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Schaltvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung mit einer Gleichspannungsquelle, die mit n Anzap- fungen versehen ist, mit denen n, vorzugsweise gleiche, je aus der Reihenschaltung eines ohmschen Wi- derstandes und eines nicht-linearen Elementes bestehende Impedanzen verbunden sind, wobei die von den n Anzapfungen abgekehrten Enden der Impedanzen an einen gemeinsamen Leiter angeschlossen sind, und zwischen diesem Leiter und einem Enue der Gleichspannungsquelle eine weitere Spannungsquelle mit ver- änderlicher Ausgangsspannung liegt.
Eine solche Schaltvorrichtung kann als elektrischer Schalter betrachtet werden, bei dem sehr schnell verschiedene Ausgangsspannungen an eine grössere Anzahl verschiedener Ausgangsklemmen geschaltet werden können. Das aufeinanderfolgende Einschalten der verschiedenen Ausgangsklemmen kann dabei sehr viel schneller als mit normalen mechanischen Schaltern erfolgen.
Die erwähnte Schaltvorrichtung ist in allen solchen Fällen anwendbar, in denen schneller geschaltet werden soll als es mit einem normalen Schalter möglich ist.
Bei einer bekannten Schaltvorrichtung dieser Art ist für das nicht-lineare Element nur eine Diode gewählt. Diese Schaltvorrichtung hat den Nachteil, dass zwar bei zunehmendem Wert der von der zuletztgenannten Spannungsquelle gelieferten veränderlichen Spannung, diese Spannung an die Ausgangsklemmen geschaltet werden kann, jedoch während desselben Zyklus nicht mehr von ihnen abgeschaltet werden kann.
Diesen Nachteil sucht man dadurch zu beheben, dass eine Ausgangsspannung nicht unmittelbar von einer Elektrode der erwähnten Diode, sondern über eine sogenannte Begrenzungsdiode bezogen wird, welche von der betreffenden Anzapfung der zuerstgenannten Gleichspannungsquelle eine Vorspannung erhält.
Nach der Erfindung kann die Schaltung verbessert und der Anwendungsbereich beträchtlich ausgedehnt werden, wenn die Schaltvorrichtung das Kennzeichen aufweist, dass jedes nichtlineare Element ein Element ist, dessen Impedanz bei Zunahme des Absolutwertes der angelegten Spannung abnimmt.
Auch ist es möglich, die erwähnte Gleichspannungsquelle aus einer eigentlichen Gleichspannungsquelle und einer zu dieser parallel liegenden Reihenschaltung von n + l, vorzugsweise gleichen, Widerständen zusammenzusetzen, wobei die n Anzapfungen von den Verbindungspunkten zwischen den n + 1 Widerständen gebildet werden, und ein weiters Kennzeichen der Schaltvorrichtung besteht darin, dass das Element, dessen Impedanz bei Zunahme des Absolutwertes der angelegten Spannung abnimmt, als spannungsabhängiger Widerstand (sogenannter V. D. R.-Widerstand) ausgebildet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind die miteinander verbundenen Klemmen der beiden Spannungsquellen hinsichtlich des Vorzeichens der gelieferten Spannungen als entsprechende Klemmen zu betrachten, wobei die von der zuletztgenannten Spannungsquelle zu liefernde veränderliche Spannung eine sich als Funktion der Zeit ändernde Spannung ist, und wobei das Kennzeichen darin besteht, dass parallel zu jedem nichtlinearen Element ein differentiierendes Netzwerk geschaltet ist.
Eine mögliche Ausführungsform einer Schaltvorrichtung nach der Erfindung und mögliche Anwendungen derselben werden an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben.
In Fig. 1 ist die Schaltvorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Fig. 2 dient zur Verdeutlichung der Wirkungsweise der Schaltvorrichtung. In den Fig. 3 und 4 sind einige mögliche Anwendungen einer Schaltvorrichtung nach Fig. 1 dargestellt. Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Schaltvorrich-
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tung nach Fig. 1. Fig. 6 zeigt Kurven, die im Zusammenhang mit der Kurve nach Fig. 2 die Wirkungsweise der Schaltvorrichtung nach Fig. 5 verdeutlichen. In Fig. 7 ist eine erste, in Fig. 8 eine zweite, und In Fig. 9 eine dritte Anwendungsmöglichkeit einer Schaltvorrichtung nach Fig. 5 veranschaulicht.
In Fig. 1 liegen die Widerstände 11-1n+1 in Reihe und sind mit einer eigentlichen Gleichspannung9quelle 2 verbunden, welche eine Spannung von Eb Volt liefert. Die Reihenschaltung von Widerständen und die Quelle 2 bilden gemeinsam eine Gleichspannungsquelle mit n Verbindungs-oder Anzapfpunkten zwischen den Widerständen 11 -1 . Wenn n nicht zu gross zu sein braucht, genügt die Verwendung einer Gleichspannungsquelle mit n Anzapfungen.
Mit den n Verbindungspunkten zwischen den Widerständen 11 - lut1 sind n Impedanzen verbunden, bestehend aus den ohmschen Widerständen 31 - 3n und den nach der Erfindung angebrachten Elementen 41-4.. Vorzugsweise werden sowohl gleiche Widerstände 31 - 3n als auch gleiche Elemente 41 - 4n verwendet. Dabei muss der Impedanzwert jeder der n Impedanzen hoch sein gegenüber dem Widerstandswert eines Widerstandes 1, so dass der Strom durch die n Impedanzen vernachlässigbar klein gegenüber dem durch die Widerstände 11-1n+1 ist.
Weiterhin liegt zwischen der positiven Klemme der Spannungsquelle 2 und dem gemeinsamen Leiter 7 eine Spannungsquelle 8, welche eine veränderliche Spannung Es liefert. Das Vorzeichen der Spannungsquelle 8 ist im gewählten Beispiel derart, dass die negative Klemme mit dem gemeinsamen Leiter 7 und die positive Klemme mit der positiven Klemme der Spannungsquelle 2 verbunden ist.
Ändert man die Spannung Es zwischen 0 Volt und Eb Volt, so haben während dieser Änderung die n Anzapfungen zwischen den Widerständen l-,-l abwechselnd Erdpotential, wie es in Fig. 2a dargestellt ist.
Wenn angenommen wird, dass in einem bestimmten Zeitpunkt tn die Spannung Es gleich Eb Volt, d. h. gleich der von derSpannungsquelle 2 gelieferten Gleichspannung ist, so hat das vom Widerstand In abgekehrte Ende des Widerstandes 1n+1 gerade das gleiche Potential wie der Leiter 7. Dies ist in Fig. 2a durch die Linie 9n+1 angegeben, welche den Potential verlauf an den Widerständen L-1 als Funktion des Abstandes x im Zeitpunkt tn darstellt und wobei das erwähnte Ende des Widerstandes In+, dem Punkt x = l und der Verbindungspunkt der beiden Spannungsquellen dem Punkt x : 0 entspricht.
Haben die Widerstände l- -1+l gleiche Widerstandswerte, so sind die Spannungsabfälle an diesen Widerständen ebenfalls gleich.
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gebenerfolgen, u. zw. kann man dabei für Es eine sich kontinuierlich mit der Zeit ändernde Spannung wählen.
