Факультет автоматики, информатики
и электромеханики
Кафедра автоматизированного электропривода
и промышленной электроники
ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Методические указания к лабораторным работам
Новокузнецк
2004
Министерство образования Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра автоматизированного электропривода
и промышленной электроники
ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА
ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине
«Квантовая и оптическая электроника».
Специальность «Промышленная электроника» (200400).
Новокузнецк
2004
УДК 621. 383
О 62
Рецензент
Доцент кафедры электротехники и электрооборудования СибГИУ
О 62 Оптоэлектронные устройства отображения информации: Метод.
указ. / Составители: , : СибГИУ. –
Новокузнецк, 2004. – 23 с.
Изложены техническое описание лабораторного стенда оптоэлектронных устройств отображения информации и методика изучения на нём различных схем включения оптоэлектронных индикаторов.
Предназначено для студентов специальности «Промышленная электроника» (200400).
Цель работы:
1) изучить принципы построения статических и динамических устройств отображения информации;
2) изучить основные схемы включения оптоэлектронных индикаторов в статических и динамических устройствах отображения информации;
3) получить представление о способах практического использования различных видов люминесценции.
1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ
ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
В состав стенда для исследования оптоэлектронных устройств отображения информации входят комплекс средств статического отображения информации и комплекс средств динамического отображения информации.
К статическим относятся устройства отображения информации, состояния всех элементов отображения которых изменяются одновременно при обновлении воспроизводимой информации. К ним относятся:
1) устройство индикации на одиночных светоизлучающих диодах типа АЛ102А;
2) устройство индикации со знакосинтезирующим полупроводниковым индикатором типа АЛС333Б;
3) устройство индикации на вакуумном люминесцентном индикаторе типа ИВ-6;
2) устройство индикации на отдельных светоизлучающих диодах типа АЛ102А;
5) устройство индикации на газоразрядном индикаторе типа ИН-14;
6) прибор индикаторный универсальный ПИУ-2.
3
К динамическим относятся устройства отображения информации, разные элементы отображения или группы элементов отображения которых включаются в разные моменты времени периода кадра. К ним относятся:
1) устройство индикации на вакуумном люминесцентном индикаторе типа ИВ-18;
2) устройство индикации на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ).
Кроме перечисленных устройств стенд имеет встроенный блок питания, генератор тактовых импульсов ТТЛ-уровня с частотой 1Гц и генератор тактовых импульсов с частотой 10кГц. Включение исследуемых устройств отображения информации осуществляется с помощью соответствующих кнопок, расположенных на передней панели стенда. Питание стенда осуществляется от сети переменного напряжения 220В 50Гц. Включение стенда производится нажатием на кнопку СЕТЬ, расположенной на передней панели стенда.
1.2. УСТРОЙСТВА СТАТИЧЕСКОГО ОТОБРАЖЕНИЯ
ИНФОРМАЦИИ
1.2.1. Устройство статической индикации на одиночных
светоизлучающих диодах типа АЛ102А
Электрическая принципиальная схема устройства управления одиночными светоизлучающими диодами типа АЛ102А представлена на рисунке 1.
 |
Рисунок 1 – Схема электрическая принципиальная устройства статической индикации на одиночных светоизлучающих диодах типа АЛ102А
4
Схема управления индикаторами собрано на ТТЛ-микросхеме DD1 серии К155ЛА8 с логическими элементами 2И-НЕ с открытым коллектором, которая в зависимости от входной комбинации логических уровней включает или выключает светодиоды HL1÷HL4 типа АЛ102А. На выходах цепи микросхемы последовательно светоизлучающим диодам включены токоограничивающие резисторы R1÷R4 по 390 Ом.
1.2.2. Устройство статической индикации со знакосинтезирующим
полупроводниковым индикатором типа АЛС333Б
Электрическая принципиальная схема устройства управления знакосинтезирующим полупроводниковым индикатором типа АЛС333Б представлена на рисунке 2.
 |
Рисунок 2 – Схема электрическая принципиальная устройства
статической индикации со знакосинтезирующим
полупроводниковым индикатором типа АЛС333Б
Индикатор HG1 АЛС333Б знакосинтезирующий, фосфидогаллиевый, эпитаксиально-диффузионный. Предназначен для визуальной индикации. Имеет семь сегментов и децимальную точку, излучающие свет при воздействии прямого тока. Различные комбинации элементов, обеспечиваемые внешней коммутацией, позволяют воспроизводить цифры от 0 до 9 и децимальную точку.
