航空显示技术复习资料讲课讲稿.doc

² 阴极射线管（CRT）
CRT是一种电真空器件。主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成。
CRT电子枪中沿管轴方向安装了加热灯丝，发射电子的阴极，控制电子束强弱的栅级和第一加速阳极、聚焦极等。
偏转系统的作用，是用来控制电子束到达显示器荧光屏上时的运动方向。
² 真空荧光显示器件（VFD）
真空荧光显示器件（VACUUM FLUORESCENT DISPLAY，VFD）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。
² 液晶显示器（LCD：Liquid Crystal Display）
一、液晶基础知识
在一定温度范围内既具有晶体的各向异性，又具有液体的流动性的特殊物质态的有机化合物称为液态晶体，简称液晶。
液晶显示器的特点：
(1)、低电压、微功耗
(2)、真正的平面显示
(3)、被动型显示，视觉良好
(4)、显示信息量大
(5)、易于彩色化
(6)、无电磁干扰
(7)、寿命极长
二、液晶的应用物理性质
• 液晶是物质存在的一种形态。它既不同于固体，也 不同于液体（各向同性），更不同于气体。它是一 种特殊的物质形态，因此，有人将其称为物质的第 四态。
• 液晶存在的领域相当广。目前已被发现的或经人工 合成的液晶达几千种。这些液晶总的可分为两大类：热致液晶和溶致液晶。
• 热致液晶，就是因“热”而使其在一定温度范围内呈液晶态的一 类物质。热致液晶因分子排列的有序状态不同，可分为向列相 液晶、近晶相液晶和胆甾相液晶三大类。
• 近晶相液晶分子结构呈棒状，按层排列，每层内的分子长轴方向基本一致，与该层平面保持一定角度。
• 向列相分子也呈棒状，自由态时，分子长轴方向保持一致。具有粘度小，流动性强的特性。
• 胆甾相液晶：因其来源于胆甾醇衍生物而得名，其液晶分子也是棒状，像近晶相一样层状排列，而在同一层面内，分子长轴取向 一致，这一点又与向列相液晶相似。
• 从分子角度看，液晶分子一般都是棒状的，是一种极性分子。由于分子力作用，使液晶分子集合在一起时，处于自然状态下的分子长轴总是相互平行。从宏观上观察，液晶具有液体的流动性和晶体的异向性，沿分子长轴有序方向和短轴有序方向上的宏观物理性质出现不同，这就是液晶的异向性，即各向异性。
• 研究发现，向列相或近晶相液晶一般都呈现单轴的光学各向异性，因此，具有以下特别有用的光学特性。
①能够使入射光沿液晶分子长轴方向偏转。
②使入射的偏光状态及偏光轴方向发生变化。
③使入射的左旋光及右旋光产生相应的透射或反射。
• 三、液晶显示原理
• 液晶显示器件是利用液晶的电光效应做成电光调制器件，控制外界光在显示屏上不同区域的强弱有无来达到显示的效果。
液晶显示器件按像素组成可分为段型和点矩阵型两大类。点矩阵型又分为无源矩阵和有源矩阵两种。
液晶显示控制器必须具备以下功能：
1、简捷的计算机接口，控制器对计算机一般以总线形式提供接口特性。
2、有一套完整的逻辑控制电路和时序发生器，可实现对各种显示功能的控制。
3、有管理显示缓冲区的能力。
4、有液晶显示驱动器工作必须的扫描时序信号的生成、发送能力和显示数据的传输能力。
5、有功能齐全的控制指令集，计算机可以容易地编程。

² 等离子体显示器件
等离子体显示器件（PDP：Plasma Display Panel）是利用气体放电而发光的平板显示器件的总称。
PDP显示器件为自发光型显示，能够发单色和彩色光，它有较好的发光效率和亮度。
PDP具有薄型结构、无闪烁、对比度大、随机书写与擦除、固有的存储功能等特点。
与其它的平板显示器件相比能够实现大屏幕显示；还有响应速度快及可利用荧光体自发光实现多色显示的特点。
² 场致发射显示器件
（FED： “Field Emitter Display”， 意为“场发射显示器”）。其发光原理同CRT一样是阴极发光，不同的是，CRT利用热阴极发光，FED是把冷阴极作为电子源，使之在电场中向真空发射电子，阴极有利用隧道效应抽出电子的发射极，对像素的寻址办法是采取电极控制的方式。
SED：“Surface Conduction Electron Emitter Display”， 意为“表面传导电子发射显示器件”。另外，它属于场发射显示器件FED中的一种。

² 发光二极管LED
发光二极管LED（Light Emitting Diode）是一种电—光转换型固体器件。LED通常是用砷化镓（GaAs）单晶、磷化镓（GaP）单晶、磷砷化镓（GaAs1-x Px ）混晶、砷铝化镓（Ga1-x A1x s）混晶等半导体材料制成的特殊半导体二极管。
LED的结构由芯片、阴极、阳极引脚和环氧树脂组成。
LED在发光强度、色彩、响应速度、耗电量、可靠性、寿命以及抗恶劣环境等方面具有综合优势，使其成为发布公众信息的主要工具。
LED是靠在PN结上加正电压，使电子和空穴复合形成发光。
LED的伏安特性与普通二极管基本相似，只是开始导通的正向电压较大，大约在1.6-3.0V之间，视不同的半导体材料而定。
发光二极管LED使用注意事项：
1、运用过程中器件的各种参数不得超过其最大允许值。连接时不能把极性接反。
2、在器件的安装布局时，应该远离其它发热元件，以保证 器件能够发挥其最大功率。
3、焊接时应该注意引脚的散热，尽量避免引起芯片过热造成的损害。引脚根部不允许弯曲。
4、各种LED器件在电压源驱动时，均需串入限流电阻。

