你曾經在半夜醒來想知道是否 你需要起床嗎?當你四處奔波的時候 鬧鐘，很可能你打翻了一杯水，掃了 你旁邊的桌子上的東西掉到地板上，拉了一塊肌肉 伸得太遠，也吵醒了家里的其他人。 當然，除非你有一個 電子的 帶變頻器的鬧鐘。 通常為綠色，這些 數字 顯示屏足夠明亮和清晰 在黑暗(或充足的陽光下)看東西，而不會偏離你的一英寸 枕頭。盡管VFD已被廣泛取代 液晶顯示器 在 口袋等應用 計算器 和掌上游戲，它們是 仍用于 微波爐、音響設備和汽車 儀表板顯示。有沒有想過它們是如何工作的?讓我們仔細看看!

　　照片：VFD顯示這個電爐上的時間。VFD廣泛用于爐子和微波爐，部分原因是它們易于從遠處讀取，但也因為它們的工作溫度比LCD高得多(通常高達至少85°C或185°F)，因此爐子的熱量影響它們的可能性較小。

　　什么是變頻器?

　　幾十年前， 電氣 電器非常簡單： 你可以打開和關閉它們——僅此而已。現在的事情 是更復雜的，甚至相對簡單的事情，例如 衣服 洗衣機, 吸塵器, 電話和 收音機 有數字 告訴您他們在做什么的顯示器。有些可以顯示數字， 有些顯示數字和字母，有些可以顯示動畫 圖片。

　　從廣義上講，數字顯示器有三種不同的工作類型 以三種完全不同的方式：

　　發光二極管：這些包含明亮的片段 以與小的方式相同 發光二極管 (LED) 用于儀表板。通常，LED顯示屏僅顯示數字(數字)，每個數字 由七個發光條(或段)組成。 他們同樣工作 在黑暗或光明中都很好，但消耗相對大量的 權力。

　　液晶顯示器：比LED更通用，也更緊湊， 液晶顯示器 可以顯示數字、字母、單詞或幾乎任何其他內容。他們是 用于從 手機 和筆記本電腦放在口袋里 計算器和液晶電視。雖然他們使用相對較少 電源，他們需要背光(從他們身后照射的光從 顯示屏的背面從正面伸出)，因此您可以看到它們 在低光照水平下正確。

　　變頻器：結合LED和LCD的優點。他們就像 像 LED 一樣明亮，但更易于閱讀，可用于顯示 數字、單詞或字母。它們在黑暗或光明中都很容易閱讀。

　　照片：使用七個可單獨控制的段，您可以顯示所有數字 0–9(以及其他一些字符，例如您在此處看到的小數點)。

　　VFD如何工作?

　　如果你知道如何舊式 陰極射線管 (CRT) 電視 有效，理解VFD很簡單。在這樣的電視中，有一個 稱為 陰極 誰的工作是解雇 電子 下 一 玻璃 管到形成圖片的前面的屏幕。屏幕涂有稱為 熒光粉 那 當電子撞擊它們時發光(或熒光)。通過轉向 并聚焦電子束 磁鐵 和帶有孔的金屬網格 它，我們可以在 屏幕 - 這構成了您在看電視時看到的動態畫面。

　　理論上如何運作

　　VFD的工作方式與此類似，使用三個電氣 端子(或電極)密封在大玻璃燈泡內 空氣已被去除：

　　有一個加熱的燈絲(帶負電的 陰極) 由鎢金屬制成，其工作是產生電子。 這是我們圖中的紅色條。

　　顯示器的每個部分(帶正電 陽極) 涂有熒光粉，就像電視的屏幕一樣。 當電子撞擊它們時，這些磷光涂層的片段會發光(通常是幽靈般的綠色)。

　　在陰極和陽極之間有一個薄網 稱為金屬的 網 格 可以打開或關閉， 控制電子從陰極到陽極的流動。

　　陰極是 負 帶電(?ve)并且每個陽極都帶正電(+ve)，因此電子(黃色箭頭線)傾向于流動 自然從一個到另一個。當電子撞擊磷光體涂層陽極時，它 發出綠光。我們可以通過使電網負電荷來阻止這種情況的發生， 將電子從陽極排斥。改變電網電壓是 因此，這是一種打開或關閉顯示器段的簡單方法。 這也是控制顯示器亮度的一種方式：制作網格 更多 積極 帶電加速電子，使它們 沖過去，以更多的能量撞擊陽極，發出更多的光。正值越高 電網電壓，顯示越亮。(VFD上的亮度控制實際上只是電網上的電壓控制。

　　(請注意，這與三極管真空管的工作方式非常相似。

　　它在實踐中是如何運作的

　　這里(左/下圖)是使用類似顏色編碼的典型實用 VFD 的插圖。陰極(紅色)由兩根非常細的導線組成，沿著中心向下延伸。七個陽極段(以綠色顯示)涂有熒光材料并位于陰極線下方，有七個外部引線來控制它們(底部以藍色顯示)。您可以在左上角看到網格的一部分(橙色)。邊緣周圍的交叉陰影“信封”是密封整個東西的真空室，通常由玻璃制成，因為您必須能夠看到部分點亮!

