BAECO公司的军用加固型显示器MPRD9874,应用于舰载,机载,车载环境,振动指标
满足于MIL-STD-167 (NAVY SHIPS),冲击指标满足于15G (MIL-STD-810).




国外军用显示器发展状态剖析

湖南计算机股份有限公司彭少春




武器系统的核心是计算机应用系统,而无论多大的计算机都会配一台显示器.因为显示器
能快速,直观,清晰地显示计算机系统最终信息,它用彩色的字符,汉字,图形,图象显示在
屏幕上,向指挥员报告敌我态势,导弹,火炮,鱼雷,发射的各种参数,系统中各设备的工作状态
等,为指挥员提供决策依据.显示设备在武器系统中有着重要的位置,正如有的客户谈到:显
示器若黑屏,整个系统都无法正常工作.
国外很重视军用显示设备的研制工作,如美国的MILTOP公司.AYDIN公司.比利时BARCO
公司等其产品性能处于国际领先水平,经过对该公司典型产品剖析,论述国外军用显示设备发展
状态及其产品性能.
一抗大磁场
1.显示器原理
显示器(CRT)的工作原理是阴极发出的电子经过加速度,在行偏转线圈和场偏转圈产生的
磁场作用下有规则地射到荧光屏上,而行场偏转线圈形成的磁场是由于通过了行扫描电流和场
扫描电流而产生的.
当外界磁场干扰此规则磁场时,屏幕上显示的图形,字符就会发生色度不纯,会聚差,所谓
磁化,严重地影响了显示器正常工作,显示器最怕的是磁场干扰.
2.显示器使用的特殊环境
1)机动性工作
车载,舰载,机载的显示设备不可能固定在一地工作,当它移动时,要受到不同地域地球磁
力线的影响.
2)由于空间的限制,装机密度大,同一舱(室)内各种机电设备:发动机,电动机,电力电
缆,配电板,大功率控制设备等,会产生强大的磁场干扰显示器,尤其是舰艇,潜艇严重.
3.抗大磁场标准
美军标MIL-STD-1399 (NAVY) (INTEFACE STANDARD FOR SHIPBOARD SYSTEMS
D.C.
MAGNETIC FIELD ENVIRONMENT))(舰船系统界面标准直流磁场环境)
国军标:GJB 1446.41-92《舰船系统界面要求电磁环境直流磁场环境》与MIL-STD-1399
标准等同.
该标准指出舰船内杂散磁场可能会大于1600A/M (20GS高斯),当工作设备拟制此大磁
场有困难时,但最低限度应满足设备在直流磁场为400A/M(5GS)时能正常工作,而GJB 151-86
《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求》中,要求抗磁场指标最大为..54GS(相当于地球
磁场),只有GJB 1446.41-92要求的十分之一.
4,国外军事显示设备抗大磁场技术
功无源磁屏蔽技术
在CRT外壳上,设计一个磁屏蔽罩,把CRT从显示屏前端一直罩到CRT的尾部.该磁屏蔽
罩采用高导磁率的铁镍合金(坡莫合金),或者铝合金(M u -METAL)材料,其导磁力(u)
达20000以上,它可以屏蔽垂直于CRT中心轴的外界磁场.在100KHz以下具有很强的磁屏蔽
效果.
2)有源自适应消磁技术
无源磁屏蔽罩无法屏蔽CR丁显示平面进入的磁场干扰,这时采取有源自适应消磁技术.
其方法是在显示器内安装磁传感器,测出外界磁场,然后算出CRT显示屏进入的干扰磁场,
经过运算处理,给置于显示器内的消磁线圈输出消磁电流,使消磁线圈产生出对消磁场.其特
点是可以连续自动地进行消磁,使移动的显示器,始终保持彩色的纯度.
二.抗强冲击
1.显示器使用的机械环境
武器系统在正常工作时受到振动,冲击并不十分强烈.但是当武器系统的载体(如车载,
舰载,潜载,机载)受到敌方炮火攻击的瞬间,其振动冲击强度才会非常之强烈.据资料,舰
艇受到敌方炸弹或鱼雷攻击时,其外壳会受到1000-5000g的冲击加速度;而在发射炮火时,
飞机最大冲击加速度为50.7她,舰艇最大冲击加速度到10-8馆:潜艇在特大风浪下潜时最
大冲击加速度到10-2008,所受振动冲击力比正常工作时十分强烈.通过各种减振隔离,置
于内舱的计算机系统,还会受到约30g的冲击,即使在这个时候,计算机系统还应坚持正常工
作.2.抗强冲击标准
国军标对各类军用电子设备的机械环境性能及严酷等级的划分都拟定了相应标准除GJB150
通用标准外,还对车载设备,舰载设备,机载设备,建立了相应的特殊环境标准,如GJB1060-91
《舰船环境条件要求》.
GJB440-88《舰船设备环境参数分类及其严酷等级机械》标准等.要求电子设备能承受
