Главная  Современные индикаторы 

[ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Современные индикаторы

1.1. Современные индикаторы в радиолюбительской аппаратуре

в радиолюбительской, как и в профессиональной практике, всегда актуальной была задача отображения информации в виде, удобном для ее зрительного восприятия. В течение длительного периода ассортимент индикаторов был ограничен. Многие годы, например, в радиоприемниках в качестве индикатора настройки применялся лишь глазок - электронно-световой индикатор. Кстати, этот прибор был не чем иным, как вакуумным люминесцентным индикатором, намного опередившим появление других приборов этого типа. Для сигнализации десятилетиями использовались неоновые лампы, а единственным электронным индикатором была газоразрядная цифровая лампа.

В 60-70 гг. начал интенсивно развиваться новый класс электронных приборов - приборы для отображения информации. В эти же годы налаживается выпуск микросхем. Сочетание этих двух обстоятельств и привело к созданию компактных, экономичных, высокоинформативных электронных устройств отображения информации. В настоящее время наибольшее распространение у радиолюбителей получили полупроводниковые (в том числе дискретные свето-диоды), вакуумные люминесцентные, газоразрядные и вакуумные накаливаемые индикаторы.

С помощью устройств отображения могут быть решены задачи сигнализации и индикации.

Сигнализация - это сообщение человеку о факте перехода контролируемой величины из одной области значений в другую. При визуальной сигнализации (а речь идет именно о ней) основным техническим средством является свето-излучающий или светоотражающий элемент, который осуществляет световое воздействие на человека. В качестве примеров устройств сигнализации можно привести сигнализаторы наличия питающего (сетевого) напряжения, перехода какого-то параметра за допустимые пределы, перегорания предохранителя и т. п.

Индикация - это представление результатов контроля или измерения. Контроль, как правило, осуществляется по принципу больше - меньше , есть - нет . Контролирующими устройствами являются пробники (в том числе и логические), не измеряющие напряжение, ток, сопротивление и т. д., а лишь фиксирующие их наличие или отсутствие. Сюда же можно отнести устройства



допускового контроля (информируют, находится ли контролируемая величина в заданном интервале значений или вышла за его пределы). Простейшими индикаторами, например, точной настройки радиоприемников могут быть индикаторы с одним - тремя дискретными светоизлучаюш,ими элементами, а также одно- и двухуровневые индикаторы. В многоуровневых устройствах наблюдается постепенный переход от контроля параметра к его количественной оценке: по мере роста числа индицируемых уровней получается устройство индикации с дискретным отсчетом значения величины. Шкальный индикатор может быть реализован на отдельных светоизлучающих э;1ементах, а также на многоразрядном цифровом индикаторе (любого типа), где шкала складывается из отдельных сегментов.

Индикация может осуществляться не только в аналоговой, но и в цифровой форме. При этом можно отображать значения как электрических, так и неэлектрических величин, например времени, температуры и т. п.

Потребность в отображении текстовых сообщений в любительской практике встречается реже. Но и для этих случаев разработаны буквенно-цифровые индикаторы с увеличенным до 16-18 числом сегментов и наиболее совершенные - матричные.

1.2. Классификация индикаторов

в состав устройств отображения информации наряду с узлами приема, хранения и обработки сигналов входит индикатор, который, собственно, и обеспечивает связь человека с источником информации.

В последние годы проведен широкий круг исследований для создания компактных, надежных и экономичных индикаторов. В результате появилась большая группа приборов, как правило, хорошо совместимых с микросхемами управления.

