = 40 100 В.

В технических условиях на знаковые индикаторы указьшают напряжение возникновения разряда и допустимые минимальный Irnin (обеспечивающий полное покрытие катода свечением) и максимальный Чктах (гарантирующий срок службы) катодные токи. Однако диапазон токов Ijmin, 1ктах иногда настолько узок, что затрудняется эксплуатация приборов. Позтому часто используют импульсные режимы, в которых ток Imax увеличивается по сравнению с указанным для постоянных напряжений. Понижение долговечности из-за большого импульсного тока компенсируется уменьшением фактического времени протекания тока через прибор. Импульсные режимы также используются для возбуждения индикаторов с объединенными в группы катодами.

При подаче на газоразрядный промежуток импульсного напряжения возникновение разряда происходит с запаздьшанием (время стати-