峰值加速度30G以上.
3.国外军用显示设备抗强冲击技术
主要是从结构,安装工艺上解决抗强冲击问题.在结构上,主要是采取整体框架结构,尽
量减少多结构件拼装,组合,以便承受较大的扭动,倾斜,摇摆力矩.机件及设备连接处加入
一定的减振器和隔离阻尼带.CRT显像管是受振敏感部件,其防振措施也大不同于国内传统的
方法.大的元器件点胶固定,或者用胶灌封.内部走线规整.插件间连接采用高可靠的插头
座.这些措施保证了显示器的抗强冲击.
如BAECO公司的军用加固型显示器MPRD9874,应用于舰载,机载,车载环境,振动指标
满足于MIL-STD-167 (NAVY SHIPS),冲击指标满足于15G (MIL-STD-810).又如美国AYDIN
公司,150, 19'加固型显示器其冲击指示是30G(任意轴向),振动5G (5HZ-2000HZ),应用
于地面,空中和船舶.
三.微处理技术的应用
军用显示设备工作的特点是实时性极强.发射导弹,鱼雷等各种火炮,有效工作时间以秒
计.此时,显示器必须保持高清晰的显示,稳定的字符,画面,纯正的色彩,不允许受外界电
磁场千扰,不允许受环境光强弱的影响.若发现不正常显示,不允许也来不及作任何人工操
作.显示器对上述外界,内部因素的影响,应具有自适应的能力.能自动地,连续地调整其
显示参数.
军用显示设备要求发现故障快,维修时间短,可靠性高.因此显示器中具备视频信号发生
器,故障诊断等电路,以完成自检和故障定位.
现代最先进的军用显示器具有1-2个CPU.如BARCO公司的MPRD 9600系列显示器和OR工N〔
16/20/25型系列现示器,一个CPU是M68000 16位,一个CPU为单片机.其微处理机模块要
完成视频彩色(VIDEO COLOUR)控制,环境光(AMBIENT LIGHT)控制,几何失真(GEOMETRY;
调整,同步信号定时((TIMING SYNC),故障诊断(BIT),会聚(FOCUS),白平衡〔Whit
UNIFORMITY),遥控(REMOTE),磁场控制(MAGNETIC FIELDS)及其它控制(GENENAL CONTROL).
其监控程序多达25OKB,并且通过RS-232C串行口,外接22键键盘.
四.平板显示器应用
平板显示器件一股是指显示器件的深度小于显示屏对角线长度四分之一的显示技术.和
传统CRT相比,它具用体积小,重量轻,电压低,无x射线等优点,能适应军事部门对信息
便携和实时处理的要求,因而近年来获得了飞速的发展.世界平板显示产业的产值1995年达
刃
到90亿美元,到2000年将超过200亿美元,与当时CRT的产值相当.专家们预言,平板显
示是21世纪的显示技术,是21世纪显示技术的主流.
很据不同的工作原理,平板显示技术可分为液晶显示(LCD),等离子显示(POP),电致
发光显示((ELD),场发射显示〔FED).其中LCD占目前整个平板显示产值的80%以上.几乎
成了平板显示的代名词.
目前机载雷达综合显示器几乎都是用的平板显示器.美军F-16战斗机用的是EL场致发
光3X4英寸飞行显示器,最新的F-22隐形战斗机,驾驶员观察的下视(HEAD-DOWN DISPLAY)
显示器用的是LCD显示器,五个显示屏.其中有飞行状态显示屏(F-22 SITUATION DISPLAY),
接收八路输入信号和攻击显示屏(F-22 ATTACK DISPLAY),接收6路输入信号.每个显示屏
呈方形显示.
BARCO公司的机载,舰载平板显示器己系列化:有犷,10, 13.8, 16, 20.1.其工作
温度为:-20'C-55'C,冲击:30g,重量:16Kg (20),并可带触摸屏,操作简便.
SHARP公司的军用液晶显示器用于机载的有4, 5, 5.6, 5.8, 7,工作温度达一30'C
一+85'C,左右视角130'C,上下视角达105'C o
五.模块化结构
电气电路采用模块化设计,便于组合成不同功能的显示器,显示终端,图形工作站.便于
生产,利于维修,提高可靠性,是由于显示设备模块化提高的必然结果.
如BARCO公司的军用可灵活配置的显示器(MIL-TAILORED COLOR DISPLAY),就
是采用模块化结构典型的例子,通过该公司设计的模块电路板,可组成客户需求功能的显示器.
有模块必有总线结构.一种是内部自定义总线,一种是VME总线,一种是PCI总线.
军用显示技术与其主机技术是同步发展的.国内研制现状与国外发展水平还有较大的差
距,这是我们需努力的地方.