В настоящее время газоразрядные индикаторы с холодным катодом практически не используются. Обычно применяются более эффективные
семисегментные вакуумно-люминесцентные индикаторы с подогревным катодом. Применение катода с подогревом позволяет снизить анодное
напряжение индикатора до
Внешний вид одного из вакуумно-люминесцентных индикаторов с подогревным катодом, производившимся промышленностью Советского Союза, приведен на рисунке 1. Эти индикаторы до сих пор широко продаются на территории России.
Рисунок 1. Внешний вид вакуумно-люминесцентного индикатора с подогревным катодом
В вакуумно-люминесцентных индикаторах светится не газ около катода, а люминофор, который светится при попадании на него электронов, излучаемых катодом. На рисунке 1 аноды вакуумно-люминесцентного индикатора четко видны в виде белых сегментов, его управляющая сетка на фоне фиолетовой поверхности (маски), а катод выполнен в виде двух тонких проводников, которые почти незаметны на переднем плане. Если вакуумно-люминесцентный индикатор поместить за зеленым светофильтром, то ни нить накала, ни управляющая сетка видны не будут.
Если на нить накаливания вакуумно-люминесцентного индикатора подать постоянное напряжение, то на ней возникнет падение напряжения. Это напряжение будет суммироваться с анодным напряжением, в результате яркость свечения сегментов в вакуумно-люминесцентном индикаторе будет неравномерной. Конструктивно нить проложена так, чтобы этот эффект свести к минимуму, однако на нить накала подогревного катода желательно подавать переменное напряжение. Так как ток в этом случае будет протекать в различном направлении, то средняя яркость свечения сегментов вакуумно-люминесцентного индикатора будет равномерной.
Схема подключения вакуумно-люминесцентного индикатора с подогревным катодом к семисегментному дешифратору приведена на рисунке 2.
Рисунок 2. Схема подключения семисегментного вакуумно-люминесцентного индикатора к дешифратору
На этой схеме в качестве ключей использована микросхема высоковольтных инверторов с открытым коллектором, выдерживающих напряжение на коллекторе до 30 В. Обратите внимание, что общий провод подводится к нити накала через среднюю точку трансформатора накала. Это обеспечивает равномерность свечения вакуумно-люминесцентного индикатора по всей поверхности.
В практических схемах чаще используется схема подключения вакуумно-люминесцентного индикатора с отрицательным напряжением питания. В этом случае дешифратор должен обеспечить вытекающий ток ключей. Подобная схема включения вакуумно-люминесцентного индикатора приведена на рисунке 3.
Рисунок 3. Схема подключения семисегментного вакуумно-люминесцентного индикатора к дешифратору с вытекающим током
В этой схеме транзистор VT1 и резистор R1 образуют генератор тока с большим входным и выходным сопротивлением. В результате яркость свечения вакуумно-люминесцентного индикатора будет слабо зависеть от напряжения питания 27 В. Зависимость тока, протекающего через сегмент вакуумно-люминесцентного индикатора, в схеме, приведенной на рисунке 7, намного меньше по сравнению со схемой, изображенной на рисунке 2.
Так как задача подключения вакуумно-люминесцентного индикаторов является распространенной, то промышленностью были разработаны и выпускаются до настоящего времени специализированные КМОП микросхемы К176ИД3, где показанные на рисунке 7 генераторы тока входят в состав микросхемы. В результате данного схемотехнического решения выход дешифратора можно подключать к вакуумно-люминесцентному индикатору непосредственно.
В приведенных схемах подключения семисегментного вакуумно-люминесцентного индикатора управляющая сетка подключена непосредственно к питанию схемы. Однако при создании схемы динамической индикации, которая будет рассмотрена несколько позднее, эта сетка используется для зажигания и гашения отдельных разрядов многоразрядного вакуумно-люминесцентного индикатора.