Устройство управления знакосинтезирующим полупроводниковым индикатором HG1 АЛС333Б состоит из интегральной микросхемы DD2 двоично-десятичного счётчика типа К155ИЕ2 и интегральной микросхемы DD3 преобразователя двоично-десятичного кода в код управления семисегментным индикатором с разъединёнными анодами (дешифратор типа К514ИД1). В цепи, соединяющей выходы преобразователя DD3 и входы индикатора, включены токоограничивающие резисторы R5÷R11 по 270 Ом.
5
Для последовательной индикации индикатором HG1 чисел от 0 до 9 на счётный вход C1 счётчика DD2 необходимо подавать импульсы с выхода генератора ГИ 1Гц. При этом на входы R0 («Установка 0») должно быть подано напряжение низкого уровня (входы R0 перемычкой должны быть соединены с «землёй»).
1.2.3. Устройство статической индикации на вакуумном
люминесцентном индикаторе типа ИВ-6
Электрическая принципиальная схема устройства управления вакуумным люминесцентным индикатором типа ИВ-6 представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Схема электрическая принципиальная устройства статической индикации на вакуумном люминесцентном индикаторе типа ИВ-6
Устройство управления вакуумным люминесцентным индикатором HG2 типа ИВ-6 собрано на микросхеме DD4 К176ИЕ4. Данная микросхема представляет собой комбинированное устройство, которое включает в себя двоично-десятичный счётчик и преобразователь двоично-десятичного кода в код управления 7-сегментным индикатором.
Для согласования генератора импульсов ГИ, собранного на ТТЛ-микросхемах, с КМОП-микросхемой К176ИЕ4, может использоваться преобразователь уровня на микросхеме DD9 К176ПУ5.
6
1.2.4. Устройство статической индикации на дискретных
светоизлучающих диодах типа АЛ102А
Электрическая принципиальная схема устройства управления дискретными светоизлучающими диодами типа АЛ102А представлена на рисунке 4.
 |
Рисунок 4 – Схема электрическая принципиальная устройства статической индикации на дискретных светоизлучающих диодах типа АЛ102А
Устройство управления дискретными светоизлучающими диодами HL5 ÷ HL24 АЛ102А состоит из микросхемы DD5 двоично-десятичного счётчика типа К155ИЕ2 и микросхемы DD6 (типа К155ИД9) дешифратора четырёхразрядного двоично-десятичного кода в сигналы управления дискретными светоизлучающими диодами, расположенными на печатной плате в виде неполной матрицы из 7´4 точек для индикации крупноразмерных цифр от 0 до 9. К каждому выходу дешифратора DD6 подключены один или два последовательно включённых светодиода АЛ102А, соединённых с источником питания +5В.
Для последовательной индикации индикаторной матрицей HL5÷HL24 чисел от 0 до 9 на счётный вход C1 счётчика DD5 необходимо подавать импульсы с выхода генератора ГИ 1Гц. При этом на входы R0 («Установка 0») должно быть подано напряжение низкого уровня (входы R0 перемычкой должны быть соединены с «землёй»).
7
1.2.5. Устройство статической индикации на газоразрядном
индикаторе типа ИН-14
Электрическая принципиальная схема устройства управления газоразрядным индикатором типа ИН-14 представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 – Схема электрическая принципиальная устройства статической индикации на газоразрядном индикаторе типа ИН-14
Устройство управления цифровым индикатором тлеющего разряда HG3 типа ИН-14 выполнено на микросхемах DD7 и DD8. Микросхема DD7 представляет собой двоично-десятичный счётчик типа К155ИЕ2, который преобразует последовательность импульсов на входе в параллельный двоично-десятичный код (8-4-2-1). Микросхема DD8 К155ИД1 – высоковольтный дешифратор управления газоразрядным индикатором, который преобразует двоично-десятичный код, поступающий со счётчика, в десятичный код от 0 до 9.
Положительное напряжение на анод индикатора подаётся от сети переменного тока 220В через выпрямительный диод VD1 типа КЦ405Е и резистор R12 47кОм, который понижает напряжение до 60В.
8
1.2.6. Прибор индикаторный универсальный ПИУ-2
Структурная схема прибора индикаторного универсального ПИУ-2 представлена на рисунке 6. Прибор содержит следующие устройства:
- схему записи и хранения информации, состоящую из буферной памяти БП, предназначенной для промежуточного хранения кода знака, и оперативного запоминающего устройства ОЗУ, предназначенного для хранения всей записанной информации;
- схему управления анодами индикатора, состоящую из преобразователей кода столбца ПКС и кода знака ПКЗ, постоянного запоминающего устройства ПЗУ, предназначенного для преобразования кода знака и кода столбца в сигналы управления анодами индикатора, анодных ключей, предназначенных для преобразования низковольтных сигналов в высоковольтные, подаваемые непосредственно на индикаторные аноды газоразрядной индикаторной панели на 16 знакомест ГИПС-16-1;
- схему управления ГИПС-16-1, состоящую из тактового генератора ТГ, счётчиков Ст:7 и Ст2:16 с коэффициентами пересчёта соответственно на 7 и на 16, логической схемы F(A, B), вырабатывающей сигналы в соответствии с определённым состоянием счётчиков Ст:7 и Ст2:16 и тактового генератора, устройства управления сканированием УС, вырабатывающего высоковольтные сигналы управления катодами и анодами ГИПС-16-1;
- схему управления режимами работ, состоящую из счётчика строб-импульсов Ст1:16, 4-разрядного сумматора Σ, схемы синхронизации СС, через которую осуществляется управление всеми режимами работы ПИУ;
- преобразователь напряжения ПН, преобразующий напряжение минус 12,6В в напряжения + 125В и + 250В.
Прибор ПИУ-2 может работать в следующих режимах:
- в режиме индикации;
- в режиме синхронного ввода;
- в режиме гашения.
При работе прибора ПИУ-2 в режиме индикации параллельный код знака из ОЗУ поступает на вход преобразователя кода знака ПКЗ и на вход постоянного запоминающего устройства ПЗУ. На другой вход ПЗУ с выхода преобразователя кода столбца ПКС поступает код столбца. Код знака обеспечивает выборку из ПЗУ той ячейки, в которой записано начертание знака. Код столбца подаётся на ПЗУ для последовательного развёртывания изображения знака. Код знака обеспечивает синхронную выборку знака из ПЗУ в соответствии со знакоместом, а код столбца обеспечивает развёртывание изображение знака в соответствии со столбцом. Сигналы управления анодами индикатора с выхода ПЗУ подаются на входы анодных ключей, а с выходов высоковольтных анодных ключей в виде сигналов с амплитудой +120В подаются на индикаторные аноды ГИПС-16-1.
9
 |
Рисунок 6 – Структурная схема прибора индикаторного
универсального ПИУ-2
10
При работе прибора ПИУ-2 в режиме синхронного ввода информация должна вводиться по одному знаку справа налево, а информация, записанная ранее, должна продолжать индицироваться, сдвигаясь с каждым вводимым знаком влево на один разряд. При поступлении сигнала «СТРОБ» схема синхронизации СС вырабатывает сигнал записи в буферную память БП, а также подаёт сигнал на счётчик Ст1:16, который вырабатывает код адреса в ОЗУ для записи поступившего кода знака.
При поступлении сигнала записи в буферную память БП туда записывается поступивший код знака. Так как запись производится в произвольный момент времени, то код знака должен сохраняться в буферной памяти до того момента, когда ОЗУ окажется в положении индикации 16-го знакоместа. При поступлении импульса управления синхронизации, соответствующего 16-му знакоместу, схема синхронизации СС вырабатывает импульс записи, подаваемый в ОЗУ. При этом поступившая информация записывается в ОЗУ и осуществляется сдвиг всей информации на один разряд влево.
Режим гашения в приборе ПИУ-2 осуществляется при подаче сигнала гашения на схему синхронизации СС. При этом схема синхронизации вырабатывает сигнал запрета индикации по длительности равный сигналу гашения. Сигнал запрета индикации, поступая на анодные ключи, запрещает подачу высокого напряжения на аноды индикатора ГИПС-16-1, индикаторное поле которого при этом гаснет. После прекращения подачи сигнала гашения, информация, записанная в ПИУ-2, начинает снова отображаться.
Функциональная схема управления газоразрядной индикаторной панелью ГИПС-16-1 и диаграммы напряжений представлены на рисунке 7.
В начальный момент времени t0 генератор сброса ГСБР формирует отрицательный импульс, который сбрасывает триггеры DD2.1 и DD2.2 в нулевое состояние. В результате появления логической единицы (напряжения высокого уровня) на инверсных выходах этих триггеров срабатывает вентиль И-НЕ DD1.0, и транзистор VT3.0, включенный по схеме Дарлингтона, переходит в насыщение. При этом логические вентили И-НЕ DD1.1, DD1.2 и DD1.3 заперты, а транзисторы VT3.1, VT3.2 и VT3.3 выключены. Таким образом, потенциал электрода катода сброса КС оказывается близок к нулю, а потенциалы катодов К1, К2 и К3 близки к +110В, чем обеспечивается сброс разряда на катоде КС.
После окончания импульса сброса импульсы с выхода тактового генератора ТГ начинают проходить на вход счётчика с коэффициентом пересчёта три, выполненного на D-триггерах DD2.1 и DD2.2 и логическом вентиле DD3.
11
 |
Рисунок 7 – Функциональная схема управления газоразрядной
индикаторной панелью ГИПС-16-1 и диаграммы напряжений
12
Дешифрация состояний счётчика вентилями DD1.1, DD1.2 и DD1.3 обеспечивает формирование трёхфазной системы импульсов на катодах К1, К2 и К3 соответственно транзисторами VT3.1, VT3.2 и VT3.3. Импульсы развёртки действуют до тех пор, пока разряд сканирования не переместится на последний 110-й (7´16–2) столбец. Затем снова генерируется импульс сброса и начинается следующий кадр.
Подача информации на индикатор и синхронизация её с развёрткой осуществляется следующим образом.
Данные воспроизводимых знаков хранятся в буферном запоминающем устройстве БЗУ в виде двоичных кодов.
В начале кадра генератор сброса ГСБР обнуляет счётчики Сч:7 и Сч:16, которые сразу после импульса сброса адресуют первую ячейку БЗУ. Выходной двоичный код БЗУ преобразуется знакогенератором ЗГ в код 35-точечного знака. Знакогенератор ЗГ стробируется счётчиком Сч:7 таким образом, что он выдаёт коды знака последовательно по столбцам с частотой тактового генератора ТГ. Коды знакогенератора ЗГ управляют ключами на транзисторах VT1 и VT2 в блоке анодных ключей АК.
Транзистор VT1 открыт, в результате чего на выходе эмиттера транзистора VT2 устанавливается напряжение 250´220/(300 + 220) ≈100В. Если знакогенератор в данном такте выдаёт информацию (в инверсном коде), то транзистор VT1 запирается и на выходе анодного ключа появляется сигнал с напряжением +250В, который возбуждает разряд на аноде индикатора.
После семи тактовых импульсов счётчик Сч:7 выдаёт сигнал переноса на счётчик Сч:16, который адресует вторую ячейку БЗУ, и цикл воспроизведения знака повторяется. Когда выводятся все 16 знаков и отсчитывается 110-й импульс, сигнал с выхода дешифратора ДШ запускает генератор сброса ГСБР, в результате чего формируются очередные импульсы сброса и кадра.
1.3. УСТРОЙСТВА ДИНАМИЧЕСКОГО ОТОБРАЖЕНИЯ
ИНФОРМАЦИИ
1.3.1. Устройство динамической индикации на вакуумном
люминесцентном индикаторе типа ИВ-18
Структурная схема динамического устройства отображения информации приведена на рисунке 8.
Устройство ввода информации представляет собой знакогенератор, который создаёт на входе индикаторного устройства требуемое значение в двоично-десятичном коде (8-4-2-1).
13
 |
Рисунок 8 – Структурная схема устройства динамического
отображения информации
Информация формируется сразу для нескольких знаковых разрядов (в рассматриваемом случае для четырёх знаковых разрядов). С устройства ввода информация поступает в устройство сканирования, которое методом мультиплексного опроса поочерёдно подаёт сигналы со всех знаковых разрядов в преобразователь кода.
Преобразователь кода преобразует двоично-десятичный код входного сигнала в код управления семисегментным индикатором. С преобразователя кода на индикатор информация подаётся, последовательно меняясь с большой частотой. Чтобы на индикаторе информацию можно было наблюдать, существует устройство выбора знакоместа. Устройство выбора знакоместа синхронно с устройством сканирования включает тот индикатор, который соответствует данному знаковому разряду, а при подходе информации следующего знакового разряда гасит его и включает следующий индикатор. Так как частота включения-выключения индикатора достаточно велика и существует некоторая инерционность свечения индикатора, значения, выводимые на индикатор, воспринимаются человеком устойчивыми и без мерцаний.
Синхронизация работы устройства сканирования и устройства выбора знакоместа осуществляется устройством адресации, которое, вырабатывая адрес в двоичном коде, параллельно управляет и устройством сканирования и устройством выбора знакоместа. Работу устройства адресации обеспечивает генератор тактовых импульсов прямоугольной формы с частотой 10кГц.
Функциональная схема динамического устройства отображения информации на вакуумном люминесцентном индикаторе типа ИВ-18 представлена на рисунке 9, а электрическая принципиальная схема – на рисунке 10.
14
 |
Рисунок 9 – Схема функциональная устройства динамического
отображения информации на вакуумном люминесцентном
индикаторе типа ИВ-18
Основные узлы схемы выполнены на микросхемах 155-й серии, которые обладают достаточным быстродействием и хорошо согласуются с микросхемами преобразователей кода К514ИД2 для семисегментного индикатора.
Источником информации является знакогенератор, собранный на переключателях SA1÷SA16, с помощью которых на входе индикаторного устройства можно создать любую комбинацию цифр в двоично-десятичном коде.
Опрос источников информации осуществляется с помощью мультиплексоров DD1÷DD4, управляемых двоичным счётчиком DD5 и тактовым генератором ТГ, который вырабатывает прямоугольные импульсы с частотой 10кГц. Сигналы с выходов мультиплексоров DD1÷DD4 подаются на входы преобразователя кода 1-2-4-8 DD8 в код семисегментного индикатора.
Сигналы с выходов счётчика DD5 поступают на входы дешифратора DD7,выходные сигналы которого через ключи, выполненные на транзисторах VT1÷VT4, управляют включением знаков ииндикатора по их сеткам. Одновременно с подачей на каждую сетку отпирающего напряжения, на аноды a÷g индикатора с выхода преобразователя кода DD8 через транзисторные ключи VT5÷VT11 подаются сигналы необходимых напряжений для формирования соответствующих цифр.
При выключении знака на его сетке посредством стабилитрона VD3 устанавливается отрицательное относительно катода напряжение, что обеспечивает надёжное запирание этой сетки. Диоды VD1 и VD2 образуют искусственную среднюю точку напряжения накала.
15
Рисунок 10 – Схема электрическая принципиальная устройства
динамического отображения информации на вакуумном
люминесцентном индикаторе типа ИВ-18
16
Сигналы с выходов счётчика DD5 поступают на входы дешифратора DD7,выходные сигналы которого через ключи, выполненные на транзисторах VT1÷VT4, управляют включением знаков ииндикатора по их сеткам. Одновременно с подачей на каждую сетку отпирающего напряжения, на аноды a÷g индикатора с выхода преобразователя кода DD8 через транзисторные ключи VT5÷VT11 подаются сигналы необходимых напряжений для формирования соответствующих цифр.
При выключении знака на его сетке посредством стабилитрона VD3 устанавливается отрицательное относительно катода напряжение, что обеспечивает надёжное запирание этой сетки. Диоды VD1 и VD2 образуют искусственную среднюю точку напряжения накала.
1.3.2. Устройство динамической индикации
на электронно-лучевой трубке
Функциональная схема устройства динамического отображения информации на электронно-лучевой трубке приведена на рисунке 11, а электрическая принципиальная схема – на рисунке 12.
Рисунок 11 – Схема функциональная устройства динамического отображения информации на ЭЛТ
Импульсы с частотой 10кГц с выхода генератора тактовых импульсов ГТИ поступают на счётный вход 5-разрядного двоичного счётчика, выполненного на интегральных микросхемах DD7 и DD8 типа К155ИЕ5. Первые три разряда счётчика (выводы 12, 9, 8 микросхемы DD7) управляют логическими элементами DD10.2, DD10.3, DD11, DD12 и DD13 непосредственно и через инверторы DD9 и DD10.1.
17
 |
Рисунок 12 – Схема электрическая принципиальная устройства динамического отображения информации на ЭЛТ
18
На выходах 8 микросхем DD11, DD13 и выходах 6 элементов DD10.3, DD12.3 формируются импульсы, которые определяют положение и размеры сегментов на экране ЭЛТ в соответствии с диаграммами на рисунке 11. Эти импульсы через резисторы R21, R22, R23, R24 поступают на входы интеграторов, выполненных на транзисторах VT2 и VT3. Глубокая частотно-зависимая отрицательная обратная связь через конденсаторы C3 и C5 переводит обычные усилители с общим эмиттером в режим интеграторов. Обратная связь по постоянному току через резисторы R25, R26, R29 и R30 стабилизирует рабочие точки интеграторов, а резисторы R27 и R32 предотвращают их самовозбуждение.