In diesem Falle tritt die Potentialverteilung gemäss der Linie 91 in dem Zeitpunkt to auf, der dem Anfang einer Periode der Spannung Es entspricht, und diejenige gemäss der Linie zutritt in dem Zeitpunkt tn auf, der dem Ende einer Periode der Spannung Es entspricht. Es ist jedoch auch möglich, die Spannung Es schnell auf einen bestimmten Wert zunehmen zu lassen und dann diesen Wert aufrechtzuerhalten. Im Augenblick des Auftretens der Linie 9n hat z. B. die Anzapfung zwischen den Widerständen In und 1 nul gerade das gleiche Potential wie der Leiter 7 angenommen. Ebenso hat im Moment des Auftretens der Linie 9k die Anzapfung zwischen den Widerständen 1k+1 und 1k das gleiche Potential wie der Leiter 7 angenommen.
Wie oben bereits auseinandergesetzt wurde, ist es daher möglich, wenn wenigstens der Strom durch jede Reihenschaltung von 3 und 4 klein gegenüber dem durch die Reihenschaltung der Widerstände 11-1n+1 fliessenden Strom ist, dafür Sorge zu tragen, dass nacheinander die erwähnten Anzapfungen das gleiche Potential wie der Leiter 7 erhalten.
Nun können die nach der Erfindung angebrachten Elemente 41 - 4n als sogenannte spannungsabhängige Widerstände (sogenannte voltage-dependent resistors=V. D. R.) ausgebildet sein, deren nicht-lineare StromSpannungs-Kennlinie eine solche ist, dass bei Zunahme desAbsolutwertes der an ein Element 4 angelegten Spannung der durch dieses Element fliessende Strom in höherem Masse zunimmt als seine Spannung. Mit andern Worten, bei Zunahme des Spannungswertes nimmt der Widerstandswert eines Elementes 4 ab. Diese Widerstandsabnahme ist unabhängig vom Vorzeichen der an einem solchen Element 4 entwickelten Spannung.
Der Wert eines solchen V. D. R. Widerstandes ist durch die Formel E = C.Iss bedingt, wobei: Edie an Widerstand gelegte Spannung in Volt, I den Strom durch diesen Widerstand in Ampère, C die Spannung am Widerstand darstellt, wenn der durch ihn fliessende Strom 1 A betragen würde, und B der Potenzexponent ist. Je kleiner ss ist, desto stärker nimmt der Widerstandswert bei Zunahme der angelegten Spannung ab.
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Ein gutes Ergebnis wird bei folgender Bemessung erzielt : ss = 0, 20 ; C = 100 ; R1 = 100 n (das ist der Widerstandswert jedes Reihenwiderstandes 11 - 1n+1) und R3 = 106 Q (das ist der Widerstandswert jedes Widerstandes 31 ¯ 3n)
Das gleiche Ergebnis kann erzielt werden, wenn an Stelle von V. D. R. Widerständen jeweils zwei vorgespannte Dioden benutzt werden. Dazu werden eine Anode und eine Kathode von je zwei Dioden miteinander und mit dem betreffenden Widerstand 3 verbunden. Die übrig gebliebene Kathode wird mit der positiven Klemme und die übrig gebliebene Anode mit der negativen Klemme einer zusätzlich angebrach- ten Gleichspannungsquelle verbunden. Die Mittelanzapfung dieser zusätzlichen Quelle ist an den Leiter 7 angeschlossen.
Betrachtet man die in Fig. 2a dargestellte Linie 9ka 50 werden links vom Punkt xk die Dioden, deren Anoden mit den Widerständen 3 verbunden sind, erst stromführend, wenn die angelegte Spannung die von der zusätzlichen Quelle herbeigeführte Vorspannung überschreitet.
Rechts vom Punkt xk werden die Dioden, deren Kathoden mit den Widerständen 3 verbunden sind, erst stromführend, wenn auch hier die angelegte Spannung die Vorspannung überschreitet.
Es isteinleuchtend. dass gewünschtenfalls nicht die Mittelanzapfung, sondern eine andere Anzapfung der zusätzlichen Spannungsquelle mit dem Leiter 7 verbunden werden kann. In diesem Falle wird aas Einsetzen der Stromführung der Dioden für positive bzw. negative angelegte Spannungen verschieden.
Der Spannungsverlauf an den Verbindungspunkten 101 - 10n kann mit Hilfe der Fig. 2a und 2b wiedergegeben werden.
Wird z, B. vorausgesetzt, dass im Zeitpunkt tk die Spannung Es einen solchen Wert angenommen hat, dass die Anzapfung zwischen den Widerständen 1k und 1k+1 das gleiche Potential wie der Leiter 7 erhält, so ist die Spannung am Element gleich 0 Volt, wobei der Spannungsabfall an den rechts vom Element 4k liegenden Elementen 4 negativ und der an den links vom Element 4k liegenden Elementen 4 positiv gegenüber dem Leiter 7 ist.
Da, wie durch die Linie 9k angegeben, der Spannungsabfall an den Reihenschaltungen der rechts und links vom Punkt xk liegenden Elemente 3 und 4 linear als Funktion der Lage zunimmt, erhöht sich auch der Spannungsabfall an den rechts und links vom Punkt xk liegenden Elementen 4 als Funktion von x.
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die Potentiale der Anzapfungen zwischen den Widerständen 11 - 1n+1 nacheinander das gleiche Potential wie der Leiter 7 annehmen. Dies trifft auch zu für die Potentiale an den Punkten 101 - 10n'u. zw. nimmt zunächst der Punkt 101'dann der Punkt 102, usw. das Potential von 7 an. Folglich kann der Spannungsverlauf an den Punkten 101 - 10n im Zeitpunkt tkl durch die Linie. 11k+1' im Zeitpunkt tk-1 durch die Linie Ilk-1, usw. wiedergegeben werden (s. Fig. 2b).
Durch die obenerwähnte Steuerung mittels einer sägezahnförmigen Spannung ist es daher möglich, eine Linie der Gestalt 11 als Funktion der Zeit mit konstanter Geschwindigkeit vom Punkt 101 zum Punkt 10n laufen zu lassen.
Ist dagegen für E eine beliebige, sich mit der Zeit ändernde Spannung gewählt, so ist auch die Bewegung der Linie 11 beliebig. So kann z. B. für Es eine stufenförmige Spannung gewählt werden. Die Linie 11 wird dann stufenweise versetzt werden.
Ist Es nicht eine sich als Funktion der Zeit ändernde Spannung, so kann immer ein bestimmter Wert eingestellt werden, so dass zwischen zwei Verbindungspunkten 10 ein bestimmter Potentialunterschied herrscht.
Das eine und andere ist mit Hilfe von Fig. 3 zu verdeutlichen, in der die Schaltvorrichtung nach Fig. 1 beispielsweise zur Steuerung von drei Entladungsröhren 30,31 und 32 benutzt wird. (In diesem Beispiel ist n gleich 6 gewählt, so dass 1/2. n = 3 Röhren gesteuert werden können).
In dieser Figur sind jeweils zwei aufeinanderfolgende Verbindungspunkte zwischen ohmschen und spannungsabhängigen Widerständen mit der Kathode und dem Steuergitter einer Entladungsröhre verbunden. Diese hier mit 101 - 106 numerierten Verbindungspunkte sind als die Ausgangsklemmen der Schaltvorrichtung zu betrachten.
