ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 143
Скачиваний: 2
Мостовая схема на сегнетоэлектриках
Первая схема управления ЭЛК на сегнетоэлектрических элементах была описана в работе Щ. Поскольку автор хотел использовать слоистый сегнетоэлектрик, у которого 1с= С 0/С3 мало, он был вынужден применить
мостовую схему подключения элементов (рис. 7.16). Напряжение генераторов выбрано таким образом, чтобы, ндпример, при закрытом верхнем сегнетоэлектрике и открытом нижнем напряжение на ЭЛК было равно нулю. Это условие выполняется, если {/2 = С3КР/ (С0 + С3),
|
|
|
т_г |
|
|
|
|
где |
U2,— компенсирующее |
|||
Д, |
д, |
ON |
|
|
|
|
напряжение |
и Up — рабочее |
||||
- и - |
- И - 1 |
\С |
|
|
|
напряжение. |
поступающий в |
|||||
|
|
R |
|
|
|
|
Сигнал, |
|||||
|
|
|
|
~ ь |
|
точку А схемы, отпирает |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
■ |
|
|
|
|
верхний |
сегнетоэлектриче- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
ский |
элемент |
и запирает |
|||
|
л ., |
|
|
|
|
|
|
нижний. Переменное напря |
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
жение изменяется на величи |
||||
|
|
|
|
|
|
|
ну A U = U P(C0 —С3)/(С0 + |
|||||
Рис. |
7.16. |
Мостовая |
схема |
+ С3), |
которая прикладыва |
|||||||
исм |
управления ЭЛК: |
|
ется к |
ЭЛК, вызывая в нем |
||||||||
и |
— постоянное |
и |
возбуж |
свечение. Резистор R развя |
||||||||
дающее |
напряжения |
|
смещения; |
зывает |
цепь |
управляющего |
||||||
0 2— компенсирующее |
напряжение; |
|||||||||||
К — вход |
столбца |
матрицы; |
N — |
сигнала |
и |
возбуждающего |
||||||
|
вход строки матрицы. |
|
напряжения, препятствуя по |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Д 1 |
и Дъ |
паданию переменного напря |
||||
жения |
на |
диоды |
Емкость |
Сд выполняет две |
||||||||
функции: увеличивает время хранения напряжения сиг нала и вместе с R содействует разделению цепей. Дио ды ячейки обеспечивают быструю запись, стирание при матричном включении, а также медленное стекание за писанного сигнала через обратное сопротивление диодов
(•Кобр). Время хранения т, следовательно, будет |
равно |
т « К о б р С д . |
( 7 . 2 0 ) |
Мостовая схема сложнее схем с одним сегнетоэлектриком, и поэтому интересно количественно оценить ее преимущества. Расчет удобно провести для самого вы годного случая, когда емкости сегнетоэлектрических элементов даже в закрытом состоянии значительно боль ше емкости ЭЛК. Тогда емкостью ЭЛК можно прене бречь и задача сведется к анализу двух последователь-
306
но включенных сегнетоэлектрических емкостей, меняю щих свои величины от С0 до С 3.
Аналогичная задача была решена для последователь ного включения емкостей сегнетоэлектрика и ЭЛК. Ис пользуя описанную выше методику и учитывая, что вме сто С необходимо подставлять в формулы либо С 0, либо Сз, получаем соотношения между параметрами сегнето
электрических |
конденсаторов, аналогичные |
формулам |
|
(7.8), |
(7.9) и |
(7.14). Теперь они имеют врд |
|
|
|
A U = и гр(1с—1), |
(7.21) |
|
|
¥ = /<., |
(7.21а) |
|
|
Г = (/с— 1) А- |
(7.22) |
Из |
сравнения формул видно, что все |
параметры |
|
ячейки улучшаются при переходе к мостовой схеме.
Преимущество |
незначительно |
при /0> 20 |
и становится |
существенным |
при 1С—6 -к8. |
Крутизнауправления ме |
|
няется менее заметно (М <1), |
оставаясь |
всегда меньше |
|
единицы. Поэтому мостовая схема позволяет повысить контраст изображения и практически не решает задачу уменьшения амплитуды сигнала. Включение ячейки в матрицу может быть выполнено без дополнительных усложнений схемы рис. 7.16, если подключить к точкам К к N столбец и строку матрицы.