Выход интегратора канала X (горизонтального отклонения луча на экране ЭЛТ) через резистор R33 подключается ко входу сумматора на транзисторе VT4. На этот же вход через резисторы R17 и R18 подключаются сигналы с 4-го и 5-го разрядов счётчика (вывод 11 микросхемы DD7 и вывод 12 микросхемы DD8), и на выходе сумматора (коллекторе транзистора VT4) формируется спадающее ступенчатое напряжение, каждая из четырёх ступенек которого имеет вид, показанный на рисунке 13. На рисунке 13 также показана форма сигнала на выходе интегратора Y вертикального отклонения луча (коллекторе транзистора VT2).
 |
Рисунок 13 – Временные диаграммы отклоняющих
напряжений UX и UY луча ЭЛТ
19
В результате действия сигналов X и Y луч последовательно справа налево пробегает на экране по сегментам четырёх матриц, как показано на рисунке 14.
 |
Рисунок 14 – Порядок обхода лучём сегментов матрицы на ЭЛТ
В начале погашенный луч проходит сегмент g,, затем снова проходит тот же путь с включенной или выключенной яркостью, после чего проходит последовательно сегменты f, a, b, c, d, e.
Источником информации является знакогенератор, собранный на переключателях SA1÷SA16, с помощью которых на входе индикаторного устройства можно создать любую комбинацию цифр в двоично-десятичном коде. Опрос источников информации осуществляется с помощью мультиплексоров DD1÷DD4.
Для последовательного опроса источников кода четырёх индицируемых цифр использованы мультиплексоры DD1÷DD4 типа К155КП7. Адресные входы мультиплексоров подключены к выходам 4-го и 5-го разрядов счётчика. Двоично-десятичные коды индицируемых цифр поочерёдно подаются на входы дешифратора DD5, который преобразует коды цифр в сигналы управления семисегментным индикатором.
Сигналы с выходов дешифратора DD5 с помощью мультиплексора DD6 синхронно с прохождением луча по соответствующим сегментам подаются на базу транзистора VT1, коллектор которого через конденсатор подключается к каналу управления яркостью луча Z ЭЛТ. В результате на экране ЭЛТ формируется изображение цифр, коды которых поступили на входы мультиплексоров DD1÷DD4.
2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Лабораторная работа выполняется путём включения перечисленных устройств и визуального наблюдения за отображением вводимой информации.
20
Для выполнения лабораторной работы необходимо подключить вилку стенда в розетку сетевого напряжения 220В, нажать на кнопку «СЕТЬ 220В» блока питания стенда и затем нажато на кнопку включения
в работу той части стенда, на которой планируется проводить изучение:
- «ПИУ-2»;
- «СТАТИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ»;
- «ДИНАМИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ НА ВЛИ»;
- «ДИНАМИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ НА ЭЛТ».
При работе в режиме «СТАТИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ» перемычками скоммутировать цепь схемы индикации на одиночных светоизлучающих диодах, наблюдая при этом за показаниями светодиодов.
С помощью гибкого провода, входящего в принадлежности стенда, поочерёдно подавать импульсы с выхода генератора «G 1кГц» на счётные входы счётчиков DD2, DD4, DD5, и DD7 устройств индикации соответственно на полупроводниковом, люминесцентном, сверодиодном и газоразрядном индикаторах. Наблюдать при этом за показаниями перечисленных индикаторов.
При работе в режиме «ПИУ-2», переключателями устанавливая различные кодовые комбинации, синхронно вводить информацию с помощью кнопок «СТРОБ», «СБРОС» и «ГАШЕНИЕ».
При работе в режиме «ДИНАМИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ НА ВЛИ», устанавливая переключателями входной информации различные кодовые комбинации, наблюдать за показаниями вакуумного люминесцентного индикатора.