Все индикаторы можно объединить в две большие группы: активные, в которых электрическая энергия преобразуется в световую, и пассивные, модулирующие внешний световой поток (от солнца или других источников, например электрических ламп) под действием электрического поля или тока. В активных индикаторах для преобразования электрической энергии в световую используются следующие физические эффекты: свечение накаленных тел в вакууме (в вакуумных накаливаемых индикаторах); низковольтная катодолюминесценция (в вакуумных люминесцентных индикаторах); излучение тлеющего газового разряда (в газоразрядных индикаторах); инжекционная электролюминесценция (в полупроводниковых индикаторах). В пассивных индикаторах непосредственно под воздействием электрического информационного сигнала изменяются их оптические показатели. Это позволяет модулировать свет, прошедший или отраженный от индикатора, внося в него пространственно-распределенную по сечеиию светового потока информацию. Для модуляции светового потока используют, например, ряд электрооптических эффектов в жидких кристаллах (жидкокристаллические индикаторы).

Индикаторы можно классифицировать и по принципу формирования изображения на знакомоделирующие (ЗМИ) и знакосинтезирующие (ЗСИ). Типичным примером знакомоделирующего индикатора является цифровой газоразрядный индикатор, изображение в котором повторяет форму десяти катодов (цифр от О до 9). Любое другое изображение в нем получить невозможно. 4



в знакосинтезирующих индикаторах изображение получается с помощью мозаики независимо управляемых элементов отображения, каждый из которых является преобразователем сигнал - свет. Это наиболее обширная группа современных индикаторов. Среди ЗСИ различают сегментные - индикаторы, элементы отображения которых являются сегментами и сгруппированы в одно (одноразрядный ЗСИ) или несколько (многоразрядный ЗСИ) знакомест, и матричные - индикаторы, элементы отображения которых образуют матрицу.

Сегментные ЗСИ могут индицировать только цифры (цифровой ЗСИ) или цифры и буквы русского и латинского алфавитов (буквенно-цифровой ЗСИ). В ряде случаев более удобной формой представления информации является аналоговая. При этом используются шкальные или цифроаналоговые ЗСИ.

1.3. Параметры и характеристики индикаторов

Параметры и характеристики индикаторов определены ГОСТ 29.05.002- 82. Основные из них яркость, контрастность, светоотдача, амплитудная и частотная характеристики.

Яркость индикатора L - среднее но площади значение яркости всех элементов отображения. Яркость характеризует излучение светящейся поверхности в данном направлении. (В отличие от силы света, относящейся к точечным источникам, понятие яркости применимо к любым источникам, имеющим конечные размеры.) Вычисление L как среднего значения яркости отдельных элементов продиктовано тем, что даже при одинаковых информационных сигналах, подаваемых на них, яркость отдельных элементов имеет разброс.

Светящаяся поверхность, окружающая включенный элемент отображения, а также элементы, не входящие в данный момент в состав отображаемого знака, образуют собственный фон индикатора. Он характеризуется яркостью Ьф, которая представляет собой максимальное значение яркости информационного ноля индикатора (независимо от того, приходится ли оно на невключенный элемент или на промежуток между элементами).

Контрастность индикатора характеризуется отношением L /Lф.

Светоотдача - отношение испускаемого ЗСИ светового потока к мощности, затрачиваемой на возбуждение излучения. Если индикатор обладает недостаточной световой отдачей, то у него будет мала яркость свечения. Компенсация низкой светоотдачи может вызвать нежелательные последствия, такие как рост потребляемой мощности, повышение температуры прибора, уменьшение срока службы. Современные индикаторы для бытовой и радиолюбительской аппаратуры имеют светоотдачу от сотых долей до нескольких десятых люмена на ватт.

Излучение, испускаемое индикатором, как правило, не монохроматичное, а имеет некоторое спектральное распределение, описываемое спектральной характеристикой р(Я), т. е. зависимостью относительной спектральной плотности излучения р от длины волны Л (рис. 1.1). Наблюдаемый цвет свечения в основном определяется положением максимума спектральной характеристики, хотя имеет значение и форма всей характеристики. Когда говорят о цветовом ощущении, имеют в виду аспект зрительного восприятия, позволяющий наблюдателю отличать один объект от другого, если различие между ними обусловлено только различием спектрального состава исходящего от них света (ГОСТ 13088-67).




[ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36