Wird angenommen, dass Es = 1/2. Eb ist, so befindet sich die Mitte des Widerstandes 14 auf dem Potential des Leiters 7. Diese Mitte entspricht dem Punkt xk aus Fig. 2b, so dass die Potentialverteilung der Kurve 11k entspricht. Daraus folgt, dass das Steuergitter der Röhre 31 negativ gegenüber der Kathode ist, während zwischen denselben Elektroden der Röhren 30 und 32 nahezu kein Potentialunterschied herrscht.
Die Einstellung der Röhren 30, 31 und 32 ist derart, dass beim erwähnten Wert von Es die Röhren 30 und 32 stromführend sind und die Röhre 31 gesperrt ist.
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= 1/4. Ebgesperrt.
Es ist daher möglich, als Funktion der Amplitude weitergegebene Information mittels dieser Schaltvorrichtung zu trennen. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, dass eine Anzahl von Impulsen, die gezählt werden müssen, zunächst in eine stufenförmige Spannung umgewandelt und dann der Schaltvorrichtung nach Fig. 3 zugeführt wird.
Eine zweite Anwendungsmöglichkeit ist in Fig. 4 veranschaulicht.
In dieser Figur sind zwei aufeinanderfolgende Ausgangsklemmen 10 mit zwei Leitern 33 verbunden, welche paarweise untereinander auf und unter dem Streifen 34 angebracht sind. Dieser Streifen besteht aus einem Material, das unter der Einwirkung angelegter Spannungen zum Aufleuchten gebracht werden
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Streifens 34 nicht aufleuchten. Dagegen herrscht ein Potentialunterschied zwischen den Leitern 331 und 338'aber dies wird im Zusammenhang mit dem grösseren Abstand zwischen diesen Leitern kein Auf- leuchten des Materials herbeiführen. Dasselbe gilt für etwaige andere als die erwähnten Leiter, zwischen denen noch Potentialunterschiede herrschen.
Die Vorrichtung kann zum Zählen und gleichzeitigen Sichtbarmachen von Impulsen benutzt werden.
Dazu sind z. B. die Teile des Streifens 34 zwischen den Leitern 33 mit einer Ziffer versehen. So kann z. B. der Teil zwischen 331 und 332 die Ziffer 1, derjenige zwischen 333 und 334 die Ziffer 2 und die übrigen Teile die Ziffern 3 und 4 zum Aufleuchten bringen. Die zu zählenden Impulse werden wieder in eine Stufenkurve umgesetzt, so dass die Höhe dieser Stufenkurve für die aufzuleuchtende Ziffer massgebend ist.
Für das Beispiel nach Fig. 4 ist n = 8 gewählt und es können vier Ziffern sichtbar gemacht werden.
Wählt man n = 20, so ist dies für 10 Ziffern möglich. Man kann dann die Ziffern 0-9, 10-19, 20-29 usw. sichtbar machen.
Gegebenenfalls können mehrere dieser Dezimalstreifen mit den zugehörigen Schaltvorrichtungen nebeneinander angebracht werden, wobei dann jeweils die letzten Ausgangsklemmen einer Schaltvorrichtung eine Entladungsröhre steuern, auf eine Weise wie in Fig. 3 dargestellt.. Die von dieser Röhre abgegebenen negativen Impulse werden wieder in bekannter Weise in eine stufenförmige Spannung überführt, die als Steuerung für die zum nächsten Dezimalstreifen gehörige Schaltvorrichtung dient.
Gewünschtenfalls kann eine noch grössere Anzahl Ziffern pro Streifen sichtbar gemacht werden. Dazu braucht nur n der Schaltvorrichtung vergrössert zu werden, müssen die Spannungen Eb und Es gesteigert und muss der Streifen 34 verlängert werden. Dabei muss immer gelten, dass, wenn a Ziffern pro Streifen sichtbar gemacht werden müssen, die Zahl der Ausgangsklemmen n = 2a betragen muss.
Wird für die Spannung Es immer eine sich als Funktion der Zeit ändernde Spannung benutzt, so ist die Anwendung einer Schaltvorrichtung nach Fig. 5 möglich.
In dieser Figur sind n differentiierende Netzwerke mit den Verbindungspunkten 10 verbunden, die je aus einem Kondensator 5 und einem Widerstand 6 bestehen, so dass die als Funktion der Zeit längs der Punkte 10 laufende Spannung mit einer Gestalt gemäss der Linie 11 durch die differentiierende Wirkung der Netzwerke differentiiert wird, so dass eine impulsförmige Spannung entsteht, die sich als Funktion der Zeit längs der Anzapfungen 121 - 12n bewegt. Das eine und andere ist in Fig. 6 dargestellt, in der die Linien 13k ,'13k und13k-1 die Impulsspannungen an den Punkten xk+l'xk-und xk-l in den Zeitpunkten tk+1'tk und tk-l darstellen.
Bei dieser Ausführungsform erfüllen die Anzapfungen 121 - 12n die Funktion von Ausgangsklemmen.
Bemerkt wird, dass der Punkt xk dem Punkt 12k von Fig. 5 entspricht und dass die (waagrechte) Linie 28 von Fig. 6 das Potential des Leiters 7 von Fig. 1 darstellt. Auch hier ist es einleuchtend, dass die impulsförmige Spannung 13 als Funktion der Zeit vom Punkt x = 0 zum Punkt x = 1 läuft.
Mit Hilfe der obenerwähnten Schaltvorrichtung können daher mit den Ausgangsklemmen 12.''12- verbundenen Leitern nacheinander Schaltimpulse zugeführt werden, so dass diese Schaltvorrichtung als ein Schalter betrachtet werden kann, der schnell einen bestimmten Leiter an eine Spannungsquelle anschalten
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und darauf von dieser Quelle wieder abschalten kann.
Wenn der Leiter 7 an Erde gelegt ist, befinden sich die Klemmen 121 - 12n während des grössten Teiles der Zeit nahezu auf Erdpotential. Nur im Augenblick, in dem die impulsförmige Spannung 13 durch den betreffenden Punkt hindurchgeht, wird dem mit diesem Punkt verbundenen Leiter eine impulsförmige Spannung zugeführt.
In dem hier beschriebenen Beispiel ist die von der Spannungsquelle 8 gelieferte Spannung Es vorzugsweise sägezahnförmig, u. zw. ist sie am Anfang jeder Periode etwa gleich 0 Volt und erhält am Ende dieser Periode ihren Höchstspitzenwert von Eb Volt, so dass ein negativer Impuls 13 entsteht. Wäre dagegen die Spannung Es am Anfang einer Periode maximal und am Ende einer Periode minimal, so entsteht ein positiver Impuls 13, so dass die Spannungen an den Klemmen 121 - 12n während ihrer Einschaltzeit beliebig einen positiven oder negativen Charakter erhalten können.
Auch ist es möglich, die Spannung Es nicht sägezahnförmig, sondern mit einem stufenförmigen Charakter zu wählen. In diesem Falle werden die Spannungen an den Punkten 101 - 10n jeweils während einer durch die Dauer zwischen zwei Stufen bedingten Zeit auf dem Potential des Leiters 7 gehalten. Das Differentiieren einer solchen Spannung mittels der differentiierenden Netzwerke ergibt in einem bestimmten Augenblick in einem Punkte 12 zwei gleichgerichtete Impulse, von denen der erste im Augenblick auftritt, wenn der zugehörige Punkt 10 auf das Potential des Leiters 7 gebracht wird, und der zweite im Augenblick auftritt, wenn das Potential des betreffenden Punktes 10 sich wieder von dem des Leiters 7 entfernt.
