Классификация цифровых индикаторов

1.1. Полупроводниковый индикатор.
1. Физические принципы реализации.
Полупроводниковый индикатор выполняется на основе светоизлучающих диодов.
При протекании тока инжекции возникает явление некогерентного светоизлучения, которое вызвано самопроизвольной рекомбинацией основных носителей заряда с избыточными неосновными носителями, инжектируемыми током через p-n переход светодиода.
Под воздействием внешнего поля Евнеш равновесие электронно-дырочного перехода нарушается, через переход начинает протекать ток инжекции: Iп=Iдиф-Iдыр
Дырки переходят в «n» - область, электроны в «p» - область
Условное обозначение светодиода.

1.2. Жидкокристаллический индикатор (ЖКИ).
Работа ЖКИ основана на свойстве некоторых веществ, изменять угол поляризации проходящего через них света под действием приложенного напряжения.
Через поляризационную пленку проходит свет, имеющий только определенную плоскость поляризации.
ЖК молекулы формируют спираль, скручивая поляризацию света.
Электрическое поле переориентирует ЖК молекулы так, что они изменяют поляризацию света.

1.2.1 ЖКИ индикатор, на принципе отражения.
Используются два скрещенных поляризатора.
При наличии электрического поля свет через индикатор не проходит, при этом на сером фоне видны темные знаки.
Используются два поляриза-тора с параллельными плоско-стями поляризации.
Индикатор не пропускает свет в отсутствие электрического поля и пропускает при его появлении.
1.2.2 ЖКИ индикатор, работающий на просвет.

1.3. Вакуумно-люминесцентный индикатор.
Принцип действия:
Основан на свечении люминофорного покрытия, нанесенного на аноды-сегменты, при соударении с электронами.
В стеклянном баллоне в вакууме находятся: анод под напряжением Uа, с нанесенным на него люминофорным покрытием, сетка, между анодом, и катодом. Вокруг нити накала образуется электронное облако. Если на сетку подать относительно катода положительное напряжение, то электроны начнут двигаться в сторону анода. Сетка делается с довольно редкими ячейками, поэтому ускоренные полем Е электроны пролетают через нее и бомбардируют анод. Под действием электронов люминофор на аноде светиться в виде одного из сегментов цифрового знака.

2. Принципы синтеза цифрового знака.
2.1. Синтез знака из отдельных сегментов.
Синтез знака на светодиодах.
Общий анод.
Общий катод.
В жидкокристаллических индикаторах прозрачные электроды выполнены в виде сегментов.
1 – поляризационная пленка;
2 – стеклянная пластинка;
3 – прозрачный электрод;
4 – металлический электрод;
5 – жидкокристаллическое вещество;
6 – изолирующие прокладки;
7 – контакты.
Синтез знака в ЖКИ.
Условное графическое обозначение.
Условное графическое обозначение.

Синтез знака в вакуумно-люминесцентном индикаторе.
Управляются по анодам и сетке. Управление по сетке используется при создании многоразрядного индикатора. При подаче на электроды-сегменты a, b, … f, g положительного напряжения Uа они начинают светится, формируя тот или иной знак цифрового индикатора.

2.2. Матричное (мозаичное) представление знака.
Столбцы.
Строки.
Рассмотрим синтез цифры ПЯТЬ.
В первый такт:
на 1-ый столбец подается +5 В, на остальные столбцы подается 0 В;
На каждую строку поступает управляющее напряжение:
на 1-ую строку 0 В,
на 2-ую строку 0 В,
на 3-ию строку 0 В,
на 4-ую строку +5 В,
на 5-ую строку +5 В,
на 6-ую строку 0 В.
Во второй такт:
на 2-ой столбец подается +5 В, на остальные столбцы подается 0 В;
Управление строками выглядит следующим образом:
на 1-ую строку 0 В,
на 2-ую строку +5 В,
на 3-ию строку 0 В,
на 4-ую строку +5 В,
на 5-ую строку +5 В,
на 6-ую строку 0 В. И т.д.
Напряжение +5 В импульсно поочередно подается на столбцы индикатора, а на строки – управляющее напряжение соответствующее выбранному знаку. Смена напряжений на управление столбцами и строками происходит настолько быстро, что мерцание сегментов индикатора незаметно для глаза.

Пример: Светодиодный индикатор.
Условное графическое обозначение.
АЛС324А
АЛС324Б

Пример: Вакуумно-люминесцентных индикаторов.
В ИВЛ1-7/5 одноименные сегменты 1-го, 2-го, 4-го и 5-го разрядов индикатора соединены между собой в группы, и каждая группа имеет отдельный вывод. Сетки всех разрядов и разделительные точки К и Л 3-го разряда индикатора также имеют отдельные выводы.
Одноразрядный
индикатор ИВ6.
Многоразрядный индикатор.

Пример: ЖКИ индикатора МТ-12232А.
Общий вид.
Электрические параметры.

3. Принципы управления индикацией.
3.1. Структурная схема управления одним разрядом сегментного индикатора.
Для управления одним разрядом сегментного индикатора необходимы:
- дешифратор двоичного кода в двоично-десятичный DC-2/10;
дешифратор двоично-десятичного кода в код управления семисегментным индикатором X/Y.
При управлении многоразрядным индикатором возрастает число используемых дешифраторов, что приводит к удорожанию устройства.

Условное обозначение.
Электрические параметры.
Преобразователь двоично-десятичного кода в код управления
семисегментным индикатором (К555ИД18).

Условное обозначение.
Функциональное назначение выводов.

Соединение микросхем К555ИД18 для управления многоразрядным
светодиодным индикатором.

Преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный К155ПР7.
Условное обозначение.
Электрические параметры
5 В

Условное обозначение.
Функциональное назначение выводов.

Преобразователь двоичного кода чисел до 511 в двоично-десятичный на микросхемах К155ПР7.

Управление вакуумно-люминесцентным индикатором.

3.2. Структурная схема управления матричным индикатором.
1,2 — информационный входы дешифраторов номера столбца и строки соответственно;
3,4 — дешифраторы ДДК в десятичный (позиционный) код столбцов и строк;
5 — блок усилителей тока
Принцип работы матрицы таков: к столбцам подключаются мощные транзисторные ключи, а к строкам – подается управление. Когда открыт первый транзистор, на строки выводится картинка для первого столбца, затем первый транзистор закрывается, открывается второй, выводится картинка для второго столбца. И так до последнего
столбца, по кругу. Это происходит настолько быстро, что мерцание незаметно для глаза.

Условное обозначение.
РЕ21 – воспроизведение русских букв, без Ъ;
РЕ22 – латинского алфавита, Ъ и некоторых знаков;
РЕ23 – цифр и различных знаков;
РЕ24 – недостающая часть.
Микросхемы К155РЕ21, К155РЕ22, К155РЕ23, К155РЕ24.
Функциональное назначение выводов.

Электрические параметры микросхем К155РЕ21, К155РЕ22, К155РЕ23, К155РЕ24