Компьютерная техника, радиоэлектроника, электрика

Суббота Ноябрь 17, 2018
  • Register

Существует несколько способов отображения показаний цифрового изме­рительного прибора, начиная от простейшей неоновой лампы и кончая светоизлучающими диодами (СИД) и жидкокристаллическими индика­торами (ЖКИ). Обычно отображается от четырех до восьми разрядов десятичных чисел. Максимальное число, отображаемое четырехразряд­ным индикатором, равно 9999, тогда как для восьмиразрядного индика­тора это число равно 99999999. В недорогих измерительных устройствах используется так называемый                3,5-разрядный индикатор. В индикаторе этого типа в старшем разряде (крайнем слева) может высвечиваться толь­ко либо 0, либо 1. Таким образом, максимальное число, отображаемое на индикаторе этого типа, равно 1999.

Основными типами индикаторов являются индикатор на светоизлучающих диодах (СИД) и жидкокристаллический индикатор (ЖКИ). Ка­ждый разряд индикатора состоит из семи сегментов; это минимальное количество сегментов, необходимое для представления десятичных цифр от нуля до девяти. Сегменты обозначаются латинскими буквами от а до g(рис. 35.1). Таблица на рис. 35.2 иллюстрирует, с помощью каких сегмен­тов формируется изображение каждой цифры. Жидкокристаллические индикаторы потребляют очень малую мощность (порядка микроватт) и применяются в портативных измерительных приборах. Для работы СИД-индикаторов нужен больший ток, и они потребляют большую мощность (порядка милливатт). Эти индикаторы широко применяются в стацио­нарных цифровых вольтметрах, где потребляемая мощность не имеет первостепенного значения. С другой стороны, показания СИД-индикаторов можно видеть в темноте, в то время как для ЖКИ требуется внешняя подсветка экрана.

жидкокристаллический индикатор

Рис. 35.1.

Сегменты ЖКИ

Рис. 35.2.

Управление работой СИД-индикатора

На рис. 35.3 показана схема управления работой семисегментного СИД-индикатора. Светодиод преобразует электрический ток в свет. Таким образом, чтобы сегмент индикатора светился, через светодиод, образую­щий этот сегмент, должен протекать ток. Как видно из рисунка, один вывод каждого диода подключен к одной общей для всех диодов точке. Здесь использована схема с общим анодом. Если присоединить к общей точке катоды всех диодов, то получится схема с общим катодом.

Каждый семисегментный индикатор формирует лишь один разряд все­го десятичного числа, отображаемого многоразрядным индикатором. Ка­ждый разряд имеет восемь выводов: один вывод для каждого сегмента и один общий вывод. В некоторых случаях для отображения десятичной точки добавляется девятый вывод.

Для управления сегментами индикатора выходной сигнал декадного счетчика нужно сначала преобразовать в соответствующую форму. Вы­ходной сигнал счетчика выдается в виде двоично-десятичного кода, кото­рый представляют 4 двоичных разряда. Этот код должен быть преобра­зован в соответствующий сигнал — код семисегментного           индикатора — для включения нужных сегментов. Это преобразование осуществляется с помощью дешифратора.

Показанный на схеме блок транзисторных ключей (блок коммутации тока) обычно выполняется в виде одного интегрального модуля. Функции дешифратора и коммутатора могут быть объединены в одной ИС; приме­рами являются ИС 7447 для индикаторов с общим анодом и ИС 7448 для индикаторов с общим катодом. На рис. 35.4 показан двухразрядный инди­каторный модуль, в который входят два декадных счетчика, два модуля дешифратора/коммутатора и два семисегментных индикатора с общим анодом.

схема управления работой семисегментного СИД-индикатора

Рис. 35.3.

Управление работой ЖКИ

В жидкокристаллических индикаторах используется уникальная взаи­мосвязь между электрическими и оптическими характеристиками неко­торых жидкостей, которые способны сохранять свою кристаллическую структуру. Оптические свойства этих жидких кристаллов позволяют ис­пользовать их в устройствах индикации. Жидкие кристаллы не излучают свет в отличие от СИД, а лишь изменяют свою рассеивающую способ­ность, поэтому индикаторы этого типа работают при очень малых токах и потребляют очень малую мощность. Благодаря этому управлять рабо­той ЖКИ могут непосредственно МОП- и КМОП-элементы.

Каждый сегмент ЖКИ имеет два вывода, или пластины: переднюю и заднюю. Задние пластины всех сегментов имеют общее электрическое соединение. Жидкокристаллические индикаторы всегда работают от пе­ременного напряжения, чтобы избежать электролитического осаждения и обеспечить максимальное время жизни индикатора.

r35.4

Рис. 35.4.

r35.5

Рис. 35.5.

Для управления работой ЖКИ-сегмента на его заднюю пластину по­стоянно подается последовательность тактовых прямоугольных импуль­сов с частотой следования 40 Гц (рис. 35.5). Выключение сегмента осуще­ствляется путем подачи на переднюю пластину последовательности пря­моугольных импульсов, совпадающей по фазе с тактирующей последова­тельностью, а включение — путем подачи на переднюю пластину ана­логичного сигнала в противофазе. Когда тактовый и управляющий сиг­налы противофазны, амплитуды их суммируются, и амплитуда полного напряжения на ЖКИ вдвое превышает амплитуду тактового сигнала, что обеспечивает включение сегмента (рис. 35.5(б)).

Управление работой ЖКИ можно, например, осуществить с помощью логического элемента Исключающее ИЛИ, как показано на рис. 35.6.

r35.6

Рис. 35.6.

Таблица истинности логического элемента Исключающее ИЛИ имеет следующий вид:

А

В

С

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

1

0

Из таблицы истинности видно, что если на управляющем входе А уста­новлен логический 0, сигнал на выходе С повторяет тактовый сигнал (40 Гц) на входе В, т. е. находится в фазе с ним. Сигнал с выхода С подается на переднюю пластину сегмента ЖКИ. Синфазный с ним тактовый сигнал непосредственно подается на заднюю пластину сегмента. В результате электрический потенциал, а, следовательно, и электрическое поле между пластинами оказываются равными нулю, и сегмент выклю­чен.

Когда на управляющем входе А установлена логическая 1, сигнал на выходе С логического элемента оказывается в противофазе с сигналом на входе В. Теперь на переднюю и заднюю пластины сегмента подаются противофазные сигналы, амплитуды которых суммируются и дают удво­енную амплитуду электрического поля (по отношению к амплитуде поля при действии одного тактового сигнала). Сегмент включен.

В данном видео рассказывается о знакосинтезирующих жидкокристаллических индикаторах:

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить