结构和工作原理解析

真空荧光显示器有1位荧光显示器和多位荧光显示器。

1.1位真空荧光显示器

图7-9 真空荧光显示器

图7-10所示为1位真空荧光显示器的结构示意图,它内部有灯丝、栅极(控制极)和a、b、c、d、e、f、g7个阳极,这7个阳极上都涂有荧光粉并排列成“”字样,灯丝的作用是发射电子,栅极(金属网格状)处于灯丝和阳极之间,灯丝发射出来的电子能否到达阳极受栅极的控制,阳极上涂有荧光粉,当电子轰击荧光粉时,阳极上的荧光粉发光。

在真空荧光显示器工作时,要给灯丝提供3V左右的交流电压,灯丝发热后才能发射电子,栅极加上较高的电压才能吸引电子,让它穿过栅极并往阳极方向运动。电子要轰击某个阳极,该阳极必须有高电压。

图7-10 1位真空荧光显示器的结构示意图

当要显示“3”字样时,由驱动电路给真空荧光显示器的a、b、c、d、e、f、g7个阳极分别送1、1、1、1、0、0、1,即给a、b、c、d、g5个阳极送高电压,另外给栅极也加上高电压,于是灯丝发射的电子穿过网格状的栅极后轰击加有高电压的a、b、c、d、g阳极,由于这些阳极上涂有荧光粉,在电子的轰击下,这些阳极发光,显示器显示“3”的字样。(www.xing528.com)

2.多位真空荧光显示器

1位真空荧光显示器能显示1位数字,若需要同时显示多位数字或字符,可使用多位真空荧光显示器。图7-11所示为4位真空荧光显示器的结构示意图及扫描信号。

图7-11 4位真空荧光显示器的结构示意图及扫描信号

图7-11中的真空荧光显示器有A、B、C、D4个位区,每个位区都有单独的栅极,4个位区的栅极引脚分别为G₁、G₂、G₃、G₄;每个位区的灯丝在内部以并联的形式连接起来,对外只引出两个引脚;A、B、C位区数字相应各段的阳极都连接在一起,再与外面的引脚相连,例如C位区的阳极段a与B、A位区的阳极段a都连接起来,再与显示器引脚a连接,D位区两个阳极为图形和文字形状,消毒图形与文字为一个阳极,与引脚f连接,干燥图形与文字为一个阳极,与引脚g连接。

多位真空荧光显示器与多位LED数码管一样,都采用扫描显示原理。下面以在图7-11a所示的显示器上显示“127消毒”为例来说明。

首先给灯丝引脚F₁、F₂通电,再给G₁引脚加一个高电平,此时G₂、G₃、G4均为低电平,然后分别给b、c引脚加高电平,灯丝通电发热后发射电子,电子穿过G₁栅极轰击A位阳极b、c,这两个电极的荧光粉发光,在A位显示“1”字样,这时虽然b、c引脚的电压也会加到B、C位的阳极b、c上,但因为B、C位的栅极为低电平,B、C位的灯丝发射的电子无法穿过B、C位的栅极轰击阳极,故B、C位无显示;接着给G₂引脚加高电平,此时G₁、G₃、G₄引脚均为低电平,再给阳极a、b、d、e、g加高电平,灯丝发射的电子轰击B位阳极a、b、d、e、g,这些阳极发光,在B位显示“2”字样。同样原理,在C位和D位分别显示“7”、“消毒”字样,G₁、G₂、G₃、G₄极的电压变化关系如图7-11b所示。

显示器的数字虽然是一位一位地显示出来的,但由于人眼视觉暂留特性,当显示器显示最后“消毒”字样时,人眼仍会感觉前面3位数字还在显示,故看起好像是一下子显示“127消毒”。