VFD应用指南
一、什么是VFD
二、VFD的结构及工作原理
三、灯丝及驱动方法
四、栅极与阳极
五、荧光粉的特性
六、基本驱动电路
七、VFD电源及特性要求
八、亮度调整
九、常见的技术问题及处理方法
十、滤色板的选择原则
十一、注意事项
一、什么是VFD
真空荧光显示屏（VACUUM FLUORESCENT DISPLAY）是从真空电子管发展而来的显示器件，由发射电子的阴极（直热式，统称灯丝）、加速控制电子流的栅极、玻璃基板上印上电极和荧光粉的阳极及栅网和玻盖构成。它利用电子撞击荧光粉，使荧光粉发光，是一种自身发光显示器件。由于它可以做多色彩显示，亮度高，又可以用低电压来驱动，易与集成电路配套，所以被广泛应用在家用电器、办公自动化设备、工业仪器仪表及汽车等各种领域中。
VFD根据结构一般可分为2极管和3极管两种；根据显示内容可分为：数字显示、字符显示、图案显示、点阵显示；根据驱动方式可分为：静态驱动（直流）和动态驱动（脉冲）。
二、VFD的结构及工作原理
VFD种类繁多，以其中最被广泛应用的3极管构造为例说明其基本构造与原理。
图1是VFD结构的分解斜视图，图2为剖面图，其构造以玻盖和基板形成一真空容器，在真空容器内以阴极CATHODE（灯丝FILAMENT）、栅极GRID及阳极ANODE为基本电极，还有一些其它的零件（如消气剂等）。
图1.VFD的分解斜视图
图2.VFD的剖面图
图3.VFD的基本工作原理
灯丝是在不妨碍显示的极细钨丝蕊线上，涂覆上钡（Ba）、锶（Sr）、钙（Ca）的氧化物（三元碳酸盐），再以适当的张力安装在灯丝支架（固定端）与弹簧支架（可动端）之间，在两端加上规定的灯丝电压，使阴极温度达到6000C左右而放射热电子。
栅极也是在不妨碍显示的原则下，将不锈钢等的薄板予以光刻蚀（PHOTO-ETHING）后成型的金属网格（MESH），在其上加上正电压，可加速并扩散自灯丝所放射出来的电子，将之导向阳极；相反地，如果加上负电压，则能拦阻游向阳极的电子，使阳极消光。
阳极是指在形成大致显示图案的石墨等导体上，依显示图案的形状印刷荧光粉，於其上加上正电压后，因前述栅极的作用而加速，扩散的电子将会互相冲击而激发荧光粉，使之发光。图3即表示其基本工作原理。发光色为绿色（峰值波长505nm），低工作电压的氧化锌：锌(ZnO：Zn)荧光粉则是目前最被广为使用的荧光粉。
另外，通过改变荧光粉种类，可以获得自红橙色到蓝色的各种不同颜色。
除了以上3种基本电极之外，如图2所示，在玻璃盖内表面形成透明导电膜（NESA），并且接上灯丝电
图1的消气剂（GETTER）是维持真空的重要零件。在排气工程的最后阶段，可利用高频产生的涡流损耗对消气剂加热，在玻璃盖的内表面形成钡的蒸发膜，可用来进一步吸收管内的残留气体（GAS）。
三、灯丝及驱动方法
3.1.灯丝
灯丝电压与灯丝电流的关系如图4所示。图5则是灯丝电压与栅极及阳极电流的关系。其与亮度的关系则如图6所示。在此例中，灯丝电压标准值是3.0Vac，灯丝电压值的设定，对保证显示品质及寿命有重要的影响。如果灯丝电压过高，电流或亮度并不随之增加，反而因阴极温度上升，而加速钨丝蕊线上氧化物的蒸发，同时也会污染荧光粉表面，使发光效率及亮度提早下降，而缩短寿命。相反，如果灯丝电压过低，因阴极温度下降，便无法获得充分而稳定的热电子发射，致使显示品质劣化或灯丝电压变动而使亮度不稳定。其次，灯丝长时间在低的电压条件下使用，会引起可靠性下降，必须特别留意。
因此，重要的是灯丝电压设定应在标准值±10%的范围内使用。
在实际使用中，绝对不可只着重在图6的特性而用调整灯丝电压来调整亮度。
图4.灯丝电压与灯丝电流（Ef-If）特性
图5.灯丝电压与阳极栅极电流（Ef-I b,I c）特性 图6.灯丝电压与亮度（Ef-L）特性
3.2.灯丝电源
为了让阴极加热到设定的温度值，以获得良好的热电子发射，需要对灯丝通电加热，灯丝电压（Ef）的施加方法有以下几种，但为达到规定的阴极温度，所施加的灯丝电压的有效值，必须与规格中心值一致。
3.2.1交流驱动
的单侧（该图的左侧）接地，图9是与灯丝变压器的中心抽头接地，图7的例子中，灯丝的接地侧，阳极端所加的电压相当于Eb，栅极端所加的电压相当于Ec，另一侧的阳极、栅极电压则在{（Eb、Ec）-√2Ef}与{（Eb、Ec）+√2Ef}间变动，通常能得到均匀的亮度。而在图9的例子中，灯丝电位的振幅较小，可降低对截止偏压（CUT-OFF BIAS VOLTAGE）的要求，因此推荐尽可能使用中心抽头的方式。其次，如选用有中心抽头的脉冲变压器的DC-DC变换器（CONVERTER）时，要注意不能有极端的直流成分、可闻频率成分或尖峰脉冲（SPIKE），而且有效值要与标准值一致，振荡频率则建议在30KHz以上。
3.2.2直流驱动
灯丝电压加上直流电压时的基本连接图如图11，其电位关系则如图12所示。由于灯丝加热电压在灯丝上有一个电位分布，存在左高右低梯度。亮度近似与电位差的二分之五次幂成比例，也就同样会产生右高左低的现象。为了获得均匀的亮度，必须对荧光显示屏的栅极和灯丝间的实际距离进行设计补偿。在使用中，灯丝工作电压必须按照规定的正负极性连接，否则，亮度差异反而会更大。
签于设计补偿的范围是有限的，直流灯丝的构造设计，一般只限于灯丝较短的荧光显示屏。
图7.交流驱动连接图（1）（单侧接地） 图8.图7的电位关系
图11.直流驱动连接图图12.图11的电位关系
3.2.3脉冲驱动
以上是一般灯丝电压的施加方法，在实际应用中（如汽车、户外用便携式仪表），还可采是用DC-AC变换电路获得脉冲电压给灯丝提供电源。但为了使有效值与标准电压保持一致，必须对工作周期进行调整。另外要谨慎设定电路振荡频率，避免因机械性共振或电磁波的干扰而发生杂音，可以在暗室内将已加上标准直流电压灯丝与热红色做比较，以确认有效电压的施加是否正确。
四、栅极与阳极
4.1. 栅极与阳极
图13.动态驱动方式荧光显示屏的电极连接
栅极和阳极的内部电极连接与导线的引出因驱动方式而异，在此先做简单的说明。
图13和图14所示是动态驱动方式和静态驱动方式荧光显示屏的基本电极连接图。图13可以清楚看到动态驱动是每个栅极各自独立引出，阳极则是每个栅极所对应的笔划共同连接、共同引出，因此即使位数多，阳极引出脚也无须随之增加。在多位数显示时，一边对各栅极加上栅极扫描电压（Gird-scan），同时也适时地对选择各阳极施加ON（正）或OFF（负）的脉冲电压，以快到肉眼无法觉察其间断的扫描速度，进行分时的动态驱动。
另一方面，静态驱动用则如图14所示，栅极是电气性的单独引出，与位数多少无关，阳极则是除了同时显示的笔段以外，应分别单独引出。一般而言，栅极可始终施加直流正电压，而阳极则根据显示要求分别加上直流正或负电压，以显示指定的笔段。
图14.静态驱动方式荧光显示屏的笔划电极连接
如上所述，驱动方式不同电极连接及施加电压波形也不一样，但在正常显示下，无论何种方式，都是对阳极与栅极施加上正电压，以下即就其特性做说明。
4.2.栅极与阳极的特性
图15及图16是阳极与栅极电压对电流特性图，图17及图18则是亮度特性图。工作时间阳极及栅极几乎使用同一电压，故阳极、栅极的电流特性可参照2极管的特性。
简而言之，阳极电流ib的计算式如下：
ib=（G·e n）/（1+K）……（1）表示
G：电子管电导系数（PERVEANCE）（依据电极间尺寸所决定的系数）
e：阳极（栅极）电压
n：≈1.7
而阳极、栅极电压与亮度的关系则为阳极的消耗功率乘以发光效率η及占空比（Du）之积，亮度L的计算式如下：
L=η·e·G·e n·Du/（1+K）=A·e n+1·Du……（2）（A：常数）
如前所述n值约为1.7左右，如果Du值固定，则无论采用何种驱动方式，荧光显示屏的亮度将与阳极、栅极电压呈2.7次方的关系（参照图17，18）
