[发明专利]真空荧光显示器电流分配系数计算方法的确定

摘要

本发明公开了真空荧光显示器电流分配系数计算方法，其步骤是：对由8种荧光粉制作的8种型号VFD进行栅极电流Ic、阳极电流Ib以及亮度L的测量；通过建立VFD电流分配系数的基本算法模型，采用最小二乘法计算出各型号下电流分配系数公式的两参数值；再利用右逼近法对电流分配系数公式中两参数随阳极电压的变化分别进行了威布尔分布拟合，最终确定了真空荧光显示器电流分配系数随阳极电压变化的计算公式。本发明的有益效果是，不需通过实验测量，便可结合相应的阳极电压和本发明的计算公式，能方便、准确地获得真空荧光显示器的电流分配系数，为精确确定极间距离和阴极发射电流指标以及VFD的结构优化设计提供重要的理论依据和技术参考。

主权项

1.一种真空荧光显示器电流分配系数计算方法，其特征在于，方法步骤为：1)实验测量对VFD20-0704N(8种颜色粉)、25-1217FN(B)(绿粉)、40-1506(蓝粉)在其阳极电压E_b的使用范围内(14V～46V)进行了栅极电流I_c、阳极电流I_b以及亮度L的测量；对型号20-0906F(A)(白粉)、25-0638(蓝粉)、25-0709(绿粉)、33-1211FN(B)(白粉)和40-1004NA(绿粉)进行了同样的实验数据测量，所述的实验数据包括；栅极电流I_c、阳极电流I_b、亮度L、栅极面积Sg、阳极面积Sa。2)电流分配系数计算公式中两参数的确定阳极电流、栅极电流可表示为Ib=11+dIk,]]>Ic=d1+dIk---(1)]]>对实验数据(S_g/S_a，d)分析，在相同阳极电压E_b时，不同型号VFD下的电流分配系数d与栅极、阳极面积之比S_g/S_a基本呈线性关系，因此，设电流分配系数d与栅极、阳极面积之比S_g/S_a满足以下公式d＝A·S_g/S_a+B        (2)令d＝y，S_g/S_a＝x，对数据(x_i，y_i)(i＝1，…，n，n为实验中VFD型号的个数，其中对20-0704N(8种颜色粉)的数据取平均值)，进行最小二乘拟合，便可确定式(2)中参数A、B的估计值为A=Σi=1nxiyi-(Σi=1nxi·Σi=1nyi)/nΣi=1nxi2-(Σi=1nxi)2/n,]]>B=Σi=1nyi/n-A·Σi=1nxi/n---(3)]]>进而就可以得到各阳极电压E_b下电流分配系数d的拟合公式，各阳极电压E_b下决定系数R²以及参数A和B的值详见表2；由表2可知：各阳极电压E_b下电流分配系数d的拟合决定系数都非常越接近于1，说明拟合结果都很好；表1不同阳极电压下电流分配系数d的拟合决定系数R²、参数值A和B的值3)电流分配系数计算公式的确定：a.通过对表1中各阳极电压E_b下电流分配系数拟合公式中的参数A和B观察后不难发现：参数A和B分别随E_b的变化呈非线性递减和递增关系。由于威布尔分布含有的参数对各种类型试验数据的拟合能力强，设参数A和B随阳极电压E_b变化分别满足以下三参数威布尔分布A=A0×exp[-(Eb-Eb0λ)m]---(4)]]>B=C1-C2×exp[-(Eb-Eb0λ~)m‾]---(5)]]>式中：A₀为参数A的初始值(由表1知，A₀＝0.8603)，E_b0为阳极电压E_b的初始值(由表1知，E_b0＝14V)，m和是威布尔分布的形状参数；λ和是威布尔分布的尺度参数，将式(5)化简成便于数值求解的非线性递减形式，令C₁＝-B₁+B_N，C₂＝-2B₁+B_N，N为实验所测阳极电压的个数；b.采用右逼近法估计三参数威布尔分布式(4)中的E_b0，以便获得最佳的拟合效果。该方法具体描述如下：首先取E_b01＝min{E_bi}为参数E_b0的初始值，做参数变换(E_b0i-E_b01，A_i)，将三参数转化为二参数威布尔分布，用最小二乘法对数据点进行直线拟合，计算出相应的决定系数R₁²，然后选取步长Δ，从E_b02＝E_b01-Δ，E_b03＝E_b02-Δ，…，E_b0k＝E_b0(k-1)-Δ，…(k＝1，2，…，N)开始下降，从右逼近E_b0(即E_b0≤E_b0k≤E_b1)，重复上述步骤，求出每次的决定系数R_k²；最后，取Rmax2=max{Rk2},]]>通过选择最大的R_max²，就可以得到式(4)中的形状参数m和尺度参数λ，进而能够确定参数A随阳极电压E_b变化的威布尔拟合公式；按照同样的方法，也可以确定式(5)参数B随阳极电压E_b变化的表达式；c.结合式(2)、(4)和(5)可以得到各种型号VFD电流分配系数d随阳极电压E_b变化的统一计算公式d＝A(E_b)·S_g/S_a+B(E_b)            (6)根据上述方法并结合表2中参数A和B的值，对式(4)和(5)分别进行威布尔分布拟合，通过计算机软件编制本发明方法的步骤3中所述的右逼近法程序，得到参数A和B分别随阳极电压E_b变化的威布尔拟合公式A=0.8603×exp[-(Eb-14.000016.7890)0.3498]---(7)]]>B=1.2592-2.2461×exp[-(Eb-14.000046.3646)0.3401]---(8)]]>再结合式(6)、(7)和(8)，便可得到电流分配系数d随阳极电压E_b变化的统一计算公式：d=1.2592+0.8603×exp[-(Eb-14.000016.7890)0.3498]×Sg/Sa---(9)]]>-2.2461×exp[-(Eb-14.000046.3646)0.3401]]]>