Рис. 27.19. Перезарядная характеристика

в w-цикле; tcw-i - напряжение на емкости после т-1 цикла; - амплитуда подцерм-шающего напряжения.

Из рис. 27.18 следует, что f/ достигает установившегося значения, когда изменение напряжения на емкости становится в 2 раза больше напряжения на емкости, т. е. в установившемся режиме

AUc = 2Uc . (27.12)

Уравнение (27.12) совместно с перезарядной характеристикой позволяет найти диапазон поддерживающих напряжений Е„, амплитуд импульсов записи t/g и стирания f/g, при которых обеспечивается работа ячейки в режимах запоминания информации. Рассмотрим графическое решение этой задачи.

С этой целью проведем прямую А с тангенсом угла наклона, равным двум, так чтобы она пересекла перезарядную характеристику в точках а и (3. Примем, что отрезок, отсекаемый прямой А на оси абсцисс, соответствует Е„. Легко видеть, что при этом точки пересечения прямой А с перезарядной характеристикой являются равновесными и в них соблюдается условие (27.12) AUc = /{Uc + = 2f/c, т. е. при воздействии на газоразрядный промежуток ячейки напряжения * после протекания импульса тока заряд на конденсаторе меняется на 2Uc и новое значение напряжения на емкости по модулю оказьшается равным старому.

Однако из двух точек сек Р, где вьшолняется условие (27.12), только одна точка 3 является точкой устойчивого равновесия. Действитель-

но, в точке а тангенс угла наклона перезарядной характеристики больше двух. Позтому любая случайная положительная флуктуапля или Uc приводит к тому, что результирующее AUc > 2Uc, и в результате начнется нарастание С/ и перемещение по характеристике до тех пор, пока тангенс угла наклона не уменьшится до двух, т. е. до точки /3. Поскольку в окрестностях зтой точки тангенс меньше двух, состояние здесь является не только равновесным, но и устойчивым.

Легко видеть, что аналогичным образом отрицательная флуктуация £„ и f/ в точке а приводит к погасанию разряда.

Перезарядная характеристика позволяет определить диапазон поддерживающих напряжений, при котором ячейка работает в режиме с запоминанием. Для зтого достаточно провести две прямые, параллельные А, и касательные к перезарядной характеристике - одну извне, а другую изнутри (прямые В и С соответственно). При любых £„ < inmzK независимо от начальных AU < 2U и последующие значения будут меньше предьщущих, в результате чего в конце концов разрядные импульсы прекратятся. Вместе с тем при > Umax разряд в ячейке возникает независимо от наличия U, т. е. ячейка теряет управляемость. Перезарядная характеристика позволяет найти Umin с помощью следующих рассуждений. Очевидно, что для перехода ячейки в точку (3 достаточно, чтобы в начале на ячейке бьшо создано напряжение и, несколько большее необходимого для попадания в точку а. Вьитя из значения абсциссы точки а значение Е, получим значение U, обеспечивающее переход в точку а. Отложив это значение f/-, по оси ординат, найдем с помощью перезарядной характеристики абсциссу, равную Ujnin (рис. 27.19).

Следует отметить, что перезарядная характеристика зависит от частоты повторения, формы, длительности фронтов поддерживающего напряжения и импульсов записи или стирания. Так, оптимальная частота повторения поддерживающего напряжения составляет 40-50 кГц, при уменьшении или увеличении зтой частоты диапазон поддерживающих напряжений сужается из-за стека?шя емкостных зарядов структуры МДХДМ. Как правило, целесообразно применять крутые фронты поддерживающих напряжений импульсов с длительностью менее 0,5 мкс. При этом разряд в ячейке получается сильноточньгм, емкости заряжаются сильнее и диапазон £птод;-£птш становится шире.

В панелях переменного тока для стабилизации возникновения основного разряда используется подготовительный разряд в виде рамки. Возбуждение подготовительного разряда должно совпадать по времени с импульсами записи или стирания.

Остановимся на стабильности и сроке службы газоразрядных матричных индикаторов. Поскольку большинство этих приборов содержит множество ячеек, то для нормальной работы прибора в целом необходим малый разброс параметров, достигаемый за счет высокого технологического уровня изготовления.

в процессе работы приборов катод (или же покрывающая его диэлектрическая пленка) подвергается ионной бомбардировке, что может приводать к изменению его эмиссионных свойств, и, следовательно, велиадн тл U, к осаждению распыленного материала с возникновением проводящих мостиков и к потере прозрачности. Кроме того, при распылении может происходить поглощение наполняющего газа, что особенно существенно при использовшши малых добарок (например, неона к аргону).

Понижение температуры окружающей среды приводит к нарастанию перепадов плотности газа внутри прибора и к дрейфу параметров, зависящих от плотности. При повыщении температуры происходит выравнивание зтой плотности, поэтому верхний предел рабочих температур определяется только возможностью выделения вредных газов. Еще сильнее температура окружающей среды сказьшается на приборах, в газовом наполнении которых имеется добавка ртути, поскольку упругость ртутных паров сильно зависит от телшературы.

Тем не менее правильно выбранные конструкция и технология изготовления обеспечивают срок службы матричных индикаторов свыше 10 000 ч при диапазоне рабочих телшератур для приборов без ртути от -60 до +70 °С, а с добавками ртути от О до .50 °С.

Контрольные вопросы и задания

1. Назовите основные группы индикаторных приборов.

2. Чем отличаются катоды знакомоделирующих и знакосинтезирую-щих индикаторов?

3. Каковы пути уменьшения скорости катодного распыления в знаковых индикаторах?

4. На каком свойстве тлеющего разряда основано действие anaJToro-вого индикатора?

5. На чем основано действие шкального дискретного индикатора?

6. Какие типы матричных индикаторов требуют регенерации изображения, а каюие запоминают его?

7. Каковы достоинства и недостатки матричного индикатора с самосканированием по сравнению с матричным индикатором с внешней адресацией?

8. Опишите структуру ячейки матричного индикатора переменного тока.