图17. E b、E c-L特性（直流驱动） 图18. e b、e c-L特性（动态驱动）
如图所示，阳极、栅极的电流与阳极、栅极电压的1.7次方、亮度的2.7 次方呈正比。同样地，阳极及栅极的损耗功率比例也约是为2.7次方倍，所以使用时要注意避免让栅极过载引起热变形，甚至与其它电极短路，或是因阳极温度上升过骤而导致特性恶化。另外考虑到灯丝热电子发射能力的限制，阳栅极电压不能超过规定的最大值。
4.3.阳极、栅极电压的设定
阳极与栅极电压是决定亮度的重要因素，在设定时要考虑到使用环境的亮度、滤色板的色调、透过率及显示屏差异等因素的影响。为获得一定的亮度，静态驱动的阳极、栅极可通过改变电压对亮度进行调整。而动态驱动除阳极、栅极电压外，占空比（Du）也会影响亮度，可根据Du-e b、e c工作领域特性（如图19所示）来设定工作条件。
图19.动态驱动用荧光显示屏的工作领域特性
4.4.截止（CUT-OFF）特性
如前所述，在阳极、栅极上相对灯丝电位加上正电压，笔段（SEGMENT）就会被点亮。若要完全消除显示，必须使阳极或栅极的任何一方相对灯丝为零电位或更负的电位。消除显示的电压称为截止电压，为了完全消除漏光，必须施加截止偏压。截止方法有两个：一为施加阳极截止电压消除漏光；一为施加栅极截止电压消除漏光。前者以静态驱动为主、后者以动态驱动为主，由于存在荧光粉发光的临界值，若灯丝电压不是特别高，则阳极截止电压可以是零伏特（0V）或相当小的负电压。相对地，栅极截止电压因灯丝所放射的热电子的最初速度或灯丝的标准电压、灯丝本身的电位倾斜等原因，比阳极截止电压更大，必须加上比灯丝电位低数伏特左右的偏压。而前图7～图10已显示出，灯丝单端接地的方式所需的截止偏压，比灯丝变压器中心抽头接地方式更大。
图20. E b-E cco特性（灯丝单侧接地）
4.5.透明导电膜
荧光显示屏若在结构上无屏蔽，会受外部静电场的影响，干扰电子束的走向，致发光状态不稳定。为防止这种现象发生，通常在玻璃盖的内表面涂覆形成一层透明导电膜（GTO），在其上加上一定的电位，使成为一电气性的防护层（SHIELD），免于受到外界的干扰。
4.6.特别说明
在叙述中，我们使用了正电位（正电压）和负电位（负电压）的术语，其正负是指对于灯丝为参照点的相对值。在使用荧光显示屏的电路中，荧光显示屏正常工作电路的设置参照点是灯丝，与总体电路的参照地电位没有直接的关系。通常只要正确保持荧光显示屏电极间的相对电位，就能保证它的正常工作。
五、荧光粉的特性
5.1.荧光粉的发光频谱
图21为目前可供使用的多种荧光粉发光频谱，从短波长的蓝色开始至长波长的红橙色止，有多种荧光粉可供选择。通常用得最多的是低电压高亮度的绿色荧光粉，其它彩色荧光粉可同时并用。
图21.各种色彩荧光粉的发光频谱
5.2.荧光粉的温度特性
荧光粉的发光效率一般与使用温度成反比，周围温度高、其相对亮度就下降。图22所示即是各种荧光粉以室温（25 C）为基准的相对亮度的变化
六、基本驱动电路
6.1.静态驱动
图23是静态驱动（static）的基本电路。
灯丝电路施加与图9，10相同的交流电压，灯丝变压器为中心抽头接地，可不施加截止电压。但是如灯丝电压较高，或因条件限制而不能采用中心抽头而必须自灯丝的一侧取出阴极电流时，就必须加上截止偏压（如图24所示），否则将产生漏光现象。
栅极在此为控制电极，以脉冲电压进行截波（CHOPPING），并根据占空比（Du）调整亮度；除了静止显示的情况以外，一般都始终施加直流正电压，成为加速电极，使其正常工作。
阳极必须将所有笔段分别与周围电路连接（除了部份可共同连接的笔段以外），但是在位数多、或阳极（笔段）数多的情况下采用静态驱动并不合适，因其电路布线复杂，元器件数也相应增多。而在位数少、或因动态驱动有高频噪声干扰的问题、及因车用电源成本的考虑，而要求低电压下获得高亮度时，静态驱动是最适当的驱动方式。
图23. 静态驱动的基本电路
6.2.动态驱动
图24是动态驱动的基本电路与电位关系，图25是栅极（位数）与阳极（笔段）上脉冲信号的时序。在每个分离出来的栅极上，顺序施加配合图25的位数信号的脉冲电压，在阳极上则施加配合栅极扫描信号的脉冲电压（图25下方以“1234”所示的4位数）。
灯丝采用一般的交流电压，并利用灯丝变压器的中心抽头上的稳压二极管（ZENER DIODE）所获得的截止偏压，以消除漏光。如果阳极、栅极电流汇合的阴极电流的取出点不在灯丝变压器的中心抽头，而在灯丝的单侧，则截止电压就必须更大，其原因自图7～图10可明白看出。
在关闭脉冲信号时，为加快振荡衰减，在输出线与栅极之间必须加上下拉电阻（PULL DOWN）。而在已施加电压（ON）的状态下，下拉电阻则是一种与显示屏并联的负载，会消耗无效电力，因此取值不能太小，反之，如果取值太大，容易产生振荡，或因尖峰电压（SPIKE NOISE）而有漏光的现象，通常以数10KΩ（欧姆）左右最为合适。一般市面上的驱动用CPU或驱动器都掩膜有下拉电阻（ACTIVE PULL-DOWN）。
图24即为CPU掩膜下拉电阻的例子。
图24. 动态驱动的基本电路与电位关系
另一方面，图25中以t b来表示消隐时间（BLANKING）。一般情况下，扫描信号的脉冲不可能是标准的矩形方波，这种扫描脉冲存在着上升和下降沿延迟时间，如果脉冲之间没有消隐时间，就会产生信号的部分重叠，而产生错误的显示或漏光。在设计应用电路扫描信号时，每位之间应设置大约10～20μs的消隐时间，若消隐时间过长，则扫描占空比减小，导致亮度减低。
其次，为了避免因肉眼的视觉残留造成闪烁的现象，脉冲的周期T必须设定在20ms以下，特别在观察者移动时，更易产生闪烁的现象，所以最好能在10ms以下。
此外，如果灯丝电源的频率接近栅极、阳极驱动频率时，由于相互的电位关系，频率差将导致亮度闪烁的现象。
另一方面，当栅极、阳极的驱动频率与灯丝的固有振动频率相等或接近整数倍时，灯丝因外力而振动时，因电极间尺寸的细微变化，及栅极、阳极驱动信号的相互作用，形成闪烁的现象。因此，在选择灯丝电源频率及亮度调整时，要作周全的考虑。
根据上述理由，栅极扫描的速度愈快亮度均匀性愈佳，最好在200Hz以上。占空比（Du）大致上，可依据栅极数（计时分割数）与熄灭时间的脉冲振幅比率来决定，因此设定工作条件时，须根据前述的工作领域
特性，从所需亮度及Du求出阳极、栅极电压。
图25. 栅极（位数）与阳极（笔划）信号的时序
6.3.驱动器件
无论是动态或静态驱动，一般多采用TTL或CMOS数字电路作信号输出，也可采用直接驱动荧光显示屏的单片机或专用驱动芯片。
电路的构成如图26～图29所示，可大致分为串联输入/并联输出及并联输入/并联输出两种方式。根据电源的供给方式则可分为正电源供电和负电源供电两种。
驱动器件可采用单个晶体管（TRANSISTOR）或电阻来构成，但为了简化电路我们推荐使用市场出售的各
种专用驱动IC。
图28. 电路之一例 图29. 电路之一例图
（正电源型串联输入/并联输出） （负电源型并联输入/并联输出）
七、VFD 电源及特性要求
7.1.典型供电电路
电源可分为两类：第一类，工业市电经变压器降压和整流后产生规定的电压，如图30所示。第二类，直流电源（如电池组）经DC/DC 变换产生规定的电压，如图31所示。
逻辑电源和阳栅极的电源不同，是实用电路构成的供电要求不一致决定。
在驱动电路中，电压参照点设在接地点，和荧光显示屏电压参照点设在灯丝的变压器中心抽头或灯丝的端头是不一样的，在使用中要特别注意。
图26.电路之一例
（正电源型串联输入/并联输出）图27.电路之一例
（负电源型并联输入/并联输出）
图30. 市电供电典型原理图
图31. DC/DC变换电路例图
7.2.电源的特性要求
7.2.1.灯丝电源
A、设定值：必须是相应规格的额定值（有效值）。
如果不能按照额定值设定，必须是在额定值的±10%以内波动，或更小的偏差。
B、波动范围：必须是相应规格额定值的±10%。
C、电流容量：在最大规范值时不得有电压降落。
D、频率：AC驱动，高于音频小于1MHz，以工业市电为特例，而与栅极扫描频率绝对值之差应是30Hz 或更大。
E、波形：AC驱动时，用正弦波或除尖峰脉冲外的其它任何波形。
F、中心抽头：在交流电驱动下，务必设置中心抽头。
7.2.2.栅极和阳极电源
A、设定值：是相应规格所要求的额定值。如果设定值偏离额定值，必须不超过最大值。包括波动范围，当截止电压是用稳压二极管取得时，截止电压加上阳极或栅极电压的值必须是电源的设定值。
B、波动范围：必须是相应规格的额定值的±10%或更小的范围内。
C、电流容量：必须满足最大规范值。
7.2.3.截止电源
设定值：可比相应规格的额定值低。然而，也不能过低，截止过低会影响亮度，致使电子不能均匀地射
八、亮度调整（DIMMING）
荧光显示屏的亮度一般是固定的，但有些环境亮度变化较大的场合则必须对其亮度进行调整。
亮度调整的方法有二，一是改变阳极、栅极电压，二是改变脉冲电压的Du。
8.1.电压调整
方法比较简单，在标准电压的范围内则无问题，但一般而言，大多数的场合都希望比该范围来得暗，如此一来栅极对电子的加速、扩散作用会减弱而使显示品质低下，易产生显示不匀的现象，所以必须在可调整的范围内设定界限。固定阳极及栅极电压、提高截止偏压的方法地实质上与降低阳极及栅极电压接近，但截止偏压过大，容易造成字段边缘阴影，要特别留意，也因此并不鼓励使用此方法。
8.2.脉冲调整
如4.2项所述，其它条件一定，则亮度与占空比（Du）成正例。因此在不改变阳极、栅极电压及占空比的情况下改变脉冲幅度、或是不改变阳极、栅极电压及脉冲幅度而改变占空比（Du），均可以调整亮度。此方法无论在任何比率下，都不致造成显示品质低落，因此请尽量采用此方法。但对静态驱动的VFD改变Du进行调光时，必须施加栅极截止偏压。
九、常见的技术问题及处理方法
在前几章叙述了荧光显示屏实际使用中为达到额定显示亮度而涉及到的各类电路要求的设置方法及要点。用户在使用中按额定值设计各类驱动电路，就能使荧光屏正常工作。但是，有时用户的整机产品受客观条件限制，而不能达到要求的工作条件，本章就是给用户提供一些解决的方法，给出非标准应用电路和一些实例以及常见故障排除方法的思路。
图32. 交流电灯丝直流供电驱动
9.1.非标准电源驱动灯丝
9.1.1.交流电驱动灯丝用直流电驱动
在第三章中讲到，直流电驱动灯丝和交流电驱动灯丝VFD的结构不一样，交流电驱动灯丝没有补偿措施，如果用直流电驱动，将会带来电位梯度，使亮度不均匀。如果使用图32所示的电路，就会显著减小亮度不均匀性，基本能保证正常使用。
在使用该电路时，给灯丝供电的直流电源必须悬浮，同时，只能在灯丝驱动电压较低的VFD上使用。
该电路的原理是利用了二极管的单向导电特性，把VFD的驱动电压的参照点接到了灯丝的二端。相当于有中心抽头变压器供电方式。
电路结构如图33（a）、（b），该电路是二极管和电阻把灯丝参照电位接到了灯丝的中心，类似于有中心抽头变压器供电方式。
图33. 交流电灯丝变压器无中心抽头驱动电路（a、b）
9.1.3.开关电源驱动灯丝
用开关电源驱动灯丝的基本要点和第七章AC驱动系统中叙述的DC-DC变换器基本要求是一致的。
A、设定值：应是相应规格的额定值的有效值。灯丝电源要保证灯丝加热到特定的温度，当有效值较难确定时，可用比较法确定其峰-峰值电压。其方法是在较暗的环境下，用工业交流电按规定值给一只VFD的灯丝供电，同时用开关电源给另一只相同型号的VFD灯丝供电，阳栅极不加电压，调整开关电压，使两只VFD的灯丝的红热程度相一致。此时开关电源的峰-峰值电压就是灯丝的工作电压。
B、波动范围：必须是额定值的±10%。
C、电流容量：在最大规范值（有效值）时不得有电压降落。
D、频率：高于音频，小于1MHz。
E、波形：正弦波和除直流成份和尖峰脉冲外的其它波形。
F、中心抽头：要设置中心抽头。在不便于设置中心抽头时， 可采用图33a、b的电路结构。
9.2.虚像
要荧光显示屏工作时某些不应显示的图形发光，但亮度比其应显示的图形暗得多，这就是所谓荧光显示屏的虚像。
A、要加规范规定的足够的截止电压。
B、栅极扫描脉冲的位与之间要留有10～20μs的消隐时间。
C、用晶体管阵列IC做驱动接口时，与荧光显示屏的阳和栅极连接输出端必须分别加下拉电阻。在开发有VFD驱动接口的单片微机时，要掩膜下拉电阻。
9.3.阴影
所谓阴影是荧光显示屏工作时，显示图形的周围或端部比中央部位暗，产生阴影的主要原因是工作电压不合适。
9.3.1.灯丝的加热电压偏低
在荧光显示屏的使用过程中，如果灯丝电压偏低，超过额定值的10%的范围，灯丝进入温度限制区，处于热电子发射不稳定状态，不能发射足够的电子，引起亮度不均匀。
9.3.2.截止电压偏低
截止电压偏低，加速电压过低，使电子不能均匀地进入阳极，导致荧光显示屏亮度降低，严重时产生阴影。
9.3.3.阳栅极电压波动过大，超过规定值
这主要是阳栅极电源的电流容量不够大，当阳栅极开通电流增加时，阳栅极电压明显降低，波动值超过额定值的±10%，引起亮度不匀和阴影。
十、滤色板的选择原则
通常，VFD的显示都需要采用滤色板，其作用有二：一是拦阻环境光线影响VFD的发光，使图案的背景纯净，发光效果更加清晰夺目；二是利用滤色板的作用，使荧光粉的发光加以选择通过，从而获得其它的颜色。
与LED不同，一般荧光粉的发光波谱较宽（可参看前面一章：荧光粉的发光频谱）。如绿粉的频谱可涵盖从红到蓝的范围，但是由于对于存在峰值波长505nm（λp），视觉上仍表现出绿色。如果采用一个光学带陷的滤色镜，滤除峰值波长的频率，那么其它频谱顺利通过的综合即为白色。绿色的荧光粉发光强度很大（高于其它荧光粉数倍以上），为了获得较好的亮度平衡，或者为了取得特定的视觉效果（如白色）。通常采用酒红色滤色板来作为绿色峰值带陷，使用在室内电器上可取得良好的视觉效果。但是在其它场合，如周围环境光线较强或者要求高亮度显示（如汽车、加油机），这时候不能采用酒红色滤色板，因为酒红色滤色板将最大程度阻碍绿光频率通过，事实上是牺牲了荧光粉的最大能谱范围，在这种情况下，绿色（单色通过）滤色板成为最佳选择。如果同时存在其它颜色的荧光粉，必须也考虑这些颜色荧光粉的通过无碍（采用多路带通滤波），甚至在某些场合，采用多片不同颜色滤色板拼接来取得最佳的使用效果。
以上是讲了一些常识性的知识。事实上滤色板可视为一个精密光学器件，制造非常复杂，滤色板质量的优劣直接影响到VFD的发光效果，务必引起充分的重视。
十一、注意事项
11.1.由于荧光显示屏是玻璃制品，尽量避免受到冲击和碰撞。
11.2.在安装时，可用双面海棉胶带把荧光显示屏粘贴在印刷电路板和其它平板上，或是固定在塑料架上等。需采取必要的防震措施。
11.3.在安装时，排气管周围要留有一定的空间，不要接触其它零件或壳件。
11.4.使用中需要折弯管脚时，不能使管脚与玻璃封接部位受力。同时，折弯部位要离根部大于2mm。
11.5.电烙铁焊接温度最高为350 C，但不能超过3秒。浸锡槽温度最高为260 C，不能超过5秒。在浸锡槽焊接时，不能把排气管浸入焊锡槽中，以免排气管破裂。
11.6.管脚焊接后，尽可能避免超声波清洗，长时间使用强超声波，会震断灯丝和导致荧光粉剥落。
数码管显示器接口技术 一、 LED数码管的结构 由8段发光二极管组成。其中7段组成“8”字，1段组成小数点。通过不同的组合，可用来显示数字0～9、字母A～ F及符号“.”。 LED数码管有共阴极和共阳极两种结构。 二、 LED数码管的工作原理 发光二极管导通→亮，不导通→暗。这样就构成了字符的显示。其十六进制的编码表如下：
