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VFD原理及应用 一、VFD基础 （一）、什么是VFD 真空荧光显示屏（VACUUM FLUORESCENT DISPLAY） 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 VFD3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 Ba）Sr）Ca）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）MESH） 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) 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。 1的消气剂（GETTER）GAS） 3.1.灯丝 灯丝电压与灯丝电流的关系如图45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????????? 图6.灯丝电压与亮度（Ef-L)特性??????? (ef-ib,ic)特性 3.2.灯丝电源 Ef） 3.2.1交流驱动 7及图9所示，其各自的电位关系则如图8及图10所示。图7是与灯丝的单侧（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}{（Eb、Ec）+√2Ef}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）DC-DC变换器（CONVERTER）SPIKE）30KHz以上。 ? 3.2.2直流驱动 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 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