Одним из перспективных направлений создания плоских воспроизводящих ТВ устройств являются газоразрядные панели. Это объясняется тем, что газоразрядные панели обладают рядом свойств, требуемых для создания ТВ экрана, а именно: пороговой электрооптической характеристикой, малыми временами включения и выключения, возможностью воспроизведения цветного изображения.

В настоящее время в телевидении в основном используются газоразрядные панели постоянного тока с внешней адресацией. В панелях постоянного тока электроды (т.е. катод и анод) находятся в непосредственном контакте с газом, что позволяет возбуждать в каждой элементарной ячейке панели обычный тлеющий разряд. Как известно, в тлеющем разряде имеются две интенсивно излучающие области: отрицательное тлеющее свечение и положительный столб. Ультрафиолетовое излучение каждой из этих областей может применяться для возбуждения люминофора, причем при использовании положительного столба принципиально достижимы сравнительно высокая световая эффективность, составляющая несколько единиц люменов на ватт.

Газоразрядные панели постоянного тока с внешней адресацией представляют собой двухкоординатную матрицу взаимно перпендикулярных электродов, на пересечениях которых образуются элементарные светоизлучающие ячейки. Для разработки высокоэффективной панели, прежде всего, необходимо оптимизировать конструкцию газоразрядной ячейки с люминофором, которая должна обладать высокими яркостью и световой эффективностью при небольших размерах, обеспечивать возможность получения полутонов, быть достаточно технологичной с точки зрения серийного производства. Наиболее приемлемыми для газового наполнения оказались смеси инертных газов: Не -Xe, Не - Кг и Не - Аг под общим давлением 3·10⁴Па.

Высокая световая эффективность воспроизводящих панелей в значительной степени определяется преобразованием люминофором газового излучения, лежащего в ультрафиолетовой области. Специально для газоразрядных панелей были разработаны новые трехцветные люминофоры: красный YGd/ВО₃:Еu³⁺, зеленый ВаАl₁₂O₉ и синий ВаМgАl₁₄O₂₃:Eu²⁺, которые характеризуются высокой эффективностью преобразования под действием ультрафиолетового излучения, широкой цветовой гаммой, воспроизведением белого цвета при одном и том же разрядном токе.

1 - люминофорная площадка, содержащая триаду трехцветных ячеек R,G, B типа; 2 - лицевая пластина; 3 - перфорированная центральная пластина; 4 - линейчатые катоды; 5 - задняя пластина; 6 - разделительные элементы; 7 - линейчатые аноды

Рисунок 6.8. Конструкция газоразрядной панели

Для примера на рисунке 6.8 показана одна из конструкций газоразрядной панели, в которой линейчатые аноды изготавливались по толстопленочной технологии, люминофорные площадки на внутренней стороне лицевой стеклянной пластины панели, соответствующие одному элементу цветного ТВ изображения, представляют собой трехцветные ячейки R, G, B типа. Регулирование свечения люминофорных ячеек, расположенных в направлении одной строки, осуществляется совокупностью анодных формирователей тока, которые представляют собой коммутируемые по методу ШИМ источники тока, управляемые цифровыми схемами со 100 и более уровнями квантования временных интервалов.

Наиболее простым способом внешней адресации газоразрядной панели является построчный. В этом случае для воспроизведения отдельных строк ТВ растра ко всем анодным формирователям тока с целью образования светоизлучающих ячеек последовательно во времени подключаются соответствующие линейчатые катоды. Однако на практике при построчном методе адресации яркость свечения люминофорных ячеек оказывается недостаточной, а требуемое при этом повышение тока анодных формирователей снижает световую эффективность газоразрядных панелей.

1 - ЗУ; 2, 5 - формирователи анодных управляющих напряжений; 3, 6 - индикаторные модули газоразрядной панели; 4, 7 схемы сканирования, управляющие линейчатыми катодами

Рисунок 6.9. Функциональная схема устройства параллельной адресации газоразрядной панели

Поэтому фактически используются методы параллельной строчной адресации, которые позволяют не только получить более высокие световую эффективность и яркость, но и снизить уровень шумов за счет больших интервалов времени адресации и, следовательно, прохождения разрядного тока. Однако их применение требует усложнения конструкции газоразрядной панели и соответствующих схем управления.

При параллельной строчной адресации линейчатые аноды разбиваются на m частей, при этом воспроизводимые изображения состоят из m информационных блоков, адресация каждого из которых осуществляется независимо. Основной недостаток параллельной строчной адресации заключается в сложности подключения к линейчатым анодам, разбитым на m частей при условии, что m > 2. При m = 2 подключение к линейчатым анодам, разделенным на две части, осуществляется с двух сторон газоразрядной панели, что практически не усложняет ее конструкцию. Функциональная схема устройства параллельной адресации газоразрядной панели для случая, когда m = 2, приведена на рисунке 6.9.

Видеосигналы R, G, B цветов, демодулированные ТВ приемником, мультиплексируются в соответствии с расположением цветных люминофорных ячеек. Затем видеосигналы преобразуются в 8-разрядный двоичный код и записываются в запоминающее устройство (ЗУ) типа сдвигового регистра. Считывание производится в порядке сканируемых строк. Например, при числе строк разложения z (условимся в данном случае, что число строк является четным) осуществляется одновременное считывание последовательности следующих строк: 1 - (z/2 + 1), 2 - (z/2 + 2), ... , (z/2) - z. Одновременно управляющий импульс подается на соответствующий линейчатый катод, пространственно размещенный под углом 90° по отношению к линейчатым анодам. Считанные цифровые сигналы демультиплексируются в видеосигналы R, G, B цветов. Далее осуществляется преобразование цифровых видеосигналов в ШИМ сигналы постоянной амплитуды, которые усиливаются и подаются непосредственно на анодные формирователи тока для возбуждения тлеющих разрядов в элементарных ячейках газоразрядной панели.

Для повышения конкурентоспособности ТВ приемников на газоразрядных панелях по сравнению с телевизорами на обычных кинескопах необходимо существенное повышение разрешающей способности газоразрядных панелей. Особенно это относится к ТВЧ