三、数码管接口电路 1、静态显示方式(硬件接口方法) 这就是我们在数字电路中所学的内容，在数据总线上的信号须经I/O接口电路并锁存，然后通过译码器，就可以驱动LED 显示器中的段发光。 这种方式使用的硬件较多(显示器的段数和位数越多，电路越复杂)，缺乏灵活性，且只能显示十六进制数。
2、动态显式方式(软件接口方法) 这种接口方法是以软件查表来代替硬件译码，既省去了译码器，又能显示更多段的字符和更多位的LED显示器。所以广泛应用于单片机系统的显示。 ⑴连接方式 ①将单片机的输出送入可编程的8155芯片，然后利用8155的I/O 口提供两路输出信号(一路是段控信号，另一路是位控信号)。 ②将各位数码管的a～h端分别并在一起(若有6个数码管，则将 它们6个a对a，6个b对b......6个h对h相并接)，再和上面的一路I/O口输出的8位段控信号相连，以获得显示代码，对应要发光的段。 ③将各位数码管的公共端(共阴极或共阳极)分别与上面的另一路 I/O口相连(每一位公共端对应I/O口中的一位)，以获得位控信号使该位LED发亮。 ④为了存放显示的数字或字符，通常在8155的内部RAM中设置显 示缓冲区，其存储单元个数与LED显示器的位数相同。 ⑵显示原理 ①每一时刻只有一位LED被点亮，在显示代码的作用下显示信息。 ②各位LED轮流被点亮，在各自的显示代码的作用下分别显示各自的信息。
显示器接口知识全解 显示器接口是指显示器和主机之间的接口，通常有DVI、HDMI和15针D-SubVGA三种： DVI数字输入接口：DVIDigital Visual Interface，数字视频接口是近年来随着数字化显示设备的发展而发展起来的一种显示接口。普通的模拟RGB接口在显示过程中，首先 要在计算机的显卡中经过数字/模拟转换，将数字信号转换为模拟信号传输到显示设备中，而在数字化显示设备中，又要经模拟/数字转换将模拟信号转换成数字信号，然后显示。 在经过2次转换后，不可避免地造成了一些信息的丢失，对图像质量也有一定影响。而 DVI接口中，计算机直接以数字信号的方式将显示信息传送到显示设备中，避免了2次转 换过程，因此从理论上讲，采用DVI接口的显示设备的图像质量要更好。另外DVI接口实 现了真正的即插即用和热插拔，免除了在连接过程中需关闭计算机和显示设备的麻烦。现 在很多液晶显示器都采用该接口，CRT显示器使用DVI接口的比例比较少。需要说明的是，现在有些液晶显示器的DVI接口可以支持HDCP协议，为看有版权的高清电影电视打下基础。 HDMI数字输入接口：HDMI的英文全称是“High Definition Multimedia”，中文的 意思是高清晰度多媒体接口。HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换， 可以保证最高质量的影音信号传送。应用HDMI的好处是：只需要一条HDMI线，便可以同 时传送影音信号，而不像现在需要多条线材来连接;同时，由于无线进行数/模或者模/数 转换，能取得更高的音频和视频传输质量。对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画质，而且由于音频/视频采用同一电缆，大大简化了家庭影院系统的安装。HDMI接口支持HDCP协议，为看有版权的高清电影电视打下基础。 2002年的4月，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝共7家 公司成立了HDMI组织开始制定新的专用于数字视频/音频传输标准。2002年岁末，高清晰数字多媒体接口High-definition Digital Multimedia InterfaceHDMI 1.0标准颁布， 到2021底已经颁布了1.3版本，主要变化在于近一步加大带宽，以便传输更高分辨率和 色深。HDMI在针脚上和DVI兼容，只是采用了不同的封装。与DVI相比，HDMI可以传输 数字音频信号，并增加了对HDCP的支持，同时提供了更好的DDC可选功能。HDMI支持 5Gbps的数据传输率，最远可传输15米，足以应付一个1080p的视频和一个8声道的音频信号。而因为一个1080p的视频和一个8声道的音频信号需求少于4GB/s，因此HDMI还有很大余量。这允许它可以用一个电缆分别连接DVD播放器，接收器和PRR。此外HDMI支持EDID、DDC2B，因此具有HDMI的设备具有“即插即用”的特点，信号源和显示设备之间会 自动进行“协商”，自动选择最合适的视频/音频格式。 15针D-SubVGA输入接口：也叫VGA接口，CRT彩显因为设计制造上的原因，只能接 受模拟信号输入，最基本的包含R\G\B\H\V分别为红、绿、蓝、行、场5个分量，不管以 何种类型的接口接入，其信号中至少包含以上这5个分量。大多数PC机显卡最普遍的接 口为D-15，即D形三排15针插口，其中有一些是无用的，连接使用的信号线上也是空缺
第五章真空荧光显示器件(VFD) 和 场发射显示器件(FED) 5.1 VFD( vacuum fluorescent display)的结构和发光机理 5.2 FED( field emission device)的结构和发光机理 重点:VFD的结构和发光机理 难点:VFD和FED阴极发射的比较
5.1 VFD的结构和发光机理 1. VFD的产生 VFD大致是在20世纪60年代，为适应电子计算器的急速发展需求而出现的。 20世纪70年代初首先生产出玻璃泡型多位VFD。 70年代中期开始生产最原始的平面型VFD。 70年代后期，开始多色VFD和前面发光型及高密度显示的VFD的生产。
2. VFD 的定义 由阴极、栅极、阳极构成 的真空电子管，至少观察 侧呈透明的密封容器。 由阴极放出的电子在栅极 控制下碰撞阳极，阳极上 按一定图形涂布的荧光体 被低能电子束激发发光， 并由此显示出所需要信息 的自发光型电子显示器。 5.1 VFD 的结构和发光机理
3. 结构、功耗和应用特性 基本结构：真空三极管。 功耗特性：为了控制灯丝上(阴极)发射出的热电子，管子的消耗功率大部分消耗在加热阴极灯丝上，使荧光显示管的应用就受到了一定的限制。 在可携带式的轻便装置的显示方面，它只好让位于其它功耗较低的显示器件。 阴极灯丝在真空腔中对显示容器的占空系数大小对于发光空间有限制。为此，最好使用更细的灯丝和改善表面盖玻璃状态。
4. VFD的分类 从构造、显示形式、显示内容、驱动方式、用途等不同角度，对VFD进行的分类:
5. VFD的结构 1.阴极：在细钨丝上直接包覆钡、 锶或钙的氧化物构成，阴极丝要 足够细，以不妨碍显示为限。 2.栅极：通常是用厚度为50μm的不 锈钢等金属箔由光刻加工成网格 状。 3.阳极：按需要显示图形的形状， 大致地由石墨等厚膜或Al等薄膜 形成导体，再在其上按显示图形 涂布荧光体。 4.阳极布线由厚膜或薄膜在玻璃基 板上形成，并通过引出端子导 出。 5.玻璃基板表面上，除了阳极及连 接所必须的通孔之外，全部由绝 缘层包覆。
VFD应用指南 一、什么是VFD 二、VFD的结构及工作原理 三、灯丝及驱动方法 四、栅极与阳极 五、荧光粉的特性 六、基本驱动电路 七、VFD电源及特性要求 八、亮度调整 九、常见的技术问题及处理方法 十、滤色板的选择原则 十一、注意事项
一、什么是VFD 真空荧光显示屏（VACUUM FLUORESCENT DISPLAY）是从真空电子管发展而来的显示器件，由发射电子的阴极（直热式，统称灯丝）、加速控制电子流的栅极、玻璃基板上印上电极和荧光粉的阳极及栅网和玻盖构成。它利用电子撞击荧光粉，使荧光粉发光，是一种自身发光显示器件。由于它可以做多色彩显示，亮度高，又可以用低电压来驱动，易与集成电路配套，所以被广泛应用在家用电器、办公自动化设备、工业仪器仪表及汽车等各种领域中。 VFD根据结构一般可分为2极管和3极管两种；根据显示内容可分为：数字显示、字符显示、图案显示、点阵显示；根据驱动方式可分为：静态驱动（直流）和动态驱动（脉冲）。 二、VFD的结构及工作原理 VFD种类繁多，以其中最被广泛应用的3极管构造为例说明其基本构造与原理。 图1是VFD结构的分解斜视图，图2为剖面图，其构造以玻盖和基板形成一真空容器，在真空容器内以阴极CATHODE（灯丝FILAMENT）、栅极GRID及阳极ANODE为基本电极，还有一些其它的零件（如消气剂等）。 图1.VFD的分解斜视图