При работе в режиме «ДИНАМИЧЕСКАЯ ИНДИКАЦИЯ НА ЭЛТ», коаксиальными кабелями с раздвоенными концами подключить осциллограф С1-103 к гнёздам стенда с обозначениями «X», «Y», «Z» и «┴». При этом гнездо с обозначением «X» необходимо подключить к входу канала Y3, гнездо с обозначением «Y» необходимо подключить к входу канала Y1, а гнездо с обозначением «Z» необходимо подключить к входу канала Y4 осциллографа С1-103. Длинный вывод одного из кабелей, имеющий соединение с массой осциллографа, вставить в гнездо с обозначением «┴» (ЗЕМЛЯ) стенда. Чтобы установить работу осциллографа С1-103 в режиме внешнего управления лучом ЭЛТ, необходимо нажать на кнопку «Y3→X1» для подключения канала Y3 к развёртке канала Y1, а также нажать на кнопку «Z» для управления яркостью луча от канала Y4.
Геометрические размеры, расположение отображаемых на экране ЭЛТ символов и их яркость следует регулировать ручками смещения лучей по горизонтали «↔», вертикали «↕», ручками переключателей коэффициентов отклонения «НАПРЯЖ/ДЕЛЕНИЕ», а также ручкой регулирования яркости луча.
21
Устанавливая переключателями входной информации различные кодовые комбинации, наблюдать за индикацией на экране осциллографа соответствующих символов.
3. СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЁТА
После выполнения лабораторной работы составить отчёт. Отчёт должен быть выполнен на листах формата А4. В отчёте должны быть отражены цель работы, ход выполнения работы и выводы.
В разделе «Ход выполнения работы» необходимо привести схемы изучаемых устройств отображения информации, приведённые на лицевой панели стенда:
электрические принципиальные – для устройств статического отображения информации (кроме ПИУ-2);
функциональные – для устройств динамического отображения информации.
В разделе «Выводы» кратко отразить результаты работы и дать сравнительную характеристику исследуемых устройств отображения информации.
4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. В чём принципиальное отличие статических устройств отображения информации от динамических?
2. Как осуществляется согласование по напряжению и по току различных индикаторов с устройствами управления?
3. Какой вид люминесценции используется в светодиодных индикаторах?
4. В чём преимущества и недостатки полупроводниковых светодиодов по сравнению с другими индикаторами?
5. Какие возможности предоставляет светодиодная линейка из четырёх светодиодов?
6. Можно ли формировать буквенные символы с помощью светодиодного индикатора типа АЛС333Б?
7. Как можно управлять световым потоком светоизлучающего диода?
8. В чём отличие индикаторов АЛС333Б от индикатора, изображённого на рисунке 4? Преимущества и недостатки того и другого.
9. Какой вид люминесценции используется в индикаторах типа
ИВ-6?
22
10. Каким образом можно управлять световым потоком сегментов индикатора ИВ-6?
11. В чём особенности люминесценции индикатора ИН-14?
12. От чего главным образом зависит величина светового потока индикатора ИН-14?
13. Что представляют из себя светоизлучающие элементы ПИУ-2?
14. Каким образом можно влиять на яркость свечения элементов ПИУ-2?
15. Вид люминесценции, применяемый в индикаторах типа ИВ-18; преимущества и недостатки электровакуумных светоизлучающих приборов.
16. Какой вид люминесценции используется в устройствах отображения на ЭЛТ? В чём преимущества и недостатки ЭЛТ как средства отображения информации?
17. Как можно влиять на оптические показатели ЭЛТ?
3. Что такое буферное запоминающее устройство?
4. Что такое знакогенератор, и какие функциональные узлы выполняют его роль в исследуемых устройствах отображения информации?
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. , Троицкий отображения информации. – М.: Высшая школа, 1985. - 200 с.
2. Быстров приборы для отображения информации. – М.: Радио и связь, 1985. - 240 с.
3. , Лисицын индикации: Справочник. – М.: Энергия, 1980. - 340 с.
4. и др. Применение полупроводниковых индикаторов. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 200 с.
23
План 2004
Составители
ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА
ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Методические указания к лабораторным работам по дисциплине
«Квантовая и оптическая электроника».
Специальность «Промышленная электроника» (200400).
Напечатано в полном соответствии с авторским оригиналом
Изд. Лиц. № 000 от 01.01.2001 г. Подписано в печать
Формат бумаги 60Х84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная.
Усл. печ. л.. . Уч – изд. л. . Тираж экз. Заказ
Сибирский государственный индустриальный университет
654007, 2
Издательский центр СибГИУ.