Durch den Einfluss der spannungsabhängigen Widerstände 4 sind die Spannungssprünge an den übrigen Punkten 10 nur gering, so dass die differentiierten Impulse an den zu diesen Verbindungspunkten gehörigen Klemmen 12 nur eine sehr kleine Amplitude haben. In Abhängigkeit von der Gestalt der Spannung Es können wieder negative oder positive Impulse erzielt werden. Es ist einleuchtend, dass im Falle von Fig. 1 zwei negative Impulse erzielt werden.
Eine erste Anwendungsmöglichkeit einer Schaltvorrichtung nach Fig. 5 ist in Fig.. 7 dargestellt. In dieser Figur ist ein aus mehreren senkrechten Leitern bu-bon und mehreren waagrechten Leit. ern a1 - an bestehendes Matrixsystem 14 dargestellt, wobei die Leiter al-an an die Klemmen 121 - 12n einer Schaltvorrichtung nach Fig. 5 angeschlossen sind.
Ein solches Matrixsystem kann z. B. als Wiedergabepaneel ausgebildet sein, wobei zwischen den Leitern b und den Leitern a ein Material angebracht ist, das unter der Einwirkung angelegter Spannungen aufleuchtet oder erlöschen kann.
Aufleuchtendes Material, sogenanntes elektrolumineszierendes Material, kann aus einer Zinksulfid-
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(1000Material, wurde im Artikel von G. Destriau und H. F. Irvey in der Zeitschrift PIRE 1955, Seiten 1911-1958, beschrieben.
Mittels der Vorrichtung 15 wird das Videosignal im Rhythmus der Zeilenfrequenz den Leitern b1 - bN zugeführt, so dass jeweils während einer Zeilenzeit einer der Leiter a1 - an auf Erdpotential oder darunter gebracht werden muss, um zu sorgen, dass die Elemente der zu diesem Leiter gehörigen Zeile aufleuchten.
Wird z. B. angenommen, dass im Zeitpunkt tk die von der Quelle 16 zugeführte Video-Information Vd während einer Zeilenzeit der Zeile im Bild entspricht, die durch die Lage des Leiters ak bedingt wird, so muss während einer Zeilenzeit dieser Leiter ak auf Erdpotential oder darunter gebracht werden und gleichzeitig müssen die Leiter al-ak¯, und al",-an ein positives Potential gegen Erde haben. Dazu ist der Leiter 7 der Schaltvorrichtung nach Fig. 5 mit Hilfe einer Gleichspannungsquelle 17 auf eine positive Spannung von EV Volt gegen Erde gebracht. Dies ist in Fig. 6 veranschaulicht, in der die Linie 27 Erdpotential und die Linie 28 das Potential des Leiters 7 für den in Fig. 7 dargestellten Fall wiedergibt.
Dadurch, dass für die Spannung Eb, für die Spannung E und für den Spitzenwert der Spannung Es geeignete Werte gewählt werden, kann bewirkt werden, dass der Leiter ak gerade während einer Zeilenzeit auf Erdpotential oder darunter gehalten werden kann. Dies kann erreicht werden, wenn die Laufzeit
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Die Zeit, in der der Impuls 13 die Abstände xi-kg und x-Xg durchläuft, sind die Zeiten, in denen auch die Video-Information unterdrückt wird (sogenannte Zeilenunterdrückungszeit), so dass während dieser Zeit die an den Leitern a auftretenden Spannungen unwesentlich sind. Auch die am Ende jeder Bildperiode auftretenden Potentialsprünge infolge der Rückschlagzeit der sägezahnförmigen Spannung Es'
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haben keinen Einfluss auf die Steuerung, da di.eRückschlagzeit der im Videosignal auftretenden Bildunterdrückungszeit entspricht.
Im vorhergehenden wurde stets vorausgesetzt, dass mit einem nichtinterlinierten Videosignal gearbeitet wurde. Im entgegengesetzten Falle müssen die Leiter a1 - an in eine erste Gruppe ungerader Lei- ter al, an, a,-..., welche mit einer ersten Schaltvorrichtung nach Fig. 5 verbunden sind, und eine zweite Gruppe gerader Leiter an, a a,.... aufgeteilt werden, welche mit einer zweiten Schaltvor- richtung nach Fig. 5 verbunden sind, alles auf entsprechende Weise wie es in Fig. 7 für einen nichtinterlinierten Fall dargestellt ist.
Es ist einleuchtend, dass dann die Frequenz der sägezahnförmigen Steuerspannung Es zweimal so hoch wie die Bildfrequenz und gleich der Rasterfrequenz sein muss, bei der die sägezahnförmige Steuerspannung während der ersten, dem ungeraden Raster entsprechenden Periode der ersten Schaltvorrichtung und während der zweiten, dem geraden Raster entsprechenden Periode der zweiten Schaltvorrichtung zugeführt wird. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass die sägezahnförmige Steuerspannung, welche eine Frequenz gleich der Rasterfrequenz hat, zwei Torröhren zugeführt wird, die mit der ersten bzw. der zweiten Schaltvorrichtung verbunden sind. Die erste Torröhre wird dann während des Auftretens des ungeraden Rasters und die zweite Torröhre während des Auftretens des geraden Rasters geöffnet.
Ist eine Torröhre geschlossen, so ist ihre Ausgangsspannung konstant, so dass die differentiierenden Netzwerke der zugehörigen Schaltvorrichtung keine Impulse abgeben.
Wenn ein nach dem 625-Zeilensystem aufgebautes, nichtinterliniertes Fernsehsignal mit Hilfe eines Matrixsystems 14 wiedergegeben werden muss, müssen etwa 625 Leiter a vorhanden sein, so dass die Schaltvorrichtung zum Steuern dieser Leiter a 625 Impedanzen enthalten muss. Wird dagegen ein nach demselben System aufgebautes interliniertes Fernsehsignal empfangen, so müssen die beiden Schaltvorrichtungen, welche die ungeraden und die geraden Leiter steuern müssen, etwa 313 Impedanzen enthalten.
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terial hergestellt sein muss, wobei dann an verschiedenen PunktenAnzapfungen vorgesehen werden können, um die gleichfalls in einer Schicht angebrachten Widerstände 31 - 3n an diese Anzapfungen anzuschlie- ssen.
Dies ist z. B. möglich, indem auf einer dünnen, galvanisch isolierenden Schicht auf einer Seite durch einen Aufdampf- oder Siebvorgang eine kontinuierlich verlaufende Kohleverbindung und auf der andern Seite auf diskreten, voneinander getrennten Streifen gleichfalls eine Kohleverbindung angebracht wird.
Durch das Anbringen von Verbindungen durch die Isolierschicht hindurch zwischen der die Widerstän-
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schicht angebracht, durch die hindurch gleichfalls in diskreten Punkten Drähte geführt werden, um die Verbindung zwischen den Elementen 31 - 3n und den auf der zweiten Isolierschicht anzubringenden Elementen 4, 5 und 6 herzustellen. Die Formierung der zuletztgenannten Elementen kann dadurch zustande kommen, dass die Oberfläche der isolierenden zweiten Schicht in der Längsrichtung in zwei Streifen ge-
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schaft, dass deren Impedanz bei Zunahme des Absolutwertes der angelegten Spannung abnimmt. Auf diese Weise entstehen die Elemente 4. Auf dem andern Streifen werden zunächst mit Hilfe eines Druckvorgangs die Kondensatoren 5 und darauf, gleichfalls durch einen Aufdampf- oder Siebvorgang, die. Widerstände 6 angebracht.