图2.VFD的剖面图 图3.VFD的基本工作原理 灯丝是在不妨碍显示的极细钨丝蕊线上，涂覆上钡（Ba）、锶（Sr）、钙（Ca）的氧化物（三元碳酸盐），再以适当的张力安装在灯丝支架（固定端）与弹簧支架（可动端）之间，在两端加上规定的灯丝电压，使阴极温度达到6000C左右而放射热电子。 栅极也是在不妨碍显示的原则下，将不锈钢等的薄板予以光刻蚀（PHOTO-ETHING）后成型的金属网格（MESH），在其上加上正电压，可加速并扩散自灯丝所放射出来的电子，将之导向阳极；相反地，如果加上负电压，则能拦阻游向阳极的电子，使阳极消光。 阳极是指在形成大致显示图案的石墨等导体上，依显示图案的形状印刷荧光粉，於其上加上正电压后，因前述栅极的作用而加速，扩散的电子将会互相冲击而激发荧光粉，使之发光。图3即表示其基本工作原理。发光色为绿色（峰值波长505nm），低工作电压的氧化锌：锌(ZnO：Zn)荧光粉则是目前最被广为使用的荧光粉。 另外，通过改变荧光粉种类，可以获得自红橙色到蓝色的各种不同颜色。 除了以上3种基本电极之外，如图2所示，在玻璃盖内表面形成透明导电膜（NESA），并且接上灯丝电
光电显示技术期末复习资料 第一章绪论 (2) 1、光电显示器件有哪些分类？ (3) 2、表征显示器件的主要性能指标有哪些? (3) 3、简述色彩再现原理。 (3) 4、人眼的视觉特性 (3) 5、简述人眼的视觉原理。 (4) 第二章液晶显示技术（LCD） (4) 1、简述液晶的种类与特点。 (4) 2、简述热致液晶分类和特点。 (5) 3、试述液晶显示器的特点。 (5) 4、什么是液晶的电光效应？ (5) 5、LCD显示产生交叉效应的原因是什么? 用什么方法克服交叉效应? (5) 6、液晶有哪些主要的物理特性？ (5) 7、简述TFT-LCD的工作原理。 (6) 8、简述TN-LCD的基本结构及工作原理。 (6) 9、液晶显示器驱动方法有哪几种方式？ (7) 10、液晶显示控制器有哪些特性？ (7) 11、自然光和偏振光的区别是什么？简述偏振光的分类及线偏振光的特点。 (7) 12、LCD结构和显示原理。 (7) 第四章发光二极管LED和有机发光二极管OLED显示技术 (10) 1、简述有机发光二极管显示器发光过程。 (10) 2、以ITO阳极－空穴传输层－发光层－电子传输层－金属阴极结构OLED为 例说明每一功能层的作用，并简述其工作原理。 (10) 3、简述影响OLED发光效率的主要因素和提高发光效率的措施。 (11) 4、OLED如何实现彩色显示? (11) 5、简述LED工作原理。 (11) 6、简述LED驱动方式。 (12) 7、OLED的结构与工作原理。 (12) 8、OLED的特点有哪些？ (12) 第六章激光显示技术（LDT） (12) 1、激光具有哪些特性？ (13) 2、激光用于显示具有哪些优势？ (13) 第七章新型光电显示技术 (13) 1、场致发射显示（FED）结构及工作原理 (13) 2、真空荧光显示器（VFD）结构及工作原理 (14) 第八章大屏幕显示技术 (14) 1、DLP特点及工作原理 (14) 2、LCOS特点及工作原理 (15)
真空荧光显示屏（V F D屏）原理 一、什么是V F D 真空荧光显示屏（V A C U U M F L U O R E S C E N T D I S P L A Y）是从真空电子管发展而来的显示器件， 由发射电子的阴极（直热式，统称灯丝）、加速控制电子流的栅极、玻璃基板上印上电极和 荧光粉的阳极及栅网和玻盖构成。它利用电子撞击荧光粉，使荧光粉发光，是一种自身发光 显示器件。由于它可以做多色彩显示，亮度高，又可以用低电压来驱动，易与集成电路配套， 所以被广泛应用在家用电器、办公自动化设备、工业仪器仪表及汽车等各种领域中。 V F D根据结构一般可分为2极管和3极管两种；根据显示内容可分为：数字显示、字符显 示、图案显示、点阵显示；根据驱动方式可分为：静态驱动（直流）和动态驱动（脉冲）。 二、V F D的结构及工作原理 V F D种类繁多，以其中最被广泛应用的3极管构造为例说明其基本构造与原理。 图1是V F D结构的分解斜视图，图2为剖面图，其构造以玻盖和基板形成一真空容器，在真空容器内以阴极C A T H O D E（灯丝F I L A M E N T）、栅极G R I D及阳极A N O D E为基本电极，还有一些其它的零件（如消气剂等）。
图1.V F D的分解斜视图 图2.V F D的剖面图 栅极：每个栅极对应着若干个个图形。 阳极：对应值图形中的最小的每一段
图3.V F D的基本工作原理 灯丝是在不妨碍显示的极细钨丝蕊线上，涂覆上钡（B a）、锶（S r）、钙（C a）的氧化物（三元碳酸盐），再以适当的张力安装在灯丝支架（固定端）与弹簧支架（可动端）之间，在两端加上规定的灯丝电压，使阴极温度达到6000C左右而放射热电子。 栅极也是在不妨碍显示的原则下，将不锈钢等的薄板予以光刻蚀（P H O T O-E T H I N G）后成型的金属网格（M E S H），在其上加上正电压，可加速并扩散自灯丝所放射出来的电子，将之导向阳极；相反地，如果加上负电压，则能拦阻游向阳极的电子，使阳极消光。 阳极是指在形成大致显示图案的石墨等导体上，依显示图案的形状印刷荧光粉，於其上加上正电压后，因前述栅极的作用而加速，扩散的电子将会互相冲击而激发荧光粉，使之发光。图3即表示其基本工作原理。发光色为绿色（峰值波长505n m），低工作电压的氧化锌：锌(Z n O：Z n)荧光粉则是目前最被广为使用的荧光粉。 另外，通过改变荧光粉种类，可以获得自红橙色到蓝色的各种不同颜色。 除了以上3种基本电极之外，如图2所示，在玻璃盖内表面形成透明导电膜（N E S A），并且接上灯丝电位或正电位，形成静电屏蔽层可以防止因外部的静电影响而降低显示品质。 图1的消气剂（G E T T E R）是维持真空的重要零件。在排气工程的最后阶段，可利用高频产生的涡流损耗对消气剂加热，在玻璃盖的内表面形成钡的蒸发膜，可用来进一步吸收管内的残留气体（G A S）。 三、灯丝及驱动方法 3.1.灯丝 灯丝电压与灯丝电流的关系如图4所示。图5则是灯丝电压与栅极及阳极电流的关系。其与亮度的关系则如图6所示。在此例中，灯丝电压标准值是3.0V a c，灯丝电压值的设定，对保证显示品质及寿命有重要的影响。如果灯丝电压过高，电流或亮度并不随之增加，反而因阴极温度上升，而加速钨丝蕊线上氧化物的蒸发，同时也会污染荧光粉表面，使发光效率及亮度提早下降，而缩短寿命。相反，如果灯丝电压过低，因阴极温度下降，便无法获得充分而稳定的热电子发射，致使显示品质劣化或灯丝电压变动而使亮度不稳定。其次，灯丝长时间在低的电压条件下使用，会引起可靠性下降，必须特别留意。 因此，重要的是灯丝电压设定应在标准值±10%的范围内使用。 在实际使用中，绝对不可只着重在图6的特性而用调整灯丝电压来调整亮度。 四、栅极与阳极 4.1.栅极与阳极
