критическая частота составляет 30 ... 35 Гц. Если приборы подвергаются вибрации или перемещению, то избавиться от мелькания изображения можно дополнительным увеличением частоты до нескольких сотен герц.

При оптимальном выборе импульсного прямого тока следует иметь в виду несколько обстоятельств. Во-первых, должна быть обеспечена необходимая средняя по времени сила света /„ср. Во-вторых, верхняя граница импульсного прямого тока должна соответствовать области, в которой ЛАХ еще имеет суперлинейный характер (150... 200 мА). В-третьих, следует иметь в виду, что даже при отсутствии перегрева использование больших импульсных токов приводит к ускорению процессов деградации в светоизлучающих сегментах.

Существенным различием статического и импульсного режимов питания являетсй то, что в последнем случае рабочий диапазон ПЗСИ может быть существенно сдвинут в область меньших значений /пр.ср, поскольку на шкале среднего по времени тока преобладанию генерационно-рекомбинационной составляющей тока над его диффузионной компонентой (прекращение свечения ПЗСИ) будет соответствовать в Q раз меньшее значение /пр.ср-

Оптимальному выбору амплитуды прямого импульсного тока соответствует его величина, обеспечивающая медианный ресурс 10 ч при температуре окружающей среды (25+10)° С.

В совокупности параметры предельно допустимых режимов импульсного питания (максимальное значение прямого импульсного тока, длительность импульса или скважность, частота регенерации) должны обеспечивать условия, при которых максимальная температура р-п перехода равна его максимальной температуре, устанавливающейся в статическом режиме питания. При этом следует иметь в виду, что равенство рассеиваемой электрической мощности в статическом режиме и средней рассеиваемой электрической мощности в импульсном режиме еще не обеспечивает оптимальности последнего режима питания. Дело заключается в том, что процесс установления теплового режима характеризуется достаточно большой инерционностью, характеризуемой временами порядка миллисекунд. В связи с этим использование достаточно низких частот регенерации может приводить к тому, что при сравнительно низкой средней температуре р-п перехода возможен импульсный перегрев кристалла ПЗСИ. Указанное обстоятельство делает целесообразным использование частот регенерации, превышающих 1 кГц.

Большая совокупность параметров, задающих режим работы ПЗСИ в импульсном режиме эксплуатации, помимо очевидных трудностей, связанных с выработкой оптимальных условий работы, дает разработчику также и существенно большие возможности гибкого управления системами визуального отображения информации. В частности, очень перспективен метод широтно-импульсной модуляции, при которой, изменяя длительность импульсов питания в широких пределах, можно варьировать интенсивность све-184

чения ПЗСИ. Преимущества такого метода модуляции интенсивности особенно очевидны при использовании систем визуального отображения информации в условиях, когда уровень внешней засветки может изменяться в значительных пределах. Например, в транспортных средствах уровень окружающей освещенности может варьироваться в пределах двух порядков. Использование постоянного максимального уровня свечения ПЗСИ в таких условиях может приводить к быстрой утомляемости человеческого глаза в период слабой освещенности.

Иллюстрируя сказанное выше, рассмотрим, например, предельно допустимые режимы эксплуатации полупроводниковых знакосинтезирующих индикаторов на принципе рассеяния света (АЛС324, АЛС326, АЛС332, АЛСЗЗЗ, АЛС337, АЛС334, АЛС342, АЛС321, АЛС338, АЛС327, АЛС335). Как показывают данные [ПО], максимально допустимое обратное напряжение на элементах индикатора составляет 5 В. Постоянный прямой ток в температурном диапазоне -60 ... 35° С составляет 25 мА, а в диапазоне 35... 70° С снижается с увеличением температуры в соответствии с соотношением /пр.макс = 25-0,5(7-35) мА.

