Напівпровідниковий дискретно-аналоговий індикатор (його варіанти)

Изобретение относится к области полупроводниковых приборов, предназначенных для светового излучения, касается топологии светоизлучающей поверхности и соединения электрических выводов полупроводниковых излучателей дискретно-аналогового индикатора и может быть использовано при создании отсчетных устройств измерительных и показывающих приборов со световой шкалой. Известно, что восприятие сигналов генерируемых полупроводниковым дискретно-аналоговым индикатором, в общем случае улучшается с увеличением его размеров при соответствующем шаге расположения отсчетных индексов. В этом случае изменение контролируемой величины является более заметным по отношению к эталону - всей длине полупроводникового дискретно-аналогового индикатора, что качественно улучшает уровень восприятия информации - трансформацию зрительного образца исходного уровня в образ управляемого (контролируемого объекта). Однако увеличение светоизлучающей поверхности источников света хотя и приводят к росту поля сигналов, однако увеличивают замкнутую активную площадь индикатора, что на основе эффекта реверсивного отношения между фигурой и фоном ухудшает избирательность восприятия, а, следовательно, повышает утомляемость оператора. Другим фактором, к которому приводит увеличение площади светоизлучающи х элементов, является снижение порога слепящей яркости индикатора. Этот эффект также приводит к большей утомляемости оператора. Кроме того, простое увеличение площади источников излучения приводит к повышению энергозатрат на индикацию. Известен индикатор, в котором источники излучения выполнены на основе кристаллов полупроводникового материала с индивидуальными линзами. Линзы увеличивают видимую светоизлучающую поверхность источников света за счет сужения угла наблюдения и ограничивают сокращение расстояния между соседними источниками излучения. В результате ухудшается избирательность восприятия и снижается порог слепящей яркости, что приводит к повышении·утомляемости оператора. Энергозатраты на индикацию оказываются значительными вследствие большой активной площади индикатора, возбуждаемой при формировании отсчета в виде светящейся линии. Кроме того, малый угол наблюдения и большие расстояния между отсчетными индексами ухудшают восприятие информации. Прототипом предложенного технического решения является полупроводниковый дискретно-аналоговый индикатор, содержащий Μ источников излучения прямоугольной формы с размерами а х в, соединенных одноименными полюсами и имеющих один общий и М независимых выводов. Этот индикатор позволяет реализовать дискретно-аналоговую шкалу требуемой разрядности путем бесшовной стыковки единичных индикаторных модулей. Большая замкнутая активная площадь индикатора обеспечивает хорошее восприятие информации, однако ухудшает его избирательность и снижает порог слепящей яркости, что приводит к повышению утомляемости оператора. Энергозатраты на индикацию оказываются значительными вследствие большой активной площади индикатора, возбуждаемой одновременно при формировании отсчета в виде светя щейся линии. Целью изобретения является снижение утомляемости оператора при одновременном сокращении энергозатрат на индикацию. Цель достигается тем, что в полупроводниковый дискретноаналоговый индикатор, содержащий Μ источников излучения прямоугольной формы с размерами а х в, соединенных одноименными полюсами и имеющих один общий и Μ независимых выводов, введены в c< , 2 2М прямоугольных источников излучения с размерами а х с, где расположенных попарно симметрично на оси каждого из источников с размерами а х в, перпендикулярной продольной оси индикатора, при этом одни из одноименных полюсов введенных источников соединены с общим выводом источников с размерами а х в, а др угие одноименные полюса попарно симметричных источников излучения соединены между собой и имеют независимые выводы от каждой пары; либо в полупроводниковых дискретно-аналоговый индикатор, содержащий Μ источников излучения прямоугольной формы с размерами а х в, соединенных одноименными полюсами и имеющих один общий и Μ независимых выводов, введены 2М прямоугольных источников в , 2 расположенных попарно излучения с размерами а х с, где симметрично на оси каждого из источников с размерами а х в, перпендикулярной продольной оси индикатора, при этом симметричные источники каждой пары соединены между собой последовательно и одни одноименные их полюса соединены с общим выводом