液晶显示器各种接口认识与比较 显示器接口是指显示器和主机之间的接口，通常有DVI、HDMI和D-Sub（VGA）三种： DVI数字输入接口：DVI（Digital Visual Interface，数字视频接口）是近年来随着数字化显示设备的发展而发展起来的一种显示接口。普通的模拟RGB接口在显示过程中，首先要在计算机的显卡中经过数字/模拟转换，将数字信号转换为模拟信号传输到显示设备中，而在数字化显示设备中，又要经模拟/数字转换将模拟信号转换成数字信号，然后显示。在经过2次转换后，不可避免地造成了一些信息的丢失，对图像质量也有一定影响。而DVI接口中，计算机直接以数字信号的方式将显示信息传送到显示设备中，避免了2次转换过程，因此从理论上讲，采用DVI接口的显示设备的图像质量要更好。另外DVI接口实现了真正的即插即用和热插拔，免除了在连接过程中需关闭计算机和显示设备的麻烦。现在很多液晶显示器都采用该接口，CRT显示器使用DVI接口的比例比较少。需要说明的是，现在有些液晶显示器的DVI接口可以支持HDCP协议，为看有版权的高清电影电视打下基础。 HDMI数字输入接口：HDMI的英文全称是“High Definition Multimedia”，中文的意思是高清晰度多媒体接口。HDMI接口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及高分辨率视频信号。同时无需在信号传送前进行数/模或者模/数转换，可以保证最高质量的影音信号传送。应用HDMI的好处是：只需要一条HDMI线，便可以同时传送影音信号，而不像现在需要多条线材来连接；同时，由于无线进行数/模或者模/数转换，能取得更高的音频和视频传输质量。对消费者而言，HDMI技术不仅能提供清晰的画质，而且由于音频/视频采用同一电缆，大大简化了家庭影院系统的安装。HDMI接口支持HDCP协议，为看有版权的高清电影电视打下基础。 2002年的4月，日立、松下、飞利浦、Silicon Image、索尼、汤姆逊、东芝共7家公司成立了HDMI组织开始制定新的专用于数字视频/音频传输标准。2002年岁末，高清晰数字多媒体接口（High-definition Digital Multimedia Interface）HDMI 1.0标准颁布，到2006底已经颁布了1.3版本，主要变化在于近一步加大带宽，以便传输更高分辨率和色深。HDMI
您的电脑显卡与显示器连接接口选择正确吗？ 电脑处理信息的结果，最后都要输出到显示器上，显示出来给我们看。显卡的输出接口就是电脑与显示器之间的桥梁，它负责向显示器输出相应的图像信号。多数显卡都有不止一个接口，选择哪个接口更好，是我们需要了解的。 下面的附图1是我的老电脑的显卡接口，附图2是我的新电脑的显卡接口。这两个附图包括了现在各种显卡的主要接口。 附图1 附图2 现在我们看到的各种显卡上常用的输出接口有两种：VGA和DVI，我们要根据自己显卡和显示器接口的情况，选择合适的接口连接，以保证显示质量。下面我对这两种接口分别做以介绍，并说明如何选择合适的接口。 VGA接口：早年使用的的CRT显示器由于其工作原理所决定，只能接收模
拟信号，这就要求显卡能够输出模拟信号。VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口，也叫D-Sub接口。在2000年以前，显卡与显示器连接的主要接口只有VGA一种。现在应用越来越广的LCD显示器可以接收而且应该接收数字信号，因而不必再设置VGA接口了。但实际情况是现在市面上仍然有一些低端产品为了能与早期的VGA接口显卡相匹配，仍然采用VGA接口，甚至有的只有VGA接口。为了适应这部分显示器的需要，所以现在多数中低端显卡上仍然带有VGA 接口。 那么LCD显示器使用VGA接口和电脑连接有什么问题呢？我们知道，电脑处理的是数字信号，其输出的也是数字信号。为了输出模拟信号，以适应只有VGA接口显示器的需要，电脑输出的数字图像信号先要在显卡的数字/模拟 （D/A）转换器里转变为R、G、B三基色信号和行、场同步信号，然后这些模拟信号再通过连接线传输到显示器中。对于模拟显示设备，如CRT显示器，模拟信号可以直接送到相应的处理电路里，驱动控制显像管生成图像。而LCD显示器是需要靠数字信号来控制显示图像的，所以显卡输出的模拟信号还要在LCD 显示器的模拟/数字（A/D）转换器里转换为数字信号。图像信号在经过D/A、A/D两次转换后，不可避免地会引起信号的衰减。而模拟信号在处理和传输过程中要比数字信号易受干扰，会产生噪声（这也是造成模拟电视和数字电视显示质量不同的主要原因），这些都会造成图像细节的损失，导致图像出现失真甚至显示错误。VGA接口用于连接CRT显示器是无法改变的，只能如此。但用于连接LCD显示器，由于转换过程中的图像信号损失会使显示效果有所下降，所以是不甚合适的。 DVI接口：1999年，Silicon Image、Intel、Compaq、IBM、HP、NEC、Fujitsu等IT业巨头联合推出了这一数字接口标准。DVI接口有下面两个主要的优点： 首先是速度快。 DVI传输的是数字信号，数字图像信息不需要经过任何转换，直接传送到LCD显示器上，减少了数字→模拟→数字的转换过程，节省了时间，因此它的传输速度更快。 其次是画面清晰。由于使用DVI接口连接电脑和显示器无需进行数字→模拟→数字的转换，避免了信号的衰减。而且使用DVI接口进行数据传输，信号不易受干扰，这些都使图像的清晰度和细节表现力都得到了提高，使显示的色彩更准确。 根据以上分析可知，使用LCD显示器最好不要用VGA接口和电脑相连，而要使用DVI接口和电脑相连。当然，这需要您的LCD显示器有DVI接口，否则，即使显卡上有DVI接口，也没有办法连接。我在网上查了一下，现在的显卡（不管高中低）基本上都有DVI接口。相反倒是许多低端LCD显示器没有DVI接口，各位摄友选择LCD显示器时要注意了。当然，使用DVI数字接口还需要用专门的连接线，一般情况下，有DVI接口的LCD显示器都会配有此连接线。我的老显示器是2006年买的，当时市售的多数普通LCD显示器还没有DVI接口的，我的这款显示器是有DVI接口的，并配有相应的连接线。所以从那时开始，我就使用DVI接口连接电脑和显示器了。 在显卡上，我们还会看到其他一些接口，如在两张附图中所看到的S端子、HDMI接口和DP接口，这里也简单介绍一下。 S端子输出的也是模拟图像信号，主要用于连接电脑与电视机。早年的显示器都比较小，显示效果也比电视差，所以在显卡上设置了这种接口。早期的
文章编号!"##$%$&’#()##*+#"%##’,%#$ -.-真空紫外荧光粉余辉测试仪 / 朱美萍0牟同升 (浙江大学现代光学仪器国家重点实验室0浙江杭州’"##)1+摘要!回顾了-.-荧光粉的基本原理0阐述了余辉测试的重要性0详细介绍了-.-用 真空紫外荧光粉余辉测试系统的各个组成部分及其工作原理0并根据测得数据绘出了余辉 特性曲线0最后对该系统的性能进行了评估2 关键词!-.- 3荧光粉3余辉特性3余辉时间3真空紫外中图分类号!4561’7,*文献标识码!8 9:;<=>;N O N P QR ST U V W U X Y 0SZ R [\X Y V ]^T X Y (_‘a ‘b c b de a f g h a ‘g h dg i jg k b h lm n ‘o p a q r l s ‘h t u b l ‘a ‘o g l 0v w b x o a l yz l o {b h s o ‘d 0|a l y }w g t ’"##)10~w o l a +!";lvds液晶屏幕接口详细讲解