² 电致发光显示器件（ELD：Electro Luminescent Display）
电致发光（EL）是在半导体、荧光粉为主体的材料上施加电压而发光的现象。有本征型电致发光和电荷注入型电致发光两种。
ELD属于自发光型显示器件。从发光层的材料来分，有无机电致发光和有机电致发光两大类；从结构上又可分为薄膜型和分散型两种。
ELD的特点：
1、图像显示质量高，具有显示精度高，精细柔和，对眼睛刺激小等优点，特别由于是自发光型，视角大，对于精细度要求高的汉字显示十分有利。
2、受温度变化的影响小。EL的发光阈值决定于隧道效应，因此对温度变化不敏感。这在温度变化剧烈的车辆等中的应用有明显优势。
3、耐冲击震动好，适合坦克、装甲车等军事应用。
4、小功耗，薄型，质轻。一般厚≤25mm,重约500g
OELD（或OLED）也叫有机薄膜电致发光（或有机发光二极管）显示器件。OELD是一种低场电致固体自发光器件，可适应恶劣工作环境。器件中具有P-N结结构，其工作模式与无机LED相似，属于电流器件，为注入型EL，故国外最近改称其为OLED。其特点是：
1、 又轻又薄，能制作可翘曲的显示器；
2、 具有低功耗，可在低电压下工作；
3、 发光效率高，广视角对比度高；
4、 响应速度快；
5、 工作温度范围宽；
6、 有机发光材料众多，制造成本低；
7、 易实现全彩大面积显示。
² 电子综合显示技术
所谓电子综合显示技术，是一个以计算机为核心的终端数据-图形综合处理显示系统，将各种原始信息进行转换和处理后，由字符-图形发生器产生与显示信息相应的信号，驱动显示器件，以数字、符号、图形、图像及其组合形式，在综合显示器上显示出来的技术。
一般来说。字符-图形显示应归属于计算机图形学。任何计算机显示设备的画面都是由字符和图形组成的。
字符即字母、数字和符号的统称。
字符发生器可分为点阵法和笔划法两种。笔划法就是用一些基本线段去逼近字符笔划法又有冲程笔划法和李沙育笔划法之分。
矢量产生器电路是为了实现图形显示功能而设置的。
计算机图形显示质量主要与计算机中的图形显示卡有关。计算机图形显示卡包括显示存储器与控制器、属性存储器和图形存储器。
显示器分辨率通常用水平像素点数量乘以垂直像素点数量来表示。彩色显示器工作中接收的同步信号来自显示卡输出的同步信号。
彩显系统控制中微处理器正常工作的条件是正确的工作电压，正确的复位（清零）电压和正确的系统时钟振荡信号。

² 航空电子综合显示系统
航空电子综合显示系统是基于数字计算机的电子化、数字化的字符-图形显示装置，是机载计算机的终端数据图形显示设备。其综合显示的含义是在进行某种状态的飞行时，飞行员可以在有限的视域内，依靠一个或几个显示器，及时地获知有关飞机本身和它所处环境的各种必要和充分的信息。综合显示器并不是显示出所有的信息，而是只是显示此时此刻飞行员最需要的一组信息。哪些与飞行状态关系不大的参数应当暂时消隐，即按时间分配与显示信息。
航空电子综合显示系统中，主飞行显示仪是PFD，导航参数综合显示仪是ND，发动机指示与空勤告警显示仪是EICAS。
主飞行显示仪显示的信息包括：姿态指引信息、航向信息、飞行速度信息、飞行高度信息。
发动机指示与空勤告警显示仪显示的参数主要有：
发动机参数——转速、排气温度、压力比、滑油压力、温度、油量、燃油流量、存油量与温度、振动等；其他系统的信息也可显示在该显示仪中——液压、气压系统的压力；
电源系统的电压、电流、功率、频率；
导航显示仪（ND：Navigate Display）又称导航参数综合显示仪。它有两种主要的显示格式，即环形地图显示格式和扇形地图显示格式。它显示的信息有：
航向信息；
地速、风速、风向信息；
航程与航线信息。
飞行管理系统的主要功能：
为导航显示仪生成有航线的地图，包括导航台、路标、目的地机场跑道等相对位置的导航地图。
存储导航、航空动力和发动机的数据，作为航线更新用的导航数据库。
用所有的基准数据和航线进行性能优化计算等。

头盔显示/瞄准系统的特点：
1视界大，
2、可获得很好的作战效果，
3、可以更有效地进行导弹的离轴发射。
头盔显示器的原理是将小型显示器所产生的影像由光学系统放大成一个虚像，投影到视网膜上形成一个放大的视觉影像。
航空电子综合显示仪的特点：
• 显示灵活多样，可以显示字符、符号、图形、表格等，还可以不同的颜色显示；
• 容易实现信号的综合显示，减少了仪表数量，便于观察；
• 电子式显示仪不增加误差，显示精度高；
• 采用固态器件，寿命长、可靠性高，性价比高；
• 符合机载设备的数字化发展方向。
大气数据计算机
导航/攻击
雷 达
微光电视

输
入
接
口

显
示
信
息
处
理
机

字
符
图
形
发
生
器
平视显示仪
飞行参数综合显示仪
导航参数综合显示仪
多功能显示仪
航空电子综合显示仪方框图