Für letzteres kann gleichfalls eine Kohleverbindung benutzt werden. Bei diesem Aufbau liegen die Elemente 4,5 und 6 nebeneinander auf der zweiten Isolierschicht. Das Ganze wird abgedeckt,
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Kontakte 121 - 12n nach aussen zu führen, und anderseits-muss darauf, mittels eines Druckvorgangs, eine dünne Elektrode 7 angebracht werden, welche durch die Abdeckung hindurch mit den Elementen 4 und 6 durchverbunden werden muss.
Das ganze Schichtensystem kann dann auf einem festen Untergrund, z. B. einer Glasplatte, angebracht werden, welche vorzugsweise an der Seite der Widerstandsschicht 11 - 1n+1 befestigt werden kann.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung 15, welche das Fernsehsignal im Rhythmus der Zeilenfrequenz der Gruppe von Leitern b zuführt, ist wie folgt.
Das Videosignal Vd wird mittels der Spannungsquelle 16 der Verzögerungsleitung 18 zugeführt, welche eine Verzögerungszeit aufweist, die einer Zeilenzeit des zu empfangenden Fernsehsignals entspricht.
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Der Verzögerungskreis 18 ist mittels seiner charakteristischen Impedanz Zl abgeschlossen. Wenn nach einer Zeilenzeit das Videosignal Vd sich auf die richtige Weise längs des Verzögerungskreises 18 verteilt hat, so wird der Vorrichtung 15 von der Spannungsquelle 19 eine impulsförmige Spannung V 2 in solcher Weise zugeführt, dass die Information von der Übertragungsleitung 18 auf eine Steuersehicht übertragen wird, welche mit den Leitern b verbunden ist und der mittels der Spannungsquelle 26 eine Wechselspan- nung V-zugeführt wird. Auf diese Weise kann die Video-Information in einem auf die Leiter b übertragen werden, worauf die Spannungsquelle 16 die Video-Information bezüglich der nächsten Zeile der Verzögerungsleitung 18 zuführen kann.
Da die mit den Leitern b verbundene Steuerschicht etwa 64usec lang, d. h. während einer Zeilenzeit, als Gedächtniselement wirkt, muss auch der betreffende Leiter a während dieser Zeit auf oder unter Erdpotential gehalten werden, was auf die obenbeschriebene Weise verwirklicht wird.
Es ist einleuchtend, dass der Spannungsabfall an jedem der Widerstände 11 - 1 1 von hinreichender Grösse sein muss, um die Schaltvorrichtung nach der Erfindung ordnungsgemäss wirken zu lassen. Bei der obenerwähnten Zahl von 625 oder 313 Impedanzen würde der Spannungsabfall pro Widerstand 1 verhält- nismässig klein werden. Um dies zu vermeiden, ist eine weitere Steuermöglichkeit in Fig. 8 dargestellt, in der deutlichkeitshalber die Leiter b weggelassen und nur die Leiter a dargestellt sind. Um eine gute Steuerweise zu ermöglichen, ist es notwendig, jeden Leiter a in einen Leiter a* und einen. Leiter a"zu
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ben einem Leiter a" und beide Leiter erfüllen gemeinsam die gleiche Funktion wie nur ein Leiter a aus Fig. 7.
Dies ist möglich, da es für eine gute Wirkung des zwischen den Leitern der Gruppe b und den Leitern der Gruppe a angebrachten Materials nur notwendig ist, dass eine bestimmte Feldverteilung zustande kommt. Wird nun z. B. zunächst ein Leiter a'auf ein bestimmtes Potential gebracht und der Leiter a" auf einem dem betreffenden Leiter n entsprechenden Potential gehalten, so ist die Feldverteilung an der Kreuzung zwischen den betrachteten Leitern a', a" und b derart, dass das an dieser Kreuzung angebrachte Material noch nicht zum Aufleuchten oder Erlöschen gebracht werden kann. Wird aber auch der Leiter a" auf das Potential des Leiters a'gebracht, so wird die betreffende Kreuzung aktiviert.
Um diese Steuerung zu ermöglichen, sind die Leiter a'1-a'525 in q' gruppen von je r'Leitern aufgeteilt, wobei jeweils r'Leiter einerGruppe miteinander verbunden sind.Im vorliegenden Beispiel sind dazu die Leiter all-a'21 die Leiter a'22 - a'42 usw. miteinander verbunden, und von diesen Verbindungen müssen also insgesamt q'Kontakte 201 - 20., gesteuert werden. Ebenso sind die Leiter a"1-a"525 in a" Gruppen von je r" Leitern, unterteilt. Von diesen Leitern sind dann jeweils die ersten Leiter sämtlicher Gruppen mit-
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Gruppen miteinander verbunden sind. Diese r" Kontakte sind in Fig. 8 mit den Ziffern 211 - 21r" ange- geben. Im vorliegenden Beispiel ist also q"= q'= q = 25 und r" = r' = r = 21.
Wäre das wiederzugebende Femsehsignal nach einem andern Zeilensystem aufgebaut, z. B. aus m Zeilen, so gilt das Obenbeschriebene ungeändert, wenn die m Zeilen in q Gruppen von je r Leitern aufgeteilt werden können, wobei dann naturgemäss qr = m ist. Für das vorliegende Verfahren werden diese Leiter dann wieder verdoppelt, so dass 2qr Leiter vorhanden sind, welche in q* Gruppen von je r'Leitern und q"Gruppen von je r" Leitern geteilt werden.
Die Steuerung der nach Fig. 8 geteilten Leiter kann wie folgt stattfinden. Die Kontakte 201-20 werden an eine erste Schaltvorrichtung 22 angeschlossen, welche derjenigen nach Fig. 7 ähnlich ist, aber jetzt nur 25 Impedanzen enthält (n = q* = 25). Die Kontakte 211 - 21r" werden mit einer zweiten Schaltvorrichtung 23 verbunden, welche gleichfalls derjenigen nach Fig. 7 ähnlich ist, aber nur 21 Ausgangsklemmen enthält (n = r"= 21).
Um die Leiter a jeweils mit den richtigen Potentialen zu versehen, ist es notwendig, dass jeder Kontakt 20 während einer bestimmten Zeitdauer auf einem bestimmten Potential gehalten wird und dass in derselben Zeitdaner den Kontakten 211 -21r., Impulse zugeführt werden, so dass nacheinander sämtliche Leiter der ersten Gruppe auf die gewünschte Weise geschaltet werden. Darauf muss der Kontakt 202 auf einem nahezu konstanten Potential gehalten werden, worauf aufs neue die Kontakte 211 - 21r" abwechselnd eine Impulsspannung zugeführt bekommen, so dass dann die Leiter der zweiten Gruppe geschaltet werden.
So weitergehend kommen sämtliche Gruppen an die Reihe und es ist einleuchtend, dass, um dies zu erreichen, die Frequenz der sägezahnförmigen Spannung E"s höher sein muss als die der sägezahnförmigen Spannung E* wobei die Spannung E* der Vorrichtung 22 und die Span-.
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Switching device
The invention relates to a switching device with a DC voltage source, which is provided with n taps, to which n, preferably identical, impedances consisting of the series connection of an ohmic resistor and a non-linear element are connected Taps facing away from the ends of the impedances are connected to a common conductor, and a further voltage source with a variable output voltage is located between this conductor and an enue of the direct voltage source.