1．LVDS输出接口概述 液晶显示器驱动板输出的数字信号中，除了包括RGB数据信号外，还包括行同步、场同步、像素时钟等信号，其中像素时钟信号的最高频率可超过28MHz。采用TTL接口，数据传输速率不高，传输距离较短，且抗电磁干扰（EMI）能力也比较差，会对RGB数据造成一定的影响；另外，TTL多路数据信号采用排线的方式来传送，整个排线数量达几十路，不但连接不便，而且不适合超薄化的趋势。采用LVDS输出接口传输数据，可以使这些问题迎刃而解，实现数据的高速率、低噪声、远距离、高准确度的传输。 那么，什么是LVDS输出接口呢？LVDS，即Low Voltage Differential Signaling，是一种低压差分信号技术接口。它是美国NS公司（美国国家半导体公司）为克服以TTL电平方式传输宽带高码率数据时功耗大、EMI电磁干扰大等缺点而研制的一种数字视频信号传输方式。 LVDS输出接口利用非常低的电压摆幅（约350mV）在两条PCB走线或一对平衡电缆上通过差分进行数据的传输，即低压差分信号传输。采用LVDS输出接口，可以使得信号在差分PCB线或平衡电缆上以几百Mbit／s的速率传输，由于采用低压和低电流驱动方式，因此，实现了低噪声和低功耗。目前，LVDS输出接口在17in及以上液晶显示器中得到了广泛的应用。 2．LVDS接口电路的组成 在液晶显示器中，LVDS接口电路包括两部分，即驱动板侧的LVDS输出接口电路（LVDS发送器）和液晶面板侧的LVDS输入接口电路（LVDS接收器）。LVDS发送器将驱动板主控芯片输出的17L电平并行RGB数据信号和控制信号转换成低电压串行LVDS信号，然后通过驱动板与液晶面板之间的柔性电缆（排线）将信号传送到液晶面板侧的LVDS接收器，LVDS接收器再将串行信号转换为TTL电平的并行信号，送往液晶屏时序控制与行列驱动电路。图1所示为LVDS接口电路的组成示意图。
收稿日期:2004-09-30 作者简介:李五坡(1973-),男,河南夏邑人,商丘职业技术学院助教,主要从事机电技术研究. 文章编号:1671-8127(2005)02-0055-03 L ED 数码显示器及接口技术 李五坡1,董海霞2 (1.商丘职业技术学院,河南商丘476000;2.商丘技工学校,河南商丘476000) 摘 要:L ED (Light Emiting Diode )是发光二极管的简称,是一种通电后能发光的半导体器件,导电性质与普通二极管类似. L ED 数码显示器就是由发光二极管组合而成的一种新型的显示器件,在单片机系统与接口技术中得到了广泛的应用. 关键词:单片机;L ED 显示器;接口技术 中图分类号:O175.29 文献标识码:A L ED 数码显示器件是一种由八个L ED 发光二极管组合显示字符的显示器件,其中七个用于显示字符,一个用于显示小数点,故通常称为七段(也称八段)L ED 数码显示器.从小型计算器到复杂的仪器仪表,L ED 数码显示器都得到了广泛的应用,实际使用的L ED 显示器都是多位的,对于多位显示器多采用动态扫描的方法显示[1],用单片机(8155)的A 口、C 口分别控制段码和位码实现L ED 显示器的动态扫描. 1 L ED 数码显示器的结构与显示段码 1.1 L ED 数码显示器的结构 发光二极管(L ED )与普通二极管类似,只要管子上有电流流过,管子就点亮.通过七段发光二极管亮暗不同的组合,可以显示多种数字、字母及其它字符[2].内部结构如图1. 1.2 L ED 数码显示器的连接方法. 1.2.1 共阴极连接.把七个发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极,使用时公共阴极接地.每个发光二极管的阳极通过电阻与输入端连接,阳极端输入高电平时,发光二极管点亮,输入低电平时则不亮.连接方法如图2. 1.2.2 共阳极接法.把七个发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极,使用时阳极接+5V 电源,每个发光二极管的阴极通过电阻与输入端连接,阴极输入低电平时,发光二极管点亮,输入高电平则不亮.连接方法如图 3. 图1 发光二极内部结构 图2 共阴极 图3 共阳极 1.3 L ED 数码显示器的显示段码. 为了显示字符,要为L ED 显示器提供显示段码[3],组成一个“8”字形字符的七段,加上一个小数点位,共八段,所以提供给L ED 显示器的显示段码为1个字节,对应关系如表1.表1 L ED 显示器显示段码的对应关系 段码位 D7D6D5D4D3D2D1D0显示段dp g f e d c b a 2 L ED 数码显示器的接口电路 2.1 实际使用的L ED 数码显示器位数较多,为了简化电路、降低成本,多采用以软件为主的接口方法.对于多位(以3位为? 55?2005年第2期第4卷(总第17期) 商丘职业技术学院学报J OU RNAL OF SHAN GQ IU VOCA TIONAL AND TECHN ICAL COLL EGE Vo1.4,No.2Apr.,2005
VFD的实现原理和驱动设计 单片机音响技术网2008/2/21 VFD 的简单介绍 VFD 是指真空荧光显示器，是Vacuum Fluorescent Display 的缩写，利用电子撞击玻璃基板上的荧光粉而发光，通过VFD上面的各个亮点的组合一起发亮来显示字符，数字，特定的图标等等。由于VFD的显示，清晰明亮低工耗等特点被广泛用于家用电器，仪器设备，自动动化设备等上面，用来显示数字信息如温度，字符信息如：名称和一些标记指示信息。有关VFD的硬件结构，工作原理，在网上有很多的介绍，在官方网站可以很容易的找到非常准确的介绍。VFD原理及使用请在本站下载 DVD视盘机的VFD显示典型硬件电路 VFD的硬件电路可根据VFD屏的SPEC了解其需要驱动的段，位，选择相应的驱动IC，常用的包括PT6312，PT6311，PT6311相对驱动的段，位多些，可连接的按键也多些。驱动电路的外围元件参数参照PT6311，PT6312的SPEC即可，需要注意的是，6312，6311有很多品牌均可通用，不同品牌的驱动注意其振荡电阻阻值的差异，其余基本相同，另外在电路半设计中驱动电压+5V的去藕电容尽量靠近IC，驱动数据线（DATA，STB，CLK）各连接一个101瓷片到地，保证IC，数据线不受干扰或减轻干扰。 VFD显示屏的供电
VFD显示屏的供电包括交流~3V3灯丝电压和驱动芯片需要的-21V~-27V以及+5V，上图是典型的变压器次级供电处理电路。 还有一种方法是用直流逆变得到或者使用开关电源，现在市场上很多专门的DVD开关电源，满足DVD解码板以及VFD 显示的电源要求，电源组包括：+5V，±12V，-21V，~3V3，有些还带常用集成功放的电源，使用他们也非常方便。笔者设计的TOPAV-2008开发平台，其VFD供电采用了直流逆变交流的方式，结构非常简洁，使用方便，详细可到单片机音响技术网了解。 VFD 的软件控制驱动设计 前面说过VFD用途广泛，所以就非常有必要搞清楚如何通过软件去驱动它了，怎样让VFD显示我们要显示的内容，这就是一个程序员要思考的问题了，也是本文的目力所在。市场上有很多电子产品都要用到VFD，其中目前比较火热的数字电视，机顶盒（DVB）还有DVD上面都在使用VFD显示。要想让VFD正常的工作还要依赖一个工作的平台，比如说，你是在Sunplus平台上，还是在Cheertek，Ali,ST,MTK,ESS的等平台上做。要让程序能高效的工作，并且具备最大可能性的移植和扩展性是非常重要的，例如让一个VFD的驱动模块同时可以在Sunplus,cheertek,Ali等多个平台上工作，也可以能在其它单片机上工作，只要它能支持C语言编程。为了让整个模块更加的模块化，我们就需要对整个模块进行进一步的细份。哎！废话少说，太激动了。 驱动三步走 我们把VFD的驱动分成三步或三部分来实现，各个部分实现相应的功能： 第一步：上层接口,用于适应市场上不同公司和种类的VFD。 第二步：中间层,VFD各中显示功能的的实现，用语满足显示需求。例如：一般显示，闪动，滚动，旋转，等.... 第三步：平台接口,用于实现和各个平台之间的接口，主要是和CPU的通信。 基于上面的构想，下面就来分步实现它 简单的介绍一下实现环境： 编译环境：GCC 语言：C 测试平台：Cheertek（CT219,909）,和Ali（Ali3330,3329）（DVB的外部显示，用来显示电台名称等等…）