При эксплуатации в импульсном режиме необходимо, чтобы пиковое значение импульсного тока не превышало предельно допустимое, которое составляет в температурном диапазоне -60... 35° С /пр.и.макс=200 мА. С увеличением рабочей температуры в диапазоне 35 ... 70° С предельно допустимый пиковый ток должен снижаться в соответствии с соотношением /пр.и.макс = 200- -4 (Г-35) мА. При использовании импульсного режима длительность импульса не должна превышать 2,5 мс.

Глава 9.

ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЗНАКОСИНТЕЗИРУЮЩИХ ИНДИКАТОРОВ

9.1. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Разнообразие систем, в которых требуется представлять информацию в форме, удобной для визуального восприятия человеком, определяет и диапазон возможных применений полупроводниковых знакосинтезирующих индикаторов.

По-видимому, наиболее жесткие условия и наиболее высокие требования к построению систем визуального отображения информации предъявляются к ПЗСИ в автономных условиях, когда крайне ограничена возможность поступления информации от внешнего мира по другим каналам. Такие условия реализуются, в частности, на борту летательных аппаратов (самолеты, вертолеты и т. д.). Практическая реализация бортовых индикаторных комплексных систем (БИКАС) налагает на используемую элементную базу Жесткие требования [185].

Во-первых, должна быть обеспечена одинаковая видимость показаний при максимальном и минимальном уровнях внешней освещенности, поскольку в условиях полета внешняя освещенность может достигать 5-10 лк. Яркость изображения на экране индикатора должна быть достаточной для считывания в условиях изменения яркости фона в диапазоне 35 ООО... 0,07 кд/см. В то же время она должна быть равномерной по площади экрана и не оказывать раздражающего воздействия на пилота. Яркостный контраст должен превышать 2: 1 (предпочтительнее использовать контраст 4: 1... 30 : 1). Число градаций серого цвета должно превышать 7. Для четкого отображения мелких деталей изображения разрешающая способность должна составлять от 1 до 40 строк/см. Должна быть обеспечена удобочитаемость информации на расстоянии 60... 70 см без различения деталей или элементов изображения, а также при отклонении линии зрения на 60° от нормали к поверхности индикатора.

Во-вторых, к индикаторным устройствам на борту летательных аппаратов предъявляются высокие требования по механической устойчивости ( к ударам, вибрация, ускорению), что особенно важно при использовании в вертолетной технике. При этом минимальное мерцание изображения, незаметное для глаз, обеспечивается частотой повторения символов не менее 50... 60 Гц, а в условиях -вибрации - не менее 200... 300 Гц.

Высокие требования предъявляются к эксплуатационной надежности (долговечность не менее 1000... 1500 ч) при работе в температурном диапазоне -60 ... -f70°C. Кроме того, должно быть обеспечено наличие встроенной системы проверки, обнаружения и изоляции дефектов.

И наконец, требуются малое энергопотребление (не более 25 Вт на блок), компактность и минимальная масса, что в сочетании с модульным принципом конструирования как самого индикатора, так и всей связанной с ним аппаратуры, и требованиями по унификации используемых блоков должно обеспечить гибкость компоновки и снижение себестоимости аппаратуры, а также возможность замены всех блоков без дополнительной регулировки.

Проведенный в работе [185] анализ показывает, что наибольший интерес для БИКАС представляют плоские экраны с матричным управлением; при этом сравнение различных альтернативных технологий изготовления таких индикаторов позволяет сделать вывод о том, что наиболее перспективны ПЗСИ. Вместе с тем для построения БИКАС с большой информационной емкостью (число элементов 10... 10) необходимо добиться снижения потребляемых токов, увеличения удельной яркости по крайней мере до 300 ... 500 кд-м""2-А""*-см2 обеспечения каждого элемента внутренней коммутацией, снижения стоимости элемента изображения (с учетом схем управления). Примеры конкретных реализаций БИКАС подробно рассмотрены в работе [185].

Следует отметить, что в принципе не может существовать единой совокупности технических требований на ПЗСИ, поскольку !86