　　第二幅圖稿(右/下圖)是一個分解圖，顯示了典型VFD中組件的三維排列， 再次使用類似的顏色編碼。有一個玻璃頂板和一個玻璃底座(灰色)。陽極電極(綠色)位于底部，帶有 網格(橙色)就在它們上方。上面是一排排陰極燈絲(紅色)。電線連接(藍色)通過 電流到陽極和電網。整個東西都是真空密封的。

　　圖稿：1)典型的、通用的、三極管式的VFD(作為現有技術的一部分進行說明) 美國專利#4，004，186：具有與陽極共面的網格板的真空熒光顯示器 作者：歐內斯特·杰拉爾德·比蘭德，德州儀器公司，1977 年 1 月 18 日。 作品由美國專利商標局提供。

　　圖稿：2)典型VFD的分解圖(現有技術的一部分，如中提及) 美國專利#6，452，329：用于最小化非使用區域的真空熒光顯示器 作者：張哲賢，三星Sdi株式會社，2002年9月17日。 作品由美國專利商標局提供。

　　你如何控制變頻器?

　　典型的VFD顯示幾個數字或字母 - 并且可能是預先形成的 單詞也是如此(如手動，自動，AM，PM，除霜或其他)。分開 從顯示器本身來看，VFD也需要一種被“驅動”的方式 (通過它們連接的任何電路進行電子控制 to)——有兩種方法可以做到這一點。一種是使用單獨的引腳 連接到顯示器的每個部分和單個網格。 此方法稱為 靜態驅動.另一種方法使用許多不同的 快速打開和關閉的網格(每個段一個) 由微處理器連續(通常每秒超過 100 次) (單片機)。顯示屏上看似永久打開的每個部分實際上都在閃爍 按順序快速打開和關閉(太快了，我們的眼睛無法注意到)。這種方法是 叫 多路復用 (或動態驅動)并具有優勢 需要更簡單的驅動電路(更少的芯片和引腳連接) 比靜態驅動器。

　　變頻器的優缺點

　　照片：在 1970 年代，在低功耗 LCD 開始取代它們之前，VFD 被廣泛用于這樣的袖珍計算器。該計算器需要四節 1.5 伏 AA 電池，電池壽命為 只需幾周或幾個月;LCD計算器可以在一個微小的鋰紐扣電池上運行多年。

　　由日本則武公司在 1960 年代后期發明，VFD 在 1970 年代中期開始流行，因為它更具多功能性和吸引力 替代 LED(通常消耗更多功率)。在他們的 轉，VFD被LCD取代，LCD更緊湊，更便宜 使，更通用(能夠顯示復雜， 絕對任何東西的高分辨率彩色圖片 - 兩者都不是 LED和VFD都無法管理)，并且使用的功率更少。但VFD仍然是以下人群的熱門選擇 電子儀器和電器中簡單、堅固的顯示器 需要在各種照明或溫度條件下工作。根據 對于則武來說，VFD在某些方面可能遠遠優于LED和LCD。 應用：它們在非常明亮的光線下更容易看到，并且 黑暗 而且它們可以很容易地調暗，以便在夜間使用 (只需減少段的時間量 在多路復用顯示器中打開);他們通常看起來更多 比LCD顯示器更具吸引力;從更遠的地方可以看到它們， 從各種角度(LCD的一個臭名昭著的問題，它會變暗和變暗 從某個角度看它們時會改變顏色);和 它們在更寬的溫度范圍內工作(這是 低溫、戶外設備和高溫 微波爐和電爐等電器)。 和 它們在更寬的溫度范圍內工作(這是 低溫、戶外設備和高溫 微波爐和電爐等電器)。 和 它們在更寬的溫度范圍內工作(這是 低溫、戶外設備和高溫 微波爐和電爐等電器)。

　　圖表：VFD的用途是什么?在 1990 年代中期，當 VFD 仍然非常受歡迎時，這大致就是銷售崩潰的原因。音頻設備和計算器占所有銷售額的一半以上。其余的用于收銀機(銷售點/ POS終端)，VCR(盒式錄像機)和測量/通信設備(如雜貨店秤)。 則武的數字。資料來源：《電子工程學報》，1995年第11期，第41頁。

　　簡單的VFD只能顯示字母，數字或單詞的基本預定義組合 (可能有 16 × 2 個字符)，亮度都相同。 更復雜的圖形VFD可以顯示多種字體， 圖片和圖表(典型像素尺寸范圍為 112 × 16 到 512×32)，盡管分辨率通常比LCD顯示器差。 一些VFD還允許選擇性控制單個字符的亮度 用于突出顯示顯示器的重要區域。有些具有電容表面， 這意味著它們可以用于 觸摸屏.

　　與LCD相比，VFD具有相對較高的功耗(因此它們更少 適用于 電池- 動力小工具，如袖珍計算器和 數字手表)。其他問題包括VFD的某些部分 顯示屏逐漸變亮或變暗(由 熒光粉隨著年齡的增長而發光不那么明亮)和閃爍(a 使用錯誤頻率進行多路復用導致的問題)。