Such a switching device can be viewed as an electrical switch in which different output voltages can be switched very quickly to a large number of different output terminals. The successive switching on of the various output terminals can be done much faster than with normal mechanical switches.
The switching device mentioned can be used in all cases in which switching is to be carried out faster than is possible with a normal switch.
In a known switching device of this type, only one diode is selected for the non-linear element. This switching device has the disadvantage that, although the variable voltage supplied by the last-mentioned voltage source increases, this voltage can be switched to the output terminals, but can no longer be switched off from them during the same cycle.
This disadvantage is sought to be remedied in that an output voltage is not drawn directly from an electrode of the diode mentioned, but rather via a so-called limiting diode which receives a bias voltage from the relevant tap of the first-mentioned DC voltage source.
According to the invention, if the switching device is characterized in that each nonlinear element is an element whose impedance decreases as the absolute value of the applied voltage increases, the circuit can be improved and the application range can be considerably expanded.
It is also possible to assemble the mentioned DC voltage source from an actual DC voltage source and a series connection of n + 1, preferably identical, resistors lying parallel to it, the n taps being formed by the connection points between the n + 1 resistors, and a further characteristic of the switching device is that the element, the impedance of which decreases as the absolute value of the applied voltage increases, is designed as a voltage-dependent resistor (so-called VDR resistor).
In a further embodiment, the interconnected terminals of the two voltage sources are to be regarded as corresponding terminals with regard to the sign of the voltages supplied, the variable voltage to be supplied by the last-mentioned voltage source being a voltage that changes as a function of time, and where the characteristic consists in this that a differentiating network is connected in parallel to each nonlinear element.
A possible embodiment of a switching device according to the invention and possible applications of the same are described in more detail with reference to the drawings, for example.
In Fig. 1, the switching device according to the invention is shown. Fig. 2 serves to illustrate the operation of the switching device. 3 and 4 show some possible applications of a switching device according to FIG. 1. Fig. 5 shows another embodiment of a switching device
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device according to FIG. 1. FIG. 6 shows curves which, in connection with the curve according to FIG. 2, illustrate the mode of operation of the switching device according to FIG. In FIG. 7 a first, in FIG. 8 a second and in FIG. 9 a third possible application of a switching device according to FIG. 5 is illustrated.
In FIG. 1, the resistors 11-1n + 1 are in series and are connected to an actual DC voltage source 2, which supplies a voltage of Eb volts. The series connection of resistors and the source 2 together form a DC voltage source with n connection or tapping points between the resistors 11-1. If n does not have to be too large, it is sufficient to use a DC voltage source with n taps.
With the n connection points between the resistors 11-lut1 n impedances are connected, consisting of the ohmic resistors 31-3n and the elements 41-4 .. attached according to the invention. Preferably, both the same resistors 31-3n and the same elements 41-4n are used used. The impedance value of each of the n impedances must be high compared to the resistance value of a resistor 1, so that the current through the n impedances is negligibly small compared to that through the resistors 11-1n + 1.
Furthermore, a voltage source 8, which supplies a variable voltage Es, is located between the positive terminal of the voltage source 2 and the common conductor 7. In the example chosen, the sign of the voltage source 8 is such that the negative terminal is connected to the common conductor 7 and the positive terminal is connected to the positive terminal of the voltage source 2.
If the voltage Es is changed between 0 volts and Eb volts, then during this change the n taps between the resistors l -, - l alternately have earth potential, as shown in FIG. 2a.
If it is assumed that at a certain point in time tn the voltage Es equals Eb volts, i.e. H. is equal to the DC voltage supplied by the voltage source 2, the end of the resistor 1n + 1 facing away from the resistor In has just the same potential as the conductor 7. This is indicated in Fig. 2a by the line 9n + 1, which runs the potential at represents the resistances L-1 as a function of the distance x at the time tn and where the mentioned end of the resistor In + corresponds to the point x = 1 and the connection point of the two voltage sources corresponds to the point x: 0.
If the resistors l- -1 + l have the same resistance values, the voltage drops across these resistors are also the same.
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give success, u. between one can choose a voltage for Es that changes continuously over time.
In this case, the potential distribution according to the line 91 occurs at the time to, which corresponds to the beginning of a period of the voltage Es, and that according to the line z occurs at the time tn, which corresponds to the end of a period of the voltage Es. However, it is also possible to let the voltage Es quickly increase to a certain value and then maintain this value. At the moment the line 9n appears, z. B. the tap between the resistors In and 1 zero just assumed the same potential as the conductor 7. Likewise, at the moment the line 9k appears, the tap between the resistors 1k + 1 and 1k has assumed the same potential as the conductor 7.
As has already been explained above, it is therefore possible, if at least the current through each series connection of 3 and 4 is small compared to the current flowing through the series connection of the resistors 11-1n + 1, to ensure that the mentioned taps one after the other the same potential as the conductor 7 received.
The elements 41-4n attached according to the invention can now be designed as so-called voltage-dependent resistors (VDR), the non-linear current-voltage characteristic curve of which is such that when the absolute value of the voltage applied to an element 4 increases The current flowing through this element increases to a greater extent than its voltage. In other words, as the voltage value increases, the resistance value of an element 4 decreases. This decrease in resistance is independent of the sign of the voltage developed across such an element 4.
The value of such a VDR resistor is determined by the formula E = C.Iss, where: E is the voltage applied to the resistor in volts, I is the current through this resistor in amperes, C is the voltage across the resistor if the current flowing through it is 1 A would be, and B is the power exponent. The smaller ss, the more the resistance decreases as the applied voltage increases.
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A good result is achieved with the following dimensioning: ss = 0, 20; C = 100; R1 = 100 n (that is the resistance of each series resistor 11 - 1n + 1) and R3 = 106 Q (that is the resistance of each resistor 31 ¯ 3n)
The same result can be achieved if two biased diodes are used in place of V.D.R. resistors. For this purpose, an anode and a cathode of two diodes each are connected to one another and to the relevant resistor 3. The remaining cathode is connected to the positive terminal and the remaining anode to the negative terminal of an additionally attached DC voltage source. The center tap of this additional source is connected to conductor 7.
Looking at line 9ka 50 shown in FIG. 2a, to the left of point xk, the diodes whose anodes are connected to resistors 3 only become live when the applied voltage exceeds the bias voltage brought about by the additional source.
To the right of point xk, the diodes, the cathodes of which are connected to the resistors 3, only become live when the voltage applied here also exceeds the bias voltage.
It makes sense. that, if desired, not the center tap but another tap of the additional voltage source can be connected to the conductor 7. In this case, the onset of the current conduction of the diodes is different for positive and negative applied voltages.
The voltage curve at the connection points 101-10n can be reproduced with the aid of FIGS. 2a and 2b.
If, for example, it is assumed that at time tk the voltage Es has assumed such a value that the tap between the resistors 1k and 1k + 1 receives the same potential as the conductor 7, the voltage across the element is equal to 0 volts, the voltage drop across the elements 4 lying to the right of element 4k being negative and that across elements 4 lying to the left of element 4k being positive with respect to conductor 7.
Since, as indicated by the line 9k, the voltage drop across the series connections of the elements 3 and 4 lying to the right and left of the point xk increases linearly as a function of the position, the voltage drop across the elements 4 lying to the right and left of the point xk also increases as Function of x.
