כלים ומכשירי תצוגה

מכשירי הצבעה או רכיבי תצוגה הם הבסיס להתקני הצגת מידע שנועדו להמיר אות חשמלי לצורה גלויה.

מחווני אור - השתמשו בזוהר של חוט ליבון המחומם על ידי זרם חשמלי. הן מנורות מיניאטוריות עם חוט ליבון, המאירות מקרים צבעוניים (מסננים) של מחוונים וכפתורים או תמונות מסוימות, סימנים, סמלים.

מחוונים אלקטרולומינסצנטיים - הזוהר של חומרים מסוימים משמש בהשפעת שדה חשמלי. למשל מחווני פלורסנט ואקום. הן מנורות מרובות אנודות עם קתודה, פולטות אלקטרונים ורשת השולטת בזרם המחוון. אנודות עשויות בצורה של קטעי סינתזה מכוסים בזרחן. כאשר האלקטרונים מתנגשים בפני השטח של האנודות, הזרחן בצבע הנדרש זוהר. מתח אספקה ​​נפרד מופעל על כל אנודה.

בעבר בשימוש נרחב, הם נעקרים על ידי סוגים אחרים של אינדיקטורים. הם מאפשרים השגת מספר רב של אלמנטים ותווים עם צבעים שונים ובהירות גבוהה.

מכשירי אלומת אלקטרונים - מבוססים על זוהר של זרחנים כשהם מופצצים באלקטרונים.

הנציגים הבולטים ביותר של התקני קרני קתודה הם צינורות קרני קתודיות (CRT). CRT הוא מכשיר ואקום אלקטרוני העושה שימוש בקרן אלקטרונים המרוכזת בצורת אלומה הנשלטת על ידי שדה חשמלי ו/או מגנטי ויוצר תמונה נראית על גבי מסך מיוחד (איור 1).

הם משמשים באוסילוסקופים - לניטור תהליכים אלקטרוניים, בטלוויזיה (קינסקופים) - להמרת אות חשמלי המכיל מידע על הבהירות והצבע של התמונה המשודרת, במכשירי הדמיית מכ"ם - להמרת אותות חשמליים המכילים מידע על המרחב שמסביב. תמונה גלויה.

איור 1 - בניית צינור קרן אלקטרונים

הם נעקרים באינטנסיביות על ידי אינדיקטורים של גביש נוזלי: ייצור צגי CRT הופסק, טלוויזיות CRT בירידה.

התקני פריקת גז (יון) - זוהר הגז משמש לפריקה חשמלית.

הם מורכבים מגליל אטום עם אלקטרודות מולחמות לתוכו (במקרה הפשוט ביותר, אנודה וקתודה - מנורת ניאון), ומלאים בגזים אינרטיים (ניאון, הליום, ארגון, קריפטון) בלחץ נמוך. כאשר מופעל מתח, נצפה זוהר גז. צבע הזוהר נקבע לפי הרכב גז המילוי. משמש לציון מתחי AC או DC.

כיום מכשירי פריקת גז לוחות פלזמה משמשים לייצור.

לוח פלזמה PDP (פאנל תצוגת פלזמה) הוא מטריצה ​​של תאים הכלואים בין שתי זגוגיות. כל תא מכוסה בזרחן (תאים סמוכים יוצרים שלשות משלושה צבעים - אדום, ירוק וכחול R, G, B) ומלאים בגז אינרטי - ניאון או קסנון (איור 2).כאשר מופעל זרם חשמלי על האלקטרודות של התא, הגז הופך למצב פלזמה וגורם לזרחן להאיר.

איור 2 - עיצוב תאי פאנל פלזמה

היתרון העיקרי של לוחות פלזמה הוא גדלי המסך הגדולים - בדרך כלל נעים בין 42" ל-65". בנוסף, ניתן להרכיב פאנלים בודדים למסכים גדולים לשימוש באולמות קונצרטים, אצטדיונים, כיכרות וכו'.

לוחות פלזמה הם בעלי יחס ניגודיות גבוה (הבדל בין שחור ללבן), זווית צפייה רחבה וטווח רחב של טמפרטורות פעולה.

לצד היתרונות יש גם חסרונות: רק לוחות בגודל גדול, "שריפה" הדרגתית של הזרחן, צריכת אנרגיה גבוהה יחסית.

מחווני מוליכים למחצה - עקרון הפעולה מבוסס על פליטת קוואנטות אור באזור צומת p-n, שאליו מופעל מתח.

לְהַבחִין:

- מחווני מוליכים למחצה בדידים (נקודה) - נוריות;

- מחווני תווים - להצגת מספרים ואותיות;

- מטריצות LED.

נוריות LED או דיודות פולטות אור (LED - Light Emission Diodes) הפכו נפוצות בשל הקומפקטיות שלהן, היכולת לקלוט כל צבע של פליטה, היעדר נורת זכוכית שבירה, מתח אספקה ​​נמוך וקלות המעבר.

