Начало водопада, можно пропустить.
Часы на ГРИ, в последнее время, стали набирать популярность. И я понимаю почему. Я сам каждый раз слюни пускаю, когда смотрю на свои часики и дело всё именно в теплоте этих индикаторов. Еще масло в огонь подливает тот факт, что их давно сняли с массового производства.
Сам я собрал свои первые часы на ГРИ в 2016 году. Тогда мне важно было получить результат как можно быстрее. Поэтому я не стал заморачиваться с разработки своей схемы, а взял готовую, тут на сайте.
Короче, собрал схему, залил прошивку и, о боги, всё заработало. До корпуса дело так и не дошло. До недавнего времени стояли "голые". Вылезли недостатки той схемы: регулярно горит микросхема ИД1, часы постоянно убегают, наблюдается паразитная засветка.
И вот, спустя годы я решил таки реализовать свой проект с часами. Это же целая наука: надо разработать схему, попутно наполнить библиотеку компонентов (речь про УГО, футпринты для элементов, которые раньше не использовал), создать печатную плату, отправить её на завод для изготовления (утюжить PCB в современных реалиях я считаю недопустимым), параллельно заказать компоненты, а когда всё это приедет - бодро запаять.
Ну, а потом начинается долгая пора написания софта, отладка. Почему долгая? Потому что всё это делается после работы. Это когда ты весь день, как выразился один мой товарищ, "пишешь код из головы в комп", периодические переключаясь между CИ и VHDL, а после работы пытаешься уделить время семье и дописать еще Over 300 строк осознанного кода. Мозг, не редко, выдумывает такую фигню, что ты удаляешь всё написано и реализуешь нужный функционал заново. Ну это так, немного нытья.
Конец воды. Теперь по делу.
Речь пойдет про то, что я не видел НИ где. Реально, все 100% схем подобных часов, что я видел (и в рунете, и на англоязычных о ресурсах) обладают одним общим недостатком. Повышающий DC-DC на 34063? Да, эта топология меня не устраивает, но речь пойдет про паразитную засветку катодов индикатора.
Возможно, это я такой счастливчик, что мне удалось столкнуться с этим "недугом". Реально, глядя на схемы подобных изделий, немедленно посещает мысль о том, что у остальных авторов подобной схемотехники такой проблемы не существует, ибо они ни каким образом не пытаются бороться с этим явлением.
Хотя нет, вспоминаются ветки на форумах, где люди описывают проблему, но вот решения этой проблемы я там не припоминаю. Хотя я могу и ошибаться.
Итак, смотрим на фото моих часов (вернее, на индикатор).
На фото обвел области паразитной засветки. Причем, если вообще не повезет, то засвечиваться может как часть другого катода, так и катод целиком.
Немного занудства.
Данные индикаторы разучились правильно "употреблять". Относиться к ним, как к LED индикатору не стоит. Тут своя магия. В общем, о чём я.
Кроме всего прочего, у ГРИ есть зондовая характеристика
В ГРИ есть такое понятие как зондовый ток. Это, грубо говоря, ток утечки, который формируется между горящим катодом и не горящим. Зависит он, кроме всего прочего, от напряжения между горящим катодом и не горящим (мы знаем, что горящий катод окружен ионизированным газом, а там своя физика).
Выделяется три участка характеристики.
На первом участке напряжение между горящим (обозначим как Г) катодом и не горящим (обозначим как НГ) равны. Видим, что зондовый ток велик. В результате имеем свечение "НГ" катода. Т.е. оба катода светятся. Наклон характеристики такой, что при незначительном измерении напряжения между Г и НГ катодами приводит к резкому изменению тока за счет тока положительных ионов. Видим цифры возле кривых. Это символы катодов. Чем дальше Г катод от НГ катода, тем круче характеристика.
Третий участок. Тут все просто. Если мы на НГ катод подадим достаточно большое положительное напряжение, относительно Г катода, то катод перейдет в анодный режим работы, что вызовет паразитное свечение за счет появление электронного тока.
Второй участок, более пологий. Если оставить физику процесса за скобками, вся суть этого участка кривой в том, что мы должны подать напряжение смещения на НГ катоды, относительно Г катода. Грубо говоря, нам нужно держать напряжение Г-НГ в центральной области графика, т.е. 40В - 120В. Учитывая, что все катоды находятся в одном баллоне, где у нас гуляют ионные/электронные токи + разного рода пространственные заряда и бла, бла, бла (не хочу влезать в физику процесса, иначе затянется статья)... короче, тот факт, что у нас не светятся все индикаторы, намекает на то, что на катодах уже есть какое-то смещение (хотя мы ничего туда не подавали). Это раз. Два. То, что "проскакивает" паразитная засветка, намекает на то, что это смещение не одинаковое. Т.е от катода к катоду оно разное. Значит, у нас два варианта. Самый простой - объединить ВСЕ катоды через резисторы 300к-500к. Тем самым мы произведем выравнивание потенциалов на катодах.
Решение проблемы.
Осторожно! Сейчас будет культурный шок от схемы!
Схема была спроектирована в иерархическом виде (мне так удобнее). Потому, зеленый прямоугольник справа - это тупо индикатор. Видим из этого зеленого ящика катоды. Вот прям к ним и цепляем резисторы. Прямоугольник слева - катодные ключи, которые "приземляют" на землю нужный катод.
Обратите внимание, что в общем случае, резисторы можно и не подключать никуда. Если это не помогает, то можно подключить резисторы к напряжению смещения 40-120В, но при изучении схем серийных изделий на ГРИ, такого подхода было достаточно. Никакое дополнительное смещение на резисторы не подавалось.
Собственно, такой подход использовался и в схемах серийных приборов прошлого.
Особо внимательные читатели заметили, я использую именно ключи для управления катодами, а не всеми любимый дешифратор К155ИД1. Почему так - расскажу в другой раз, если это вообще кому-то будет интересно. Там же я расскажу более подробно про третью часть зондовой характеристики, так как темы напрямую связаны.
Как видите, решение проблемы паразитной засветки достаточно простое. Надо объединить все катоды через резисторы.
А вот фото часов, которые разработал я "с нуля".