источников с размерами а х в, а их другие одноименные полюса выведены независимо. На фиг.1 и 2 приведены схематические эскизы предложенного дискретно-аналогового индикатора, где дано по 5 источников 1 излучения с размерами а х в и по 10 источников излучения 2с размерами а х с. На фиг.1 попарно симметричные источники излучения в каждой из пар соединены параллельно, одноименные полюса всех пар подключены к общему выводу 3 все х источников с размерами а х в, другие полюса каждой из пар и источников с размером а х в выведены независимо. Общим полюсом источников излучения с размером а х в может быть как анод, так и катод полупроводникового светоизлучающего диода. На фиг.2 попарно симметричные источники излучения в каждой из пар соединены между собой последовательно и одни одноименные их полюса соединены с общим выводом источников с размерами а х в, а их другие одноименные полюса выведены независимо. Предложенный индикатор позволяет отображать информацию в форме дискретно-аналогового "контура" светящейся линии, при которой в возбужденном состоянии находятся: первый источник излучения с размерами а х в, К-тый источник излучения с размерами а х в, соответствующий индицируемой величине, и 2К источников излучения с размерами а х с, расположенных от уровня первого до уровня К-того отсчетного индекса, где К = 1, 2, 3,...,М. Такое представление информации сохраняет главное преимущество формы отсчета в виде светящейся линии, которое заключается в одновременном зрительном восприятии как пространственного положения конца линии относительно отметок мерной шкалы, так и длины в сравнении со всей длиной индикатора. В то же время при неизменном поле сигналов сокращается его активная площадь и представляется оператору в форме замкнутого простого симметричного контура, что обеспечивает высокую избирательность восприятия. Кроме того, сокращается телесный угол, под которым видна светящаяся поверхность индикатора, что повышает порог слепящей яркости и снижает критическую частоту слияния мельканий. Все это в совокупности снижает утомляемость оператора. Выигрыш в энергозатратах на индикацию определяется тем, что при равной удельной (на единицу светящейся поверхности) мощности возбуждения всех источников излучения светоизлучающая поверхность индикатора, находящаяся в возбужденном состоянии при формировании отсчета, сокращается, так как возбуждение светящейся линии заменено возбуждением ее "контура". С ростом количества возбужденных на индикаторе индексов и при уменьшении размера "с" источника излучения сокращение энергозатрат оказывается более существенным. При тех же малых энергозатратах без увеличения утомляемости оператора "читаемость" индикатора может быть улучшена за счет увеличения расстояния между источником излучения с размерами а х в и источником с размерами а х с. Предложенный индикатор обеспечивает повышение избирательности восприятия отсчета и порог слепящей яркости, снижается критическая частота слияния мельканий и уменьшается площадь возбужденных источников излучения, формирующих отсчет, при сохранении как размеров поля информационных сигналов, так и зрительного восприятия образа управляемого (контролируемого) объекта на основе одновременной оценки пространственного положения отсчетного индекса на индикаторе и длины его светящейся части. Был изготовлен индикатор, в котором источники излучения имели следующие размеры: а = 0,4мм, в = 1,2мм, с = 0,2мм. Шаг отсчетных индексов составляя 1мм. Расстояние между источниками излучения в направлении, перпендикулярном оси индикатора, 0,4мм. Ширина поля информационных сигналов индикатора была 2,4мм. Плотность возбуждающего тока светодиодов составляет I0 = 1,5А/см 2. Число отсчетных индексов во всей шкале было 100 и реализовано на основе 20 единичных индикаторов с М = 5. Возбуждение всей шкалы соответствовало числу "10". c< Как показали расчеты, при возбуждении индикатора, которое соответствует числу "7,6" снижение энергозатрат происходит более чем в 4 раза. Предложенный индикатор обеспечивает повышение срока службы полупроводниковых излучателей вследствие уменьшения мощности, рассеиваемой индикатором·, упрощает выходные цепи цифровой схемы управления ввиду снижения коммутируемых токов, позволяет увеличить коэффициент использования передних панелей систем отображения информации благодаря снижению температуры нагрева индикатора. Индикатор найдет применение в отсчетных устройствах измерительных приборов со световой шкалой. Фиг. 1 Фиг. 2