第8-1周教案 教学环节教学内容及过程 师生双 边活动 时间 分配 组织教学 复习巩固 组织新授 一、组织教学： 1．检查学生出缺席及课前准备情况。 2．准备上课物品。 3．强调课堂纪律及操作安全。 二、复习巩固： 汽车上常见的报警装置有哪些？ 三、讲授新课： （一）汽车仪表电子化的优点 随着电子控制技术的发展，常规指针式仪表，已远远不能满足现 代汽车技术发展的要求。 1.机械手表和电子手表对比，有哪些优点？ 查看班级上 课情况 随堂提问 学生口答 老师点评 教师活动： 教师描述任 务，布置任务 教师引导、启 发 学生思考、口 2分 钟 5分 钟 10分 钟 章节第五章：仪表与报警系统课题汽车电子显示装置班级15汽修班授课者党宁伟 课时安排2课时 第1课时汽车仪表电子化的优点及电子显示器件 第2课时电子显示器件及维护 教学目标知识目标了解汽车电子显示装置的基本原理。 能力目标掌握汽车电子显示装置的日常维护要求。 素质目标培养学生识图能力，逻辑推理能力，团队协作、安全文明规范操作意识。 教学 重点 汽车电子显示装置的基本原理教学 难点 汽车电子显示装置的基本原理教具教材、实物、多媒体课件 教学方法1.讲授法结合示范法、指导法、练习、抽查、评价 2.多媒体课件辅助教学
教师示范讲授 学生操作练习 教师引导、启发 学生思考、口述 2.汽车仪表电子化的优点 教师引导、启发 学生思考、口述 （二）常用电子显示器件 电子显示器件大致分为两类，第一类为主动显示型，第二类为被 动显示型。主动显示型的显示器件本身辐射光线，如发光二极管 (LED)、真空荧光管(VFD)、阴极射线管(CRT)、等离子显示器件(PDP) 等； 被动显示型器件相当于一个光阀，它的显示靠另一个光源来调 制，如液晶显示器件(LCD)和电致变色显示器件(ECD)等。这些都可作 为汽车电子显示器件使用。 1.发光二极管(LED) 1-塑料外壳 2-芯片 3-导线 4-引线 2.真空荧光管(VFD) 真空荧光管板实际是一种真空低压管，它由玻璃、金属等材料构 成。其发光原理与电视机中的显像管相似。汽车上使用的数字式车速 表的真空荧光显示屏，三位数字。 3.液晶显示器件(LCD) 液晶是一种有机化合物，在一定温度范围内，它具有普通液体的 流动性质，也具有晶体的某些光学特性。液晶显示器是一种被动显示 装置，具有显示面积大，耗能少、显示清晰、通过滤光镜可显示不同 颜色，在阳光直射下不受影响等特点，应用十分广泛。 4.阴极射线管(CRT) 阴极射线管(CRT)也称为显像管或电子束管。它是一种特殊的真 空管。其结构与原理与家用及办公用电脑彩色显示器相同。 述 教师活动： 教师启发引 导，分析显示 器件结构与 原理 学生动脑思 考，积极发言 30分 钟
2011-2015年中国真空荧光显示屏（VFD）市场监测与投资前景研究报告 内容简介： 技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。随着我国真空荧光显示屏（VFD）市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。了解国内外真空荧光显示屏（VFD）生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。 中国产业研究报告网发布的《2011-2015年中国真空荧光显示屏（VFD）市场监测与投资前景研究报告》共十一章。首先介绍了真空荧光显示屏行业相关概述、中国真空荧光显示屏产业运行环境等，接着分析了中国真空荧光显示屏行业运行的现状，然后介绍了中国真空荧光显示屏行业市场竞争格局。随后，报告对中国真空荧光显示屏做了重点企业经营状况分析，最后分析了中国真空荧光显示屏行业发展趋势与投资预测。您若想对真空荧光显示屏产业有个系统的了解或者想投资真空荧光显示屏行业，本报告是您不可或缺的重要工具。 本研究报告数据主要采用国家统计数据，海关总署，问卷调查数据，商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局，部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据，企业数据主要来自于国统计局规模企业统计数据库及证券交易所等，价格数据主要来自于各类市场监测数据库。 第一章真空荧光显示屏行业相关概述 第一节真空荧光显示屏行业概况 一、真空荧光显示屏阐释 二、产品优缺点分析 第二节基本原理及特性分析 第三节适用领域概况 一、家用电器 二、办公自动化设备 三、工业仪器仪表和汽车 第二章2010-2011年世界真空荧光显示屏行业发展状况分析 第一节2010-2011年世界真空荧光显示屏行业概况 一、世界真空荧光显示屏市场现状分析 二、世界真空荧光显示屏技术分析
VFD屏显 真空荧光显示屏VFD（Vacuum Fluorescent Display）是从真空电子管发展而来的显示器件，它的基础特性与电子管的工作特点基本相同。由发射电子的阴极（直热式，统称灯丝）、加速控制电子流的栅极、玻璃基板上印上电极和荧光粉的阳极及栅网和玻盖构成。它利用电子撞击荧光粉，使荧光粉发光，是一种自身发光显示器件。 VFD根据结构一般可分为二极管和三极管两种；根据显示内容可分为：数字显示、字符显示、图案显示、点阵显示；根据驱动方式可分为：静态驱动（直流）和动态驱动（脉冲）。显示发光形式有点阵式和固定图形、文字式等。 由于它可以做多色彩显示，亮度高，又可以用低电压来驱动，易与集成电路配套，所以被广泛应用在家用电器、办公自动化设备、工业仪器仪表及汽车等各种领域中。在音箱面板上主要用来显示调节音量的高低状态，显示声音信号的强弱高低。 LED是发光二极管Light Emitting Diode的英文缩写。 LED应用可分为两大类：一是LED单管应用，包括背光源LED，红外线LED 等；另外就是LED显示屏，目前，中国在LED基础材料制造方面与国际还存在着一定的差距，但就LED显示屏而言，中国的设计和生产技术水平基本与国际同步。 LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点。 液晶显示器(LCD)英文全称为Liquid Crystal Display， 它一种是采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。和CRT显示器相比，LCD的优点是很明显的。由于通过控制是否透光来控制亮和暗，当色彩不变时，液晶也保持不变，这样就无须考虑刷新率的问题。对于画面稳定、无闪烁感的液晶显示器，刷新率不高但图像也很稳定。LCD显示器还通过液晶控制透光度的技术原理让底板整体发光，所以它做到了真正的完全平面。一些高档的数字LCD 显示器采用了数字方式传输数据、显示图像，这样就不会产生由于显卡造成的色彩偏差或损失。完全没有辐射的优点，即使长时间观看LCD显示器屏幕也不会对眼睛造成很大伤害。体积小、能耗低也是CRT显示器无法比拟的，一般一台15寸LCD显示器的耗电量也就相当于17寸纯平CRT显示器的三分之一。 目前相比CRT显示器，LCD显示器图像质量仍不够完善。色彩表现和饱和度LCD 显示器都在不同程度上输给了CRT显示器，而且液晶显示器的响应时间也比CRT显示器长，当画面静止的时候还可以，一旦用于玩游戏、看影碟这些画面更新速度块而剧烈的显示时，液晶显示器的弱点就暴露出来了，画面延迟会产生重影、脱尾等现象，严重影响显示质量。 LCD显示器的工作原理：从液晶显示器的结构来看，无论是笔记本电脑还是桌