Рассчитаем потребляемую мощность. Для использова ния преимуществ мостовой схемы следует выполнить ус ловие С3>С . Принимая С3 &5 С, находим величину тока
в цепи генератора напряжения |
Up: |
|
|
|
||||
/ = |
о ) П р С з С о / ( С 3 + |
С о ) = 5 ( о С / р С С 0 / ( С з + |
С о ) . |
|||||
Мощность, |
затрачиваемая этим генератором, |
|||||||
|
|
W i = 5 a C U zpCn/ ( C 3 + |
C u) . |
|
|
|||
Суммарная |
мощность |
двух |
генераторов |
(с учетом |
||||
U z < U VC 3/ ( C 3+ |
С 0) |
будет достигать |
Wpar>—5(£>CU2p. В по |
|||||
следнюю формулу необходимо для сравнения с W3JI под |
||||||||
ставить |
вместо |
Up |
величину |
U3л. Это можно |
||||
сделать |
на |
основании формулы |
АП = НР(СП— |
|||||
—Сз)/(С0 + Со), которая |
аналогична |
формуле |
(7.6). Отт |
|||||
сюда Wp3 6~5usCU311z[(lc + l ) /(А — 1)]2~61F;MI. Условие
Сл>С приводит к тому, что мощность, потребляемая ячейкой, почти не меняется при переходе от закрытого состояния к открытому. Поэтому полные потери равны
20* |
' |
307 |
№в^6№ эл+ ЗХ6№эл= 24№эл. М ощность по |
цепи |
управ |
ления ^упр=(йСд^уПр2. |
|
|
На основании уравнения (7.22) приходим к записи |
||
формулы для мощности И7упр в виде |
|
|
№упР= 0)Сда д / с/ ( /с - 1 )р » ГэлСд/с. |
|
|
Суммарная мощность W m (24 + Сд/С) W3sl. |
Для |
общей |
оценки, выбирая СД~15С, приходим к окончательному выражению ддя потерь: W =40W 3„. Схема несколько бо лее экономична, чем предыдущая.
Общая оценка. Количество элементов 6 (без режима стирания). Затраты мощности 401КЭЛ. Амплитуда им пульсов 200—250 В. Длительность сигналов — до микро секунд. Время хранения сотни секунд. Число градаций 4—7. Размеры малы. Температурный диапазон удовле творителен. Стоимость низка. Срок службы определяет ся ЭЛК.
Схема на одном сегнетоэлектрическом элементе
Простейшая схема управления яркостью при помо щи одного сегнетоэлектрического конденсатора [40] по карана на рис. 7Д7. В этой схеме сегнетоэлекТрический конденсатор заполяризован напряжением Нсм, и при ложенное напряжение в основном падает на нем. Сиг нал, поступающий через диод Д, снижает потенциал в точке А до величины — UCM. В результате сегнетоэлектрик Ссз открывается и ЭЛК возбуждается. Основные
расчетные соотношения |
по |
выбору элементов |
ячейки |
||||||
|
даны |
выше |
[формулы |
(7.21) |
и |
||||
|
(7.21а)]. Величина емкости |
Ся вы |
|||||||
|
бирается из условия СД3>С, что по |
||||||||
|
зволяет |
увеличить |
время |
хранения |
|||||
|
сигнала и развязать цепи возбужде |
||||||||
|
ния и управления. Резистор |
R |
фи |
||||||
|
ксирует потенциал в точке В. |
|
|
||||||
|
По светотехническим параметрам |
||||||||
|
такая схема уступает мостовой схе |
||||||||
|
ме. Однако при использовании сегне- |
||||||||
|
тоэлектриков с большим |
значением |
|||||||
Рис. 7.17. Управляю |
/с различие несущественно и начи |
||||||||
нает играть роль большая |
простота |
||||||||
щая схема на одном |
схемы |
(на |
один |
элемент |
мень |
||||
сегнетоэлектриче- |
|||||||||
ском элементе. |
ше) . |
|
Кроме |
того, здесь |
воз- |
||||
308
можно значительное повышение крутизны управления путем перехода к импульсному режиму возбуждения со скважностью более двух, что является заметным преиму ществом этой схемы по сравнению с мостовой. В по следней такой способ повышения крутизны управления не может быть применен, так как работа одного сегнетоэлектрического конденсатора на крутой ветви харак теристики J „ = f ( U ynp) неизбежно переводит другой сегнетоэлектрик на пологий участок характеристики. Это следует из самого режима работы мостовой схемы: управляющее напряжение для обоих сегнетоэлектриков будет иметь различную полярность по отношению к воз буждающему напряжению. Переход к матричному вклю чению может быть достигнут без усложнения схемы, однако при этом положительные импульсы напряжения будут шунтироваться ^суммарной емкостью всех ячеек,
равной |
СЭкв = СсэС v N ! { C сэ+ С), где N — число |
ячеек |
|
в матрице, а Ссэ может быть равна Са или С0. |
|
||
Мощность, затрачиваемая на |
возбуждение, |
Н7В= |
|
= (2-нЗ)№ял. Мощность, идущая на управление, |
№упр = |
||
= СДИ7ЯЛ/4С. Суммарная мощность |
при СД=20С |
будет |
|
равна |
W ~ 1 0 W 3„. Расчеты вследствие их очевидности не |
||
приводятся. При оценке мощности, |
затрачиваемой на |
||
управление, предполагается, что крутизна управления равна двум. Поэтому в формуле появился коэффициент 1/4. Реальные потери будут выше, так как на формиро вание импульсного напряжения требуется большая мощ ность.
Общая оценка. Количество элементов 5 (без режима стирания). Затраты мощности (10—15) 1КЭЛ. Амплитуда импульсов управления 100— 125 В. Длительность сигна лов— микросекунды'. Время хранения сотни секунд. Число градаций 4—7. Размеры малы. Температурный диапазон удовлетворителен. Стоимость низка. Срок службы определяется ЭЛК. Основные недостатки: боль шая амплитуда управляющих импульсов и изменение яркости вследствие стекания заряда.
Схема на сегнетоэлектрике и динисторе
Стенание заряда и связанный с ним спад яркости мо гут быть устранены применением запоминающего эле мента на динисторе. Кроме того,- применение динистора позволяет уменьшить амплитуду входного сигнала. На
309