ה-LED מורכבת מגבישים אחד או יותר (איור 3) הפולטים קרינה וממוקמים באותו בית עם עדשה ורפלקטור היוצר קרן אור מכוונת בחלק הנראה או האינפרא אדום (הבלתי נראה) של הספקטרום.

איור 3 - בניית LED

דוגמה. איור 4 מציג תרשים של החלפת LED לאספקת 12V.ירידת המתח על פני הדיודה בחיבור ישיר היא בערך 2.5 וולט, ולכן יש צורך להפעיל את הנגד המרווה בסדרה. כדי להבטיח בהירות מספקת, זרם הדיודה צריך להיות בסדר גודל של 20 mA. יש צורך לקבוע את ההתנגדות של נגד השיכוך R.

איור 4 - תוכנית להפעלת נורת LED

לשם כך, אנו קובעים את המתח שחייב לרדת (לכבות) על הנגד: UR = UP — UVD = 12 — 2.5 = 9.5 V

לספק זרם נתון במעגל במתח נתון, לפי חוק אוהם אנו קובעים את ערך ההתנגדות של הנגד: R = UP / I = 9.5 / 20 • 10-3 = 475 Ohm

לאחר מכן נבחר ערך הנגד הסטנדרטי הגדול הקרוב ביותר. עבור דוגמה זו, אתה יכול לבחור את הערך הקרוב ביותר של 470 אוהם.

נוריות LED חזקות משמשות כמקורות אור בתאורת פנים וחוץ, פנסים, רמזורים ופנסי רכב. ביצועים אינרציאליים הופכים את נוריות ה-LED הכרחיות כאשר נדרשים ביצועים גבוהים.

שילוב שבעה נוריות לד לבית אחד מאפשר לך ליצור מחוון תווים בן שבעה פלחים המאפשר לך להציג 10 מספרים וכמה אותיות. במחוון המוצג בתרשים (איור 5), האנודה משותפת לדיודות, מתח האספקה ​​מסופק אליה והקתודות מחוברות למתגים אלקטרוניים (טרנזיסטורים) המחברים אותן לקופסה. בדרך כלל מחוון התווים נשלט על ידי מיקרו-מעגל.

איור 5 - מחוון מוליכים למחצה איקוני

מטריצות LED (מודולים) - מספר מסוים של נוריות העשויות בצורה של בלוק שלם ועם מעגל בקרה. מתות משמשות לייצור מסכי LED (מסכי LED).

תצוגות גבישים נוזליים (LCD) - מבוססות על השינוי בתכונות האופטיות של גבישים נוזליים בהשפעת שדה חשמלי.

גבישים נוזליים (LC) הם נוזלים אורגניים עם סידור מסודר של מולקולות האופייני לגבישים. גבישים נוזליים שקופים לקרני אור, אך בהשפעת שדה חשמלי המבנה שלהם מופרע, המולקולות מסודרות באופן אקראי והנוזל הופך אטום.

על פי עקרון הפעולה, מובחנים צגי LCD הפועלים באור משודר (באמצעות שידור) שנוצר על ידי מקור תאורה אחורית (מנורות פריקה או נוריות) ובאור כל מקור (מלאכותי או טבעי) המשתקף במחוון (להשתקפות ). עבודה על אור משמשת בצגים, תצוגות טלפונים ניידים. מחוונים מחזירי אור נמצאים במונים, שעונים, מחשבונים, תצוגות מכשירי חשמל ביתיים ועוד.

בנוסף, משתמשים במספר מחוונים עם תאורה אחורית הניתנת להחלפה בתנאי בהיר ועם התאורה האחורית מופעלת בתאורה חלשה כדי להפחית את צריכת החשמל.

איור 6 - מחוון החזרת גביש נוזלי

איור 6 מציג תצוגת LCD רפלקטיבית. בין שתי לוחות שקופות יש שכבה של גביש נוזלי (עובי השכבה 10 - 20 מיקרומטר). לצלחת העליונה יש אלקטרודות שקופות בצורת קטעים, מספרים או אותיות.

אם אין מתח לאלקטרודות, אז ה-LCD שקוף, קרני האור של התאורה הטבעית החיצונית עוברות דרכו, מוחזרות על ידי אלקטרודת המראה התחתונה וחוזרות החוצה - אנו רואים מסך ריק.כאשר מתח מופעל על כל אלקטרודה, תצוגת ה-LCD מתחת לאלקטרודה הופכת אטומה, קרני אור אינן עוברות דרך אותו חלק של הנוזל, ואז אנו רואים על המסך קטע, מספר, אות, סימן וכו'.

למחוונים של גביש נוזלי יש מספר יתרונות, ביניהם צריכת חשמל נמוכה מאוד, עמידות וקומפקטיות.

כיום, מסכי LCD (מסכי LCD - תצוגת גביש נוזלי - מסכי גביש נוזלי, מסכי TFT - מטריצת LCD המשתמשת בטרנזיסטורי סרט דק) הם הסוג העיקרי של צגים ומקלטי טלוויזיה.