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the potentials of the taps between the resistors 11-1n + 1 successively assume the same potential as the conductor 7. This also applies to the potentials at points 101-10n'u. between first point 101 'then point 102, etc., assumes the potential of 7. Consequently, the voltage curve at points 101-10n at time tkl can be seen through the line. 11k + 1 'at time tk-1 by the line Ilk-1, etc. are shown (see Fig. 2b).
By the above-mentioned control by means of a sawtooth-shaped voltage, it is therefore possible to run a line of the shape 11 as a function of time at a constant speed from point 101 to point 10n.
If, on the other hand, any voltage that changes over time is selected for E, then the movement of line 11 is also arbitrary. So z. B. for Es a stepped voltage can be selected. Line 11 will then be moved in stages.
If it is not a voltage that changes as a function of time, a specific value can always be set so that a specific potential difference exists between two connection points 10.
One and the other can be clarified with the aid of FIG. 3, in which the switching device according to FIG. 1 is used, for example, to control three discharge tubes 30, 31 and 32. (In this example n is chosen to be 6, so that 1/2. N = 3 tubes can be controlled).
In this figure, two successive connection points between ohmic and voltage-dependent resistors are connected to the cathode and the control grid of a discharge tube. These connection points, numbered 101-106, are to be regarded as the output terminals of the switching device.
Assume that Es = 1/2. Eb, the center of the resistor 14 is at the potential of the conductor 7. This center corresponds to the point xk from FIG. 2b, so that the potential distribution corresponds to the curve 11k. It follows that the control grid of the tube 31 is negative with respect to the cathode, while there is almost no potential difference between the same electrodes of the tubes 30 and 32.
The setting of the tubes 30, 31 and 32 is such that at the mentioned value of Es the tubes 30 and 32 are current-carrying and the tube 31 is blocked.
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= 1/4. Eb locked.
It is therefore possible to use this switching device to separate information passed on as a function of the amplitude. This can e.g. B. be done in that a number of pulses that have to be counted, first converted into a stepped voltage and then fed to the switching device according to FIG.
A second possible application is illustrated in FIG. 4.
In this figure, two successive output terminals 10 are connected to two conductors 33 which are attached in pairs on and below the strip 34 one below the other. This strip is made of a material that lights up under the action of applied voltages
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Strip 34 does not light up. On the other hand, there is a potential difference between the conductors 331 and 338 ′, but this will not cause the material to light up in connection with the larger distance between these conductors. The same applies to any other than the mentioned conductors, between which there are still potential differences.
The device can be used to count and visualize pulses at the same time.
These are z. B. the parts of the strip 34 between the conductors 33 are provided with a number. So z. B. the part between 331 and 332 the number 1, the one between 333 and 334 the number 2 and the remaining parts the numbers 3 and 4 to light up. The pulses to be counted are converted back into a step curve so that the height of this step curve is decisive for the digit to be lit.
For the example according to FIG. 4, n = 8 is selected and four digits can be made visible.
If you choose n = 20, this is possible for 10 digits. The digits 0-9, 10-19, 20-29 etc. can then be made visible.
If necessary, several of these decimal strips with the associated switching devices can be attached next to one another, in which case the last output terminals of a switching device each control a discharge tube in a manner as shown in FIG. 3. The negative pulses emitted by this tube are again converted in a known manner into a transferred step-shaped voltage, which serves as a control for the switching device belonging to the next decimal strip.
If desired, an even larger number of digits can be made visible per strip. For this purpose, only n of the switching device needs to be increased, the voltages Eb and Es need to be increased and the strip 34 needs to be lengthened. It must always be the case that if a digits per strip have to be made visible, the number of output terminals must be n = 2a.
If a voltage which changes as a function of time is always used for the voltage Es, a switching device according to FIG. 5 can be used.
In this figure, n differentiating networks are connected to the connection points 10, each consisting of a capacitor 5 and a resistor 6, so that the voltage running along the points 10 as a function of time with a shape according to the line 11 by the differentiating effect of the Networks is differentiated, so that a pulse-shaped voltage arises which moves as a function of time along the taps 121-12n. One and the other are shown in Fig. 6, in which the lines 13k, 13k and 13k-1 represent the pulse voltages at the points xk + l'xk- and xk-l at the times tk + 1'tk and tk-l .
In this embodiment, the taps 121-12n perform the function of output terminals.
It is noted that the point xk corresponds to the point 12k of FIG. 5 and that the (horizontal) line 28 of FIG. 6 represents the potential of the conductor 7 of FIG. 1. Here, too, it is evident that the pulse-shaped voltage 13 runs from point x = 0 to point x = 1 as a function of time.
With the aid of the above-mentioned switching device, switching pulses can therefore be supplied one after the other to conductors connected to the output terminals 12. '' 12- so that this switching device can be viewed as a switch that quickly connects a specific conductor to a voltage source
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and then switch off from this source again.
When conductor 7 is connected to earth, terminals 121-12n are almost at earth potential most of the time. Only at the moment when the pulse-shaped voltage 13 passes through the point in question, a pulse-shaped voltage is applied to the conductor connected to this point.
In the example described here, the voltage Es supplied by the voltage source 8 is preferably sawtooth-shaped, u. it is approximately equal to 0 volts at the beginning of each period and receives its maximum peak value of Eb volts at the end of this period, so that a negative pulse 13 arises. If, on the other hand, the voltage Es were maximal at the beginning of a period and minimal at the end of a period, then a positive pulse 13 arises, so that the voltages at terminals 121-12n can have any positive or negative character during their switch-on time.
It is also possible to choose the voltage Es not in a sawtooth shape, but with a stepped character. In this case, the voltages at points 101-10n are each held at the potential of conductor 7 for a time determined by the duration between two stages. Differentiating such a voltage by means of the differentiating networks results in two rectified pulses at a given moment at a point 12, the first of which occurs at the moment when the associated point 10 is brought to the potential of the conductor 7, and the second occurs at the moment when the potential of the point 10 in question moves away from that of the conductor 7 again.
Due to the influence of the voltage-dependent resistors 4, the voltage jumps at the other points 10 are only small, so that the differentiated pulses at the terminals 12 belonging to these connection points have only a very small amplitude. Depending on the shape of the voltage, negative or positive pulses can again be achieved. It is evident that in the case of Fig. 1 two negative pulses are obtained.
A first possible application of a switching device according to FIG. 5 is shown in FIG. In this figure one of several vertical ladders is bu-bon and several horizontal ladders. ern a1 - an existing matrix system 14, the conductors al-an being connected to the terminals 121-12n of a switching device according to FIG.
Such a matrix system can e.g. B. be designed as a display panel, with a material is attached between the conductors b and the conductors a, which lights up or can go out under the action of applied voltages.
Luminous material, so-called electroluminescent material, can be made from a zinc sulfide
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(1000Material, described in the article by G. Destriau and H. F. Irvey in the journal PIRE 1955, pages 1911-1958.
By means of the device 15, the video signal is fed to the conductors b1 - bN at the rhythm of the line frequency, so that one of the conductors a1 - an must be brought to ground potential or below during each line time in order to ensure that the elements of this conductor belong Line light up.
Is z. If, for example, it is assumed that at time tk the video information Vd supplied by source 16 corresponds to the line in the picture during a line time, which is caused by the position of conductor ak, this conductor ak must be brought to ground potential or below during one line time and at the same time the conductors al-ak¯, and al ", - to have a positive potential to earth. For this purpose, the conductor 7 of the switching device according to FIG. 5 is brought to a positive voltage of EV volts to earth with the aid of a direct voltage source 17 This is illustrated in FIG. 6, in which the line 27 shows the earth potential and the line 28 shows the potential of the conductor 7 for the case shown in FIG.
