Газоразрядные индикаторы.

 

Газоразрядные индикаторы представляют собой комбинацию диодных элементов, в которых осуществляется газовый тлеющий разряд, сопровождаю-

щийся излучением светового потока. В качестве газового наполнения, как правило, используют инертный газ, чем обеспечивается большой срок службы и малая скорость деградации характеристик приборов. Однако достаточно большую яркость свечения дает только неон, поэтому большинство газоразрядных индикаторов имеют световое поле оранжевого цвета.

Диодные элементы отображения представляют собой тиратроны. Например, цифровой одноразрядный сегментный индикатор имеет семь ячеек-тиратронов рис.2. В состав входят общий катод (ОК), два анода (А1 и А2), управляющую сетку (С2), семь катодов (К) по числу сегментов и соответственно семь сеток (С1). Сигналы, формирующие знак, подаются на сетки С1.

Прибор может работать в режимах с памятью и без таковой. В режиме без памяти соответствующие напряжения подаются на оба анода, общий катод, катоды сегментов и управляющую сетку С1. В динамическом режиме анодные напряжения носят импульсный характер с частотой сканирования знаковых разрядов, а сеточное – с частотой возбуждения знакоместа.

При сохранении на одном из анодов постоянного напряжения индикация сохраняется даже после снятия формирующих и управляющего напряжений с сеток. Такой режим соответствует режиму работы с памятью.

Большинство газоразрядных индикаторов конструктивно выполняются в матричном виде (рисунок 3).

Диодные элементы могут выполняться не только в виде тиратронов, но и в виде графических индикаторных панелей.

Конструктивно индикаторные панели состоят из двух стеклянных пластин, на внутренние плоскости которых наносят полосы анодов и катодов, как это изображено на рис.4. Между пластинами располагается диэлектри-ческая перфорированная матрица таким образом, чтобы отверстия попадали на пересечения электродов. При плотном соединении пластин в газовой среде в местах отверстий образуются газораз-рядные ячейки.

Аноды выполняют из оптически прозрачного материала. И аноды, и катоды покрывают оптически прозрачным диэлектриком.

Газоразрядная ячейка представляет собой ёмкость с тройным диэлектриком – диэлектрическое покрытие катода, газ, диэлектрическое покрытие анода. В такой системе для непрерывного свечения требуется знакопеременное питающее напряжение, диаграмма которого изображена на рис.5. В момент времени t₀ к ячейке прикладывается напряжение возникновения разряда U_вр, возникает тлеющий разряд и соответствующий ток проводимости. Ток проводимости образует на поверхности диэлектрических слоёв ячейки заряды, поле которых противоположно внешнему полю. Это приводит к гашению разряда. Но в момент t₁ меняется полярность приложенного напряжения. Теперь внешнее поле совпадает с полем диэлектрических слоёв. Суммы напряжённостей этих полей хватает для возбуждения очередной вспышки разряда. Однако ток разряда теперь направлен в противоположную сторону. Диэлектрические слои перезаряжаются, и их поле гасит разряд. В момент t₂ внешнее поле вновь меняется по направлению и совпадает с полем диэлектрических слоёв. Происходит очередная вспышка.

Следует заметить, что поддержание разрядов в ячейке обеспечивается напряжением поддержания разряда U_пр, меньшим напряжения возбуждения U_вр на величину напряжения заряда диэлектрических слоёв. Прекращение разрядного процесса закончится, если в какой-то момент напряжение U_пр понизить на эту же величину, то есть снять заряды с диэлектрических слоёв.