Отображение информации

1.

Приборы отображения информации
Устройства, воспроизводящие информацию на экранах электронных
устройств, приборов, калькуляторов и табло в форме, оптимальной
для зрительного восприятия называют приборами отображения
информации, или индикаторными устройствами.
ИУ подразделяют на:
буквенно-цифровые, в которых информация представляется в виде
строки букв и цифр;
дисплейные, в которых информация отображается на экране в виде
любого двумерного изображения.

2.

Классификация и виды электронных
устройств индикации
Элементы индикации
предназначены для
преобразования
электрических
сигналов в видимые,
удобные для
визуального
наблюдения.
Основаны на изменении
коэффициентов
На основе светогенерационных
отражения, пропускания,
эффектов
поглощения и на
вращении плоскости
поляризации световых
волн.

3.

Основные параметры элементов индикации
1. Яркость . B = I/S, где I – сила света; S – площадь поверхности
светящегося тела в заданном направлении. Единица измерения - Кд/м2.
2. Контрастность. Коэффициентом контрастности K называют величину,
равную отношению яркости самого светлого участка изображения Bмах к
яркости самого темного его участка Bмin
K = Bмах/ Bмin
Оптимальным коэффициентом контрастности считают значение в пределах
от 0,65 до 0,95.
3. Освещенность E, являясь одним из основных параметров пассивных
элементов, характеризует световой поток на единицу площади E = Ф/S
Минимальная освещенность для чтения составляет 20 люкс.
4. Угол обзора - максимальный угол наблюдения, при котором возможно
считывание информации. Для различных элементов индикации лежит
в пределах от 20 до 70 .
5. Информационная емкость индикатора определяется числом светящихся
элементов прибора.
6. Напряжение питания, потребляемый ток.

4.

Полупроводниковые индикаторы
Активным элементом полупроводниковых индикаторов является
светоизлучающий диод (СИД). В основе работы СИД лежит явление
инжекционной люминесценции, наблюдаемой в некоторых
полупроводниках при рекомбинации электронов и дырок в области p-nперехода. Светоизлучающие диоды применяют автономно в виде семи,
восьми, десятисегментных знакосинтесирующих индикаторов (рис. а-в),
либо набирают в матричные и мозаичные одноцветные или
многоцветные панели (рис. г). В зависимости от размера символа в
каждом сегменте может использоваться один или несколько
последовательно включенных светоизлучающих диодов.
Полупроводниковые СИД отличаются высоким быстродействием,
большим сроком службы, высокой яркостью (порядка тысячи кандел
на м2), а совместимость их по выходным параметрам с ИС позволяет их
широко использовать в современной аппаратуре.

5.

Газоразрядные индикаторы
В основе их работы лежит явление свечения газа при электрическом
разряде. Цвет излучения определяется природой газа, а при непрямом
преобразовании электрической энергии цвет зависит от типа используемого
фотолюминофора.
Во всех газоразрядных индикаторах используют режим тлеющего разряда с
холодным катодом при давлении газа порядка нескольких сотен паскалей.
Широко распространены газоразрядные элементы, у которых катоды
выполнены в виде цифр, расположенных одна под другой: при подаче
напряжения между анодом и катодом, превышающим напряжение
зажигания, возникает тлеющий разряд, охватывающий всю поверхность
катода. В результате отображается соответствующая цифра. Газоразрядные
индикаторные панели, представляющие собой двухкоординатную матрицу с
числом элементарных газоразрядных ячеек порядка 104…105, способны
накапливать и обрабатывать информацию.
Особенностью газоразрядных индикаторов является необходимость
использования источника питания, напряжение которого лежит в пределах
сотен вольт. В современной низковольтной аппаратуре, выполненной на ИС,
применение таких приборов усложняет её.

6.

Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ)
Среди устройств отображения информации особое место занимают
жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ), работа которых основана
на электрооптических эффектах (ЭОЭ) в жидких кристаллах (ЖК). Они
удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к современным
индикаторным устройствам и хорошо совместимы с современной
электронной аппаратурой на интегральных микросхемах.
Индикаторные устройства на основе ЖК являются наиболее
перспективными и экономичными средствами отображения
информации.

7.

Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ)
Индикаторные устройства на ЖК позволяют осуществлять:
считывание показаний с индикатора в широком интервале яркостей
(т.е. и при ярком солнечном освещении и в сумерках);
реализацию одноцветной и многоцветной индикации либо
применением одноцветных стеклянных пластин, либо с помощью
установки перед индикатором фильтров, либо окрашиванием слоя ЖК;
запись и длительное хранение информации (причем в период
хранения информации они не нуждаются в электрической энергии);
воспроизведение информации в полутонах;
создание панелей, управляемых непосредственно логическими
цепями.

8.

Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ)
Характерными особенностями индикаторов на ЖК являются:
низкая потребляемая мощность (порядка 0,1 мВт/см2);
высокая разрешающая способность (до 400 линий на 1 мм);
отсутствие механически движущихся деталей;
малый объем плоской конструкции, определяемый в основном
размерами показываемых знаков;
возможность отображения информации на больших площадях;
непосредственная совместимость с МДП-схемами управления;
низкая стоимость исходных материалов и простота технологии
изготовления;
значительный срок службы (более 10 000 ч) , удобство использования.
Недостатками ЖКИ являются: невысокая яркость и быстродействие,
малый коэффициент мультиплексирования, ограниченность
температурного диапазона, необходимость подсветки. Существует
проблема согласования схемной части электронной аппаратуры сбора и
обработки информации, выполняемой обычно на низковольтных и
микромощных интегральных схемах, с индикаторными приборами, для
управления которых необходимы сравнительно высокие напряжения и
мощности.

9.

Сравнительный анализ индикаторных устройств
Из всех типов газоразрядных индикаторных панелей лишь панели
переменного тока нашли применение в системах машинной графики, но с
ограниченными возможностями.
Вакуумно-люминесцентные индикаторы (ВЛИ) обладают такими
достоинствами, как низкая стоимость, высокая разрешающая способность и
яркость, возможностью полной светоотдачи, низкой потребляемой мощностью.
Снижение питающих напряжений, повышение информационной емкости,
развитие индикаторов с активными элементами - таковы задачи, решение
которых позволяют реализовать графические дисплеи на базе ВЛИ.
Бурное развитие ЖК-панелей позволяет надеяться на появление в ближайшее
время серийных ЖКИ, которые смогут найти широкое применение в системах
машинной графики.
Полупроводниковые индикаторы также являются весьма перспективными,
но построение графических табло с большим количеством элементов
отображения проблематично ввиду значительного энергопотребления и
высокого значения скважности импульсов индикации, обусловливающего
пропорциональное снижение светоотдачи.

10.

Требования, предъявляемые к индикаторных устройствам
Современные индикаторные устройства должны:
воспроизводить визуальную информацию в реальном масштабе времени, т.е.
иметь необходимое быстродействие для преобразования цифровой информации
в визуальную;
качественно воспроизводить получаемое изображение;
работать в условиях сильной и слабой освещенности;
иметь хорошие яркость и контрастность;
высокую чувствительность к управляющему сигналу;
работать в широком диапазоне температур;
выдерживать механические нагрузки в широком диапазоне;
быть экономичными, надежными, долговечными.