The fact that suitable values are selected for the voltage Eb, for the voltage E and for the peak value of the voltage Es can have the effect that the conductor ak can be kept at ground potential or below just during a line time. This can be achieved when the term
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The time in which the pulse 13 traverses the distances xi-kg and x-Xg are the times in which the video information is also suppressed (so-called line suppression time), so that during this time the voltages occurring on the conductors a are insignificant are. The potential jumps occurring at the end of each image period due to the kickback time of the sawtooth-shaped voltage Es'
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have no influence on the control, since the setback time corresponds to the image suppression time occurring in the video signal.
In the preceding it was always assumed that a non-interlined video signal was used. In the opposite case, the conductors a1 - an must be divided into a first group of odd conductors al, an, a, -..., which are connected to a first switching device according to FIG. 5, and a second group of even conductors an, aa, .... which are connected to a second switching device according to FIG. 5, all in a corresponding manner as shown in FIG. 7 for a non-interlined case.
It is obvious that the frequency of the sawtooth-shaped control voltage Es must then be twice as high as the image frequency and equal to the grid frequency at which the sawtooth-shaped control voltage must be used during the first period of the first switching device, corresponding to the odd grid, and during the second, the even grid corresponding period of the second switching device is supplied. This can e.g. B. can be achieved in that the sawtooth-shaped control voltage, which has a frequency equal to the grid frequency, is fed to two gate tubes which are connected to the first and the second switching device. The first goal tube is then opened during the occurrence of the odd grid and the second goal tube is opened during the occurrence of the even grid.
If a gate tube is closed, its output voltage is constant, so that the differentiating networks of the associated switching device do not emit any pulses.
If a non-interlined television signal constructed according to the 625 line system has to be reproduced with the aid of a matrix system 14, about 625 conductors a must be present, so that the switching device for controlling these conductors a must contain 625 impedances. If, on the other hand, an interlinked television signal constructed according to the same system is received, the two switching devices which have to control the odd and even conductors must contain approximately 313 impedances.
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material must be produced, in which case taps can then be provided at various points in order to connect the resistors 31-3n, which are likewise attached in a layer, to these taps.
This is e.g. B. possible by applying a continuously running carbon compound on a thin, galvanically insulating layer on one side by a vapor deposition or sieving process and a carbon compound on the other side on discrete, separate strips.
By making connections through the insulating layer between which the resistors
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Layer attached, through which wires are also passed in discrete points in order to establish the connection between the elements 31-3n and the elements 4, 5 and 6 to be applied to the second insulating layer. The formation of the last-mentioned elements can come about by dividing the surface of the insulating second layer into two strips in the longitudinal direction.
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that their impedance decreases as the absolute value of the applied voltage increases. In this way, the elements 4 are created. On the other strip, the capacitors 5 are first printed with the aid of a printing process and then, likewise by means of a vapor deposition or screening process, the. Resistors 6 attached.
A carbon compound can also be used for the latter. In this structure, the elements 4, 5 and 6 lie next to one another on the second insulating layer. The whole thing is covered
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To lead contacts 121 - 12n to the outside, and on the other hand, a thin electrode 7 must be applied thereon by means of a printing process, which must be connected through the cover with the elements 4 and 6.
The entire layer system can then be placed on a solid surface, e.g. B. a glass plate, which can preferably be attached to the side of the resistance layer 11-1n + 1.
The operation of the device 15, which feeds the television signal in the rhythm of the line frequency to the group of conductors b, is as follows.
The video signal Vd is fed by means of the voltage source 16 to the delay line 18, which has a delay time which corresponds to a line time of the television signal to be received.
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The delay circuit 18 is completed by means of its characteristic impedance Zl. When, after a line time, the video signal Vd has been distributed in the correct manner along the delay circuit 18, the device 15 is supplied with a pulse-shaped voltage V 2 from the voltage source 19 in such a way that the information is transmitted from the transmission line 18 to a control layer which is connected to the conductors b and to which an alternating voltage V- is supplied by means of the voltage source 26. In this way, the video information can be transmitted to the conductor b in one go, whereupon the voltage source 16 can feed the video information relating to the next row to the delay line 18.
Since the control layer connected to conductors b is about 64usecs long, i.e. H. during a line time, acts as a memory element, the relevant conductor a must also be kept at or below ground potential during this time, which is achieved in the manner described above.
It is evident that the voltage drop across each of the resistors 11-1 1 must be of a sufficient size in order for the switching device according to the invention to work properly. With the above-mentioned number of 625 or 313 impedances, the voltage drop per resistor 1 would be relatively small. In order to avoid this, a further control option is shown in FIG. 8, in which the conductors b are omitted for the sake of clarity and only the conductors a are shown. To enable a good control mode it is necessary to divide each conductor a into one conductor a * and one. Head a "to
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ben one conductor a ″ and both conductors jointly fulfill the same function as only one conductor a from FIG. 7.
This is possible because, for the material attached between the conductors of group b and the conductors of group a to work well, it is only necessary that a certain field distribution occurs. If now z. B. first brought a conductor a 'to a certain potential and the conductor a "held at a potential corresponding to the relevant conductor n, the field distribution at the intersection between the conductors a', a" and b under consideration is such that the an Material attached to this intersection cannot yet be made to light up or go out. If, however, the conductor a ″ is also brought to the potential of the conductor a ′, the relevant crossing is activated.
In order to enable this control, the conductors a'1-a'525 are divided into q 'groups of r' conductors each, with r 'conductors of a group being connected to one another. In this example, the conductors all-a'21 are the Conductors a'22 - a'42 etc. are connected to one another, and from these connections a total of q 'contacts 201 - 20 must be controlled. Likewise, the conductors a "1-a" 525 are divided into a "groups of r" conductors each. From these leaders, the first leaders of all groups are then
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Groups are connected to each other. These r "contacts are indicated in FIG. 8 with the numbers 211-21r". In the present example, q "= q '= q = 25 and r" = r' = r = 21.
If the television signal to be reproduced were structured according to a different line system, e.g. B. from m lines, the above-described applies unchanged if the m lines can be divided into q groups of r conductors each, in which case qr = m. For the present method, these conductors are then doubled again so that 2qr conductors are present, which are divided into q * groups of r 'conductors each and q "groups of r" conductors each.
The control of the ladder divided according to FIG. 8 can take place as follows. The contacts 201-20 are connected to a first switching device 22, which is similar to that of FIG. 7, but now contains only 25 impedances (n = q * = 25). The contacts 211-21r "are connected to a second switching device 23, which is also similar to that according to FIG. 7, but contains only 21 output terminals (n = r" = 21).
In order to provide the conductors a with the correct potentials, it is necessary that each contact 20 is kept at a certain potential for a certain period of time and that in the same time thereafter the contacts 211-21r., Pulses are supplied so that one after the other Heads of the first group can be switched in the desired manner. The contact 202 then has to be kept at an almost constant potential, whereupon the contacts 211-21r "are alternately supplied with a pulse voltage, so that the conductors of the second group are then switched.
Going on in this way, it is a turn of all groups and it is evident that, in order to achieve this, the frequency of the sawtooth-shaped voltage E "s must be higher than that of the sawtooth-shaped voltage E *, the voltage E * of the device 22 and the cutting .
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