Мультиплексный дисплей

Мультиплексные дисплеи — это электронные устройства отображения , в которых весь дисплей не управляется одновременно.

Вместо этого подблоки дисплея (обычно строки или столбцы для матричного дисплея или отдельные символы для символьно-ориентированного дисплея, иногда отдельные элементы дисплея) мультиплексируются , то есть управляются по одному, но высокая частота переключения и постоянство зрения в совокупности заставляют зрителя поверить, что весь дисплей постоянно активен.

Мультиплексный дисплей имеет несколько преимуществ по сравнению с немультиплексным дисплеем:

требуется меньше проводов (часто гораздо меньше проводов)
можно использовать более простую электронику вождения
и то, и другое приводит к снижению затрат
пониженное энергопотребление

Мультиплексные дисплеи можно разделить на две большие категории:

символьно-ориентированные дисплеи
пиксельно-ориентированные дисплеи

Символьно-ориентированные дисплеи

Большинство знаково-ориентированных дисплеев (таких как семисегментные , четырнадцати-сегментные и шестнадцатисегментные дисплеи ) отображают весь символ одновременно. Различные сегменты каждого символа соединены в двумерную диодную матрицу и будут светиться только в том случае, если линии «строки» и «столбца» матрицы имеют правильный электрический потенциал. Светоизлучающий элемент обычно имеет форму светодиода ( LED), поэтому электричество будет течь только в одном направлении, сохраняя отдельные линии «строки» и «столбца» матрицы электрически изолированными друг от друга. Для жидкокристаллических дисплеев пересечение строки и столбца вообще не является проводящим.

В показанном выше примере дисплея видеомагнитофона подсвеченные элементы представляют собой пластины множества отдельных триодных ламп, находящихся в одном вакуумном корпусе. Сетки триодов расположены так, что одновременно освещается только одна цифра. Все одинаковые пластины во всех разрядах (например, все нижние левые пластины во всех разрядах) соединены параллельно. Один за другим микропроцессор , управляющий дисплеем, включает цифру, помещая положительное напряжение на сетку этой цифры, а затем подавая положительное напряжение на соответствующие пластины. Электроны проходят через сетку этой цифры и попадают на те пластины, которые имеют положительный потенциал.

Если бы дисплей был построен с возможностью индивидуального подключения каждого сегмента, для дисплея потребовалось бы 49 проводов только для цифр, а для всех других индикаторов, которые могут подсвечиваться, потребовалось бы больше проводов. При мультиплексировании дисплея требуются только семь строк «селектора цифр» и семь строк «селектора сегмента». Дополнительные индикаторы (в нашем примере « Видеомагнитофон », « Hi-Fi », « СТЕРЕО », « САП » и т. д.) располагаются так, как если бы они были сегментами дополнительной цифры или двумя или дополнительными сегментами существующих цифр и являются сканируются с использованием той же стратегии мультиплексирования, что и реальные цифры.

Большинство символьно-ориентированных дисплеев одновременно обрабатывают все соответствующие сегменты целой цифры.Некоторые символьно-ориентированные дисплеи отображают только один сегмент за раз. дисплей Hewlett-Packard HP-35 Примером этого был . Калькулятор воспользовался эффектом импульсной работы светодиодов , при котором очень короткие импульсы света воспринимаются как более яркие, чем более длинные импульсы света с тем же интегралом по времени интенсивности.

Схема матрицы клавиатуры имеет устройство, очень похожее на мультиплексный дисплей, и имеет многие из тех же преимуществ.Чтобы еще больше сократить количество проводов, некоторые люди «разделяют» провода между мультиплексным дисплеем и матрицей клавиатуры, еще больше сокращая количество проводов. ^[1]

Пиксельно-ориентированные дисплеи

Для сравнения, в матричных дисплеях отдельные пиксели расположены на пересечении линий «строки» и «столбца» матрицы, и каждым пикселем можно управлять индивидуально.

Здесь экономия на проводке становится гораздо более существенной. Для типичного компьютерного экрана с разрешением 1024×768 ( XGA ) для немультиплексного управления потребуется 2 359 296 проводов. Такое количество проводов было бы совершенно непрактично. Но если объединить пиксели в мультиплексированную матрицу, потребуется всего 1792 провода; вполне практическая ситуация.

Пиксельно-ориентированные дисплеи могут одновременно управлять одним пикселем или всей строкой или столбцом пикселей. Жидкокристаллические дисплеи с активной матрицей обеспечивают элемент хранения данных в каждом пикселе, поэтому пиксель продолжает отображать правильное состояние, даже если он не используется активно.

"Расставаться"

Поскольку большинство мультиплексных дисплеев не отображают весь дисплей одновременно, они могут «разбиться», если точка зрения наблюдателя находится в движении. Например, если бы наблюдатель быстро провел взглядом по мультиплексному дисплею, он мог бы увидеть беспорядок отдельных цифр, а не связное изображение. (Тот же эффект может возникнуть, если дисплей движется относительно точки наблюдения наблюдателя.) Люди с нистагмом (непроизвольным движением глаз) гораздо чаще испытывают этот эффект, и им может быть трудно читать некоторые мультиплексированные изображения. Иногда это также может быть спровоцировано жеванием леденцов ; это вызывает вибрацию глаз пользователя, что приводит к поломке дисплея.

Мультиплексный характер отображения можно обнаружить и при наблюдении за ним через механический стробоскоп , например, вращающееся колесо с прорезями.

См. также

Чарлиплексинг

Ссылки

^ Стэн Д'Суза. «Микрочип AN529: мультиплексирование светодиодов и выборка клавиатуры 4х4» .1997.

Внешние ссылки

[1] Стэн Д'Суза. «Микрочип AN529: мультиплексирование светодиодов и выборка клавиатуры 4х4» .1997.

[1]